Wie verbessert die Beladung mit Phytoglykogen die Löslichkeit von Curcumin?

Kurkumin

Curcumin (CCM) ist eine polyphenolische Verbindung, die aus Kurkumapflanzen wie Curcuma longa, Curcuma longa, Ulmoides usw. gewonnen wird. Es ist ein natürlicher, essbarer gelber Farbstoff, der sowohl im Inland als auch im Ausland verwendet werden darf.
CCM hat verschiedene physiologische und pharmakologische Wirkungen, wie z. B. antibakterielle, antitumorale, antihumane Immunschwächevirus-Wirkungen, antifibrotische Wirkungen usw. Es ist hitzebeständig und sicher (keine offensichtlichen toxischen Nebenwirkungen auf den menschlichen Körper bei einer Dosis von 12 g/d).
Die Wasserlöslichkeit von CCM ist jedoch sehr gering (11 ng/mL, 25°C), was zu einer schlechten Absorption und geringen Bioverfügbarkeit im Körper führt, so dass die Anwendung in verwandten Bereichen wie Lebensmittel und Medizin mit wasserlöslicher Matrix stark eingeschränkt ist. Daher ist die Verbesserung der Wasserlöslichkeit von CCM der Schlüssel zur Entwicklung seines potenziellen Anwendungswerts.
Zu den derzeitigen Methoden zur Verbesserung der Löslichkeit von CCM gehören verschiedene Techniken oder Systeme auf der Grundlage von Liposomen, Mizellen, Nanoemulsionen, amorphen festen Dispersionen, chemischer Modifizierung von CCM und der Bildung von Komplexen mit Trägermaterialien, die sowohl natürliche Polymere (Kohlenhydrate, Proteine und Fette) als auch synthetische Polymere umfassen.
Die meisten der oben genannten Methoden sind jedoch nicht ohne weiteres auf Lebensmittel anwendbar, da z. B. für die Herstellung von Liposomen eine große Anzahl von Tensiden erforderlich ist; die meisten natürlichen Polymere müssen modifiziert werden, und synthetische Polymere sind in der Regel wenig biokompatibel. Ein weiteres Problem sind die komplizierten Herstellungsverfahren und die hohen Kosten.
Phytoglykogen
Phytoglykogen (PG) ist ein stark verzweigtes lösliches α-D-Glucan, das durch α-1,4- und α-1,6-glykosidische Bindungen verknüpft ist. Aufgrund der kurzen durchschnittlichen Kettenlänge, des hohen Verzweigungsgrads und der strukturellen Merkmale wie enge äußere und lockere innere dendritische Verzweigungsmuster sowie der geringen Partikelgröße ist eine große Anzahl von Glukoseresten auf der Oberfläche des Moleküls vorhanden, und es ist aufgrund der Bildung von Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen in kaltem Wasser löslich. Es kann Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen bilden und ist leicht in kaltem Wasser löslich.
Studien haben gezeigt, dass PG keine Clusterstruktur enthält, sondern eine kugelförmige Struktur mit mehr und kürzeren Verzweigungen und einer engeren Struktur als verzweigte Stärke bildet, was es zu einem natürlichen Nanopartikel macht.
Chen et al. beluden Lutein und Quercetin mit PG und erhöhten die scheinbare Löslichkeit von Lutein (0,56 μg/mL auf 130,65 μg/mL) und die Löslichkeit von Quercetin (4,32 μg/mL auf 241,76 μg/mL) erheblich. In dieser Studie wurde aufgrund der Eigenschaften von PG, das leicht in kaltem Wasser dispergiert und gelöst werden kann und eine gute Dispersionsstabilität aufweist, eine bestimmte Menge Ethanollösung von CCM mit hoher Konzentration zu einer bestimmten Konzentration wässriger PG-Lösung mit PG als Träger hinzugefügt, wodurch das System mit CCM übersättigt wurde.
Einige der freien CCM-Moleküle interagierten mit PG und bildeten einen Phytoglykogen-Curcumin-Komplex (PG-CCM), der die scheinbare Löslichkeit von CCM verbesserte.
Schlussfolgerung.

PG ist ein neuartiger Nanopartikelträger, der CCM auf selbstorganisierende Weise zu komplexen PG-CCM-Nanopartikeln auflädt. Die Beladungsmethode war einfach und leicht ohne jegliche Zusätze, und die scheinbare Löslichkeit von CCM konnte nach der Beladung um das 2700-fache erhöht werden.
PG und CCM können durch intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen miteinander interagieren, und es gibt keine signifikante Veränderung in der Partikelgröße von mit CCM beladenem PG, mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 70-75 nm, in der CCM in einem amorphen und nicht-kristallinen Zustand in den PG-CCM-Komplexen existiert, und Wasserstoffbrückenbindungen sind die Hauptkraft für die Interaktion zwischen dem CCM und dem Träger-PG, und das CCM wird von der Mikroumgebung größerer Polarität in die Region kleinerer Polarität verschoben, in der das PG interagiert.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass PG ein effizienter Träger ist, der die scheinbare Löslichkeit von CCM deutlich erhöhen kann, und dass der PG-CCM-Komplex einfach herzustellen ist und voraussichtlich in funktionelle Lebensmittel aufgenommen werden kann, um die pharmakologischen Wirkungen von CCM zu fördern.