羧甲基高直链淀粉递送体系特性及其应用研究

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高直链淀粉具有直链淀粉含量高和链长长的优势,可通过非共价键与疏水性客体分子结合形成络合物,具有递送活性分子的潜力。然而,高直链淀粉具有较差的水溶性和苛刻的糊化条件,这严重限制了其应用。本文通过对高直链玉米淀粉进行化学改性,制备具有p H响应性的载体。在此基础上,以具有强抗氧化性但结构不稳定的虾青素(ASTA)作为目标递送分子,分别通过包埋法和乳液法构建虾青素稳态化体系,提高其溶解性和氧化稳定性,从而扩大其应用范围。采用氯乙酸作为醚化剂,对高直链玉米淀粉进行醚化改性,制备不同取代度(DS)的羧甲基高直链淀粉(CMSHA)。以膨胀度、透光率和Zeta电位实验证明CMSHA具有优异的p H响应性。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对CMSHA的化学结构和微观特征进行表征。在此基础上,以CMSHA为载体,采用共沉淀法包载ASTA,优选出包封能力最强的载体DS-0.34,该包合物中ASTA的含量和包封率分别为1.30 mg/g和32.11%。将酶解脱支和分级醇沉相结合,探究聚合度对包封率的影响,优选出具有最大包封率的片段CMS-30,此时包合物中ASTA含量和包封率分别为1.62 mg/g和39.88%。采用FT-IR、XRD、核磁氢谱(~1H NMR)、二维核磁(NOESY)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和SEM等技术,对包合物和物理混合物的结构性质、热力学性质和颗粒形貌进行分析。FT-IR和XRD结果证明CMSHA和ASTA发生包结络合反应,生成V型结晶结构。~1H NMR和NOESY结果表明ASTA的六元环部分被包裹在CMSHA空腔之中,且ASTA既存在于CMSHA的螺旋空腔之中,又存在于螺距之间。TGA和DSC结果表明包合物具有更好的热稳定性。体外模拟消化试验和激光共聚焦显微镜(CLSM)结果表明,包合物在模拟胃环境中对ASTA具有保护作用,并且由于CMSHA的p H响应特性,ASTA能够在模拟小肠环境中定向释放。通过流变学特性、乳化指数、热稳定性和贮藏稳定性实验对CMSHA乳液运载体系特性进行探究。在CMSHA乳液体系中,DS-0.34乳液体系的表观粘度最高和乳液稳定性最好。储藏稳定性实验表明CMSHA乳液体系具有更好的储藏稳定性和耐热稳定性。以不同DS的CMSHA作为乳液运载体系,制备虾青素乳液。结果表明30 d储藏期间,CMSHA为分散液构建的虾青素乳液体系均一稳定,未出现明显的油水分离现象,储藏期间ASTA最高保留率可达76.45%,DPPH自由基清除率最大值为64.33%。本研究以具有p H响应性的高直链淀粉载体对虾青素进行包封,实现虾青素的定点释放,并以羧甲基高直链淀粉糊液为稳定剂构建虾青素乳液稳态化体系,提高虾青素的环境稳定性,为高直链淀粉的深加工提供新思路。
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