鸡蛋清多肽硒纳米颗粒的结构及功能特性研究

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纳米粒子由于其独特的功能性质而受到广泛关注,其中,纳米硒颗粒(SeNPs)更是受到食品和医药行业的重点关注。鸡蛋清是最常见的蛋白质来源,营养价值高,值得高值化开发利用。但是鸡蛋清蛋白质本身易变性的特点,在一定的程度上限制了鸡蛋清蛋白的应用。本文利用Alcalase酶对鸡蛋清进行酶解制备出不同水解度(DH)的鸡蛋清多肽(EWP),其中包括DH=15%与DH=30%EWP。通过EWP的还原性将亚硒酸钠(Na2SeO3)还原为零价硒的同时,通过多肽与零价硒的相互作用制备出红色的鸡蛋清多肽硒纳米颗粒(EWP-SeNPs),并对其功能特性进行了一系列探索,本论文的主要研究内容及结果如下:(1)采用Box-Behnken响应面优化法得到EWP-SeNPs的制备条件:Na2SeO3浓度为6 mM,反应温度为82℃,反应时间为3.5 h。通过扫描电镜与傅里叶红外光谱观察EWP-SeNPs结构发现,硒通过与含-OH和-NH的基团相互作用从而得到稳定EWP-SeNPs。通过调节EWP-SeNPs溶液的pH值,发现其在碱性条件下具有更好的生物活性和储存特性。通过圆二色谱分析发现,EWP-SeNPs中α-螺旋结构增加,氢键作用增强,使EWP二级结构发生改变,而氢键作用的增加提高EWP对SeNPs的稳定性。使用离子等温滴定量热仪观察反应过程中的热量变化,发现EWP与Na2SeO3形成EWP-SeNPs的结合力主要是静电相互作用和疏水相互作用。而初步探索EWP-SeNPs的形成机理则可能是0价的硒单质通过氧化还原反应从+4价的SeO32-中还原,并迅速通过Se-O和Se-N键与EWP聚合/包封形成EWP-SeNPs。且EWP-SeNPs具有向球体聚集的倾向,并且内部可以存在空心球模式,这类似于自组装过程。(2)DH越大,EWP的相对分子量就越小,形成的EWP-SeNPs粒径也越小。通过游离巯基含量和疏水性的测定发现,EWP(DH=15%)-SeNPs的疏水性和游离巯基总量高于EWP(DH=30%)-SeNPs,但是暴露巯基在总巯基含量所占百分比却是EWP(DH=30%)-SeNPs的更高。抗氧化结果显示,EWP-SeNPs的五种抗氧化特性包括还原力、清除DPPH自由基、清除超氧阴离子、清除羟基自由基、抗脂质过氧化的能力均得到提高。在这五种抗氧化特性中,EWP(DH=15%)-SeNPs在清除DPPH自由基,清除羟自由基,清除超氧阴离子自由基的能力高于EWP(DH=30%)-SeNPs,其还原力和抗脂质过氧化的能力弱于EWP(DH=30%)-SeNPs。由此可见,不同大小的EWP-SeNPs其功能性质不同。(3)通过EWP-SeNPs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的培养发现,低浓度的EWP-SeNPs促进金黄色葡萄球菌的生长,但对大肠杆菌的生长没有影响,而高浓度的EWP-SeNPs会抑制金黄色葡萄球菌的生长,对大肠杆菌的生长也有一定的抑制作用,总体来讲,EWP-SeNPs对大肠杆菌的抑制作用强于金黄色葡萄球菌。对于不同粒径大小的EWP-SeNPs来讲,粒径较大的EWP(DH=15%)-SeNPs对金黄色葡萄球菌有更好的抑菌效果,而粒径较小的EWP(DH=30%)-SeNPs则对大肠杆菌有更好的抑菌作用,。(4)通过EWP-SeNPs对肝癌细胞的活力影响试验发现,EWP-SeNPs的毒性小于Na2SeO3。EWP-SeNPs的粒径大小与细胞毒性的多少存在一定的关系,EWP-SeNPs的粒径越小,对细胞的毒性作用也越小。研究表明,粒度更小的EWP(DH=30%)-SeNPs,在浓度极低的时候,会促进细胞的生长,但随着浓度的增加,逐渐对细胞生长表现出抑制作用。
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