基于乳铁蛋白(LF)和羧甲基壳聚糖(CMCS)的岩藻黄质(FUC)复合纳米颗粒:制备、稳定机制及在水凝胶微球中的应用

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Research International 7.0

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  岩藻黄质(FUC)因稳定性差限制了在食品行业的应用。研究人员以乳铁蛋白(LF)和羧甲基壳聚糖(CMCS)构建复合物,制备 FUC 复合纳米颗粒。结果显示,该颗粒稳定性优异,还能增强水凝胶网络结构。此研究为营养递送系统发展提供思路。

  在陆地资源日益稀缺的当下,海洋资源的开发利用备受关注。岩藻黄质(Fucoxanthin,FUC)作为从藻类中提取的类胡萝卜素,拥有独特的分子结构,具备多种生物学特性。然而,它和其他类胡萝卜素一样,水溶性差,对光和热极为敏感,这大大限制了其在食品和营养补充剂领域的应用。
为了改善 FUC 的这些缺点,来自相关国内研究机构的研究人员展开了深入研究。他们致力于探究基于乳铁蛋白(Lactoferrin,LF)和羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl Chitosan,CMCS)的复合物能否作为纳米载体,提高 FUC 的封装效率和递送性能 。该研究成果发表在《Food Research International》上,对营养递送系统的发展和疏水性营养素稳定性及生物活性的提升有着重要意义。

研究人员采用了多种关键技术方法。通过物理混合和酶促糖基化构建 LF 和 CMCS 复合物,利用多光谱分析研究 LF、CMCS 和 FUC 之间的相互作用;运用反溶剂法制备 FUC 复合纳米颗粒,借助 FTIR 光谱和 X 射线衍射分析确定 FUC 的封装情况;将纳米颗粒添加到海藻酸钠水凝胶微球中,观察其对凝胶网络结构的影响。

在研究结果部分:

  • 结合能力研究:通过 OPA 法分析发现,LF 和 CMCS 在转谷氨酰胺酶(TGase)催化下会发生糖基化反应,LF-TG 的结合度为 5.94% 。随着 CMCS 浓度增加,结合度先升后降。在 CMCS 浓度为 0.3 wt% 时,物理混合物和糖基化 LF 对 FUC 的结合亲和力增强。
  • 纳米颗粒形成机制与稳定性研究:多光谱分析表明,在 CMCS 存在下,LF 和 FUC 之间存在静态猝灭相互作用。FTIR 光谱和 X 射线衍射分析证实,FUC 成功封装在纳米颗粒内,主要通过氢键、静电相互作用和疏水作用力实现。当质量比为 10:2 时,复合纳米颗粒具有更高的 FUC 封装效率和负载能力。与游离 FUC 和 FUC-LF 纳米颗粒相比,FUC-LC 和 FUC-LCTG 纳米颗粒在热稳定性、光稳定性和储存稳定性方面表现更优。
  • 在水凝胶中的应用研究:将纳米颗粒作为活性填料应用于海藻酸钠水凝胶微球时,发现凝胶的网络结构得到增强。

研究结论表明,研究人员成功构建了基于 LF 和 CMCS 的两种复合物,并制备出复合纳米颗粒。这些纳米颗粒不仅能有效封装 FUC,还显著提高了其稳定性。同时,将纳米颗粒应用于水凝胶微球,改善了凝胶的网络结构。这一研究为开发新型高效的类胡萝卜素等活性分子递送系统提供了理论依据,有望推动 FUC 在食品、营养补充剂等多个领域的广泛应用,为解决疏水性营养素的递送难题提供了新的思路和方法。

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