プロポリスのカプセル化と改善されたカプセル化のためのZein/caseinate/alginateナノ粒子のワンステップアセンブリ

生物活性分子をカプセル化するためのZeinベースのナノ粒子の設計は、近年大きな注目を集めています。しかし、ゼインを溶解するためにエタノールを使用することは可燃性の懸念をもたらし、ゼインベースのナノ粒子のスケールアップ生産も懸念事項です。我々の研究では、プロポリスを装填したゼイン/カゼネート/アルギン酸ナノ粒子を、簡単な1段階の手順を使用して製造しました。脱プロトン化プロポリス、可溶性ゼイン、解離したカゼイン酸ナトリウム（NACAS）、アルギン酸塩を含む十分に混合された溶液を調製し、アルギン酸塩、およびアルギン酸塩を調製しました。次に、このアルカリ溶液を0.1 Mクエン酸バッファー（pH 3.8）に加えて、有機溶媒や洗練された機器を使用せずに複合ナノ粒子を製造しました。酸性化中、アルギン酸分子は静電化によりZein/Nacas表面に吸着され、消化管（GI）または酸性pHの下でのZein/Nacasナノ粒子の凝集に向けた安定性を改善しました。最適化された方法（方法3サンプル）で調製されたナノ粒子は、粒子サイズが208 nm前後で、ゼータ電位が-27 mV前後の球形の形態でした。プロポリスのカプセル化効率（EE）と負荷容量（LC）は、それぞれZein/Nacas/Alginateナノ粒子によって86.5％および59.6μgMg-1に達しました。これらのナノ粒子は、広範囲のpH値（2〜8）および塩濃度（0〜300 mm NaCl）にわたって凝集に向けて安定していることが示されました。遊離プロポリスと比較して、ナノ粒子でカプセル化されたプロポリスの生物アクセス性は80％に増加しました。我々の結果は、食品、サプリメント、医薬品の用途向けに疎水性栄養剤をカプセル化するための有望なクリーンでスケーラビリティ戦略を示しました。

The design of zein-based nanoparticles to encapsulate bioactive molecules has gained great attention in recent years. However, the use of ethanol to dissolve zein presents flammability concerns and the scale-up production of zein-based nanoparticles is also a concern. In our study, propolis loaded zein/caseinate/alginate nanoparticles were fabricated using a facile one-step procedure: a well-blended solution was prepared containing deprotonated propolis, soluble zein, dissociated sodium caseinate micelles (NaCas) and alginate at alkaline pH, and then this alkaline solution was added to 0.1 M citrate buffer (pH 3.8) to fabricate composite nanoparticles without using organic solvents and sophisticated equipment. During acidification, the alginate molecules adsorbed on the zein/NaCas surfaces by electrostatic complexation, which improved the stability towards aggregation of zein/NaCas nanoparticles under gastrointestinal (GI) or acidic pH. The nanoparticles prepared under the optimized method (method 3 sample) were of spherical morphology with a particle size around 208 nm and a negative zeta potential around -27 mV. The encapsulation efficiency (EE) and loading capacity (LC) of propolis reached 86.5% and 59.6 μg mg-1 by zein/NaCas/alginate nanoparticles, respectively. These nanoparticles were shown to be stable towards aggregation over a wide range of pH values (2-8) and salt concentrations (0-300 mM NaCl). Compared to free propolis, the bioaccessibility of propolis encapsulated with nanoparticles was increased to 80%. Our results showed a promising clean and scalability strategy to encapsulate hydrophobic nutraceuticals for applications in foods, supplements, and pharmaceuticals.