Interacțiunea proteină-polizaharide - o prezentare generală a subiectelor ScienceDirect

Termeni asociați:

Biopolimer
Cazeină
Pectină
Polimeri
Stropi
Proteine
Polizaharide
Proteine din lapte
Biopolimeri

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Nanotehnologia pentru alimente

III Utilizarea proteinelor în sistemele de livrare la scară nano

Utilizarea interacțiunii proteină - polizaharidă pentru a forma sisteme de încapsulare bazate pe coacervare a fost redusă la scară nanomatică de Huang și Jiang (2004). Studiul lor asupra flavonoidelor care promovează sănătatea sa concentrat pe cea mai activă formă conținută în ceaiul verde, epigalocatechina galat (EGCG). Ceaiul verde a fost folosit mult timp ca băutură, dar biodisponibilitatea redusă este întotdeauna o problemă. Prin urmare, acest grup a sugerat încapsularea catehinelor de ceai pentru a le spori stabilitatea și biodisponibilitatea. Ei au folosit coacervatele formate din complexe proteină - polizaharide ca metodă de încapsulare ieftină pentru catehinele de ceai verde la nivel micro și nanomic.

Yu și colab. (2005) au aplicat nanotuburi peptidice ca suport pentru imobilizarea enzimei. Ei au încapsulat o lipază în interiorul nanotuburilor peptidice și au constatat că activitatea catalitică a enzimelor legate de nanotuburi a fost de fapt mai mare (> 33%) decât lipaza liberă la temperatura camerei. În mod interesant, la 65 ° C, activitatea lipazei în nanotuburi a fost cu 70% mai mare în comparație cu lipazele libere. Au arătat că enzima din interiorul nanotuburilor poate fi reciclată prin fabricarea nanotuburilor magnetice folosind nanocristale superparamagnetice FePt imobilizate la exteriorul nanotuburilor peptidice. Ei au sugerat că intensificarea activității lipazelor în nanotuburile peptidice este probabil indusă de schimbarea conformației lipazelor în forma deschisă (structură activă enzimatic), deoarece lipazele sunt adsorbite pe suprafețele interioare ale nanotuburilor peptidice.

Nohiro și colab. (2006) au utilizat cazeina pentru a forma micele proteice de dimensiuni nano pentru a deține substanțe hidrofobe. Grupul a folosit transglutaminaza pentru a forma micelele de cazeină încapsulate cu ANS cu dimensiunea particulelor de 36 nm, care au reținut ≥ 50% ANS atunci când au fost tratate cu tripsină. Această metodă este utilă pentru fabricarea de soluții transparente suprasaturate prin solubilizarea substanțelor hidrofobe în alimente funcționale și produse farmaceutice.

Unul dintre conceptele mai recente introduse de Semo și colab. (2006; condus de Y. Livney) este utilizarea micelelor de cazeină auto-asamblate ca vehicule nanocapsulare. Autorii au realizat că micelele de cazeină (CM) sunt de fapt nanocapsule create de natură pentru a furniza nutrienților, cum ar fi calciu, fosfat și proteine nou-născutului. Astfel, au sugerat utilizarea CM ca sistem auto-asamblat pentru nano-încapsulare și stabilizare a substanțelor nutraceutice hidrofobe pentru îmbogățirea produselor alimentare. Vitamina D2 a fost utilizată ca model pentru compușii nutraceutici hidrofobi. D2-rCM și rCM au avut o morfologie similară, care a fost, de asemenea, tipică în CM care apar în mod natural, așa cum s-a demonstrat în micrografiile Cryo-TEM (Figura 23.2).

Figura 23.2. Imagini Cryo-TEM: (a) CM reasamblat (rCM), (b) Vitamina D2 conținând rCM (D2-rCM), (c) CM naturală în laptele degresat (seturi nepublicate; prin amabilitatea Dr. Livney și Dr. Danino, Facultatea de Biotehnologie și Inginerie Alimentară).

Micelele reasamblate au avut diametre medii de 146 și 152 nm cu și fără vitamina D2, respectiv, similare CM normale, care sunt de obicei 150 nm în medie. S-a demonstrat că un compus nutraceutic poate fi încărcat în CM, utilizând tendința naturală de auto-asamblare a cazeinelor bovine. Concentrația de vitamine din micelă a fost de aproximativ 5,5 ori mai mare decât în ser. Chiar și în ser, vitamina D2 a fost prezentă doar legată de cazeine solubile reziduale. O observație foarte interesantă a fost că morfologia și diametrul mediu al micelelor reasamblate au fost similare cu cele ale CM care apar în mod natural. Micelele au oferit protecție parțială împotriva degradării induse de lumina UV a vitaminei D2. Prin urmare, acest studiu a demonstrat că CM poate fi util ca nanovehicle pentru prinderea nutraceuticelor hidrofobe în produsele alimentare. Astfel de nanocapsule pot fi încorporate în produsele lactate fără a le modifica proprietățile senzoriale.

Recent, Livney și Ron (2007) au demonstrat utilizarea complexelor β-lactoglobulină - polizaharide pentru a transporta nutraceutice hidrofobe. Autorii au profitat de capacitatea beta-lactoglobulinei de a lega moleculele hidrofobe și au adăugat un strat protector secundar prin complexarea sa cu polizaharidă încărcată. Au arătat că, controlând cu atenție potențialul zeta al particulei, se poate produce un vehicul nanosize stabil. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, în astfel de cazuri, sarcina bioactivului în veziculă a fost scăzută și efectul de stabilizare nu a fost încă demonstrat. Cu toate acestea, acest control inteligent al proprietăților fizice ale sistemului este un exemplu excelent pentru asamblarea unei vezicule de încapsulare nano-dimensionată pe baza controlului proprietăților fizice.

Volumul 2

Natasha Nayak, Harjinder Singh, în Enciclopedia chimiei alimentelor, 2019

Factori care influențează interacțiunile dintre proteine și polizaharide

Factorii care afectează natura interacțiunilor proteină - polizaharidă și structurile corespunzătoare formate pe baza acestor interacțiuni pot fi clasificați ca factori extrinseci, intrinseci și de procesare. Acești factori pot fi variați pentru a obține funcționalitățile dorite pentru aplicații adaptate (Tabelul 1).

Tabelul 1. Factori care influențează interacțiunile proteine din lapte - polizaharide

FactorObservations