CN106942746A - 一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能性食品加工技术领域，具体涉及一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒及其制备。本发明根据玉米醇溶蛋白和卵磷脂的醇溶性和自组装特性，采用反溶剂共沉淀法制备玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒，该方法工艺简单、易于操作，得到的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒粒度分布均匀，姜黄素的包埋率可达99％，提高了姜黄素的生物利用率，且极大提高了姜黄素的物理稳定性和光热稳定性，为功能因子稳态化提供新途径。
Description
技术领域
本发明属于功能性食品加工技术领域，具体涉及一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒及其制备。
背景技术
姜黄素(Curcumin)是从姜科姜黄属植物姜黄根茎中提取的一种天然有效成分，除了可以作为天然食品着色剂外，姜黄素还具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤(结肠癌、十二指肠癌和直肠癌等)、清除自由基等多种生物活性。但是姜黄素在水中溶解度较低、生物利用度差、且不稳定，容易受到光和热等因素影响发生降解，极大地限制了其在食品工业中的应用。近年来，具有无毒、良好的生物相容性、生物可降解性和缓释效果的天然活性物质载体越来越受到关注。玉米醇溶蛋白是一种天然高分子材料，具有可再生性、无毒性、两亲性及良好的生物相容性和生物可降解性，可通过自组装形成微球或纳米颗粒用于功能因子的包埋与传递。但是单一的玉米醇溶蛋白胶体颗粒对热、pH及盐溶液敏感，这极大限制了其作为活性成分载体的应用。现有研究将玉米醇溶蛋白与另一种多糖(壳聚糖、海藻酸钠、果胶)或者蛋白质(酪蛋白酸钠)结合制备复合胶体颗粒，用于包埋活性成分(槲皮素、叶黄素等)，以期提高胶体颗粒的稳定性、包埋率及缓释效果。卵磷脂是一种天然的小分子表面活性剂，在动植物中分布较广，尤其是在大豆和蛋黄中。卵磷脂具有抗氧化，延缓衰老，增强记忆力，调节血脂，降低胆固醇，防止动脉硬化症等功效，广泛应用在食品、医药保健食品、化妆品等方面。但是，目前尚未有玉米醇溶蛋白和卵磷脂制备复合胶体颗粒包埋姜黄素的报道。
发明内容
本发明的目的是提出一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒及其制备，技术方案如下：
一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)将玉米醇溶蛋白和卵磷脂溶于乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
2)将姜黄素加入到步骤1)中的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
3)采用反溶剂共沉淀法，将步骤2)得到的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液注射到水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体分散液；
4)步骤3)中制得的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体分散液采用减压旋转蒸发脱除乙醇和部分水，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液；
5)将步骤4)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液干燥，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒。
步骤1)中玉米醇溶蛋白在乙醇水溶液中的质量体积百分比为0.05％～0.2％，玉米醇溶蛋白与卵磷脂的质量比为(1:10)～(40:1)。
步骤1)中，乙醇水溶液中乙醇的体积分数为60％～90％。
步骤2)中姜黄素和玉米醇溶蛋白的质量比为(1:50)～(1:1)。
步骤3)中脱除乙醇和部分水后，进行离心去除大颗粒，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液。
步骤3)中玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液的注射速度为1～5mL/min。
步骤3)中玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液与水的体积比为(1:10)～(1:1)。
步骤4)中减压旋转蒸发真空度为0.01～0.1MPa，温度为30～70℃，旋转速度200～600r/min，浓缩倍数为1～10倍。
步骤5)中干燥采用真空冷冻干燥或喷雾干燥。
所述真空冷冻干燥预冻温度为-20～-60℃，预冻时间为1～12h；所述喷雾干燥进料温度150～180℃，出料温度为80-100℃。
所述制备方法制备的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
本发明的有益效果为：本发明根据玉米醇溶蛋白和卵磷脂的醇溶性和自组装特性，采用反溶剂共沉淀法制备玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。本发明制备方法工艺简单、易于操作，得到的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒粒度分布均匀，姜黄素的包埋率可达99％，提高了姜黄素的生物利用率，且极大提高了姜黄素的物理稳定性和光热稳定性，为功能因子稳态化提供新途径。本发明制备的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒可应用于饮料中。
附图说明
图1为实施例1玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒的扫面电镜图。
图2为实施例1玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒的红外光谱图(FTIR)。
图3为实施例1玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的XRD衍射图。
图4为实施例1玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的荧光光谱图。
图5为实施例1姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)。
图6为实施例1姜黄素的光稳定性。
图7为实施例1姜黄素的热稳定性。
图8为实施例2姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)。
图9为实施例2姜黄素的光稳定性。
图10为实施例2姜黄素的热稳定性。
图11为实施例3姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)。
图12为实施例3姜黄素的光稳定性。
图13为实施例3姜黄素的热稳定性。
图14为实施例4姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)。
图15为实施例4姜黄素的光稳定性。
图16为实施例4姜黄素的热稳定性。
图17为实施例4姜黄素体外释放规律。
具体实施方式
本发明提出了一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒及其制备，下面结合实施例作进一步介绍。
实施例1
(1)将200mg玉米醇溶蛋白和50mg卵磷脂，溶于100mL60％的乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
(2)向步骤(1)中制得的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中加入5mg姜黄素，完全溶解得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
(3)将步骤(2)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液按照2.5mL/min速度注射到200mL水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液；
(4)将步骤(3)中制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液在真空度为0.05MPa，温度为40℃，旋转速度200r/min的减压旋转蒸发器中脱除乙醇和部分水，分散液体积浓缩2.5倍，3000rpm离心20min去除大颗粒；得到其三元复合胶体浓缩液；
(5)将步骤(4)中三元复合胶体浓缩液在-40℃下预冻2h后，真空冷冻干燥，制得玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
将复合胶体颗粒粉末溶于80％的乙醇水溶液中，超声分散10min，10000rpm离心10min去除不溶物后，采用紫外-可见分光光度法在426nm测吸光度值，计算得到姜黄素的质量并根据下面公式得出姜黄素的包埋率和负载量：
将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液分别经热处理(75℃、85℃和95℃分别处理30min)和光照处理(354nm紫外光照30min、60min、90min)后，测定残留姜黄素的百分比。
结果如下：
图1为玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的扫描电镜图，显示复合颗粒为球形，颗粒大小均匀，粒径大小在100nm左右。
图2为玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的FTIR图，显示玉米醇溶蛋白、卵磷脂和姜黄素存在相互作用。
图3为玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的XRD衍射图，显示姜黄素是以无定形分散在复合胶体颗粒中。
图4为玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒的荧光光谱图，与姜黄素相比，玉米醇溶蛋白、卵磷脂和姜黄素三元复合颗粒的荧光最高峰发生了蓝移，证实存在氢键作用。
图5为姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)，由图5显示单一玉米醇溶蛋白对姜黄素的包埋率为36％，负载量为3％；与单一玉米醇溶蛋白相比，玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒大大提高了姜黄素的包埋率和负载量，其包埋率高达94％，负载量达7.8％。
图6为姜黄素的光稳定性，图7为姜黄素的热稳定性，图6和7显示姜黄素经过玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-卵磷脂复合颗粒包埋后光热稳定性大大提高。玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经95℃处理30min后，仍有75％以上的姜黄素保持活性。姜黄素对354nm的紫外线敏感，醇水体系中游离的姜黄素经紫外照射120min后，保留率仅有15％；但是玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经紫外照射120min后，姜黄素保留率仍有32％。上述实验结果表明，本实施例制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒具有较好的光热稳定性，适用于食品加工业。
实施例2
(1)将100mg玉米醇溶蛋白和50mg卵磷脂，溶于100mL 70％的乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
(2)向步骤(1)中制得的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中加入10mg姜黄素，完全溶解得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
(3)将步骤(2)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液按照4mL/min速度注射到300mL水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液；
(4)将步骤(3)中制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液在真空度为0.01MPa，温度为45℃，旋转速度300r/min的减压旋转蒸发器中脱除乙醇和部分水，分散液体积浓缩4倍，3000rpm离心20min去除大颗粒；得到其三元复合胶体颗粒浓缩液；
(5)将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液在-50℃下预冻1.5h后，真空冷冻干燥，制得玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
将复合胶体颗粒粉末溶于80％的乙醇水溶液中，超声分散10min，10000rpm离心10min去除不溶物后，采用紫外-可见分光光度法在426nm测吸光度值，计算得到姜黄素的质量并根据式得出姜黄素的包埋率和负载量；
将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液分别经热处理(75℃、85℃和95℃分别处理30min)和光照处理(354nm紫外光照30min、60min、90min)后，测定残留姜黄素的百分比。
图8为姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)，由图8显示单一玉米醇溶蛋白对姜黄素的包埋率为42％，负载量为4.3％；与单一玉米醇溶蛋白相比，玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒大大提高了姜黄素的包埋率和负载量，其包埋率高达99％，负载量达7％。
图9为姜黄素的光稳定性，图10为姜黄素的热稳定性，图9和10显示姜黄素经过玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-卵磷脂复合颗粒包埋后光热稳定性大大提高。玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经95℃处理30min后，仍有85％以上的姜黄素保持活性。姜黄素对354nm的紫外线敏感，醇水体系中游离的姜黄素经紫外照射120min后，保留率仅有10％；但是玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经紫外照射120min后，姜黄素保留率仍有60％。上述实验结果表明，本实施例制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒具有较好的稳定性，适用于食品加工业。
实施例3
(1)将100mg玉米醇溶蛋白和100mg卵磷脂，溶于100mL 80％的乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
(2)向步骤(1)中制得的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中加入20mg姜黄素，完全溶解得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
(3)将步骤(2)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液按照4.5mL/min速度注射到500mL水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液；
(4)将步骤(3)中制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液在真空度为0.01MPa，温度为50℃，旋转速度400r/min的减压旋转蒸发器中脱除乙醇和部分水，分散液体积浓缩6倍，3000rpm离心20min去除大颗粒；得到其三元复合胶体颗粒浓缩液；
(5)将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液在-60℃下预冻2h后，真空冷冻干燥，制得玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
将复合胶体颗粒粉末溶于80％的乙醇水溶液中，超声分散10min，10000rpm离心10min去除不溶物后，采用紫外-可见分光光度法在426nm测吸光度值，计算得到姜黄素的质量并根据式得出姜黄素的包埋率和负载量。
将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液分别经热处理(75℃、85℃和95℃分别处理30min)和光照处理(354nm紫外光照10min、30min、60min、90min)后，测定残留姜黄素的百分比。
图11为姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)，由图11显示单一玉米醇溶蛋白对姜黄素的包埋率为42％，负载量为3.8％，与单一玉米醇溶蛋白相比，玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒大大提高了姜黄素的包埋率和负载量，其包埋率高达97％，负载量达6.9％。
图12为姜黄素的光稳定性，图13为姜黄素的热稳定性，图12和13姜黄素经过玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-卵磷脂复合颗粒包埋后光热稳定性大大提高。玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经95℃处理30min后，仍有85％以上的姜黄素保持活性。姜黄素对354nm的紫外线敏感，醇水体系中游离的姜黄素经紫外照射120min后，保留率仅有14％；但是玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经紫外照射120min后，姜黄素保留率仍有43％。上述实验结果表明，本实施例制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒具有较好的稳定性，适用于食品加工业。
实施例4
(1)将50mg玉米醇溶蛋白和200mg卵磷脂，溶于100mL 85％的乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
(2)向步骤(1)中制得的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中加入30mg姜黄素，完全溶解得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
(3)将步骤(2)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液按照5mL/min速度注射到400mL水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液；
(4)将步骤(3)中制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒分散液在真空度为0.01MPa，温度为45℃，旋转速度600r/min的减压旋转蒸发器中脱除乙醇和部分水，分散液体积浓缩5倍，3000rpm离心20min去除大颗粒；得到其三元复合胶体颗粒浓缩液；
(5)将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液在入口温度160，℃出口温度为90℃的条件下喷雾干燥，制得玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
将复合胶体颗粒粉末溶于80％的乙醇水溶液中，超声分散10min，10000rpm离心10min去除不溶物后，采用紫外-可见分光光度法在426nm测吸光度值，计算得到姜黄素的质量并根据式得出姜黄素的包埋率和负载量。
将步骤(4)中三元复合胶体颗粒浓缩液分别经热处理(75℃、85℃和95℃分别处理30min)和光照处理(354nm紫外光照10min、30min、60min、90min)后，测定残留姜黄素的百分比。
图14为姜黄素的包埋率(EE)和负载量(LE)，由图14显示单一玉米醇溶蛋白对姜黄素的包埋率为47％，负载量为3.23％；与单一玉米醇溶蛋白相比，玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒大大提高了姜黄素的包埋率和负载量，包埋率高达99％，负载量达5％。
图15为姜黄素的光稳定性，图16为姜黄素的热稳定性，图15和16显示姜黄素经过玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-卵磷脂复合颗粒包埋后光热稳定性大大提高。玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经95℃处理30min后，仍有90％以上的姜黄素保持活性。姜黄素对354nm的紫外线敏感，醇水体系中游离的姜黄素经紫外照射120min后，保留率仅有16％；但是玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒经紫外照射120min后，姜黄素保留率仍有47％。上述实验结果表明，本实施例制备的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒具有较好的稳定性，适用于食品加工业。
实施例5
模拟胃肠消化：称取实施例4中冻干样品，每个样品中含有1mg姜黄素，置于含有0.05％吐温80的溶液中，加入5mL SGF(人工模拟胃液)，然后用1M HCl调pH至2.0，放入37℃摇床水浴振荡1h(振荡频率150rpm)进行体外释放试验。然后加入10mL37℃预热的SIF(人工模拟肠液)，用1M NaOH调pH至7.4，继续消化2h。在消化过程中，分别在5，10，20，30，60，90，120，180min时间点取样，并10000g离心10min，取上清液，测其在426nm的吸光度值。
姜黄素的体外释放规律见图17，在模拟胃肠液中消化3h，单一姜黄素释放率只有15％，姜黄素经玉米醇溶蛋白包埋后，释放率可达到55％，而在玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒中的姜黄素释放率高达72％。上述结果说明玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒对姜黄素具有较好的控释效果。
Claims (11)
1.一种玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将玉米醇溶蛋白和卵磷脂溶于乙醇水溶液中，搅拌至完全溶解，制得玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液；
2)将姜黄素加入到步骤1)中的玉米醇溶蛋白与卵磷脂的乙醇水溶液中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素的乙醇水溶液；
3)采用反溶剂共沉淀法，将步骤2)得到的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液注射到水中，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体分散液；
4)步骤3)中制得的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体分散液采用减压旋转蒸发脱除乙醇和部分水，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液；
5)将步骤4)中得到的玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液干燥，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中玉米醇溶蛋白在乙醇水溶液中的质量体积百分比为0.05％～0.2％，玉米醇溶蛋白与卵磷脂的质量比为(1:10)～(40:1)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，乙醇水溶液中乙醇的体积分数为60％～90％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中姜黄素和玉米醇溶蛋白的质量比为(1:50)～(1:1)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中脱除乙醇和部分水后，进行离心去除大颗粒，得到玉米醇溶蛋白-卵磷脂-姜黄素复合胶体颗粒浓缩液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液的注射速度为1～5mL/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素的乙醇水溶液与水的体积比为(1:10)～(1:1)。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中减压旋转蒸发真空度为0.01～0.1MPa，温度为30～70℃，旋转速度200～600r/min，浓缩倍数为1～10倍。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中干燥采用真空冷冻干燥或喷雾干燥。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥预冻温度为-20～-60℃，预冻时间为1～12h；所述喷雾干燥进料温度150～180℃，出料温度为80-100℃。
11.权利要求1-10任一项所述制备方法制备的玉米醇溶蛋白—卵磷脂—姜黄素复合胶体颗粒。
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