大豆分离蛋白-姜黄素纳米颗粒制备工艺优化、结构表征和稳定性分析

由于姜黄素水分散性较差且不稳定,因此其在食品工业中的应用受到限制。为了克服这一限制,本研究采用pH驱动方法,以大豆分离蛋白作为包材(SPI),构建大豆分离蛋白-姜黄素纳米颗粒(SPI-Cur),并且以装载率为评价指标,分别对影响大豆分离蛋白-姜黄素纳米颗粒装载率的3大因素(蛋白浓度、姜黄素添加浓度、pH驱动组合)进行单因素实验分析和响应面条件优化,确定了SPI-Cur纳米颗粒的最佳制备工艺是:蛋白质量浓度为50 mg/mL,姜黄素添加质量浓度为0.4mg/mL,pH驱动组合为pH值从13.0调回7.0。通过对最优工艺得到的SPI-Cur纳米颗粒从粒径、ζ电位、PDI分散性指数、外观形貌、傅里叶红外光谱(FTIR)和x射线衍射等方面进行的系统性表征,得出姜黄素被成功地负载到了SPI纳米复合物中,并且是以非晶态形式被捕获在大豆分离蛋白基质中。此外,稳定性分析结果得出SPI可以有效地提高姜黄素的热稳定性和胃肠道稳定性,对姜黄素具有较好的保护效果。本研究为pH驱动方法制备SPI-Cur纳米颗粒提供了最优工艺,也表明了SPI可作为疏水生物活性物质的递送基质。

pH驱动法制备豌豆蛋白-姜黄素纳米颗粒及其结构表征

姜黄素的水溶性较差且不稳定性,阻碍了其广泛应用。以植物蛋白为姜黄素的输送载体,可以有效提高其溶解性和稳定性。采用pH驱动法,利用豌豆蛋白(PPI)实现姜黄素的纳米包封,通过单因素实验考察pH组合、姜黄素质量浓度和豌豆蛋白质量浓度对豌豆蛋白-姜黄素纳米颗粒装载率的影响。以装载效率、负载量为指标,通过响应面法试验优化PPI-Cur纳米颗粒的制备工艺,得到PPI-Cur纳米颗粒的最优制备工艺,即:pH组合为pH 13和pH 8,姜黄素质量浓度为0.455 mg/mL,豌豆蛋白质量浓度为43.64 mg/mL。对最优工艺制备的PPI-Cur纳米颗粒,从粒径、ζ电位、外观形貌、紫外光谱和二级结构进行系统表征,结果显示PPI-Cur纳米颗粒的平均粒径为(254.5±9.0)nm,ζ电位为(-39.7±0.14)mV,PPI-Cur纳米颗粒体系稳定,姜黄素与豌豆蛋白之间存在络合作用,PPI-Cur纳米颗粒的二级结构发生变化,β-折叠由33.6%显著减少至25%(P<0.05),无规卷曲从23%显著增至31%(P<0.05)。研究结果为pH驱动方法制备PPI-Cur纳米复合物提供了最优工艺,也为植物蛋白基输送系统的开发应用提供了参数依据。