β-胡蘿卜素蛋白納米載體的生物利用研究
發(fā)布時間:2021-04-17 05:13
β-胡蘿卜素作為一種脂溶性抗氧化劑,同時也是最主要的植物來源的維生素A原,能在體內(nèi)代謝為類視黃醇參與各項生命活動,并且具備預防慢性疾病的功能。但因其水相溶解度低、胃腸道穩(wěn)定性差、小腸粘膜滲透率低且代謝清除率高等問題,導致口服攝取后有效吸收利用困難。載體化作為一種有效手段可以提高脂溶性營養(yǎng)素的水相溶解度、胃腸穩(wěn)定性并形成腸道中的控制釋放,達到有效吸收。目前,對載體中營養(yǎng)素生物利用率的評價仍不完善,多數(shù)研究集中于對生物可給率的考察,而忽略了吸收代謝的影響,并對其中無油載體和含油載體的評價方式存在較大差異。本課題采用以蛋白為基質(zhì)的天然大分子乳化劑,利用微射流和逆向溶劑蒸發(fā)法分別制備了β-胡蘿卜素含油納米乳和β-胡蘿卜素無油納米顆粒載體樣品;使用體外模擬消化模型考察了載體在消化過程中粒徑、微觀形態(tài)、界面分子組成的變化,油相的脂解行為以及營養(yǎng)素的膠束化效率,以明確兩種營養(yǎng)素載體的消化行為及對其生物可給率的影響因素;進一步使用Caco-2模擬小腸上皮細胞單層膜模型和小鼠灌胃模型,對比分析了經(jīng)納米乳及納米顆粒兩種載體消化后的β-胡蘿卜素的細胞吸收及代謝情況,載體在實際生物環(huán)境下于胃腸道中的形態(tài)結構變...
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
影響營養(yǎng)素生物利用率的三要素Fig.1-1Threekeyfactorsaffectingthebioavailabilityofnutrients.
江南大學博士學位論文4圖1-2β-胡蘿卜素的胞內(nèi)代謝機制示意圖[31]Fig.1-2Aschematicrepresentationabouttheintracellularmetabolismmechanismofβ-carotene.綜上,可知β-胡蘿卜素的生物利用率受到從原食物基質(zhì)中的釋放能力,胃腸道的溶解度、分散性和進入膠束相的能力,細胞的吸收效率以及在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)運利用等多方面因素的制約。1.1.3β-胡蘿卜素抗慢性疾病效果-生物活性的體現(xiàn)近年來關于β-胡蘿卜素的功能出現(xiàn)了新的觀點,除了以往常提到的可以促進免疫反應、改善眼部疾病外,大量流行病學研究還發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素攝取可以改善肥胖癥[48,49]、炎癥[50-52]、胰島素抵抗[53]、2型糖尿病[49,54]、和代謝綜合征[53,55]等慢性疾玻通過考察β-胡蘿卜素攝取對慢性疾病的抵抗效果,可以進一步了解到β-胡蘿卜素在體內(nèi)吸收后生物活性的表達情況,更為真實的反應營養(yǎng)素在機體內(nèi)的生物利用效果。總的來說,β-胡蘿卜素調(diào)控肥胖等慢性疾病的機制主要為以下幾個方面:1)與核受體超家族的轉(zhuǎn)錄因子相互作用,如維甲酸受體(RAR),維甲酸X受體(RXRs)以及過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARγ)等;2)干擾其他轉(zhuǎn)錄因子的活性,如激活蛋白-1,核因子κB(NF-κB)或是CCAAT增強子結合蛋白(C/EBPs);3)調(diào)節(jié)與炎癥和氧化應激相關的NF-κB或Nrf2信號通路,抑制促炎因子的表達;4)通過清除活性成分等基因外作用[56]。Jaume等發(fā)現(xiàn)連續(xù)補充β-胡蘿卜素(35mg/kg/天)14周可以使小鼠體脂含量下降28%,但不會影響其體重和攝食量變化,并證明這種脂肪重量的減少是依賴于脂肪組織中β-胡蘿卜素在Bcmo1介導下向類維生素A的轉(zhuǎn)化,而Bcmo1可用于調(diào)節(jié)PPARγ的活性[47]。多個研究團隊證實β-胡蘿卜素代謝產(chǎn)物全反式視黃醇(0.25-100g/g/天)的補充
第一章緒論51.2營養(yǎng)素載體化的研究進展1.2.1載體化形式為了改善營養(yǎng)素的溶解度、穩(wěn)定性及滲透性,以提高其生物利用率,載體化技術被廣泛用于對營養(yǎng)素進行包埋,以增加其在食品體系中的應用能力。其中納米級運輸載體的構建更是掀起了新的浪潮,不僅更進一步的提高了營養(yǎng)素的溶解度以及分散性,還因為其納米級的尺寸改變了營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運吸收途徑,提高了其吸收效率。圖1-2顯示了近幾年較為流行的幾種納米載體體系,如脂質(zhì)體、膠束、納米乳、納米顆粒等。圖1-3常見納米載體體系示意圖Fig.1-3Aschematicrepresentationaboutthecommonnanocarriersystems.脂質(zhì)體是由一層或多層磷脂雙分子層構成的球形囊泡,可以在內(nèi)水相包埋水溶性活性物質(zhì),而在雙分子層包埋脂溶性物質(zhì)[61]。脂質(zhì)體具備良好的生物相容性、可降解性和低毒性,在許多方面具備優(yōu)勢,然而由于其界面磷脂分子對胃腸道消化條件較為敏感,易受到光、高溫、氧氣和pH的影響而發(fā)生氧化降解,導致活性物質(zhì)的過早釋放,而不能有效提高其生物可給率[62]。Peng等人也證實,在脂質(zhì)體中過早釋放的姜黃素不能良好的溶解于模擬腸液中,也不能被小腸上皮細胞吸收[63]。膠束或是微乳是具有疏水核和親水表面的膠體顆粒,由表面活性劑于水相中在超過臨界膠束濃度時(CMC)自發(fā)形成,因其極小的尺寸而具備高比表面積和低界面張力,顯現(xiàn)出高穩(wěn)定性。然而,制備微乳時會用到大量的小分子表面活性劑[64],而高濃度的表面活性劑會產(chǎn)生溶血毒性,因而微乳的應用往往存在安全隱患[65]。納米乳也是具備親水性外殼和親脂內(nèi)核的納米級球形乳滴,與微乳相比需要更少的表面活性劑而更加安全,但需要外加能量而不能自發(fā)形成[66],故需通過微射流、超聲處理或高壓均質(zhì)等方法制備。同樣,納米乳的小尺寸也使
【參考文獻】:
期刊論文
[1]蛋氨酸限制和膠原蛋白肽對高脂飲食小鼠脂代謝和氧化應激的聯(lián)合作用[J]. 王雅楠,張佳紅,郭海濤,樂國偉,施用暉. 食品科學. 2018(09)
[2]人結腸腺癌細胞系Caco-2單細胞層短期培養(yǎng)法及其評價[J]. 祝欣剛,楊青. 復旦學報(醫(yī)學版). 2012(01)
[3]高脂飲食對大鼠下丘腦前增食欲素原及CRH表達的影響[J]. 廖麗萍. 福建醫(yī)藥雜志. 2010(01)
[4]中藥化學成分腸吸收研究中Caco-2細胞模型和標準操作規(guī)程的建立[J]. 楊秀偉,楊曉達,王瑩,馬蓮,張悅,楊曉改,王夔. 中西醫(yī)結合學報. 2007(06)
[5]類胡蘿卜素抗氧化和促氧化作用的影響因素[J]. 宋雁. 衛(wèi)生研究. 2003(04)
[6]游離脂肪酸導致胰島素抵抗的機制[J]. 郭啟煜. 國外醫(yī)學(生理、病理科學與臨床分冊). 2002(01)
碩士論文
[1]蛋氨酸限制改善高脂膳食小鼠腸道菌群抑制肥胖和炎癥反應[D]. 張元紅.江南大學 2018
本文編號:3142877
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
影響營養(yǎng)素生物利用率的三要素Fig.1-1Threekeyfactorsaffectingthebioavailabilityofnutrients.
江南大學博士學位論文4圖1-2β-胡蘿卜素的胞內(nèi)代謝機制示意圖[31]Fig.1-2Aschematicrepresentationabouttheintracellularmetabolismmechanismofβ-carotene.綜上,可知β-胡蘿卜素的生物利用率受到從原食物基質(zhì)中的釋放能力,胃腸道的溶解度、分散性和進入膠束相的能力,細胞的吸收效率以及在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)運利用等多方面因素的制約。1.1.3β-胡蘿卜素抗慢性疾病效果-生物活性的體現(xiàn)近年來關于β-胡蘿卜素的功能出現(xiàn)了新的觀點,除了以往常提到的可以促進免疫反應、改善眼部疾病外,大量流行病學研究還發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素攝取可以改善肥胖癥[48,49]、炎癥[50-52]、胰島素抵抗[53]、2型糖尿病[49,54]、和代謝綜合征[53,55]等慢性疾玻通過考察β-胡蘿卜素攝取對慢性疾病的抵抗效果,可以進一步了解到β-胡蘿卜素在體內(nèi)吸收后生物活性的表達情況,更為真實的反應營養(yǎng)素在機體內(nèi)的生物利用效果。總的來說,β-胡蘿卜素調(diào)控肥胖等慢性疾病的機制主要為以下幾個方面:1)與核受體超家族的轉(zhuǎn)錄因子相互作用,如維甲酸受體(RAR),維甲酸X受體(RXRs)以及過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARγ)等;2)干擾其他轉(zhuǎn)錄因子的活性,如激活蛋白-1,核因子κB(NF-κB)或是CCAAT增強子結合蛋白(C/EBPs);3)調(diào)節(jié)與炎癥和氧化應激相關的NF-κB或Nrf2信號通路,抑制促炎因子的表達;4)通過清除活性成分等基因外作用[56]。Jaume等發(fā)現(xiàn)連續(xù)補充β-胡蘿卜素(35mg/kg/天)14周可以使小鼠體脂含量下降28%,但不會影響其體重和攝食量變化,并證明這種脂肪重量的減少是依賴于脂肪組織中β-胡蘿卜素在Bcmo1介導下向類維生素A的轉(zhuǎn)化,而Bcmo1可用于調(diào)節(jié)PPARγ的活性[47]。多個研究團隊證實β-胡蘿卜素代謝產(chǎn)物全反式視黃醇(0.25-100g/g/天)的補充
第一章緒論51.2營養(yǎng)素載體化的研究進展1.2.1載體化形式為了改善營養(yǎng)素的溶解度、穩(wěn)定性及滲透性,以提高其生物利用率,載體化技術被廣泛用于對營養(yǎng)素進行包埋,以增加其在食品體系中的應用能力。其中納米級運輸載體的構建更是掀起了新的浪潮,不僅更進一步的提高了營養(yǎng)素的溶解度以及分散性,還因為其納米級的尺寸改變了營養(yǎng)素的轉(zhuǎn)運吸收途徑,提高了其吸收效率。圖1-2顯示了近幾年較為流行的幾種納米載體體系,如脂質(zhì)體、膠束、納米乳、納米顆粒等。圖1-3常見納米載體體系示意圖Fig.1-3Aschematicrepresentationaboutthecommonnanocarriersystems.脂質(zhì)體是由一層或多層磷脂雙分子層構成的球形囊泡,可以在內(nèi)水相包埋水溶性活性物質(zhì),而在雙分子層包埋脂溶性物質(zhì)[61]。脂質(zhì)體具備良好的生物相容性、可降解性和低毒性,在許多方面具備優(yōu)勢,然而由于其界面磷脂分子對胃腸道消化條件較為敏感,易受到光、高溫、氧氣和pH的影響而發(fā)生氧化降解,導致活性物質(zhì)的過早釋放,而不能有效提高其生物可給率[62]。Peng等人也證實,在脂質(zhì)體中過早釋放的姜黃素不能良好的溶解于模擬腸液中,也不能被小腸上皮細胞吸收[63]。膠束或是微乳是具有疏水核和親水表面的膠體顆粒,由表面活性劑于水相中在超過臨界膠束濃度時(CMC)自發(fā)形成,因其極小的尺寸而具備高比表面積和低界面張力,顯現(xiàn)出高穩(wěn)定性。然而,制備微乳時會用到大量的小分子表面活性劑[64],而高濃度的表面活性劑會產(chǎn)生溶血毒性,因而微乳的應用往往存在安全隱患[65]。納米乳也是具備親水性外殼和親脂內(nèi)核的納米級球形乳滴,與微乳相比需要更少的表面活性劑而更加安全,但需要外加能量而不能自發(fā)形成[66],故需通過微射流、超聲處理或高壓均質(zhì)等方法制備。同樣,納米乳的小尺寸也使
【參考文獻】:
期刊論文
[1]蛋氨酸限制和膠原蛋白肽對高脂飲食小鼠脂代謝和氧化應激的聯(lián)合作用[J]. 王雅楠,張佳紅,郭海濤,樂國偉,施用暉. 食品科學. 2018(09)
[2]人結腸腺癌細胞系Caco-2單細胞層短期培養(yǎng)法及其評價[J]. 祝欣剛,楊青. 復旦學報(醫(yī)學版). 2012(01)
[3]高脂飲食對大鼠下丘腦前增食欲素原及CRH表達的影響[J]. 廖麗萍. 福建醫(yī)藥雜志. 2010(01)
[4]中藥化學成分腸吸收研究中Caco-2細胞模型和標準操作規(guī)程的建立[J]. 楊秀偉,楊曉達,王瑩,馬蓮,張悅,楊曉改,王夔. 中西醫(yī)結合學報. 2007(06)
[5]類胡蘿卜素抗氧化和促氧化作用的影響因素[J]. 宋雁. 衛(wèi)生研究. 2003(04)
[6]游離脂肪酸導致胰島素抵抗的機制[J]. 郭啟煜. 國外醫(yī)學(生理、病理科學與臨床分冊). 2002(01)
碩士論文
[1]蛋氨酸限制改善高脂膳食小鼠腸道菌群抑制肥胖和炎癥反應[D]. 張元紅.江南大學 2018
本文編號:3142877
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