CN110179759B - 一种酱油沉淀纳米颗粒溶液及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酱油沉淀纳米颗粒溶液及其制备方法与应用，属于功能性纳米生物制品领域。该制备方法包括如下步骤：采用先水洗后碱提取的方式提取酱油沉淀中的蛋白质，将该溶液稀释至一定蛋白含量浓度，调节pH至5‑11范围即得酱油沉淀纳米颗粒溶液；在此基础上，将生物活性物质以合适的比例添加其中，充分反应1‑6h，即可制得酱油沉淀‑生物活性物质复合纳米颗粒。该方法工艺简单，易于操作，所制纳米颗粒可在多种生物活性物质的荷载中起到广泛应用。

Description

一种酱油沉淀纳米颗粒溶液及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及功能性纳米生物制品领域，具体涉及一种酱油沉淀纳米颗粒溶液及其制备方法与应用。
背景技术
随着纳米技术的发展，纳米粒子输送体系在提高活性物质的生物可及性和生物可利用度上展示了巨大的应用前景，探索和寻求更多天然来源的生物大分子材料来制备纳米颗粒备受科研工作者的青睐。蛋白基纳米颗粒具有非常好的生物可降解性和兼容性，在提高生物活性成分稳定性和生物利用度方面发挥着重要作用，是生物活性物质良好的输送载体。当前以非水溶性蛋白为基础构建的纳米递送体系，在对低生物利用度的功能性物质包埋递送方面显示出独特的应用潜力。
非转基因豆粕(大豆)和小麦经过高盐稀态发酵后得到的酱油原油在杀菌过程中会产生大量不溶于水、无味的酱油沉淀，其化学组成包括蛋白质、灰分、糖分和部分油脂。这种酱油沉淀的颗粒介于纳米级和微米级之间，采用传统高速离心无法有效与酱油原油分离开来。沉淀的存在不仅影响酱油产品色泽、而且导致产品在货架期瓶底出现大量沉淀，影响美观。因此，富含沉淀的酱油原料无法在酱油中使用，导致大量原油资源浪费，显著降低了经济效益。经测定，酱油沉淀中蛋白质含量约占10％，相较于原始大豆蛋白而言，其必需氨基酸组成略有减少，但疏水性氨基酸含量有明显增加。基于酱油沉淀不溶于水的颗粒性质以及疏水性氨基酸含量增加的事实，可预测酱油沉淀能作为疏水性生物活性物质的良好载体，制备成为新型纳米颗粒。
本发明旨在以酿造酱油原油在热灭菌过程中产生的酱油沉淀为原料，制备一种新型纳米颗粒，并以多种生物活性物质作为药物模型，证明酱油沉淀纳米颗粒的潜在应用。
发明内容
本发明的目的在于以酱油沉淀为原料，用较为简单的方法制备一种新型纳米颗粒材料，从而对酱油沉淀进行再利用。
本发明的另一目的在于以酱油沉淀纳米颗粒为载体，以不同的生物活性物质为药物模型制备新型复合纳米颗粒，证实酱油沉淀纳米颗粒的潜在应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种酱油沉淀纳米颗粒溶液，溶液中颗粒的粒径为100-150nm。
以上所述的一种酱油沉淀纳米颗粒溶液的制备方法，包括如下步骤：
将酱油沉淀和水混合保温，再离心取沉淀物后重复混合保温、离心操作，以去除大量盐、色素以及其他杂质，然后调节pH值至10-12提取溶液中的蛋白质，将提取得到的蛋白质稀释，再调节稀释液的pH值低于提取溶液的pH值，即得酱油沉淀纳米颗粒溶液。
优选的，所述酱油沉淀由酿造酱油原油生产中热灭菌所产生；所述酱油沉淀与水等质量。
优选的，所述保温的温度为50-65℃，时间为1.5-4h；进一步优选温度为60℃，时间为3h。
优选的，所述离心的技术参数为9000r/min，10℃，20min。
优选的，在酱油沉淀中加入等量水，置于水浴锅中60℃保温3h，离心取沉淀物，补足到初始体积，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀。
优选的，将提取得到的蛋白质稀释至溶液中蛋白质含量为0.5-6wt％，通过凯氏定氮法确定。
优选的，将提取得到的蛋白质稀释后调节pH值为5-11，进一步优选为11、10、9、8、7、6、5。
以上所述的一种酱油沉淀纳米颗粒溶液的应用，包括如下步骤：
将生物活性物质溶液加入酱油沉淀纳米颗粒溶液中反应，得酱油沉淀-生物活性物质复合纳米颗粒。
优选的，所述生物活性物质溶液的浓度为1-50mg/ml；所述酱油沉淀纳米颗粒溶液与生物活性物质溶液的体积比为1:1-100：1。
优选的，所述反应的时间为1-6小时。
优选的，所述生物活性物质为姜黄素、β-胡萝卜素、辅酶Q10和异硫氰酸酯中的一种以上。
优选的，反应后通过离心去除未结合的生物活性物质；其中，离心技术参数为5000-20000r/min，5-25℃，10-30min。
由以上所述的应用所得的酱油沉淀-生物活性物质复合纳米颗粒。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明首次公开以酱油沉淀为原料成功制备了一种新型纳米颗粒，并以多种生物活性物质为药物模型证实了该纳米颗粒的潜在应用。
(2)本发明制备的酱油沉淀-生物活性物质复合纳米颗粒可显著提高生物活性物质的水溶性和稳定性。
(3)本发明以pH诱导的方式形成纳米颗粒，方法简单易于操作、反应条件温和，具有较好的工业前景。
附图说明
图1为实施例2中不同pH制得的酱油沉淀-姜黄素复合纳米颗粒中姜黄素的稳定性曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
以下的酱油沉淀均采用酿造酱油原油在热灭菌过程中产生的酱油沉淀。
实施例一
酱油沉淀纳米颗粒的制备实验
在1000g酱油沉淀中加入等质量的蒸馏水，于60℃的水浴锅中保温3h，而后于9000r/min，10℃离心20min，取沉淀物，用水补足至1000g，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀；将上述沉淀稀释至蛋白含量0.5wt％，调pH为10使蛋白质充分溶解，离心取上清液；取适量上清液，分别调pH至11、10、9、8、7、6即形成酱油沉淀纳米颗粒。相关指标如表1所示。
表1
Figure BDA0002106512810000031
实施例二
酱油沉淀-姜黄素复合纳米颗粒的制备实验
在1000g酱油沉淀中加入等质量的蒸馏水，于60℃的水浴锅中保温3h，离心取沉淀物，用水补足至1000g，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀；将上述沉淀稀释至蛋白含量1wt％，调pH为12使蛋白质充分溶解，离心取上清液；取适量上清液，分别调pH至10、9、8、7、6、5，加入溶液1/50体积的5mg/ml姜黄素乙醇溶液，置于空气摇床中充分混匀1h，于5000r/min，5℃离心30min去除未结合的姜黄素，上清液即为所制酱油沉淀-姜黄素复合纳米颗粒，相关指标如表2所示，稳定性如图1所示。
表2
Figure BDA0002106512810000032
Figure BDA0002106512810000041
注：其中水溶性的提高倍数以原始姜黄素溶解度为11ng/ml为基准得到。
如表2所示，该法制备的酱油沉淀-姜黄素复合纳米颗粒粒径均较小，在100-150nm范围内；荷载量高，最高可达99.32％；姜黄素的水溶性有显著提高，最高可提高4029倍；如图1所示，纳米颗粒中的姜黄素的稳定性相较于游离姜黄素有显著提高；以上数据证明了酱油沉淀纳米颗粒可以有效荷载姜黄素并使其水溶性和稳定性显著提高。
实施例三
酱油沉淀-芥末精油复合纳米颗粒的制备实验
在1000g酱油沉淀中加入等质量的蒸馏水，于60℃的水浴锅中保温3h，离心取沉淀物，用水补足至1000g，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀；将上述沉淀稀释至蛋白含量6wt％，调pH11使蛋白质充分溶解，离心取上清液；取适量上清液，调pH至7，滴加溶液1/1体积的1mg/ml含异硫氰酸酯的芥末精油溶液，置于空气摇床中充分混匀6h，于20000r/min，25℃离心10min去除未结合的异硫氰酸酯，上清液即为所制酱油沉淀-异硫氰酸酯复合纳米颗粒，相关指标如表3所示。
表3
Figure BDA0002106512810000042
如表3所示，所制备的酱油沉淀-异硫氰酸酯复合纳米颗粒粒径较小，能使芥末精油的稳定性从1个月提高到12个月，并能持续保持强烈的芥末风味和明显的酱油风味。
实施例四
酱油沉淀-β-胡萝卜素复合纳米颗粒的制备实验
在1000g酱油沉淀中加入等质量的蒸馏水，于60℃的水浴锅中保温3h，离心取沉淀物，用水补足至1000g，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀；将上述沉淀稀释至蛋白含量2wt％，调pH12使蛋白质充分溶解，离心取上清液；取适量上清液，调pH至7，滴加溶液1/100体积的50mg/mlβ-胡萝卜素油溶液，置于空气摇床中充分混匀5h，于10000r/min，10℃离心15min去除未结合的β-胡萝卜素，上清液即为所制酱油沉淀β-胡萝卜素复合纳米颗粒。
表4
Figure BDA0002106512810000051
所制酱油沉淀-β-胡萝卜素复合纳米颗粒为均一透明的体系，粒径为150nm，显著提高了β-胡萝卜素水溶性和稳定性。
实施例五
酱油沉淀-辅酶Q10复合纳米颗粒的制备实验
在1000g酱油沉淀中加入等质量的蒸馏水，于60℃的水浴锅中保温3h，离心取沉淀物，用水补足至1000g，再次保温1.5h，同样方式离心，取沉淀；将上述沉淀稀释至蛋白含量4wt％，调pH10使蛋白质充分溶解，离心取上清液；取适量上清液，调pH至7，加入溶液1/100体积的1mg/ml辅酶Q10乙醇溶液，置于空气摇床中充分混匀6h，于10000r/min，10℃离心15min去除未结合的辅酶Q10，上清液即为所制酱油沉淀-辅酶Q10复合纳米颗粒。
表5
Figure BDA0002106512810000052
所制酱油沉淀-辅酶Q10复合纳米颗粒粒径较小，状态均一透明且非常稳定，能显著提高辅酶Q10的稳定性。

Claims (7)

1.一种酱油沉淀纳米颗粒溶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将酱油沉淀和水混合保温，再离心取沉淀物后重复混合保温、离心操作，然后调节pH值至10-12提取溶液中的蛋白质，将提取得到的蛋白质稀释，再调节稀释液的pH值低于提取溶液的pH值，即得酱油沉淀纳米颗粒溶液；
所述酱油沉淀由酿造酱油原油生产中热灭菌所产生；所述酱油沉淀与水等质量；所述保温的温度为50-65℃，时间为1.5-4h；
将提取得到的蛋白质稀释至溶液中蛋白质含量为0.5-6wt％；
将提取得到的蛋白质稀释后调节pH值为5-11；
在所述酱油沉淀纳米颗粒溶液中，颗粒的粒径为100-150nm。
2.一种由权利要求1所述的制备方法制得的酱油沉淀纳米颗粒溶液。
3.权利要求1所述的一种酱油沉淀纳米颗粒溶液的应用，其特征在于，包括如下步骤：
将生物活性物质溶液加入酱油沉淀纳米颗粒溶液中反应，得酱油沉淀-生物活性物质复合纳米颗粒。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述生物活性物质溶液的浓度为1-50mg/ml；所述酱油沉淀纳米颗粒溶液与生物活性物质溶液的体积比为1:1-100：1。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述反应的时间为1-6小时。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述生物活性物质为姜黄素、β-胡萝卜素、辅酶Q10和异硫氰酸酯中的一种以上。
7.由权利要求3-6任一项所述的应用所得的酱油沉淀-生物活性物质复合纳米颗粒。
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