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基于Fmoc-Y/Fmoc-F的多肽自组装水凝胶的性质及应用研究认领

被引量： 5

作者：

周天喻

学位授予单位：

中南林业科技大学

摘要：

生物活性物质是一类对机体具有重要生理功能和保健治疗功效的成分,包括酶类、益生菌、挥发油类等。然而,生物活性物质普遍存在物化稳定性低、胃肠道易失活、活性较难保持等不足之处。当前,研究者多用微胶囊包埋技术以提高其稳定性,但仍存在包埋率低、工艺繁琐、控释能力弱作用等缺点。多肽自组装水凝胶由于生物相容性好、无毒性、构型多样、环境响应性良好等特点,在药物递送、组织工程、控制释放以及食品包埋等多个领域具有十分广阔的应用前景。本研究在多肽及其杂化胶对食品生物活性物质的包埋方面开展了系列工作。主要为选择具有优异自组装和环境响应能力的多肽与明胶组成杂化水凝胶,以及使用单独的多肽水凝胶,对常见的不稳定性生物活性物质包埋并进一步研究胶体的性质及应用。主要结果如下:(1)利用具有肠溶性的Fmoc-Y分子、具有抵御胃酸能力的高机械性明胶制备Fmoc-Y/明胶自组装杂化水凝胶。。流变结果显示,在37℃时,Fmoc-Y/明胶在酸性条件下可以通过自组装作用逐渐形成水凝胶,且水凝胶的储能模量(G')与明胶的浓度呈正相关。圆二色谱(CD)分析证实杂化胶中Fmoc-Y减弱了明胶三螺旋二级结构的形成。红外光谱(FTIR)测试表明杂化胶的形成主要是由于氢键、疏水作用力的作用,而非形成共价键。扫描电子显微镜(SEM)结果可知,杂化胶表面具有多孔结构,内部形成网络空间构型。通过对不耐胃酸的乳糖酶进行包埋应用,结果显示,Fmoc-Y/明胶杂化胶的配比在明胶浓度55%、Fmoc-Y和明胶质量比为1/14时,通过模拟胃肠环境处理后,乳糖酶的酶活保留率达到85.2%,远远高于经过模拟胃肠道处理但未经包埋的乳糖酶的酶活。高效液相色谱(HPLC)结果证实经杂化胶包埋后,乳糖酶能够以较高的酶活性在pH为中性的模拟肠道环境中被释放出来并分解乳糖,且其对乳糖的分解能力比经过同样处理但未经包埋的乳糖酶的能力要强。(2)利用Fmoc-Y/明胶自组装杂化水凝胶,进一步研究了其对肠道益生菌的保护作用。保加利亚乳杆菌对高温、强酸和胆盐不耐受影响了其进入肠道时的活菌数。经明胶浓度40%、Fmoc-Y和明胶质量比为1/14的杂化水凝胶包埋,保加利亚乳杆菌在通过模拟胃液环境后存活率高达81.9%,在经过模拟肠液处理后被释放出来后活菌数还能达到107 CFU/mL数量级,对人体具有良好的益生功效。(3)对多肽自组装水凝胶的研究过程中,进一步发现了一种与Fmoc-Y具有截然相反的环境响应性短肽分子——Fmoc-F。利用具有中性pH成胶、酸性pH溶胶特性的Fmoc-F分子,对物化稳定性较低的抑菌物质大蒜精油进行包埋。结果显示,Fmoc-F自组装多肽水凝胶对大蒜精油包埋率可达97.07%;pH ≤ 5.0时,Fmoc-F水凝胶能快速分解释放大蒜精油,抑制大肠杆菌的生长;对添加包埋了大蒜精油的Fmoc-F水凝胶的布丁食品进行的感官评价,结果表明Fmoc-F 水凝胶几乎可以完全掩盖大蒜精油的不良气味。

摘要译文

关键词：

Fmoc-Y; Fmoc-F; 明胶; 自组装; 杂化胶; 控制释放

学位年度：

2017

学位类型：

硕士

学科专业：

食品科学与工程

导师：

张琳

中图分类号：

TS201.7[食品胶体化学、流变学及物性学]

学科分类号：

0822[轻工技术与工程];083201[食品科学]