CN109497540A - 一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法，包括以下步骤：将铁蛋白溶液置于离心管中，用盐酸溶液调节pH值使铁蛋白变性，搅拌；取天然多酚类物质，溶于蒸馏水；将多酚类溶液和上述铁蛋白溶液混合，室温避光搅拌，调节pH值复性，避光搅拌，将上述溶液于4℃层析柜中避光透析三次并过膜，最后即得铁蛋白‑多酚包埋物溶液。最终产品是一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法，既提高了铁蛋白和多酚类物质的推广应用，也为制备均匀的其他食品营养素的复合物以及为其它食源活性物质的包埋、稳态化及其生物利用度的提高提供参考，具有很高的实际应用和推广价值。
Description
技术领域
一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法，属于食品领域技术。
背景技术
植物多酚是一种广泛存在于植物体内的次生代谢产物，是多羟基酚类化合物的总称，可从葡萄、茶叶、石榴等植物中提取得到，具有较强的抗氧化性以及抑菌、抗病毒、抗过敏、抗癌等功效，能够有效地预防和抑制某些疾病的发生。此外，作为纯天然高效抗氧化剂，在食品工业领域中可以用做食品添加剂或防腐剂。由于植物多酚属于纯天然提取物，来源广泛，绿色环保，是国内外天然产物的研究热点。然而，赋予多酚以高生物活性的主要分子基团-多酚羟基对强酸、强碱、光、热、氧等环境条件敏感，易发生氧化、聚合、缩合等反应，从而导致稳定性的降低和生物活性的下降，这些因素限制了多酚的应用。
广泛存在于自然界中的铁蛋白为多酚的载体化提供了可能。铁蛋白是生物体储存铁并使机体免受铁损伤的一种重要的球形空壳状蛋白，由24个亚基组成，每两个亚基反向平行形成一组，再由这十二组亚基对构成一个近似正八面体，成4-3-2重轴对称的球状分子，每个铁蛋白分子形成12个二重轴通道、8个三重轴通道和6个四重轴通道。外径为12nm，内径为8nm，厚度为2nm，8nm的空穴可容纳4500个三价铁离子。利用铁蛋白可逆自组装特性可将小分子多酚物质包埋在纳米空腔内。具体的，脱铁的或重组的铁蛋白在变性条件下(如调节pH值至2.0或添加变性剂)可以解离为单亚基，当恢复pH值至中性时，铁蛋白会恢复其球形结构。利用这一性质，将铁蛋白外壳作为纳米材料，在铁蛋白的变性复性过程中添加小分子多酚物质，将其包埋于铁蛋白的空腔内，且2nm厚度蛋白壳对内部分子会起到很好的屏蔽和包埋作用，使小分子物质免受外界干扰，从而提高其水溶性和稳定性。以铁蛋白、多酚类物质为原料，利用铁蛋白的可逆自组装特性将小分子多酚物质载体化以提高其稳定性的方法应用在国内外未见公开报道，未见公开使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法。以铁蛋白和多酚物质作为原料，利用铁蛋白的可逆组装性质制备出均匀分散的、纳米级别的铁蛋白-多酚包埋物，以期提高多酚物质的稳定性，最终产品是一种利用铁蛋白稳定多酚的方法，为推广多酚在食品中的应用以及为其它食源活性物质的包埋、稳态化及其生物利用度的提高提供参考。
本发明提供了一种利用植物铁蛋白提高多酚稳定性的方法，包括以下步骤：将铁蛋白溶液置于离心管中，用盐酸溶液调节pH值使铁蛋白变性，亚基解离，搅拌；取天然多酚类物质，溶于蒸馏水；将多酚类溶液和上述铁蛋白溶液混合，室温避光搅拌，调节pH值复性，避光搅拌，将上述溶液于4℃层析柜中避光透析三次并过膜即得铁蛋白-多酚包埋物溶液。
进一步的，所述铁蛋白溶液的浓度为1.5μM，其pH值为7左右。
进一步的，用1M HCl调节所述铁蛋白溶液pH值至2.0左右。
进一步的，室温搅拌变性的铁蛋白溶液1h。
进一步的，铁蛋白和天然多酚类溶液混合时的分子摩尔比为1∶120。
进一步的，铁蛋白和多酚类溶液混合室温搅拌2h。
进一步的，用1MNaOH调节溶液pH值至7.0左右复性。
进一步的，复性后4℃层析柜中搅拌1h以上。
进一步的，透析时使用的透析袋孔径10kDa。
进一步的，透析时透析液：Tris-HCl缓冲液(pH 7.0，50mM)。
进一步的，在4℃层析柜中透析三次，每隔6小时换一次透析缓冲液。
进一步的，通过0.45μm亲水性纤维素滤膜过滤澄清铁蛋白-多酚包埋物溶液。
本产品的有益效果在于：作为一种营养物质的铁蛋白可以作为一种新型的纳米载体将天然多酚物质包埋到内部空腔可显著提高水溶性和稳定性，且此包埋物既可作为功能性食品添加剂及营养补充剂使用，进一步提高了天然多酚物质的生物利用率，可广泛用于食品、药品、化妆品等领域中，具有很高的实际应用和推广价值。
附图说明
图1为铁蛋白-天然多酚物质包埋物的技术路线图。
图2为铁蛋白-天然多酚物质包埋物(以原花青素为例)的技术路线图。
图3为铁蛋白-天然多酚物质包埋物(以茶多酚EGCG为例)的技术路线图。
图4为铁蛋白-原花青素包埋物的电镜图。
图5为铁蛋白-EGCG包埋物的电镜图。
具体实施方式
本文将结合具体附图详细描述本发明的具体实施。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应该被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同符号代表相同的特征或者部件，可应用于不同的实施例中。
实施例1以原花青素为例
准确称取350mg的原花青素样品溶解在50ml蒸馏水(pH 6.8)中制备成浓度为7.0mg/mL的母液，4℃避光保存待用。将5mL 0.56mg/mL铁蛋白溶液(pH 6.8，Tris-HCl缓冲液)置于10mL的离心管中。用1M HCl调节溶液pH值至2.0左右，室温搅拌30min后，缓慢加入原花青素母液(4℃避光保存)使原花青素分子：铁蛋白的质量比为1∶10，室温搅拌2h，使其充分混合。随后用1M NaOH调节溶液pH值至6.8，于4℃层析柜中搅拌2h以上。将复性后的溶液置于孔径为10kDa的透析袋中，使用Tris-HCl缓冲液(pH 6.8，50mM)在4℃层析柜中避光透析四次，每隔6小时换一次透析缓冲液。由于原花青素分子大于铁蛋白的通道孔径(约为0.3nm)，从而使部分原花青素包埋于铁蛋白内部空腔，游离的原花青素分子则在透析过程中被除去。将透析完的溶液取出，用0.45μm的亲水性纤维素膜过滤澄清。最后将包埋有原花青素的铁蛋白质溶液放置在4℃条件下避光保存。
实施例2以茶多酚EGCG为例
准确称取5mg的茶多酚EGCG标准品溶解在5.45ml蒸馏水(pH 6.8)中制备成浓度为2mM的母液， 4℃避光保存待用。用1M HCl调节铁蛋白溶液(1.5μM，5mL)pH值至2.0左右，室温搅拌30min后，缓慢加入EGCG母液(4℃避光保存)使铁蛋白：EGCG的分子摩尔比为1∶120，室温搅拌2h，使其充分混合。随后用1M NaOH调节溶液pH值至6.8，于4℃层析柜中搅拌2h以上。将复性后的溶液置于孔径为 10kDa的透析袋中，使用MOPS缓冲液(pH 6.8，50mM)在4℃层析柜中避光透析四次，每隔6小时换一次透析缓冲液。最后用0.45μm的亲水性纤维素膜过滤澄清并放置在4℃条件下避光保存。
本发明提供了一种新型的稳定多酚的方法，作为一种营养物质的铁蛋白可以作为一种新型的纳米载体将对环境条件敏感的多酚物质包埋到内部空腔可显著提高多酚物质的稳定性，并且由于稳定的蛋白质外壳结构可以将包埋到内部的不稳定的多酚分子与外界复杂的食品组分隔绝开而提高多酚的稳定性。鉴于此优点，这一技术在医药、食品和化妆品中均具有广阔的市场前景。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本发明的实施例进行改变。上述实施例只是实例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
Claims (11)
1.一种利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁蛋白溶液置于离心管中，用盐酸溶液调节pH值使铁蛋白变性，搅拌；取天然多酚类物质，溶于蒸馏水；将多酚类溶液和上述铁蛋白溶液混合，室温避光搅拌，调节pH值复性，避光搅拌，将上述溶液于4℃层析柜中避光透析三次并过膜即得铁蛋白-多酚包埋物溶液。
2.如权利要求2所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，所述铁蛋白溶液的浓度为1.5μM，其pH值为7.0左右。
3.如权利要求3所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，用1M HCl调节所述铁蛋白溶液pH值至2.0左右。
4.如权利要求4所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，铁蛋白和天然多酚类溶液混合时的分子摩尔比为1∶120。
5.如权利要求5所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，用1M NaOH调节溶液pH值至7.0复性。
6.如权利要求6所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，复性后4℃层析柜中搅拌1h以上。
7.如权利要求7所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，透析时使用的透析袋孔径10kDa。
8.如权利要求8所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，透析时透析液：Tris-HCl缓冲液(pH7.0，50mM)。
9.如权利要求9所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，在4℃层析柜中透析三次，每隔6小时换一次透析缓冲液。
10.如权利要求10所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，通过0.45μm亲水性纤维素滤膜过滤澄清铁蛋白-多酚包埋物溶液。
11.如权利要求11所述的利用铁蛋白稳定天然多酚物质的方法，其特征在于，所述铁蛋白-天然多酚包埋物通过权利要求1-10任一项的方法制备得到。
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| CN111150063A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-15 | 天津科技大学 | 一种利用笼状植物铁蛋白同时提高疏水性及水溶性活性成分稳定性的方法和应用 |
| CN111631296A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-08 | 天津科技大学 | 一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用 |
| CN113142439A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-07-23 | 国投中鲁果汁股份有限公司 | 多营养浓缩山楂汁的加工方法 |
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2017
- 2017-09-15 CN CN201710844769.5A patent/CN109497540A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111150063A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-15 | 天津科技大学 | 一种利用笼状植物铁蛋白同时提高疏水性及水溶性活性成分稳定性的方法和应用 |
| CN111631296A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-08 | 天津科技大学 | 一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用 |
| CN111631296B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-08-11 | 天津科技大学 | 一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用 |
| CN113142439A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-07-23 | 国投中鲁果汁股份有限公司 | 多营养浓缩山楂汁的加工方法 |
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