CN107307419A - 一种蛋白多酚微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，可有效防止光、热和氧气等对多酚的破坏，从而延长货架期并且减少营养损失，提高生物利用率。本发明的步骤如下：将大豆蛋白与麦芽糊精按比例溶于水中磁力混匀后，将其与蛋白多酚物理混合，即得结合有多酚的微胶囊。本发明制得的微胶囊对多酚的包封率最高可达90％，平均粒径为70‑150nn，贮藏10天后多酚的保留率为50％‑60％，贮存期间粒径变化较小，且在多酚载量较高的情况下仍能维持体系的均一分散状态，无絮状沉淀生成。本发明显著提高了大豆蛋白与多酚的结合率，可作为多酚类物质的载体，广泛应用于食品、保健品等。
Description
技术领域
本发明属于功能性保健食品微胶囊技术领域，主要涉及一种以大豆蛋白、麦芽糊精为混合壁材的蛋白多酚微胶囊及其制备方法。
背景技术
多酚是植物体内最重要的次生代谢产物，具有很强的抗氧化作用和药理活性，主要表现在抗衰老、抗辐射、抗疲劳、增强机体免疫力等方面。其中抗氧化性是多酚类物质所具备的共同性质，这与其含有的大量酚羟基有直接关系。酚羟基能清除自由基,阻断自由基的链式反应，表现出抗氧化性。但是由于多酚自身的不稳定性，在潮湿、阳光、高温等条件下极易发生氧化、聚合、缩合等反应，且脂溶性较弱，稳定性差，并且在碱性溶液中活性大大降低，故在实际应用中常常受到限制。目前普遍采用微胶囊技术对活性物质进行包埋，由于壁材的保护，芯材与外界不直接接触，防止光、热和氧气等对芯材的破坏，从而提高生物利用率，强化其生理活性，同时可以延长货架期并且减少营养损失。
目前研究报道中使用较多的壁材主要包括天然材料、半合成材料和高分子材料三大类。因为天然高分子材料具有传质性能良好、对芯材无毒、性质稳定、不易被生物分解、强度高、寿命长、来源广泛、容易得到，价格低廉等特点，所以在食品和医药行业应用最多。基于天然蛋白的载体，具有良好的生物相容性和生物降解性，适合作为营养物质载体，所以有着良好的应用前景。其中，大豆蛋白具有两性性质，即同时具有亲水基和疏水基，并且有分子面与分子内吸引力，因此乳化性极佳，成膜性良好，大豆蛋白的乳化能力和易成膜性对心材的保留率有很大作用，是营养物质的天然载体。多酚与大豆蛋白有很强的亲和性，在水溶液中多酚与蛋白可以结合形成可溶或者不可溶的复合物，因此大豆蛋白是多酚较为理想的载体。然而天然大豆蛋白在等电点附近溶解性差，且对多酚的载量不高，高浓度的多酚使大豆蛋白凝聚沉淀从而无法获得具有良好稳定性的微胶囊。因此本研究采用大豆蛋白，麦芽糊精两种壁材复合使用，来弥补高浓度的多酚使大豆蛋白凝聚沉淀的不足，从而达到较好的包埋效果。通过干热反应定向接枝获得的大豆蛋白-麦芽糊精复合壁材，具有更好的的界面性质，并且接枝麦芽糊精的无规线团结构特质有效改善了大豆蛋白的物理稳定性，因此在较高多酚载量下，不会生成大的聚集体，并且良好的贮藏稳定性。与此同时，相比于天然大豆蛋白，大豆蛋白-麦芽糊精复合壁材对多酚的载量显著提高。因此可将其作为构建多酚等水溶性营养素的更为理想的载体。
本研究通过干热反应定向接枝获得的大豆蛋白-麦芽糊精复合壁材作为多酚的载体能有效改善大豆蛋白作为载体时对多酚结合量低的缺点，贮藏时间延长，并且在贮藏期间更为稳定，拓宽了大豆蛋白在载体中的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种多酚微胶囊的制备方法，获得具有高结合率和良好贮藏稳定性的多酚微胶囊，实现了多酚的保护和贮藏。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种多酚微胶囊的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)常温下将大豆蛋白和麦芽糊精(1：4，w/w)溶于1.0mg/mL、pH7.0的磷酸盐缓冲液中获得大豆蛋白浓度为10g/L的溶液，然后冷冻干燥；(2)将干燥后的样品磨细，过120目筛，反应(60℃，相对湿度为79％，pH7.0)24-48h；(3)采用超滤装置(膜的截留分子量为100kDa)去除未反应的大豆蛋白及麦芽糊精，即得大豆蛋白-麦芽糊精混合壁材；(4)将溶于1.0mg/mL、pH7.0的磷酸盐缓冲液(pH7.0)中不同浓度的多酚(茶多酚，儿茶素，花青素)和大豆蛋白-麦芽糊精混合壁材以体积比1：10混合5-10min(转速1000-2000r/min)，即得多酚微胶囊。(5)采用高效液相色谱法及动态光散射法分析多酚微胶囊的贮藏稳定性：将不同芯壁摩尔比的多酚微胶囊分别充满N2，并于4℃冰箱中贮藏若干天，利用高效液相色谱法及动态光散射法分析其保留率及平均粒径变化率。(6)粒径的测定：采用动态光散射粒度仪测定，测定温度25℃。(7)包封率的测定：取微胶囊500μL，用2mL的离心超滤管(截留分子量3K)进行离心，优化离心条件为2000×g，常温下离心30min。采用高效液相色谱法测定游离多酚含量，流动相为甲醇+0.1％乙酸，色谱柱为C18反相柱(5μm，39×150mm，Atlantis，Waters，美国)
微胶囊芯材为多酚；壁材为大豆蛋白、麦芽糊精混合物；其中，芯材与壁材的摩尔比为1：1-128：1。
所述的混合壁材为大豆蛋白与麦芽糊精通过干热法接枝而得的产物超滤分离制得。
所述的麦芽糊精相对分子质量为1640。
该体系可有效包埋多酚，和多酚-大豆蛋白微胶囊相比，大豆蛋白与麦芽糊精的接枝产物可与高浓度的多酚仍形成稳定的复合物，并且具有更高的结合率及贮藏稳定性。
本发明中，相较于多酚-大豆蛋白纳米胶囊，多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊的壁芯摩尔比有显著提高，且高浓度多酚不会造成麦芽糊精混合的大豆蛋白的聚集和沉淀，因此体系仍呈现澄清透明状。微胶囊的平均粒径在80-150nm之间，包埋率高于70％，且多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊在贮藏10天期间的保留率及粒径变化率均优于多酚-大豆蛋白微胶囊。对大豆蛋白通过干热反应进行糖基化修饰，不仅改善了大豆蛋白的水溶性、乳化性，而且有效提高了对多酚的载量和体系的贮存稳定性，拓宽了大豆蛋白在载体中的应用。
附图说明
图1多酚-大豆蛋白微胶囊在贮藏期间的平均粒径变化及多酚的保留率随时间的变化；
图2多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊在贮藏期间的平均粒径变化及多酚的保留率随时间的变化。
具体实施方式
实施例1：准确称取大豆蛋白1.0g、麦芽糊精(相对分子质量1620)4.0g溶于100mL0.2mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌，制成大豆蛋白质量浓度为10g/L的均匀溶液，冷冻干燥24h。干燥后的样品磨细，过120目筛，置于培养皿中，用刺孔的铝箔封口后进行反应(60℃，相对湿度为79％，pH为7.0)反应20h时后冷却终止反应。用截流分子量为100kDa的超滤膜反复超滤三次去除未反应的酪蛋白及多糖，收集大于100kDa的组分冷冻干燥，即得大豆蛋白-麦芽糊精混合壁材。
实施例2：将天然大豆蛋白溶于磷酸盐缓冲液中(大豆蛋白含量为10g/L)，搅拌若干小时后，离心并取上层清液，最终确定大豆蛋白含量为1g/L。将溶于pH7.0磷酸盐缓冲液的不同浓度的多酚分别与大豆蛋白溶液混合(v/v，1：10)，混合5min(转速1000r/min)即得多酚-大豆蛋白微胶囊。测得平均粒径75-150nm，包封率25％-85％。
实施例3：将上述蛋白-麦芽糊精混合物溶于磷酸盐缓冲液(大豆蛋白含量为1g/L)。将溶于pH7.0磷酸盐缓冲液的不同浓度的多酚分别与蛋白-麦芽糊精溶液混合(V/V，1：10)，混合5min(转速为1000r/min)即得多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊。测得平均粒径70-140nm，包封率50％-90％。
实施例4：本实例为对本发明的多酚微胶囊的贮藏稳定性试验。将2mL不同芯壁摩尔比的多酚-大豆蛋白微胶囊、多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊分别充满N2，并置于4℃冰箱中保藏10天左右，平行取样6份。贮藏0、1、2、4、8、10天期间，利用高相液相色谱法和动态光散射法分析多酚的保留率及微胶囊的平均粒径变化率。
包封率及保留率由以下公式测定：
实验结果：多酚-大豆蛋白微胶囊在贮藏期间的平均粒径变化及多酚的保留率随时间的变化见图1，多酚-大豆蛋白、麦芽糊精复合微胶囊在贮藏期间的平均粒径变化及多酚的保留率随时间的变化见图2，贮藏10天期间，大豆蛋白和大豆蛋白、麦芽糊精复合物对多酚的结合均有所下降，并且随着时间的延长，多酚-大豆蛋白微胶囊对多酚的保留率下降明显，而大豆蛋白、麦芽糊精复合物对多酚的保留率下降缓慢，对多酚的结合能够保持相对稳定，对多酚起保护作用。随着多酚/大豆蛋白摩尔比的增加，体系平均粒径增加，并且最终形成絮凝和沉淀；而随着多酚/大豆蛋白、麦芽糊精复合物摩尔比的增加，体系平均粒径有所增加，但是体系仍然保持澄清透明状，说明经麦芽糊精修饰的大豆蛋白在高浓度的多酚存在的条件下依然保持稳定，结合量也相对增加。因此，大豆蛋白、麦芽糊精复合物作为多酚的载体能有效改善大豆蛋白作为载体时对多酚结合量低的缺点，贮藏时间延长，并且在贮藏期间更为稳定，拓宽了大豆蛋白在载体中的应用。
Claims (5)
1.一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将大豆蛋白和麦芽糊精(1：4，w/w)溶于1.0mg/mL、pH7.0的磷酸盐缓冲液中，得到浓度为10g/L的大豆蛋白的溶液，然后冷冻干燥得到大豆蛋白粉；
(2)将大豆蛋白粉粉碎磨细，过120目筛后，在60℃，相对湿度为79％，pH7.0下反应24-48h；
(3)反应后采用超滤装置去除未反应的大豆蛋白及麦芽糊精，即得大豆蛋白-麦芽糊精混合壁材；
(4)将多酚溶于1.0mg/mL、pH7.0的磷酸盐缓冲液，制成多酚溶液，向多酚溶液中加入大豆分离蛋白和大豆油搅拌1h，然后均质处理得到混合液；
(5)将混合液和大豆蛋白-麦芽糊精混合壁材以体积比为1:10下搅拌反应5-10min，即得蛋白多酚微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，其特征在于，微胶囊芯材为多酚；壁材为大豆蛋白、麦芽糊精混合物；其中，芯材与壁材的摩尔质量比为1-128:1。
3.根据权利要求1所述的一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的多酚为茶多酚、儿茶素或者花青素。
4.根据权利要求1所述的一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，其特征在于，所述的混合壁材为大豆蛋白与麦芽糊精通过干热法接枝而得的产物超滤分离制得。
5.根据权利要求1所述的一种蛋白多酚微胶囊的制备方法，其特征在于，所述的麦芽糊精相对分子质量为1640。
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