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姜黄素是从姜黄中提取出的一种酚类物质,因其具有抗炎、抗氧化、抗癌等多种生物活性而受到人们的广泛关注。目前,姜黄素的生产主要采用传统的有机溶剂提取法,该法存在耗能高、溶剂残留、生产效率低等问题。此外,由于姜黄素具有不溶于水、中性和碱性条件下不稳定的特性,使其在人体内的吸收率较低。为了克服传统溶剂提取法的缺点和提高姜黄素在人体内的生物利用率,研究了脉冲超声、微波和高压脉冲电场辅助提取姜黄素工艺;为了提高姜黄素的生物利用率,以β-乳球蛋白和乳清蛋白为载体,系统地研究了β-乳球蛋白/姜黄素复合物以及乳清蛋白/姜黄素纳米乳化体系的形成及其性质;并体外模拟了乳球蛋白/姜黄素复合物和乳清蛋白/姜黄素纳米乳化液的生物利用率。采用单因素和响应面优化实验确定了脉冲超声和微波辅助提取姜黄素的最佳工艺,并从姜黄素得率、提取效率、能耗等方面对脉冲超声和微波辅助提取效率进行了对比。研究结果表明,脉冲超声提取法优于连续超声提取法,且与微波辅助提取法具有几乎相同的提取效率,但是,微波辅助提取方法的能耗更低,姜黄素纯度更高。脉冲超声辅助提取的最佳工艺为:超声振幅60%,乙醇浓度83%,料液比1:200,脉冲持续/间隔时间3/1(s/s)、提取时间10min,所得姜黄素类化合物总量为1.03±0.02%,其中,单去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素和姜黄素的纯度分别为25%、32%和43%。微波辅助提取的最佳参数为:乙醇浓度72%、微波功率10%和提取时间7min,所得姜黄素类化合物总量为1.01%±0.02%,其中,单去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素和姜黄素的纯度分别为23、27和50%。采用荧光光谱和傅立叶红外光谱法对β-乳球蛋白与姜黄素的反应机制进行了研究,结果表明1分子β-乳球蛋白通过疏水作用力与1分子姜黄素结合形成了β-乳球蛋白/姜黄素复合物,姜黄素对β-乳球蛋白的二级结构产生一定程度的影响;在pH6.0条件下姜黄素结合在β-乳球蛋白表面疏水性区域,在pH7.0条件下姜黄素结合在β-乳球蛋白β-桶形区域;1g/100mL的复合物可以提供175.50μg/mL的可溶性姜黄素,使得姜黄素的溶解度提高了1590倍;β-乳球蛋白/姜黄素复合物在不同的pH条件下具有良好的稳定性;复合物的形成提高了β-乳球蛋白的热稳定性和姜黄素的总还原力,但却降低了姜黄素清除自由基的能力。姜黄素/乳清蛋白纳米乳化液的最佳制备工艺为:连续相中蛋白质浓度5g/100mL,油水比20%v/v,均质压力60MPa,均质次数3次,所得乳化液平均粒径约为200nm。姜黄素/乳清蛋白纳米乳化液在不同的离子强度,高温及长期贮存的条件下都具有良好的稳定性。ι-卡拉胶对姜黄素/乳清蛋白纳米乳化液在高温条件下的稳定性没有显著影响,反而降低了姜黄素纳米乳化体系的贮藏稳定性及其在高离子强度条件下的稳定性。通过体外模拟胃肠道环境并建立Caco-2细胞模型,研究了β-乳球蛋白/姜黄素复合物和姜黄素/乳清蛋白纳米乳化体系的胃肠道消化性及其对姜黄素吸收率的影响,研究结果表明,经胰酶消化后的姜黄素/乳清蛋白纳米乳化液和未经酶作用的β-乳球蛋白/姜黄素复合物中的姜黄素吸收率最高,两者Papp值十分接近。肠道细胞对姜黄素/乳清蛋白纳米乳化液中姜黄素的吸收主要是通过消化-吸收机制,即姜黄素是伴随着纳米乳化液中分散相经蛋白酶和脂肪酶的水解过程被肠道细胞逐步吸收的,而β-乳球蛋白/姜黄素复合在肠道中的吸收是直接扩散和消化-吸收两种机制。致敏性实验结果表明,β-乳球蛋白/姜黄素复合物的形成能够降低β-乳球蛋白的致敏性,并且姜黄素/牛乳清蛋白纳米乳化液的致敏性也显著低于乳清蛋白。