Name: in vitro digestion of emulsions in a single droplet via multi subphase exchange of simulated gastrointestinal fluids
Uploaded: 2022-11-18T13:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vitro Digestion of Emulsions in a Single Droplet via Multi Subphase Exchange of Simulated Gastrointestinal Fluids at JoVE.com

この研究は、プロジェクトRTI2018-101309-B-C21およびPID2020-631-116615RAI00によって資金提供され、MCIN/AEI/10.13039/501100011033および「ERDF A way of make Europe」によって資金提供されました。この研究は、グラナダ大学(スペイン)のバイオコロイドおよび流体物理学グループ(参照:PAI-FQM115)によって(部分的に)サポートされました。

1.表面科学実験で使用されるすべてのガラス製品の洗浄シーケンス
<ol><li>水(10%)で希釈した濃縮洗浄液( 材料の表を参照)でガラス器具をこすります。</li>
	<li>水道水、プロパノール、蒸留水、超純水のシーケンスで十分にすすいでください。キャビンで乾燥させ、使用するまで密閉キャビネットに保管してください。</li>
</ol>2. サンプル調製</str...

<ol>
	<li>McClements, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biophysics+of+digestion:+Lipids.">The biophysics of digestion: Lipids.</a> Current Opinion in Food Science. 21, 1-6 (2018).</li><li>McClements, D. J., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structured+emulsion-based+delivery+systems:+Controlling+the+digestion+and+release+of+lipophilic+food+components.">Structured emulsion-based delivery systems: Controlling the digestion and release of lipophilic food components.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 159 (2), 213-228 (2010).</li><li>Corstens, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food-grade+micro-encapsulation+systems+that+may+induce+satiety+via+delayed+lipolysis:+A+review.">Food-grade micro-encapsulation systems that may induce satiety via delayed lipolysis: A review.</a> Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 57 (10), 2218-2244 (2017).</li><li>Aguilera-Garrido, A., del Castillo-Santaella, T., Galisteo-Gonz&#225;lez, F., G&#225;lvez-Ruiz, M. J., Maldonado-Valderrama, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+role+of+hyaluronic+acid+in+improving+curcumin+bioaccessibility+from+nanoemulsions.">Investigating the role of hyaluronic acid in improving curcumin bioaccessibility from nanoemulsions.</a> Food Chemistry. 351, 129301 (2021).</li><li>Rodr&#237;guez Patino, J. M., Carrera S&#225;nchez, C., Rodr&#237;guez Ni&#241;o, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implications+of+interfacial+characteristics+of+food+foaming+agents+in+foam+formulations.">Implications of interfacial characteristics of food foaming agents in foam formulations.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 140 (2), 95-113 (2008).</li><li>Wilde, P. J., Chu, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfacial+&amp;+colloidal+aspects+of+lipid+digestion.">Interfacial &amp; colloidal aspects of lipid digestion.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 165 (1), 14-22 (2011).</li><li>Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A., Wege, H. A., Holgado-Terriza, J. A., Neumann, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axisymmetric+drop+shape+analysis+as+penetration+Langmuir+balance.">Axisymmetric drop shape analysis as penetration Langmuir balance.</a> Review of Scientific Instruments. 70 (5), 2438-2444 (1999).</li><li>Maldonado-Valderrama, J., Muros-Cobos, J. L., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bile+salts+at+the+air-water+interface:+Adsorption+and+desorption.">Bile salts at the air-water interface: Adsorption and desorption.</a> Colloids and surfaces B: Biointerfaces. 120, 176-183 (2014).</li><li>Maldonado-Valderrama, J., Terriza, J. A. H., Torcello-G&#243;mez, A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+digestion+of+interfacial+protein+structures.">In vitro digestion of interfacial protein structures.</a> Soft Matter. 9, 1043-1053 (2013).</li><li>Maldonado-Valderrama, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+in+vitro+digestion+at+oil-water+interfaces.">Probing in vitro digestion at oil-water interfaces.</a> Current Opinion in Colloid and Interface Science. 39, 51-60 (2019).</li><li>Brodkorb, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=INFOGEST+static+in+vitro+simulation+of+gastrointestinal+food+digestion.">INFOGEST static in vitro simulation of gastrointestinal food digestion.</a> Nature Protocols. 14 (4), 991-1014 (2019).</li><li>del Castillo-Santaella, T., Maldonado-Valderrama, J., Molina-Bolivar, J. A., Galisteo-Gonzalez, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+cross-linker+glutaraldehyde+on+gastric+digestion+of+emulsified+albumin.">Effect of cross-linker glutaraldehyde on gastric digestion of emulsified albumin.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 145, 899-905 (2016).</li><li>Macierzanka, A., Torcello-G&#243;mez, A., Jungnickel, C., Maldonado-Valderrama, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bile+salts+in+digestion+and+transport+of+lipids.">Bile salts in digestion and transport of lipids.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 274, 102045 (2019).</li><li>Maldonado-Valderrama, J., Torcello-G&#243;mez, A., del Castillo-Santaella, T., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subphase+exchange+experiments+with+the+pendant+drop+technique.">Subphase exchange experiments with the pendant drop technique.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 222, 488-501 (2015).</li><li>Bellesi, F. A., Ruiz-Henestrosa, V. M. P., Maldonado-Valderrama, J., Del Castillo Santaella, T., Pilosof, A. M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+interfacial+in+vitro+digestion+of+protein+and+polysaccharide+oil/water+films.">Comparative interfacial in vitro digestion of protein and polysaccharide oil/water films.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 161, 547-554 (2018).</li><li>Del Castillo-Santaella, T., Sanmart&#237;n, E., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A., Arboleya, J. C., Maldonado-Valderrama, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+digestibility+of+&#946;-lactoglobulin+by+pulsed+light+processing:+A+dilatational+and+shear+study.">Improved digestibility of &#946;-lactoglobulin by pulsed light processing: A dilatational and shear study.</a> Soft Matter. 10 (48), 9702-9714 (2014).</li><li>Infantes-Garcia, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+gastric+lipid+digestion+of+emulsions+with+mixed+emulsifiers:+Correlation+between+lipolysis+kinetics+and+interfacial+characteristics.">In vitro gastric lipid digestion of emulsions with mixed emulsifiers: Correlation between lipolysis kinetics and interfacial characteristics.</a> Food Hydrocolloids. 128, 107576 (2022).</li><li>del Castillo-Santaella, T., Cebri&#225;n, R., Maqueda, M., G&#225;lvez-Ruiz, M. J., Maldonado-Valderrama, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+in+vitro+digestibility+of+food+biopreservative+AS-48.">Assessing in vitro digestibility of food biopreservative AS-48.</a> Food Chemistry. 246, 249-257 (2018).</li><li>Torcello-G&#243;mez, A., Maldonado-Valderrama, J., J&#243;dar-Reyes, A. B., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A., Mart&#237;n-Rodr&#237;guez, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pluronic-covered+oil-water+interfaces+under+simulated+duodenal+conditions.">Pluronic-covered oil-water interfaces under simulated duodenal conditions.</a> Food Hydrocolloids. 34, 54-61 (2014).</li><li>Minekus, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardised+static+in+vitro+digestion+method+suitable+for+food+-+an+international+consensus.">A standardised static in vitro digestion method suitable for food - an international consensus.</a> Food &amp; Function. 5 (6), 1113-1124 (2014).</li><li>Wege, H. A., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+constant+surface+pressure+penetration+langmuir+balance+based+on+axisymmetric+drop+shape+analysis.">Development of a constant surface pressure penetration langmuir balance based on axisymmetric drop shape analysis.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 249 (2), 263-273 (2002).</li><li>del Castillo-Santaella, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic+acid+and+human/bovine+serum+albumin+shelled+nanocapsules:+Interaction+with+mucins+and+in+vitro+digestibility+of+interfacial+films.">Hyaluronic acid and human/bovine serum albumin shelled nanocapsules: Interaction with mucins and in vitro digestibility of interfacial films.</a> Food Chemistry. 383, 132330 (2022).</li><li>Aguilera-Garrido, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+serum+albumins+in+delivery+systems:+Differences+in+interfacial+behaviour+and+interacting+abilities+with+polysaccharides.">Applications of serum albumins in delivery systems: Differences in interfacial behaviour and interacting abilities with polysaccharides.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 290 (5), 102365 (2021).</li></ol>

この記事では、ペンダントドロップ装置を使用して界面層のin vitro消化を測定するための一般化されたプロトコルについて説明します。プロトコルは、文献との比較を容易にするためにINFOGEST11,20調和プロトコルに基づく消化バッファーの組成を調整することにより、実験の特定の要件に合わせて調整できます。消化酵素およびバイオサーフ?...

エマルジョン消化を伴う脂肪の消化方法を理解することは、カスタマイズされた機能性を備えた製品を合理的に設計するために重要です1。脂肪消化の基質は、脂肪が機械的作用によって消費され、口や胃の中でバイオサーファクタントと混合することによって乳化されるため、エマルジョンです。また、人間が消費する脂肪のほとんどはすでに乳化されており(乳製品など)、乳児や一部の高齢者の場合、これが唯一の消費形態です。したがって、特定の消化プロファイルを持つエマルジョンベースの製品の設計は、栄養において非常に重要です1。さらに、エマルジョンは、栄養素、薬物、または親油性生物活性物質2 をカプセル化して送達し、肥満3、栄養強化、食物アレルギー、消化器疾患などのさまざまな胃腸の状態に取り組むことができます。水中油型エマルションにおいて、脂肪滴は、タンパク質、界面活性剤、ポリマー、粒子、および混合物などの乳化剤の界面層によって囲まれている4。乳化剤の役割は2つあります:エマルジョン5 を安定化させ、カプセル化された化合物を特定部位に保護/輸送します。エマルジョンのカスタマイズされた消化率を達成するには、初期組成に依存しますが、胃腸管を通過する間のこの界面の継続的な進化を監視する必要もあります(図1)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64158/64158fig01.jpg"> 図1:エマルジョンの界面工学を適用して、主要な胃腸の状態のいくつかに取り組む。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64158/64158fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
脂質消化は、界面層を介して乳化脂肪滴の油-水界面にリパーゼ(胃または膵臓)を吸着し、油に含まれるトリグリセリドに到達して遊離脂肪酸およびモノアシルグリセリドに加水分解する必要があるため、最終的には界面プロセスです6。これを 図 2 に示します。胃リパーゼは、胃のペプシンやリン脂質と油水界面で競合します(図2、胃の消化)。次に、膵臓リパーゼ/コリパーゼは、小腸のトリプシン/キモトリプシン、リン脂質、胆汁酸塩、および消化産物と競合します。プロテアーゼは界面被覆率を変化させ、リパーゼ吸着を防止または促進することができますが、胆汁酸塩は界面活性が高く、残りの乳化剤の大部分を置換してリパーゼ吸着を促進します(図2、腸管消化)。最終的に、脂肪分解の速度と程度は、厚さ、分子間/分子内接続、静電相互作用と立体相互作用など、初期/胃消化エマルジョンの界面特性に依存します。したがって、消化される界面層の進化をモニタリングすることは、リパーゼ吸着、ひいては脂質消化に影響を与える界面メカニズムおよび事象を特定するための実験的プラットフォームを提供する。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64158/64158fig02.jpg"> 図2:胃腸脂質消化における界面の役割を示す模式図。ペプシン加水分解は胃相での界面組成を変化させ、胃リパーゼはトリグリセリドを加水分解します。小腸では、トリプシン/キモトリプシンが界面膜をさらに加水分解し、脂肪分解はBS/リパーゼの吸着、トリグリセリドの加水分解、およびBSミセル/複合体への可溶化による脂肪分解生成物の脱着によって進行します。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64158/64158fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
グラナダ大学(UGR)のペンダントドロップ装置は、バルク溶液7のサブフェーズ交換を可能にする特許技術である同軸ダブルキャピラリーで実装されています。ペンダントドロップを保持するキャピラリーは、ダブルマイクロインジェクターの各チャネルに独立して接続された2つの同軸キャピラリーの配置で構成されています。各マイクロインジェクタは独立して動作することができ、スルーフロー7による滴下内容物の交換を可能にする。したがって、サブフェーズ交換は、同じ流量を使用して、内側キャピラリーを備えた新しい溶液の同時注入と、外側キャピラリーとのバルク溶液の抽出で構成されます。このプロセスにより、界面領域または液滴の体積を乱すことなくバルク溶液の交換が可能になります。この手順は後にマルチサブフェーズ交換にアップグレードされ、液滴バルク溶液8の最大8つの連続サブフェーズ交換が可能になります。これにより、バルク溶液をさまざまなコンパートメント(口、胃、小腸)を模倣した人工培地と順次交換することにより、脂質媒体に懸濁した単一の水性液滴での消化プロセスのシミュレーションが可能になります。コンポーネントの詳細を含め、セットアップ全体を 図3に示します。マイクロインジェクター内のシリンジは8つのビアバルブに接続されており、それぞれが 図2に説明されているコンポーネントを含む人工消化液を含むマイクロ遠心チューブに接続されています。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64158/64158fig03.jpg"> 図3:すべてのコンポーネントを含むOCTOPUSの全体図。CCDカメラ、顕微鏡、マイクロポジショナー、熱安定化セル、およびダブルキャピラリーは、8つのビアバルブに接続された2つのシリンジを備えたダブルマイクロインジェクターに独立して接続されています。各シリンジは、キャピラリー、サンプルと1つの排出を含む4つのマイクロ遠心チューブに接続します。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64158/64158fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
図4A は、各人工消化液が二重毛細管を介したサブフェーズ交換によってペンダントドロップに注入される方法を示しています。 図2 に詳述されている各消化化合物は、胃腸管を通過することをシミュレートして、同時/順次に適用できます。人工消化液には、図 4Bに図示されているように、初期乳化剤の界面張力を変化させるさまざまな酵素とバイオサーファクタントが含まれています。同じくUGRで開発されたソフトウェアDINATEN( 材料表を参照)は、最初の界面層が in vitroで消化されるときの界面張力の変化をリアルタイムで記録します。また、各消化相の後、安定化された界面層に体積/界面領域の周期的な振動を課し、界面張力の応答を記録することによって、界面層の拡張弾性が計算されます。振動の周期/周波数と振幅を変えることができ、ソフトウェアCONTACTOによる画像処理は拡張レオロジーパラメータを提供します8。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64158/64158fig04.jpg"> 図4:消化プロファイルの例 。 (a)初期乳化剤層は、ペンダントドロップへの異なる溶液の順次サブフェーズ交換によってマイクロ遠心分離機に入れられた人工消化媒体に供される。(B)初期乳化剤の界面張力(y軸)の一般的な進化は、人工培地中のさまざまな酵素/バイオサーファクタントによって in vitro で消化されるときの時間(x軸)の関数です。普通の腸液との最終亜相交換は、混合ミセルの可溶化による消化脂質の脱着を測定します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64158/64158fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
この研究は、ペンダントドロップ装置9を使用して界面層のin vitro消化を測定するために設計された一般的なプロトコルを提示します。最初の界面層は、図2に示すように、胃腸管を通過することを模倣する条件に順次さらされる。これらの異なる消化媒体は、マイクロ遠心チューブに含まれる異なる溶液のサブフェーズ交換によってペンダントドロップに注入されます(図4A)。これらの培地の組成は、評価される胃腸の状態、すなわち胃/腸のタンパク質分解/脂肪分解に応じてカスタマイズすることができ、累積効果と副活性を測定することができます10。各コンパートメントでの消化プロセスを模倣するために使用される実験条件は、電解質と酵素のpHと量を詳述したINFOGESTによって発行された国際的なコンセンサスプロトコルに従います11。ペンダントドロップに基づく実験装置は、シミュレートされた消化プロセス全体を通して、その場での界面張力の記録を可能にします。界面層の拡張レオロジーは、各消化ステップの最後に計算されます。このようにして、各乳化剤は、図4Bに描かれているように、消化された界面の特性を示す消化プロファイルを提供する。これにより、消化過程のさまざまな段階に対する感受性または耐性に関する結論を引き出すことができます。一般に、人工消化媒体には、酸/塩基性pH、電解質、プロテアーゼ(胃および腸)、リパーゼ(胃および腸)、胆汁酸塩、およびリン脂質が含まれており、これらはそれぞれの消化液(胃または腸)に溶解します。図4Bは、乳化剤の界面張力の進化の一般的なプロファイルを示しており、最初にプロテアーゼ作用を受け、次にリパーゼが続きます。一般に、界面層のタンパク質分解は、加水分解ペプチド9,12の脱離による界面張力の増加を促進し、一方、脂肪分解は、胆汁酸塩およびリパーゼ13の吸着による界面張力の非常に急な低下をもたらす。腸液との最終的な亜相交換は、未吸着/消化された物質のバルク溶液を枯渇させ、可溶性化合物の脱着および混合ミセル中の消化脂質の可溶化を促進する。これは、記録された界面張力の増加によって定量化されます(図4B)。
要約すると、単一の液滴におけるin vitro消化をシミュレートするためにペンダントドロップに実装された実験計画は、消化プロセスが最初の界面層10に順次適用されるときの累積効果および相乗効果を測定することを可能にする。各消化媒体の組成は、胃腸の病状または乳児の消化媒体を含む消化状態の特殊性を説明するために容易に調整することができる14。次に、タンパク質分解と脂肪分解に影響を与える界面メカニズムの同定を使用して、エマルジョンの界面工学による消化を調節することができます。得られた結果は、低アレルゲン性、制御されたエネルギー摂取量、消化率の低下などの調整された機能を備えた新しい食品マトリックスの設計に適用できます15,16,17,18,19。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alpha-chymotrypsin from bovine pancreas</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C4129</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beta-lactoglobulin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L0130</td>
			<td>Emulsfier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9048-46-8</td>
			<td>Emulsfier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10043-52-4</td>
			<td>Electrolyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Kronton instruments</td>
			<td>Centrikon T-124</td>
			<td>For separating oil and resins</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citrus pectin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9135</td>
			<td>Emulsfier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>co-lipase FROM PORCINE PANCREAS</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C3028</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CONTACTO</td>
			<td>University of Granada (UGR)</td>
			<td></td>
			<td>https://core.ugr.es/dinaten/, last access: 07/18/2022</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DINATEN</td>
			<td>University of Granada (UGR)</td>
			<td></td>
			<td>https://core.ugr.es/dinaten/, last access: 07/18/2022</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gastric lipase</td>
			<td>Lipolytech</td>
			<td>RGE15-1G</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>70024-90-7</td>
			<td>Emulsifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INFOGEST</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>http://www.proteomics.ch/IVD/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipase from porcine pancreas, type II</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L33126</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium metasilicate resins</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>1343-88-0</td>
			<td>Resins to purify oil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro 90</td>
			<td>International products</td>
			<td>M-9051-04</td>
			<td>Cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td>Electrolyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Scharlau</td>
			<td>10049-21-5</td>
			<td>To prepare buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCTOPUS</td>
			<td>Producciones Cient&#237;ficas y T&#233;cnicas S.L. (G&#243;jar, Spain)</td>
			<td></td>
			<td>Pendandt Drop Equipment implemented with multi subphase exchange</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olive oil</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1514</td>
			<td>oil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pancreatic from porcine pancreas</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P7545-25 g</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pepsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6887</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F127</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P2443</td>
			<td>Emulsifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F68</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1300</td>
			<td>Emulsfier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium deoxycholate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td></td>
			<td>Bile salts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium glycodeoxycholate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C9910</td>
			<td>Bile salts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium taurocholate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>86339</td>
			<td>Bile salts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Filter</td>
			<td>Millex-DP</td>
			<td>SLGP033R</td>
			<td>&#160;Syringe Filter 0.22 &#181;m pore size polyethersulfone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T1426</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro digestion of emulsions in a single droplet via multi subphase exchange of simulated gastrointestinal fluids

エマルジョンは現在、肥満、栄養強化、食物アレルギー、消化器疾患などのさまざまな胃腸の状態に取り組むための栄養素や薬物をカプセル化して送達するために使用されています。所望の機能性を提供するエマルジョンの能力、すなわち、胃腸管内の特定の部位に到達する、脂肪分解を阻害/遅延させる、または消化性を促進する能力は、最終的には胃腸管における酵素分解に対する感受性に依存する。水中油型エマルジョンでは、脂肪滴は界面層に囲まれており、乳化剤がエマルションを安定化させ、カプセル化された化合物を保護します。エマルジョンのカスタマイズされた消化率を達成するには、初期組成に依存しますが、胃腸消化のさまざまな段階にさらされるにつれて、これらの界面層の進化を監視する必要もあります。マルチサブフェーズ交換で実装されたペンダントドロップサーフェスフィルムバランスにより、カスタマイズされた静的消化モデルを適用することにより、油に浸された単一の水性液滴中のエマルジョンの in vitro 消化をシミュレートできます。胃腸管を通過することは、胃腸管の各コンパートメント/ステップの生理学的条件を模倣して、人工培地との元の液滴バルク溶液のサブフェーズ交換によって模倣されます。界面張力の動的進化は、シミュレートされた胃腸消化全体を通して その場で 記録されます。界面拡張弾性や粘度などの消化界面の機械的特性は、各消化段階(経口、胃、小腸)の後に測定されます。各消化媒体の組成は、胃腸の病状および乳児の消化媒体を含む消化状態の特殊性を説明するように調整することができる。タンパク質分解と脂肪分解に影響を与える特定の界面メカニズムが特定され、エマルジョンの界面工学によって消化を調節するためのツールが提供されます。得られた結果は、低アレルゲン性、制御されたエネルギー摂取量、消化率の低下などのカスタマイズされた機能を備えた新しい食品マトリックスを設計するために操作できます。

このセクションでは、OCTOPUSで測定された消化プロファイルのさまざまな例を示します。シミュレートされた消化プロファイルの一致の一般的な外観を 図4Bに示します。界面張力は通常、消化プロファイルの時間に対して表されます。考慮されるさまざまなフェーズ/消化ステップは、さまざまな色で表されます。第1相は初期層を形成し、それぞれの場合に応じて、乳化?...

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In vitro Digestion of Emulsions in a Single Droplet via Multi Subphase Exchange of Simulated Gastrointestinal Fluids

OCTOPUSと呼ばれるマルチサブフェーズ交換で実装されたペンダントドロップサーフェスフィルムバランスは、元のバルク溶液をシミュレートされた胃腸液と順次サブフェーズ交換することにより、消化状態を模倣することができます。シミュレートされた in vitro 消化は、消化された界面層の界面張力を in situ で記録することによってモニターされる。

インビトロ 模擬胃腸液の多相交換 による 単一液滴中のエマルジョンの消化

Emulsions are currently being used to encapsulate and deliver nutrients and drugs to tackle different gastrointestinal conditions such as obesity, ...

本手法は、乳化剤で覆われ、油相に浸漬された単一の水滴の消化過程をシミュレートすることにより、感情がどのように消化されるかを調べるモデルを提供します。さまざまな乳化剤の影響、さまざまな消化成分の作用を評価し、消化管内のさまざまな場所で消化に抵抗または遅延できるインターフェースを設計できます。シミュレートされた消化プロセス全体を通してC2の界面張力を測定し、消化ステップの最後に界面層の弾力性と粘度を測定できます。消化の濃度および条件は、実験の要件に合わせて調整することができ、これを順次適用することも、同時に相乗効果および累積効果を評価することもできる。また、単一の液滴を扱うため、必要なサンプルの量は非常に少なく、実験変数を高精度に制御できます。この手法を適用して、これを引き継ぐための戦略を設計しました。それらのアプローチの1つは、脂肪分解のプロセスを引退または受領する化石層で設計することです。もう一つのアプローチはリパーゼイノベーターの使用であり、我々はリパーゼの界面作用機序を研究してきた。この装置はもともとin vitroでの消化を研究するために開発されました。それにもかかわらず、それは研究モノおよび脂質との相互作用に使用することができ、またまた、臨界微量濃度を自動的に研究するために適用することができる。実験手法にアクセスできます。手動の研究者は、1週間で使用するように訓練されています。表面活性汚染物質の存在を防ぐために、機器を完全にクリーンアップし、サンプルとオイルを精製する必要があります。ソフトウェアコンピューターに精通し、ライトと機能の位置を制御し、小さな泡を取り除く方法を学ぶ必要があります。まず、室温で水の表面張力を確認するための正式な水滴。左のダイアログで微分密度を空気水に設定し、表面張力をリアルタイムで測定します。5分間。清潔なキュベットに少なくとも0.002リットルのきれいな植物油を入れ、サーモスタットセルのキュベットホルダーに入れます。差動密度を植物油水に設定し、毎秒0.5マイクロリットルの速度で40マイクロリットルを注入します。注入が終了するまで毎秒リアルタイムで張力を測定します。これは単純な動的プロセスです。次に、データを保存し、液滴体積とデータシートの関数として界面張力をプロットします。液滴の体積範囲が、きれいな水の液滴体積とは無関係に界面張力の値を提供することを確認します。界面領域を液滴体積の関数としてプロットします。この曲線は、後で体積を対応する界面面積と一致させるために使用されます。左のシリンジで、一定の界面張力の範囲内で容量を注入し、界面張力を5分間記録します。これは、系内に表面活性成分がないことを確認するためである。初期制御を行うには、液滴形成のために約10マイクロリットルの乳化剤溶液をキャピラリーに注入し、約20平方ミリメートルの一定の界面領域で1時間吸収を記録します。体積と面積の正確な値は、以前にプロットされた検量線から得ることができます。10秒の期間に振動の振幅を1.25マイクロリットルに設定して、希釈レオロジーをプログラムします。次に、選択した界面領域での吸収を10秒間プログラムします。次に、選択した界面領域での吸収を10秒間胃消化プログラムに記録する。左側のシリンジにバルブ2からの液体を入れます。左のシリンジでバルブ2から毎秒5マイクロリットルで125マイクロリットルを注入し、同時に右のシリンジで同じ体積を同じ速度で抽出します。これは、水とメチレンブルーのサブフェーズ交換のプロセスを視覚化したものです。右側のシリンジをアンロードしてバルブ8を終了し、左側のシリンジにバルブ2からの液体を再度ロードします。これらの2つのステップを10回繰り返して、液体およびバルブ2および胃酵素との完全なサブフェーズ交換を保証します。次に、選択した界面領域での吸収を1時間記録し、前に示したように希釈反応を記録します。選択した界面領域での吸収を記録した後に腸の消化を記録するには、左側のシリンジにバルブ3からの液体を満たし、前に示したのと同じ手順に従って胃の消化を記録します。同様に、脱着を記録するには、選択した界面領域での吸収を記録した後、左側のシリンジにバルブ5からの液体を満たし、胃消化を記録するために使用される残りのステップを繰り返します。マイクロ遠心チューブに人工消化媒体を満たし、対応するチューブでそれぞれをそれぞれのバルブに接続します。バルブ2、バルブ3、バルブ4、バルブ5からバルブ8の外部出口まで清掃して、バルブ2から8のチューブを満たします。バルブ1からバルブ6の毛細管まで5回洗浄して、バルブ1のチューブを満たします。キャピラリーを油相に入れ、左側のシリンジにバルブ1をロードします。初期制御胃消化、腸管消化、脱着の順次処理を開始し、各処理の最後にデータを保存する。乳化剤の胃消化について得られた実験結果をこれらの図に示す。ヒト血清アルブミンの胃タンパク質分解がここに提示されます。消化媒体は、摂氏37度の溶液とのサブフェーズ交換によって適用されます。ここで、青はタンパク質を含む初期バッファーを表し、赤はペプシンを含む簡略化されたSGFを表します。簡略化されたSGFおよびペプシンとのサブ相交換中に、タンパク質の加水分解により界面張力が増加し、初期タンパク質層が希釈されます。グラフィック画像は、柑橘類ペクチンの胃脂肪分解を表しています。ここで、青色は柑橘類ペクチンによる初期緩衝液を表し、黄色は胃リパーゼによる簡略化されたSGFを表し、灰色は簡略化されたSGFを表す。胃リパーゼとのサブ相交換は表面張力を低下させ、一方、単純化されたSGFとのサブ相交換は界面張力のヌル応答を提供する。ここに示されているのは、腸の消化プロファイルの例です。ここでは、摂氏37度の簡易SIFにおける吸収、脱着、バイオ塩、リパーゼ、およびリパーゼと胆汁酸塩のプロファイルを示します。グラフ画像は、プルエロニックF127とF68の2つの変異体の脂肪分解時の界面張力の変化を示しています。リパーゼと胆汁酸塩の吸収、および油水界面で以前に形成されたF68およびF127の界面膜への遊離脂肪酸の生成により、界面張力の急激な低下が見られます。脱離ステップは、胆汁酸塩、F68、およびF127からの簡略化されたSIFとのサブ相交換を示す。ヒトおよびウシ血清アルブミン吸収膜の空気水界面でのAS48吸収膜のin vitro消化プロファイル オリーブオイル水界面で。代表的な画像は、オリーブオイル水界面でのベータラクトグロブリン吸収膜のin vitro消化の界面張力、膨張弾性、および膨張粘度を示しています。拡張パラメータは、消化された界面が各ステップで平衡化された後、1ヘルツ、0.1ヘルツ、および0.01ヘルツで測定されました。プロセスをプログラミングする際には、対応する遠心管、毛細管、または軸、ドロップサイト分布の進化、電気泳動移動度が液滴の可能性を設定し、脂肪分解で生成するアミノ遊離脂肪酸が界面張力からの所見に対応するための補完的な情報を提供することが重要です。この技術は、異なる消化率プロファイルを持つ界面層を提供して、胃腸管内のさまざまな場所に栄養素と薬物を送達し、新しいカプセル化システムを開発します。

Research

JoVE Journal

Biochemistry

In vitro Digestion of Emulsions in a Single Droplet via Multi Subphase Exchange of Simulated Gastrointestinal Fluids

Detection of the pH-dependent Activity of Escherichia coli Chaperone HdeB In Vitro and In Vivo

Detection of the pH-dependent Activity of Escherichia coli Chaperone HdeB In Vitro and In Vivo

のpH依存性活性の検出<em&gt;エシェリヒア・コリ</em&gt;シャペロンHdeB<em&gt;インビトロ</em&gt;と<em&gt;インビボ</em

Bacteria are frequently exposed to environmental changes, such as alterations in pH, temperature, redox status, light exposure or mechanical force. Many ...

生化学

Thermostabilization, Expression, Purification, and Crystallization of the Human Serotonin Transporter Bound to S-citalopram

Thermostabilization, Expression, Purification, and Crystallization of the Human Serotonin Transporter Bound to S-citalopram

にバインドされた熱安定、発現、精製、およびヒトセロトニントランスポーターの結晶化<em&gt; S</em&gt; - シタロプラム

The serotonin transporter is a sodium and chloride-coupled transporter that &#34;pumps&#34; extracellular serotonin into cells. S-citalopram is a drug ...

Time-resolved ElectroSpray Ionization Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry for Studying Protein Structure and Dynamics

時間分解エレクトロスプレーイオン化水素 - 重水素交換質量分析タンパク質の構造とダイナミクスを学ぶために

Intrinsically disordered proteins (IDPs) have long been a challenge to structural biologists due to their lack of stable secondary structure elements. ...

Preparation of Keratin Hydrolysate from Chicken Feathers and Its Application in Cosmetics

鶏の羽根や化粧品への応用からケラチンを加水分解物の準備

Keratin hydrolysates (KHs) are established standard components in hair cosmetics. Understanding the moisturizing effects of KH is advantageous for ...

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

Isolation and Respiratory Measurements of Mitochondria from Arabidopsis thaliana

分離とシロイヌナズナ由来のミトコンドリアの呼吸測定

Mitochondria are essential organelles involved in numerous metabolic pathways in plants, most notably the production of adenosine triphosphate (ATP) from ...

A Colorimetric Method for Measuring Iron Content in Plants

植物の鉄含有量を測定するための比色定量法

Iron, one of the most important micronutrients in living organisms, is involved in basic processes, such as respiration and photosynthesis. Iron content ...

Quantification of Hypopigmentation Activity In Vitro

培養色素脱失活動の定量化

This study presents laboratory methods for the quantification of hypopigmentation activity in vitro. Melanin, the major pigment in melanocytes, is ...

Fluorescent Visualization of Mango-tagged RNA in Polyacrylamide Gels via a Poststaining Method

ポスト染色法によるポリアクリルアミドゲル中のマンゴータグRNAの蛍光可視化

Native and denaturing polyacrylamide gels are routinely used to characterize ribonucleoprotein (RNP) complex mobility and to measure RNA size, ...

Ion Exchange Chromatography (IEX) Coupled to Multi-angle Light Scattering (MALS) for Protein Separation and Characterization

Ion Exchange Chromatography IEX Coupled to Multi-angle Light Scattering MALS for Protein Separation and Characterization

イオン交換クロマトグラフィー (IEX) 蛋白質の分離とキャラクタリゼーションの多角度光散乱 (MALS) に結合

Ion-exchange chromatography with multi-angle light scattering (IEX-MALS) is a powerful method for protein separation and characterization. The combination ...

An In Vitro Single-Molecule Imaging Assay for the Analysis of Cap-Dependent Translation Kinetics

An In Vitro Single-Molecule Imaging Assay for the Analysis of Cap-Dependent Translation Kinetics

キャップ依存翻訳キネティクス解析のための インビトロ 単分子イメージングアッセイ

Cap-dependent protein synthesis is the predominant translation pathway in eukaryotic cells. While various biochemical and genetic approaches have allowed ...

インビトロ 模擬胃腸液の多相交換 による 単一液滴中のエマルジョンの消化

インビトロ模擬胃腸液の多相交換による単一液滴中のエマルジョンの消化