CN102847134B

CN102847134B - 小球藻多肽微胶囊的制备方法

Info

Publication number: CN102847134B
Application number: CN201210318076.XA
Authority: CN
Inventors: 张学武; 王晓琴
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: CN102847134A

Abstract

本发明提供小球藻多肽微胶囊的制备方法，首先采用低温超高压连续流细胞破碎机提取小球藻蛋白，木瓜蛋白酶水解小球藻蛋白，超滤离心管过滤，离子交换色谱DEAE-52和凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25柱分离纯化，再采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。本发明得到的小球藻多肽微胶囊具有下述抗肿瘤活性：对人肝癌细胞HepG2体外生长具有一定的抑制作用，当浓度为400μg/mL时，抑制率可达38%。因而，本发明得到的小球藻多肽微胶囊有利于抗肿瘤保健食品和医药产品的开发利用。

Description

小球藻多肽微胶囊的制备方法

技术领域

本发明涉及小球藻多肽微胶囊的制备方法，可应用于功能食品和医药,属于小球藻深加工及生物技术领域。

背景技术

小球藻(Chlorella pyenoidosa) 是一类普生性单细胞绿藻，属于绿藻门、小球藻属，生长速度快，易于培养，应用价值高. 小球藻含有丰富的生物活性物质和药用成分，作为一种新型保健食品和药物蕴藏着巨大潜力。小球藻具有抗肿瘤活性、增加免疫力、解毒保肝、降压作用等，其粗蛋白含量高 (50%左右),品质好，已经成为小球藻应用领域十分活跃、备受重视的一个方面。

生物活性肽是指那些具有特殊生理活性或功能特性的肽类。绝大多数蛋白质都是具有一定功能作用的生物活性肽的前体物质，其肽链结构中存在着具有一定生物活性的氨基酸序列片段(功能区)，在正常状态下，其功能区肽段隐藏在肽链中，但一旦单独从蛋白质肽链中释放出来，在适当的环境下，就能显示出独特的生物活性，这个功能肽段就是生物活性肽。现代生物代谢研究发现：人类摄取的蛋白质经过消化道的多种酶水解后，更多的是以低肽的形式直接吸收，具有更高的营养价值和生物效价。酶水解法获得生物活性肽已经成为工业化生产生物活性肽的主要手段。

恶性肿瘤是严重威胁人类健康和生命的疾病之一，目前已有的抗肿瘤药物虽对大多数肿瘤有一定疗效，但仍存在着治疗效率低、选择性差、毒副反应大、易产生瘤细胞耐药等问题。因此，从不同途径寻找高效、低毒、特异强的抗肿瘤药物仍是药物治疗肿瘤的当务之急。近年来，人们越来越重视生物活性肽的研究和开发，各种生物活性肽不断被发现和制备，多肽类药物因其分子量小、无免疫原性、结构简单、副作用小，其抗肿瘤活性的研究正在引起国内外学者的广泛关注。

蛋白及其多肽类药物在药物投递过程中极易受到复杂生理环境特别是大量酶类物质的作用而遭到破坏，另外其较弱穿透能力及天然脆性决定了较易丧失本身的活性，为了提高多肽的生物利用度，抵抗胃酸和胃蛋白酶的降解作用，必须对其进行适当的保护，使其在小肠内稳定的发挥作用。特别对于生物活性肽, 微胶囊化可望提高其稳定性和生物利用度，达到更好的营养功能和生理功效。

发明内容

为拓展小球藻在食品和生物医学领域的应用，本发明的目的是提供小球藻多肽微胶囊的制备方法。

为实现本发明目的，采用如下技术方案：

小球藻多肽微胶囊的制备方法，具体包括下列步骤：

（1）将小球藻粉和纯水混合后搅拌得混合溶液，在所述混合溶液中提取小球藻蛋白质，得到的粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取；

（2）将步骤（1）所述再提取后得到的溶液离心，去除沉淀获得蛋白上清液, 再真空冷冻干燥，获得小球藻蛋白质粉；

（3）在步骤（2）所得的小球藻蛋白质粉中，配置浓度为1~4%（w/v，g/mL）的小球藻蛋白水溶液，加入水解酶进行水解，水解后，灭酶，冷却至室温后将水解液离心，取上清液；

（4）步骤（3）所述上清液经截留分子量为10 KD的超滤离心管过滤，滤液再经过3 KD、5 KD的超滤离心管过滤，即获得分子量大小范围为＜3 KD、3-5 KD、5-10 KD、>10 KD的小球藻多肽水解液；

（5）以步骤（4）得到的3-5 KD小球藻多肽水解液为基础，使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化，按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4，将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化，按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2；

(6) 以步骤（5）得到小球藻多肽水解液A2-1为基础,采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（1）所述小球藻粉和纯水的质量比为1:10～1:40；所述搅拌的时间为30～120分钟；所述提取小球藻蛋白质为在温度4℃～10℃、压力为50MPa～250MPa的条件下提取。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（1）所述再提取所提取的次数为1次～8次，每次提取的时间为10min～60min。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（2）所述离心为在温度4~8 ℃,转速为5000~10000 r/min下离心10~60 min。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（3）所述的水解酶为木瓜蛋白酶, 酶解条件是温度30~80 ℃，pH= 5~10，酶与小球藻蛋白质水溶液的比1%~5%（w/v，g/mL）, 水解时间3~10h；所述灭酶为在100 ℃水中灭酶10 min；所述离心为在 8000 r/min 下离心 25 min。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（4）所述滤为在8000 g、4 ℃条件下经超滤离心管过滤。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（5）所述使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化的具体分离条件是上样体积为3~15 mL，洗脱速度为0.2~2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm；所述凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化的具体分离条件是上样体积为3~15 mL，洗脱速度为0.2~2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤（6）所述复凝聚法具体步骤为：取壳聚糖溶于1~3%（w/v，g/mL）醋酸溶液中再加入无水氯化钙，搅拌溶解，制得壳聚糖氯化钙溶液；另取1~5%（w/v，g/mL）的海藻酸钠水溶液，加入步骤（5）制得的小球藻多肽水解液A2-1，混合均匀制得海藻酸钠小球藻多肽溶液；最后将海藻酸钠小球藻多肽溶液滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，30~60℃水浴，并用醋酸调节pH值为3~8，搅拌10~30min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于30~60℃烘箱中干燥可得小球藻多肽微胶囊。

上述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于所述壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为0.5~3%（w/v，g/mL）；所述氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为1~5%（w/v，g/mL）；所述小球藻多肽在海藻酸钠水溶液中的浓度为2~10mg/ml。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明得到的小球藻多肽微胶囊具有下述抗肿瘤活性：对人肝癌细胞HepG2体外生长具有一定的抑制作用，当浓度为400μg/mL时, 抑制率可达38%. 因而本发明得到的小球藻多肽微胶囊有利于抗肿瘤保健食品和医药产品的开发利用。

附图说明

图1为实施例1中小球藻木瓜蛋白酶3-5 KD水解液(活性组分A)离子交换色谱DEAE-52柱层析洗脱曲线；

图2为实施例1中小球藻活性组分A2凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25柱层析洗脱曲线；

图3为实施例1所制备的小球藻多肽微胶囊干燥后的扫描电镜（SEM）图。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

实施例1

小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤如下：

（1）采用低温超高压连续流细胞破碎机对小球藻蛋白质进行提取: 将小球藻粉和纯水以1:20的质量比混合后搅拌50分钟得混合溶液。将上述混合溶液在温度为6℃、压力为100MPa的条件下提取小球藻蛋白质，得到粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取，提取的次数为3次，每次提取的时间为20min。最后，将获得的溶液于温度4 ℃,转速为6000 r/min下离心30 min，去除沉淀获得蛋白上清液, 再迅速真空冷冻干燥，获得小球藻蛋白质粉。

（2）以步骤（1）得到的小球藻蛋白质粉为基础, 配置浓度为2%的小球藻蛋白溶液，加入木瓜蛋白酶进行水解。实验条件是温度40℃，pH= 5，酶与底物的比3%. 水解5 h后，在100 ℃水中灭酶10 min，室温冷却后将水解液在 8000 r/min 下离心 25 min，取上清液。然后, 在8000 g、4 ℃条件下，经截留分子量为10 KD的超滤离心管过滤，滤液再经过3 KD、5 KD的超滤离心管过滤。即可获得分子量大小范围为0-3 KD、3-5 KD、5-10 KD、>10 KD的小球藻多肽水解液。

(3) 以步骤（2）得到的3-5 KD木瓜蛋白酶水解液(活性组分A)为基础, 使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化. 具体分离条件为：上样体积为10 mL，洗脱速度为0.3 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4 (如图1). 将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化。具体分离条件为：上样体积为5 mL，洗脱速度为0.2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2 (如图2)。

(4) 以步骤（3）得到的纯化的小球藻多肽水解液A2-1为基础,再采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。具体程序为：取适量壳聚糖，溶于1%醋酸溶液中，使壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为1.5%，再加入无水氯化钙，搅拌溶解，使氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为3%。另配制3%的海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入小球藻多肽水解液,使其终浓度为5mg/ml，混合均匀，将海藻酸钠小球藻多肽溶液缓慢滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，45℃水浴，并用醋酸调节pH值为5，不断搅拌，20min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于45℃烘箱中干燥即得小球藻多肽微胶囊。

通过步骤（1）~（4）所得的小球藻多肽微胶囊进行扫描电镜（SEM）分析，从图3中可以看出，小球藻多肽微胶囊呈球形或近似球形的形态，粒径大小比较均一，平均直径约为200-300μm。

从小球藻多肽微胶囊进行抗肿瘤活性检测（使用MTT检测方法），结果表明, 小球藻多肽微胶囊对人肝癌细胞HepG2体外生长具有一定的抑制作用，当浓度为400μg/mL时, 抑制率可达38%.

实施例2

小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤如下：

（1）采用低温超高压连续流细胞破碎机对小球藻蛋白质进行提取: 将小球藻粉和纯水以1:30的质量比混合后搅拌80分钟得混合溶液。将上述混合溶液在温度为8℃、压力为150MPa的条件下提取小球藻蛋白质，得到粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取，提取的次数为6次，每次提取的时间为50min。最后，将获得的溶液于温度4 ℃,转速为5000 r/min下离心20 min，去除沉淀获得蛋白上清液, 再迅速真空冷冻干燥，获得小球藻蛋白质粉。

（2）以步骤（1）得到的小球藻蛋白质粉为基础, 配置浓度为2%的小球藻蛋白溶液，加入木瓜蛋白酶进行水解. 实验条件是温度70 ℃，pH= 9，酶与底物的比4%. 水解6 h后，在100 ℃水中灭酶10 min，室温冷却后将水解液在 8000 r/min 下离心 25 min，取上清液。然后, 在8000 g、4 ℃条件下经截留分子量为10 KD的超滤离心管过滤。滤液再经过3 KD、5 KD的超滤离心管过滤。即可获得分子量大小范围为0-3 KD、3-5 KD、5-10 KD、>10 KD的小球藻多肽水解液。

(3) 以步骤（2）得到的3-5 KD木瓜蛋白酶水解液(活性组分A)为基础, 使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化. 具体分离条件为：上样体积为10 mL，洗脱速度为0.5 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4. 将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化。具体分离条件为：上样体积为5 mL，洗脱速度为1.2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2。

(4) 以步骤（3）得到的纯化的小球藻多肽水解液A2-1为基础,再采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。具体程序为：称取适量壳聚糖，溶于1%醋酸溶液中，使壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为2%，再加入无水氯化钙，搅拌溶解，使氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为2%。另配制3%的海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入小球藻多肽,使其终浓度为8mg/ml，混合均匀，将海藻酸钠小球藻多肽溶液缓慢滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，45℃水浴，并用醋酸调节pH值为7，不断搅拌，20min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于45℃烘箱中干燥即得小球藻多肽微胶囊。检测方法与结果同实施例1。

实施例3

小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤如下：

（1）采用低温超高压连续流细胞破碎机对小球藻蛋白质进行提取: 将小球藻粉和纯水以1:35的质量比混合后搅拌100分钟得混合溶液。将上述混合溶液在温度为9℃、压力为200MPa的条件下提取小球藻蛋白质，得到粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取，提取的次数为2次，每次提取的时间为10min。最后，将获得的溶液于温度4 ℃,转速为8000 r/min下离心30 min，去除沉淀获得蛋白上清液, 再迅速真空冷冻干燥，获得小球藻蛋白质粉。

（2）以步骤（1）得到的小球藻蛋白质粉为基础, 配置浓度为2%的小球藻蛋白溶液，加入木瓜蛋白酶进行水解. 实验条件是温度40℃，pH= 5，酶与底物的比4%. 水解4 h后，在100 ℃水中灭酶10 min，室温冷却后将水解液在 8000 r/min 下离心 25 min，取上清液。然后, 在8000 g、4 ℃条件下经截留分子量为10 KD的超滤离心管过滤。滤液再经过3 KD、5 KD的超滤离心管过滤。即可获得分子量大小范围为0-3 KD、3-5 KD、5-10 KD、>10 KD的小球藻多肽水解液。

(3) 以步骤（2）得到的3-5 KD木瓜蛋白酶水解液(活性组分A)为基础, 使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化. 具体分离条件为：上样体积为10 mL，洗脱速度为1 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4. 将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化。具体分离条件为：上样体积为5 mL，洗脱速度为1.5 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2。

(4) 以步骤（3）得到的纯化的小球藻多肽水解液A2-1为基础,再采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。具体程序为：称取适量壳聚糖，溶于1%醋酸溶液中，使壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为3%，再加入无水氯化钙，搅拌溶解，使氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为4%。另配制3%的海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入一定比例的小球藻多肽,使其终浓度为3mg/ml，混合均匀，将海藻酸钠小球藻多肽溶液缓慢滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，45℃水浴，并用醋酸调节pH值为4，不断搅拌，20min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于45℃烘箱中干燥即得小球藻多肽微胶囊。检测方法与结果同实施例1。

实施例4

小球藻多肽微胶囊的制备方法，步骤如下：

（1）采用低温超高压连续流细胞破碎机对小球藻蛋白质进行提取: 将小球藻粉和纯水以1:10的质量比混合后搅拌90分钟得混合溶液。将上述混合溶液在温度为9℃、压力为250MPa的条件下提取小球藻蛋白质，得到粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取，提取的次数为4次，每次提取的时间为40minn。最后，将获得的溶液于温度4 ℃,转速为10000 r/min下离心60 min，去除沉淀获得蛋白上清液, 再迅速真空冷冻干燥，获得小球藻蛋白质粉。

（2）以步骤（1）得到的小球藻蛋白质粉为基础, 配置浓度为2%的小球藻蛋白溶液，加入木瓜蛋白酶进行水解. 实验条件是温度60℃，pH= 7，酶与底物的比5%. 水解10 h后，在100 ℃水中灭酶10 min，室温冷却后将水解液在 8000 r/min 下离心 25 min，取上清液。然后, 在8000 g、4 ℃条件下经截留分子量为10 KD的超滤离心管过滤。滤液再经过3 KD、5 KD的超滤离心管过滤。即可获得分子量大小范围为0-3 KD、3-5 KD、5-10 KD、>10 KD的小球藻多肽水解液。

(3) 以步骤（2）得到的3-5 KD木瓜蛋白酶水解液(活性组分A)为基础, 使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化. 具体分离条件为：上样体积为10 mL，洗脱速度为1.5 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4. 将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化。具体分离条件为：上样体积为5 mL，洗脱速度为2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。并且按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2。

(4) 以步骤（3）得到的纯化的小球藻多肽水解液A2-1为基础,再采用复凝聚法制备小球藻多肽微胶囊。具体程序为：称取适量壳聚糖，溶于1%醋酸溶液中，使壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为3%，再加入无水氯化钙，搅拌溶解，使氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为1%。另配制3%的海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入小球藻多肽,使其终浓度为6mg/ml，混合均匀，将海藻酸钠小球藻多肽溶液缓慢滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，45℃水浴，并用醋酸调节pH值为8，不断搅拌，20min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于45℃烘箱中干燥即得小球藻多肽微胶囊。检测方法与结果基本同实施例1。

Claims

1.小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于具体包括下列步骤：

（1）采用低温超高压连续流细胞破碎机对小球藻蛋白质进行提取：将小球藻粉和纯水混合后搅拌得混合溶液，在所述混合溶液中提取小球藻蛋白质，得到的粗提液作为下一次的待提取溶液进行再提取；所述小球藻粉和纯水的质量比为1:10～1:40；所述搅拌的时间为30～120分钟；所述提取小球藻蛋白质为在温度4℃～10℃、压力为50MPa～250MPa的条件下提取；

（3）在步骤（2）所得的小球藻蛋白质粉中，配置浓度为1~4%（w/v）的小球藻蛋白水溶液，加入水解酶进行水解，水解后，灭酶，冷却至室温后将水解液离心，取上清液；所述的水解酶为木瓜蛋白酶, 酶解条件是温度30~80 ℃，pH= 5~10，酶与小球藻蛋白质水溶液的比1%~5%（w/v）, 水解时间3~10h；

（5）以步骤（4）得到的3-5 KD小球藻多肽水解液为基础，使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化，按照出峰顺序共收集到四个峰A1~A4，将收集到的吸收峰A2再进行凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化，按照出峰顺序共收集到二个峰A2-1和A2-2；所述使用离子交换色谱DEAE-52分离纯化的具体分离条件是上样体积为3~15 mL，洗脱速度为0.2~2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm；所述凝胶色谱葡聚糖凝胶G-25分离纯化的具体分离条件是上样体积为3~15 mL，洗脱速度为0.2~2 mL/min，洗脱液为蒸馏水，检测波长为280 nm。

2.根据权利要求1所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（1）所述再提取所提取的次数为1次～8次，每次提取的时间为10min～60min。

3.根据权利要求1所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（2）所述离心为在温度4~8 ℃,转速为5000~10000 r/min下离心10~60 min。

4.根据权利要求1所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（3）所述灭酶为在100 ℃水中灭酶10 min；所述离心为在 8000 r/min 下离心 25 min。

5.根据权利要求1所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（4）所述过滤为在8000 g、4 ℃条件下经超滤离心管过滤。

6.根据权利要求1所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（6）所述复凝聚法具体步骤为：取壳聚糖溶于1~3%（w/v）醋酸溶液中再加入无水氯化钙，搅拌溶解，制得壳聚糖氯化钙溶液；另取1~5%（w/v）的海藻酸钠水溶液，加入步骤（5）制得的小球藻多肽水解液A2-1，混合均匀制得海藻酸钠小球藻多肽溶液；最后将海藻酸钠小球藻多肽溶液滴加到等体积的壳聚糖氯化钙溶液中，30~60℃水浴，并用醋酸调节pH值为3~8，搅拌10~30min后移开水浴，8000 r/min下离心，将沉淀物于30~60℃烘箱中干燥可得小球藻多肽微胶囊。

7.根据权利要求6所述的小球藻多肽微胶囊的制备方法，其特征在于所述壳聚糖在醋酸溶液中的浓度为0.5~3%（w/v）；所述氯化钙在壳聚糖-醋酸溶液中的浓度为1~5%（w/v）；所述小球藻多肽在海藻酸钠水溶液中的浓度为2~10mg/ml。