基于马铃薯蛋白酶抑制剂与岩藻聚糖硫酸酯双重功能化玉米醇溶蛋白纳米粒的槲皮素口服递送系统研究

《Food Bioscience》：Application of a Novel Patulin Degradation Enzyme PgSDR-A5D9S1

本研究开发了一种新型口服递送系统，通过马铃薯蛋白酶抑制剂（PTI）与岩藻聚糖硫酸酯（FPS）对玉米醇溶蛋白（zein）纳米粒进行双重功能化修饰，显著提升了槲皮素（Que）的口服生物利用度。该系统兼具增强的酶抗性、黏膜黏附性及胶体稳定性，在体外消化与体内药代动力学实验中表现出优异的控释特性（AUC0–∞提升23.1倍），并展现出显著的抗氧化（72.95%溶血抑制率）与抗炎活性（63.71%中性粒细胞迁移抑制），为疏水性营养素递送提供了创新策略。

　　

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Materials

马铃薯购自本地农贸市场。玉米醇溶蛋白（zein）、胰蛋白酶（trypsin）、胃蛋白酶（pepsin）和香豆素-6（coumarin-6）购自Sigma-Aldrich公司（美国密苏里州圣路易斯）。岩藻聚糖硫酸酯（FPS，纯度98%）由山西百川生物技术有限公司（中国山西）提供。槲皮素（quercetin，纯度97%）和二甲基亚砜（DMSO）购自上海生化科技有限公司（中国上海）。二硫苏糖醇（DTT）、L-丝氨酸（L-serine）和邻苯二甲醛（OPA）购自上海源叶生物技术有限公司（中国上海）。预制胶购自Millipore公司。

Extraction and Characterization of PTI

从黄皮马铃薯中提取的冻干PTI呈白黄色粉末状（图1a），蛋白质含量高达85.40%。SDS-PAGE分析（图1c）显示其蛋白谱简单，仅有一条主带和一条微弱条带。MALDI-TOF MS（图1d）鉴定出三个主要峰，分别对应PI-2、其二聚体（PI-2）和PCPI，其余微量亚型低于SDS-PAGE检测限。PTI提取物展现出卓越的胰蛋白酶抑制活性（TIA），为后续功能化修饰奠定了坚实基础。

Conclusion

本研究成功构建了一种基于马铃薯蛋白酶抑制剂（PTI）与岩藻聚糖硫酸酯（FPS）双重功能化的玉米醇溶蛋白纳米平台，显著提升了槲皮素的口服递送效率。该层级组装策略实现了优异的胶体性质，包括颗粒均一性、高包封率、冻干复分散性及消化抗性。体外消化和体内药代动力学分析表明，PTI介导的缓释特性与FPS驱动的黏膜靶向协同作用，使双重修饰体系（ZTFQ）的相对生物利用度（AUC_0–∞）较游离槲皮素提升23.1倍，较单一PTI修饰体系（ZTQ）提升2.24倍，凸显了FPS的关键贡献。该纳米载体同时展现出强大的抗氧化活性（72.95%溶血抑制率；红细胞模型）和显著抗炎功效（63.71%中性粒细胞迁移抑制；斑马鱼模型），且具备优良生物相容性（LC₅₀ >1000 mg/L），为功能性食品应用提供了高效口服递送平台。