蝦青素-DNA-殼聚糖納米復合物的制備及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、脫氧核糖核酸(DNA)是生物機體重要的遺傳物質(zhì)，廣泛分布在自然界中。DNA的研究對于生命科學的探索有著重要的意義，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)奠定了分子生物學的基礎(chǔ)。DNA的聚電解質(zhì)性質(zhì)、選擇性吸附小分子、良好的生物相容性使其成為一種潛在的構(gòu)建新型功能載體的生物材料。DNA是具有規(guī)則分子結(jié)構(gòu)的水溶性聚陰離子大分子，我們推測其與自然界中帶正電荷的聚陽離子殼聚糖可復合形成納米體系。蝦青素是一種自然界中廣泛存在的紅色類胡蘿卜素。天然蝦青素主要存在于

2、海洋浮游植物、微藻類和某些微生物（如雨生紅球藻、紅發(fā)夫酵母）中，人類機體自身不能合成，僅能通過食物鏈從海洋動物和藻類中獲得。蝦青素具有較高的抗氧化活性，被廣泛應用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。然而，蝦青素為脂溶性分子，在水溶液中溶解性很差，且對光、熱、氧等因素敏感，因此短時間內(nèi)容易受到破壞。這些問題都極大地限制了天然蝦青素的應用。
　　本研究選用鮭魚精DNA和殼聚糖兩種天然生物材料，嘗試利用納米技術(shù)來解決天然蝦青素難溶于水、穩(wěn)定性差

3、的問題。將難溶于水、穩(wěn)定性差的蝦青素包載于親水性DNA-殼聚糖納米載體內(nèi)，制成可安全食用的蝦青素納米分散體，以期提高蝦青素的穩(wěn)定性和生物利用率。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)選用鮭魚精DNA和殼聚糖兩種天然生物大分子材料，制備出了穩(wěn)定、均一的蝦青素/DNA/殼聚糖納米復合物。分別研究了氨基磷酸比、材料濃度、水相乙醇相體積比等因素對納米復合物形成的影響。其中，氨基磷酸比對納米復合物形成與穩(wěn)定的影響較大。當氨基磷酸比為4∶

4、1、材料濃度為0.2 mg/mL、水相乙醇相體積比為1.5∶1時，制備出的蝦青素納米懸液呈均勻透明的粉紫色，具有明顯的丁達爾現(xiàn)象，室溫條件下靜置20天無絮凝、沉淀、分層等現(xiàn)象。
　　(2)對成功制備的蝦青素/DNA/殼聚糖復納米合物的各項指標進行表征，該納米復合物有理想的尺寸分布并且能夠達到安全無毒的要求。通過馬爾文動態(tài)光散射儀檢測，制備出的蝦青素納米粒子的粒徑范圍為200～260 nm，多分散指數(shù)范圍在0.2～0.3之間，zet

5、a電位范圍為+17～+30 mV，說明該法制備的納米體系粒徑均一、分散穩(wěn)定性較好。通過高效液相色譜法測定，蝦青素納米粒的包封率可達34.96±0.19％，載藥量可達40.42±0.17％，表明該載體對蝦青素有較好的包載能力。透射電子顯微鏡觀察到制備的蝦青素納米粒呈現(xiàn)規(guī)則的圓球形，邊緣整齊，形態(tài)均一，分散狀態(tài)好。為了滿足食用安全的要求，本研究用有機溶劑乙醇溶劑蝦青素，揮發(fā)除去乙醇后，通過氣相色譜法測定蝦青素納米懸液中乙醇殘留量為0.089

6、±0.001％。
　　(3)初步探究了蝦青素/DNA/殼聚糖納米復合物的形成機理。DNA與殼聚糖通過靜電作用可以組裝形成納米載體，并形成疏水微區(qū)。通過調(diào)節(jié)DNA、殼聚糖與蝦青素三種分子的比例和加入順序，利用分子間非共價相互作用，可將蝦青素以J聚體或H聚體的形式包裹入DNA/殼聚糖納米載體中。
　　(4)所制備的蝦青素納米懸液在低溫、弱酸性的條件下較為穩(wěn)定并且能夠在腸內(nèi)降解。為了探究納米復合體系的應用特性，本論文分別研究了蝦青

7、素納米懸液在不同溫度、pH及消化酶液中蝦青素納米粒的穩(wěn)定性，結(jié)果發(fā)現(xiàn):在4℃存儲30天后，納米懸液中蝦青素的保留率為64.78±0.03％，納米粒子形態(tài)均一;在70℃存儲30天后，納米懸液中蝦青素的保留率為17.19±0.02％，納米粒子有彌散破壞的現(xiàn)象;低濃度的酸性緩沖液可以增加蝦青素納米懸液的穩(wěn)定性，在pH為3條件下4℃存儲35天后，納米懸液中蝦青素的保留率為82.78±0.09％，納米懸液分散均勻;低濃度的堿性緩沖液降低蝦青素納米

8、懸液的穩(wěn)定性，在pH為8條件下4℃存儲35天后，納米懸液中蝦青素的保留率為46.76±0.08％，納米懸液完全絮沉。此外，體外抗氧化實驗進一步證實蝦青素納米粒有一定的抗氧化活性。
　　綜上所述，本實驗選用殼聚糖和DNA兩種天然生物大分子材料組裝形成納米載體用于包載蝦青素，制備條件溫和安全。所得蝦青素/DNA/殼聚糖納米復合體有理想的尺寸分布和微觀形態(tài)，提高了蝦青素的水分散性。通過納米材料包載，能夠使蝦青素對熱、酸穩(wěn)定，具有較大的潛