Hvordan forbedrer fytoglykogen-belastning opløseligheden af curcumin?

Curcumin

Curcumin (CCM) er en polyfenolisk forbindelse, der udvindes af gurkemejeplanter som Curcuma longa, Curcuma longa, Ulmoides osv. Det er et naturligt spiseligt gult pigment, som er tilladt at bruge både herhjemme og i udlandet.
I mellemtiden har CCM forskellige fysiologiske og farmakologiske aktiviteter, såsom antibakterielle, antitumor-, anti-human immunodeficiency virus-effekter, antifibrotiske effekter osv. Det er varmebestandigt og sikkert (ingen åbenlyse toksiske bivirkninger på menneskekroppen ved en dosis på 12 g/d).
CCM's vandopløselighed er dog meget lav (11 ng/mL, 25 °C), hvilket fører til dårlig absorption og lav biotilgængelighed i kroppen, og dets anvendelse inden for beslægtede områder som fødevarer og medicin med vandopløselig matrix er derfor stærkt begrænset. Derfor er en forbedring af CCM's vandopløselighed nøglen til at udvikle dets potentielle anvendelsesværdi.
I øjeblikket omfatter metoder til at forbedre CCM's opløselighed en række teknikker eller systemer baseret på liposomer, miceller, nanoemulsioner, amorfe faste dispersioner, kemisk modifikation af CCM og dannelse af komplekser med bærematerialer, der omfatter naturlige polymerer (kulhydrater, proteiner og fedtstoffer) såvel som syntetiske polymerer.
De fleste af de ovennævnte metoder er dog ikke nemme at anvende til fødevarer, f.eks. kræves der et stort antal overfladeaktive stoffer til fremstilling af liposomer; de fleste af de naturlige polymerer skal modificeres, og syntetiske polymerer har normalt lav biokompatibilitet. Der er også problemer med den komplicerede fremstillingsproces og de høje omkostninger.
Fytoglykogen
Fytoglykogen (PG) er et stærkt forgrenet opløseligt α-D-glucan, der er forbundet med α-1,4- og α-1,6-glycosidbindinger. På grund af den korte gennemsnitlige kædelængde, den høje grad af forgrening og de strukturelle træk såsom stramt ydre og løst indre dendritisk forgreningsmønster og lille partikelstørrelse er der et stort antal glukoserester til stede på molekylets overflade, og det er opløseligt i koldt vand på grund af dannelsen af hydrogenbindinger med vandmolekyler. Det kan danne brintbindinger med vandmolekyler og er let opløseligt i koldt vand.
Undersøgelser har vist, at PG ikke indeholder en klyngestruktur, men danner en sfærisk struktur med flere og kortere grene og en strammere struktur end forgrenet stivelse, hvilket gør det til en naturlig nanopartikel.
Chen et al. fyldte lutein og quercetin med PG og øgede den tilsyneladende opløselighed af lutein (0,56 μg/mL steg til 130,65 μg/mL) og quercetins opløselighed (4,32 μg/mL steg til 241,76 μg/mL) betydeligt. I denne undersøgelse blev en vis mængde ethanolopløsning af CCM med høj koncentration tilsat en vis koncentration af vandig PG-opløsning med PG som bærer, hvilket gjorde systemet overmættet med CCM, baseret på egenskaberne, at PG er let at dispergere og opløse i koldt vand og har god dispersionsstabilitet.
Nogle af de frie CCM-molekyler interagerede med PG og dannede et fytoglykogen-curcumin-kompleks (PG-CCM), som forbedrede CCM's tilsyneladende opløselighed.
Konklusion.

PG er en ny nanopartikelbærer, der indlæser CCM på en selvsamlet måde for at danne PG-CCM-komplekse nanopartikler. Indlæsningsmetoden var enkel og let uden tilsætningsstoffer, og CCM's tilsyneladende opløselighed kunne øges ca. 2700 gange efter indlæsning.
PG og CCM kan interagere med hinanden gennem intermolekylær hydrogenbinding, og der er ingen signifikant ændring i partikelstørrelsen af PG fyldt med CCM, med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 70-75 nm, hvor CCM findes i en amorf og ikke-krystallinsk tilstand i PG-CCM-komplekserne, og hydrogenbinding er den vigtigste kraft for interaktionen mellem CCM og bærer-PG, og CCM flyttes fra mikromiljøet med større polaritet til regionen med mindre polaritet, hvor PG interagerer.
Vores resultater tyder på, at PG er en effektiv bærer, der kan øge den tilsyneladende opløselighed af CCM betydeligt, og PG-CCM-komplekset er nemt at fremstille og forventes at blive indarbejdet i funktionelle fødevarer for at fremme de farmakologiske virkninger af CCM.