CN110810851B - 一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊及其制备方法，涉及食品加工技术领域。所述肠道定向释放自组装微胶囊，所用原料为牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4‑二咖啡酰奎尼酸(3，4‑diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)、氯化钙、碳酸钠和EDTA等。本发明克服了现有技术的不足，采用天然食品原料BSA作为基底，以3种功能性食品多酚原料为桥连剂，依次加入后优化得到蛋白‑多酚IgG微胶囊。所得微胶囊IgG负载率达5.7％，该胶囊在胃液中稳定，在肠道中释放，热变性温度提高至78℃，缓释抗氧化时间大于24h，此微胶囊有效的保护了IgG在乳品生产加工及肠道定向释放后的生物活性，对IgG的进一步实际应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊及其制备方法。
背景技术
免疫球蛋白G(IgG)作为牛初乳中含量最高的免疫球蛋白(占总免疫球蛋白的80～86％)，其主要功能是中和毒素、病毒、与细菌结合及免疫调节的作用，然而热、酸、酶等都会影响IgG的活性：乳品加工过程中不可避免地要进行灭菌或巴氏杀菌、蒸发浓缩及喷雾干燥等工艺，IgG在75℃会发生严重热变性，当免疫球蛋白添加到食品中时其活性不可避免地受到热处理的影响；在低酸性(pH＜2)下IgG的活性将会严重丧失，而且胃蛋白酶也将完整IgG分解为无生物活性的片段F(ab)2′和pFc′，因此，应当从酸、热及胃蛋白酶方面防止免疫球蛋白的变性从而保持其免疫活性。
层层自组装(Layer-by-layer self-assembly，LBL)技术是利用逐层交替沉积的方法，借助各层分子间的相互作用力使层与层之间自发缔合形成结构完整、性能稳定、具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。然而层层自组装的缺点是使用的交联剂不仅昂贵而且多为具有高度细胞毒性的聚阳离子，并不适应于食品。此外，常见的层层自组装微胶囊大多仅使用一种交联剂，并未赋予微胶囊更多的功能及生物活性。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊及其制备方法，克服了现有技术的不足，采用牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)为主料，聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA为辅料，获得包裹IgG微胶囊。该胶囊IgG负载率达高达5.7％，在胃液中稳定，在肠道中定向释放，并且热变性温度提高至78℃，缓释抗氧化时间大于24h，此微胶囊可控释的应用范围广泛，有效的保护了IgG在乳品生产加工及肠道定向释放后的生物活性，对IgG的进一步实际应用具有重要意义。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊，所用原料分为主料和辅料，其中主料为牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)；辅料为聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA。
所述主料中各成分物质的量份数为IgG 2-3份、BSA 1-2份、EGCG 4-5份、3，4-diCQA 12-14份、TA 86-88份。
所述辅料配制浓度为0.4M碳酸钠、0.4M氯化钙、2mg/mL PLL和0.2M EDTA。
制作方法，第一步、首先将0.6mL 0.4M碳酸钠和0.8mL 4mg/mL IgG溶液混匀，而后加入0.6mL 0.4M氯化钙，剧烈搅拌30s，静置2min。随后13000r/min离心1min，收集沉淀并用水洗净，制得包封了IgG的碳酸钙微球。
第二步，取新制备的碳酸钙微粒浸入5mL的2mg/mL PLL溶液以产生第一锚定层，连续摇动15min后，通过13000r/min离心1min收集微粒，通过用去离子水洗涤两次除去残留的PLL。
第三步，加入BSA和3种多酚(依次按EGCG、3，4-diCQA、TA的顺序加入)的交替层，每次加入5mL 2mg/mL的相应溶液，加入之后进行洗涤步骤。重复该过程以获得(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球。
第四步，将制备好的(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球滴加到0.2M的EDTA溶液中(pH7.0)，混合悬浮震荡一段时间，溶液由白色逐渐变得澄清，当溶液的颜色不再变化时，再经纯水在5000r/min下离心10min，重复洗涤3次，即得内含IgG空心微胶囊。
所得微胶囊在胃液中稳定，在肠道中定向释放。
所得微胶囊热变性温度提高至78℃。
所得微胶囊缓释抗氧化时间大于24h。
所得微胶囊IgG负载率高达5.7％。
本发明提供一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明采用采用牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)为主料，聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA为辅料，获得包裹IgG微胶囊。该胶囊IgG负载率达高达5.7％，在胃液中稳定，在肠道中定向释放，并且热变性温度提高至78℃，缓释抗氧化时间大于24h，此微胶囊可控释的应用范围广泛，有效的保护了IgG在乳品生产加工及肠道定向释放后的生物活性，对IgG的进一步实际应用具有重要意义。
附图说明
图1是微胶囊的合成及模拟体外消化过程
图2是模拟胃液消化后(A)及肠液消化后(B)、(C)的自组装外层膜AFM外观形态分析
图3是模拟胃液消化后(A)(A’)和肠液消化后(B)、(B’)自组装外层膜的剖面SEM外观形态分析
图4是模拟胃液消化后(A1、A2、A3)和肠液消化后(B1、B2、B3)的微胶囊SEM外观形态分析
图5是微胶囊热变性温度分析
图6是微胶囊缓释抗氧化分析
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊，所用原料分为主料和辅料，其中主料为牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)；辅料为聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA。
所述主料中各成分物质的量份数为IgG 3份、BSA 1份、EGCG 4份、3，4-diCQA 13份、TA 87份。
所述辅料配制浓度为0.4M碳酸钠、0.4M氯化钙、2mg/mL PLL和0.2M EDTA。
制作方法，第一步、首先将0.6mL 0.4M碳酸钠和0.8mL 4mg/mL IgG溶液混匀，而后加入0.6mL 0.4M氯化钙，剧烈搅拌30s，静置2min。随后13000r/min离心1min，收集沉淀并用水洗净，制得包封了IgG的碳酸钙微球。
第二步，取新制备的碳酸钙微粒浸入5mL的2mg/mL PLL溶液以产生第一锚定层，连续摇动14min后，通过13000r/min离心1min收集微粒，通过用去离子水洗涤两次除去残留的PLL。
第三步，加入BSA和3种多酚(依次按EGCG、3，4-diCQA、TA的顺序加入)的交替层，每次加入5mL 2mg/mL的相应溶液，加入之后进行洗涤步骤。重复该过程以获得(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球。
第四步，将制备好的(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球滴加到0.2M的EDTA溶液中(pH7.0)，混合悬浮震荡一段时间，溶液由白色逐渐变得澄清，当溶液的颜色不再变化时，再经纯水在5000r/min下离心10min，重复洗涤3次，即得内含IgG空心微胶囊。
所得微胶囊在胃液中稳定，在肠道中定向释放，热变性温度提高至78.3℃，抗氧化时间为25h，IgG负载率高达5.9％。
实施例2，一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊，所用原料分为主料和辅料，其中主料为牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)；辅料为聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA。
所述主料中各成分物质的量份数为IgG 3份、BSA 2份、EGCG 5份、3，4-diCQA 14份、TA 87份。
所述辅料配制浓度为0.4M碳酸钠、0.4M氯化钙、2mg/mL PLL和0.2M EDTA。
制作方法，第一步、首先将0.6mL 0.4M碳酸钠和0.8mL 4mg/mL IgG溶液混匀，而后加入0.6mL 0.4M氯化钙，剧烈搅拌30s，静置2min。随后13000r/min离心1min，收集沉淀并用水洗净，制得包封了IgG的碳酸钙微球。
第二步，取新制备的碳酸钙微粒浸入5mL的2mg/mL PLL溶液以产生第一锚定层，连续摇动14min后，通过13000r/min离心1min收集微粒，通过用去离子水洗涤两次除去残留的PLL。
第三步，加入BSA和3种多酚(依次按EGCG、3，4-diCQA、TA的顺序加入)的交替层，每次加入5mL 2mg/mL的相应溶液，加入之后进行洗涤步骤。重复该过程以获得(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球。
第四步，将制备好的(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球滴加到0.2M的EDTA溶液中(pH7.0)，混合悬浮震荡一段时间，溶液由白色逐渐变得澄清，当溶液的颜色不再变化时，再经纯水在5000r/min下离心10min，重复洗涤3次，即得内含IgG空心微胶囊。
所得微胶囊在胃液中稳定，在肠道中定向释放，热变性温度提高至78.5℃，抗氧化时间为24.5h，IgG负载率高达5.8％。
实施例3，一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊，所用原料分为主料和辅料，其中主料为牛血清蛋白(BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、3，4-二咖啡酰奎尼酸(3，4-diCQA)、单宁酸(TA)和免疫球蛋白G(IgG)；辅料为聚赖氨酸盐酸盐(PLL)、氯化钙、碳酸钠和EDTA。
所述主料中各成分物质的量份数为IgG 2份、BSA 1份、EGCG 4份、3，4-diCQA 15份、TA 88份。
所述辅料配制浓度为0.4M碳酸钠、0.4M氯化钙、2mg/mL PLL和0.2M EDTA。
制作方法，第一步、首先将0.6mL 0.4M碳酸钠和0.8mL 4mg/mL IgG溶液混匀，而后加入0.6mL 0.4M氯化钙，剧烈搅拌30s，静置2min。随后13000r/min离心1min，收集沉淀并用水洗净，制得包封了IgG的碳酸钙微球。
第二步，取新制备的碳酸钙微粒浸入5mL的2mg/mL PLL溶液以产生第一锚定层，连续摇动14min后，通过13000r/min离心1min收集微粒，通过用去离子水洗涤两次除去残留的PLL。
第三步，加入BSA和3种多酚(依次按EGCG、3，4-diCQA、TA的顺序加入)的交替层，每次加入5mL 2mg/mL的相应溶液，加入之后进行洗涤步骤。重复该过程以获得(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球。
第四步，将制备好的(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球滴加到0.2M的EDTA溶液中(pH7.0)，混合悬浮震荡一段时间，溶液由白色逐渐变得澄清，当溶液的颜色不再变化时，再经纯水在5000r/min下离心10min，重复洗涤3次，即得内含IgG空心微胶囊。
所得微胶囊在胃液中稳定，在肠道中定向释放，热变性温度提高至78.6℃，抗氧化时间为24.7h，IgG负载率高达5.7％。
Claims (5)
1.一种基于食品材料组装肠道释放IgG微胶囊，其特征在于：所用原料分为主料和辅料，其中主料为牛血清蛋白 (BSA)、表没食子儿茶素没食子酸酯 (EGCG)、3,4-二咖啡酰奎尼酸(3,4-diCQA)、单宁酸 (TA)和免疫球蛋白G (IgG)；辅料为聚赖氨酸盐酸盐、氯化钙、碳酸钠和EDTA；
所述微胶囊的制作方法为：
第一步、首先将0.6 mL 0.4 M 碳酸钠和 0.8 mL 4 mg/mL IgG 溶液混匀，而后加入0.6 mL 0.4 M 氯化钙，剧烈搅拌30s，静置2 min，随后13000 r/min离心1 min，收集沉淀并用水洗净，制得包封了IgG的碳酸钙微球；
第二步，取新制备的碳酸钙微球浸入5 mL的2 mg/mL聚赖氨酸盐酸盐溶液以产生第一锚定层，连续摇动15 min后，通过13000 r/min离心1 min收集微粒，通过用去离子水洗涤两次除去残留的聚赖氨酸盐酸盐；
第三步，加入BSA和依次按EGCG、3,4-diCQA、TA的顺序加入形成的3种多酚交替层，每次加入5 mL 2 mg/mL的相应溶液，加入之后进行洗涤步骤，重复该过程以获得(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球；
第四步，将制备好的(IgG-CaCO3)-(BSA-多酚)n微球滴加到0.2 M的EDTA溶液中，且EDTA溶液的pH值为7.0，混合悬浮震荡一段时间，溶液由白色逐渐变得澄清，当溶液的颜色不再变化时，再经纯水在5000 r/min下离心10min，重复洗涤3次，即得内含IgG空心微胶囊。
2.根据权利要求1所述的微胶囊的制作方法，其特征在于：所得微胶囊在胃液中稳定，在肠道中定向释放。
3.根据权利要求1所述的微胶囊的制作方法，其特征在于：所得微胶囊热变性温度提高至78℃。
4.根据权利要求1所述的微胶囊的制作方法，其特征在于：所得微胶囊缓释抗氧化时间大于24h。
5.根据权利要求1所述的微胶囊的制作方法，其特征在于：所得微胶囊IgG负载率高达5.7%。
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