环糊精超分子基天然香料皮克林乳液的构筑及其界面自组装机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901618
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2001.食品原料学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Food additives play an important role in ensuring food safety and improving food quality. Natural food additives have become the development direction in the future. However, as common food additives, natural spices are unstable and easy to lose in the process of processing and storage. Microencapsulation technology is an important means to solve this industrial problem. How to use food grade materials from natural sources as wall materials, to regulate the particle size and morphology of microcapsule is the key and difficult point of this technology. Clarifing the self-assembly mechanism of cyclodextrin and hydrophobic guest inclusion complex at the oil-water interface may bring a breakthrough to this technical bottleneck..In order to solve the above key scientific problem, this project first intends to use spectroscopies to determine the inclusion law of the cyclodextrin/spice molecular inclusion complexes, which are the self-assembled elementary units. Secondly, through the dynamic characterization of the microstructure and interfacial properties of the emulsion, the interfacial adsorption behavior of different cyclodextrin amphiphilic supramolecules and the morphological evolution of the self-assembly are investigated, and then the controllable construction of the self-assembly are realized. Finally, the interaction between host and guest is analyzed by computer aided simulation, while the self-consistent field theory is used to analyze the supramolecular interaction of cyclodextrin at the oil-water interface, and then the self-assembly mechanism of cyclodextrin at the oil-water interface is elucidated. This project is an innovative exploration of the interfacial self-assembly mechanism of natural spice emulsion, which can provide theoretical guidance for the preparation of edible spice and fragrance microencapsules.
食品添加剂在保障食品安全、提升食品品质方面发挥着重要作用,天然食品添加剂已成为未来发展方向。然而,作为常用食品添加剂,天然香料在加工贮藏过程中不稳定、易损失。微胶囊技术是解决这一行业问题的重要手段。以天然来源的食品原料为壁材,如何调控微胶囊粒径和形貌是该技术的重点和难点。阐明环糊精与疏水性客体包结物在油水界面的自组装机制有望突破这一技术瓶颈。.针对上述关键科学问题,本项目首先拟采用光谱学手段,探究自组装体构筑基元——环糊精香料分子包结物的包结规律;其次,通过乳液微观结构和界面性质动态表征,明确不同环糊精两亲性超分子的界面吸附行为和自组装体的形态演变规律,实现自组装体可控构筑;最后,通过计算机辅助模拟分析主客体间的相互作用,运用自洽场理论分析油水界面环糊精超分子间的相互作用,阐明其自组装机制。本项目是对天然香料乳液界面自组装机制的创新性探索,可为食用香料香精微胶囊制备提供理论指导。

结项摘要

天然香料在加工贮藏过程中不稳定、易损失,微胶囊技术是解决这一行业问题的重要手段。以天然来源的食品原料为壁材,如何调控微胶囊粒径和形貌是该技术的重点和难点,阐明环糊精与疏水性客体包结物在油水界面的自组装机制有望突破这一技术瓶颈。.本项目以不同类型的环糊精为主体分子,以天然香料及其主要香气分子为客体或包覆对象,结合生产实践中添加乳化剂、溶剂、作用温度、时间等关键环境因素,深入分析了环糊精-天然香料包合物制备过程中的自组装过程及界面稳定机制。明确了芯壁比、壁材添加量、乳芯比、作用时间、温度、客体分子结构等因素对环糊精/天然香料主客体匹配性的影响,揭示了两亲性超分子的包结规律及形貌、物化特性。探究了环糊精/乳化剂主客体自组装过程和环糊精/香气分子主客体自组装过程对天然香料乳液油水界面膜和乳液稳定性影响,揭示了自组装体从胶束、囊泡到皮克林乳液的形态演变规律。通过紫外、核磁以及分子动力学模拟发现了主客体之间的相互作用规律,通过透射电镜、流变等手段揭示了构筑基元间的相互作用规律,阐明了环糊精超分子天然香料乳液油水界面的自组装机制。开发了3项以环糊精两亲性超分子为构筑基元的天然香料微胶囊温和、可控制备技术。.本项目在油相成分复杂的乳液体系中阐明环糊精两亲性超分子的油水界面自组装机制及其形貌演变机制,深化了对聚集诱导乳化现象与两亲性微晶形成机制、演变驱动及稳态控制的认识,丰富了新型绿色表面活性材料家族库。本项目所提出的微胶囊制备技术工艺及产物绿色安全,降低了乳化剂用量,减轻其安全隐患,使香料微胶囊制备工艺简单,条件温和、结构特性可控,不仅在食品、轻工行业加香领域具有广阔应用前景,还可为医药、材料等领域提供新的递送和稳态化工具。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Mannitol Is a Good Anticaking Agent for Spray-Dried Hydroxypropyl-Beta-Cyclodextrin Microcapsules.
甘露醇是喷雾干燥羟丙基-β-环糊精微胶囊的良好抗结剂
  • DOI:
    10.3390/molecules28031119
  • 发表时间:
    2023-01-22
  • 期刊:
    MOLECULES
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Kou, Xingran;Zhang, Xinping;Cheng, Ying;Yu, Miao;Meng, Qingran;Ke, Qinfei
  • 通讯作者:
    Ke, Qinfei
Cyclodextrin supermolecules as excellent stabilizers for Pickering nanoemulsions
环糊精超分子作为皮克林纳米乳液的优异稳定剂
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2019.124367
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao Zuobing;Liu Yufei;Niu Yunwei;Kou Xingran
  • 通讯作者:
    Kou Xingran
Study on host-guest interaction of aroma compounds/γ-cyclodextrin inclusion complexes
芳香化合物/γ-环糊精包合物的主客体相互作用研究
  • DOI:
    10.1016/j.lwt.2023.114589
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    LWT
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xingran Kou;Yaqi Zhang;Dongdong Su;Hui Wang;Xin Huang;Yunwei Niu;Qinfei Ke;Zuobing Xiao;Qingran Meng
  • 通讯作者:
    Qingran Meng
Double-Encapsulated Microcapsules for the Adsorption to Cotton Fabrics
用于棉织物吸附的双封装微胶囊
  • DOI:
    10.3390/coatings11040426
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Coatings
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zuobing Xiao;Wenwen Xu;Jiajia Ma;Yi Zhao;Yunwei Niu;Xingran Kou;Qinfei Ke
  • 通讯作者:
    Qinfei Ke

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其他文献

咖啡酸对铜绿假单胞菌群体感应的抑制及毒力因子降低的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    食品与生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于福浩;娄在祥;王洪新;寇兴然
  • 通讯作者:
    寇兴然

其他文献

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寇兴然的其他基金

环糊精-香气物质有序聚集体的多尺度构筑与动态调控机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
环糊精-香气物质有序聚集体的多尺度构筑与动态调控机制研究
  • 批准号:
    32272254
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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