乳清分离蛋白凝胶VC释放过程的动力学

本研究以VC作为食品功能性成分模型,利用热诱导使其封装于乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)凝胶内,通过静态释放实验和动力学分析,探讨释放介质pH值、温度、载药量、释放液离子浓度对WPI凝胶中VC释放特性的影响,并建立VC在WPI凝胶中释放过程的动力学模型。实验结果表明,VC在WPI凝胶中累计释放分数的变化与蔗糖的动力学模型不同,不遵循已有的Korsmeyer-Peppas模型X=Kt~n,而遵循本研究建立的修正模型:X=Kt~ne~(-k’t),且相关系数R2在0.95~0.99之间。VC的释放速率,随pH值、温度以及释放液离子浓度的增加不断增大,随载药量的增加而不断减小。研究表明,WPI凝胶具有环境应答性,以其为载体的VC释放过程受环境的pH值、温度、释放液离子浓度等因素影响。因此,通过调节释放体系的pH值、温度、载药量、释放液离子浓度可以达到控制VC释放的目的。     

大蒜素与乳清分离蛋白结合物的体外模拟消化特性

大蒜素，即二烯丙基硫代亚磺酸酯，具有广谱抑菌、抑制肿瘤及抗氧化性等生理活性。大蒜素极不稳定，易降解成各种有机硫化合物，使其活性大大降低。研究显示，大蒜素与乳清分离蛋白形成的二硫键结合物可显著增强大蒜素的稳定性。本文在此基础上对大蒜素提取液及二硫键结合物的体外模拟消化特性进行研究，结果表明，大蒜素与乳清分离蛋白的结合物经模拟胃肠消化后，其含硫化合物组成成分与大蒜素提取液的消化产物相同，说明大蒜素与蛋白结合后不会影响大蒜素活性成分的释放。3-乙烯基-1， 2-二硫环己-4-烯主要在模拟胃消化阶段释放，而二烯丙基二硫醚主要在模拟肠消化过程中释放。与大蒜素结合不会影响乳清分离蛋白在模拟胃肠消化时的水解度。与蛋白相比，结合物消化产物的小分子质量组分含量增加，说明结合物比蛋白更易被吸收利用。     

乳清分离蛋白凝胶蔗糖释放过程的动力学分析

以蔗糖为食品风味成分,封装于乳清分离蛋白凝胶内,探讨pH值、温度、载药量、释放液离子浓度对乳清分离蛋白凝胶释放蔗糖的动力学机制。结果表明：蔗糖在乳清分离蛋白凝胶中的释放过程符合Korsmeyer-Peppas模型,且拟合相关系数R2在0.95～0.99之间,扩散常数n均小于0.45,符合Fick扩散机理。动力学常数K随pH值、温度、以及释放液离子浓度（0.05～0.10 mol/L）的增加而增大,随载药量的增加而减小。乳清分离蛋白凝胶具有环境应答性,以其为载体的物质释放过程受环境温度、pH值、载药量、释放液离子浓度等因素影响。通过调节释放体系的pH值、温度、载药量、释放液离子浓度可以达到控制载物释放的目的。     

乳基蛋白类产品功能性质的比较研究

通过比较了乳蛋白浓缩物与酪蛋白、乳清分离蛋白在溶解性、持水性、乳化性、起泡性和凝胶性等功能性质上的区别.结果表明:乳蛋白浓缩物在持水性上表现最佳,比酪蛋白和乳清蛋白分别高61.04％和429.05％;溶解性比酪蛋白高19.38％,但比WPI低36.64％.在乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性方面总体表现比酪蛋白好;乳蛋白浓缩物还可以形成凝胶,但没有乳清分离蛋白的凝胶性好.总之,乳蛋白浓缩物的总体性能要优于酪蛋白.     

不同蛋白对水包油型乳状液稳定性影响

以乳清分离蛋白和大豆分离蛋白为乳化剂,选用紫苏油、橄榄油、玉米油作为油相制备水包油(O/W)型乳状液。研究2种蛋白对不同乳状液的物理特性及稳定性的影响,其物理特性包括粒径、ζ-电势、界面蛋白含量,稳定性则包括储存稳定性和氧化稳定性。结果表明,不同蛋白对乳状液特性的影响较大,以乳清分离蛋白作为乳化剂时,乳状液体积平均粒径(D4,3)较小,ζ-电势绝对值较大(又以紫苏油乳状液最大,其D4,3为1.4μm,ζ-电势为-25.6 m V),界面蛋白含量较高,体系稳定性优于添加大豆分离蛋白的乳状液。在同一乳化剂作用下,橄榄油乳状液的氧化稳定性较其他2种植物油所得体系更好。     

酪蛋白凝胶颗粒对水包油型乳液稳定性及体外消化的影响

研究酪蛋白凝胶颗粒对水包油型乳液的稳定性及体外消化特性的影响,并与商业乳化剂酪蛋白酸钠和吐温20作对比。采用马尔文激光粒度仪、纳米粒度电位仪及稳定性分析仪分别测定水包油乳液的粒径、电位和稳定性;通过模拟体外消化,研究酪蛋白凝胶颗粒稳定的乳液的消化情况并比较不同种类乳化剂对乳液体外消化特性的影响。结果表明,酪蛋白凝胶颗粒稳定的乳液不稳定性指数为0.71±0.09,显著低于酪蛋白酸钠和吐温稳定乳液的不稳定性指数(分别为1.43±0.09,1.62±0.15),稳定性最好。这与酪蛋白软颗粒能以完整的颗粒结构存在于油水界面后形成较强的空间位阻和静电作用有关。体外消化结果表明,酪蛋白凝胶颗粒稳定的乳液脂肪酸的释放量为(86.13±3.91)%,而酪蛋白酸钠和吐温20稳定的乳液脂肪酸释放量分别为(86.79±3.61)%,(91.62±1.31)%,三者并没有显著性差异,表明酪蛋白凝胶颗粒对乳液消化不产生抑制作用。乳化剂种类虽对初始消化速率有影响,但不影响消化终点。结论:酪蛋白凝胶颗粒能够较好地稳定水包油乳液且不影响其消化。     

高酰基结冷胶对乳清分离蛋白热诱导凝胶特性的影响

蛋白质-多糖凝胶具有良好的稳定性和机械强度,在稳定和传递生物活性物质、营养强化剂方面的应用前景广阔。该研究以乳清分离蛋白、高酰基结冷胶为原料制备热诱导混合凝胶,分析高酰基结冷胶对乳清分离蛋白-高酰基结冷胶混合凝胶的凝胶强度、保水性及显微结构等,揭示乳清蛋白-高酰基结冷胶凝胶形成机理。结果表明,高酰基结冷胶促使蛋白质巯基暴露从而使凝胶形成稳定结构,提高混合凝胶的凝胶强度和保水性,且随着高酰基结冷胶含量增加而显著增大,其质量浓度为4 g/L时,复合凝胶的凝胶强度最大,为26.97 g;保水性最好,为97.41%;透光率最低,为1.87%。温度扫描结果表明,增加高酰基结冷胶可以提高乳清分离蛋白的相转变温度,傅里叶红外光谱显示,乳清分离蛋白与高酰基结冷胶存在分子间作用力,扫描电子显微镜表明高酰基结冷胶诱导混合凝胶形成结构紧密的三维网络结构。该研究为拓展乳清分离蛋白和结冷胶的新型凝胶食品,提高传统食品的质量,改善食品的加工工艺提供基础理论数据。     

β-胡萝卜素微胶囊制备及理化特性分析

通过寻找合适的壁材对β-胡萝卜素进行包埋,制备成稳定性好、包埋率高的微胶囊,提高β-胡萝卜素的水分散性和化学稳定性。果胶是一种具有黏胶性的多糖,在食品和医药生产中有广泛的应用。为此,在研究不同壁材及配比对β-胡萝卜素包埋的影响后,采用乳清分离蛋白（whey protein isolate,WPI）及乳清分离蛋白果胶混合物分别包埋两种制备工艺。研究表明,两者都能形成纳米级的微胶囊,且水溶性较好,产品包埋率分别为85.6%和88.2%。在常温储存过程中,乳清分离蛋白果胶混合物包埋的β-胡萝卜素微胶囊的粒径变化较小,形态较为稳定。     

钙诱导乳清分离蛋白包埋体系对VB12 的稳态研究

使用乳清分离蛋白作为载体,用以对VB12 进行包埋和保护。结果表明,常温下热变性处理后的乳清分离蛋白和Ca2+ 形成的网状结构可对VB12 进行有效包埋。通过改变乳清分离蛋白质量分数(5%、8%)和Ca2+ 浓度(0.05、0.10、0.20mol/L),所得产品中VB12 的包埋率最高可达50%。乳清分离蛋白包埋体系的VB12 释放实验表明,在模拟胃液介质中,该体系通过推迟VB12 的释放而在一定程度上减弱了酸和胃蛋白酶对VB12 的影响;而在模拟肠液介质中,蛋白体系逐渐被胰消化酶降解,因此,VB12 在2h 后几乎释放完全。     

乳清蛋白的体外模拟消化过程及热处理的影响

探讨了乳清蛋白体外胃蛋白酶和胰蛋白酶的消化过程,以及热处理对该消化过程的影响。SDS-PAGE分析结果表明,胃蛋白酶和胰蛋白酶对乳清蛋白的体外消化作用的影响不明显。干热处理(75℃和100℃,1h)几乎不影响乳清蛋白的体外胰蛋白酶消化过程,而在同样条件下,湿热处理能显著提高胰蛋白酶对乳清蛋白的消化作用。乳清蛋白分别经75℃和100℃湿热处理30min后,再由胰蛋白酶消化8h,其氮释放率分别达到82.1%和91.3%,而未湿热处理的氮释放率仅为66.7%,表明不同热处理方式对乳清蛋白的体外消化过程产生不同的影响。湿热处理能有效地提高乳清蛋白的消化速率,且湿热处理温度越高,乳清蛋白的体外消化速率越快。     

脂质体在婴儿体外胃肠道消化的膜结构稳定性

建立体外模拟婴儿胃肠道消化体系(成人为对照),研究脂质体在胃部的氧化应激效应和在小肠环境的脂解动力学。结果表明:脂质体消化后平均粒径明显减小、Zeta电位负电性增加;脂质体经胃部消化磷脂膜氧化程度(硫代巴比妥酸值)明显提高;在小肠消化过程中不断释放游离脂肪酸,且婴儿胃肠道环境水解率(38%)明显低于成人(80%),释放过程符合伪一级方程;傅里叶变换红外光谱研究发现,磷脂特征官能团(C=O、P=O、—CH_2)峰值发生改变,脂质体在婴儿胃肠道环境膜结构破坏程度低于成人。研究结果为脂质体运载营养素应用于婴儿配方食品提供了理论指导。     

淀粉样纤维-阿魏酸水凝胶的制备及其性质

为提高阿魏酸的负载率和稳定性，将蛋白质在酸性条件下热处理形成淀粉样纤维作为载体，与阿魏酸自组装形成水凝胶，考察不同淀粉样纤维质量浓度、阿魏酸添加量及pH值对阿魏酸负载率的影响，优化水凝胶制备条件。利用红外光谱、内源荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、流变仪等探究蛋白质结构变化、水凝胶的微观结构、凝胶特性等，考察多酚添加量对水凝胶结构和性质的影响。利用超高效液相色谱测试不同环境中水凝胶中阿魏酸的光热稳定性，采用体外模拟消化系统考察阿魏酸的缓释能力。结果表明，当淀粉样纤维质量浓度70 g/L、阿魏酸添加量0.6%、pH 5条件下水凝胶体系中阿魏酸负载率最佳达6.99%，且水凝胶可有效减少阿魏酸在光热环境下的降解速率，提升其光热稳定性。蛋白纤维化形成淀粉样纤维其二级结构α-螺旋和β-折叠占比显著升高，三级结构形成聚集前体状态，更利于结合多酚形成结构稳定的水凝胶。当阿魏酸添加量为0.6%时，阿魏酸-淀粉样纤维水凝胶凝胶性最佳、分子间结构最紧密、储能模量最高（1 655.5 Pa）、溶胀度最低（160%），此时样品在体外模拟消化系统表现出最佳的缓释性能。     

亚麻籽油前体脂质体稳定性及释放性能研究

为了提高亚麻籽油脂质体的稳定性,采用喷雾干燥法将其制备成前体脂质体。对亚麻籽油前体脂质体进行表征、同时研究其稳定性和体外释放性能。结果表明:亚麻籽油前体脂质体的包封率为79.23%,粒径为200 nm,电位为-12.8 mV,通过透射电镜的观察,羧甲基壳聚糖成功地包覆在脂质体的表面。进而比较亚麻籽油前体脂质体与脂质体在4℃和25℃贮藏环境中的稳定性,表明将亚麻籽油制备成前体脂质体稳定性显著提高。在模拟胃、肠液消化实验中,亚麻籽油前体脂质体的释放行为分别符合零级动力学方程和Higuchi方程。     

Influence of ultrasound and enzymatic cross-linking on freeze-thaw stability and release properties of whey protein isolate hydrogel

This study investigated the effect of ultrasound and enzymatic cross-linking on the freeze-thaw (FT) stability and release properties of whey protein isolate hydrogels. We evaluated the FT stability by the changes in the microstructure, riboflavin retention, syneresis, water holding capacity (WHC), and texture of gels subjected to 3 FT cycles. High-intensity ultrasound (HUS) and transglutaminase (TGase)-mediated cross-linking improved the FT stability of whey protein isolate hydrogels loaded with riboflavin (WPISAR), as demonstrated by a more uniform and denser porous structure, significantly higher riboflavin retention, WHC, and textural properties, and lower syneresis after 3 FT cycles than those of untreated hydrogels. Furthermore, HUS- and TGase-mediated cross-linking decreased protein erosion and swelling ratio of WPISAR in simulated gastrointestinal fluids (SGIF) and reduced the riboflavin release rate in SGIF both with and without the addition of digestive enzymes. After 3 FT cycles, faster riboflavin release occurred due to a more porous structure induced by ice crystal formation compared with their unfrozen counterparts as detected by confocal laser scanning microscopy. High-intensity ultrasound- and TGase-mediated cross-linking alleviated the FT-induced faster riboflavin release rate in SGIF. High-intensity ultrasound- and TGase-treated gel samples showed that both diffusion and network erosion were responsible for riboflavin release regardless of FT. These results suggest that HUS- and TGase-mediated cross-linking improved the FT stability of WPISAR with a high riboflavin retention, and might be a good candidate as a controlled-release vehicle for riboflavin delivery to overcome undesired FT processing.     

Specific surface modification of liposomes for gut targeting of food bioactive agents

Liposomes have become a research hotspot in recent years as food delivery systems with attractive properties, including the bilayer structure assembled like the cell membrane, reducing the side-effect and improving environmental stability of cargos, controlling release, extending duration of functional ingredients, and high biodegradable and biocompatible abilities in the body. However, the conventional liposomes lack stability during storage and are weak in targeted absorption in the gastrointestinal track. At present, surface modification has been approved to be an effective platform to shield these barricades and help liposomes deliver the agents safely and effectively to the ideal site. In this review, the gastrointestinal stability of conventional liposomes, cargo release models from liposomes, and the biological fate of the core materials after release were emphasized. Then, the strategies in both physical and chemical perspectives to improve the stability and utilization of liposomes in the gastrointestinal tract, and the emerging approaches for improving gut targeting by specifically modified liposomes and the intestinal receptors relative to liposomes/cargos absorption were highlighted. Last but not the least, the safety, challenges, and opportunities for the improvement of liposomal bioavailability were also discussed to inspire new applications of liposomes as oral carriers.     

靶向控释特性的火龙果多糖外壳微胶囊油脂粉末制备及特性研究

以酸性火龙果果皮多糖(PPP-3)和乳清蛋白(WPI)作为微胶囊外壳,并利用甾醇和谷维素在亚麻籽油中的结晶行为,以吐温80做乳化剂,谷氨酰胺转氨酶做固化剂制得一种具有靶向缓释特性的微胶囊油脂粉末。建立了甾醇和谷维素的结晶条件,并对设计的3种油脂粉末的理化特性、稳定性和靶向控释特性进行了研究。结果表明,当甾醇和谷维素比例为谷甾醇∶谷维素=4∶6,PPP-3多糖为外壳的微胶囊油脂粉末SE-1具有良好的理化性能并能显著延缓亚麻籽油在储藏期间的氧化败坏。体外模拟消化实验显示SE-1能够有效抵抗模拟胃酸消化,并且在模拟肠道消化过程中也表现良好的靶向释放特性。这种特殊结构的微胶囊油脂粉末为不饱和脂肪酸的设计和功能性不稳定因子的靶向输送提供了良好的思路和借鉴。     

大豆蛋白基复合水凝胶的制备及其体外释放

利用天然无毒的京尼平交联大豆蛋白(SB)和壳聚糖(CS)制备复合水凝胶(HD)控释载体,以茶碱(TP)作为药物模型,结合扫描电镜和核磁共振研究了复合凝胶的表观形态和结构,并对其在模拟胃肠液中的控释特性进行研究。结果表明:复合水凝胶中大豆蛋白和壳聚糖通过京尼平发生了明显的交联作用,并呈现紧密的网络结构。在pH1.2模拟胃液中,复合水凝胶的溶胀度和茶碱释放率较低,但在pH6.8模拟肠液中,却呈现较高的溶胀度和释放率。复合水凝胶在模拟胃肠液中120h内可实现对茶碱的可控释放。复合凝胶的释放特性不仅与SB/CS比例相关,而且还取决于添加的京尼平的含量。本实验结果说明了这种京尼平交联的复合凝胶较为适合用作药物在胃肠道中的定向运送载体。     

新型番茄红素微胶囊的制备及稳定性评价

分别以菊粉、麦芽糊精、海藻糖为壁材，以包埋番茄红素的乳清分离蛋白-壳聚糖双层乳液为芯材，使用喷雾干燥法制备番茄红素微胶囊。探究不同壁材、芯壁质量比对微胶囊包埋率、微观形貌、贮藏稳定性以及在酸性饮料模拟介质中稳定性、体外模拟释放的影响，以确定最佳新型番茄红素微胶囊的制备条件。结果表明：不同微胶囊的包埋率稳定在72.97%～81.90%之间，所有样品均呈现出典型的球状结构；随着芯壁质量比的降低，微胶囊中的番茄红素在贮藏期和酸性环境下的物化稳定性均明显增加；与菊粉相比，以麦芽糊精和海藻糖为壁材的微胶囊可实现番茄红素在模拟胃肠液中的控制释放。本研究有助于进一步开发番茄红素递送载体，从而促进其产业化应用。     

紫苏油多层乳液的制备及乳液油脂体外消化特性

针对紫苏油在贮藏过程中极易氧化的特点,以大豆分离蛋白、壳聚糖和海藻酸钠为乳化剂,采用静电层层自组装技术对紫苏油进行包封,使紫苏油保持良好的物理稳定性,并能达到油脂缓释的目的。分别对紫苏油单层乳液、双层乳液和三层乳液微观形态和稳定性进行考察,建立体外模拟消化模型,通过气相色谱测定3 种乳液消化前后的脂肪酸组成。结果表明：壁材质量分数为大豆分离蛋白1.0%、壳聚糖2.0%、海藻酸钠1.5%时制备的3 种乳液粒径较小、电位较高,具有良好的理化稳定性。在酸性条件下的多层乳液能够更好保护多不饱和脂肪酸,随着包埋层数的增加,紫苏油的氧化速率越慢。体外模拟消化结果表明三层乳液较单层和双层乳液具有更好的缓释效果,多层乳液可以保证油脂中脂肪酸有效释放。本实验阐明不同界面层对紫苏油消化和脂肪酸释放特性的影响,为指导油脂缓释体系加工提供一定的参考。