CN110897161A - 一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒及其pH驱动制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒及其pH驱动制备方法与应用。该方法包括：酶解大豆分离蛋白得到大豆多肽，调节pH使其在碱性环境中稳定后，加入姜黄素粉末，搅拌一定时间再回调pH至中性，离心后收集上清液即可得到富载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，经干燥处理可得粉末状富载姜黄素的大豆多肽基纳米制品。所制备出的纳米颗粒具有纳米级尺寸，平均粒径小于150 nm，姜黄素荷载量最高可达到约90 mg/g大豆多肽。与传统的制备方法相比，本发明制备的纳米颗粒具有稳定性好，包载率及荷载量高、生物相容性好等优点；且制备过程未涉及醇类等有机试剂，安全无毒副作用，工艺操作简单，可规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及功能性纳米生物制品，具体涉及一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒及其pH驱动制备方法与应用。
背景技术
现代食品工业越来越注重食品对人类营养及健康改善的功能，大量功能活性因子被应用于各类功能性食品的研发。但食源性功能因子如疏水性植物多酚等多存在难溶于水、稳定性差、吸收利用率低等问题，是功能性食品开发应用亟待解决的技术难题。姜黄素(Curcumin)是一种低分子量的天然植物多酚化合物，已证实其具有广泛的生物活性包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤细胞增殖、抗菌、抗风湿、抗动脉粥样硬化等。但是姜黄素水溶性差且结构不稳定，在体内生物利用率和生物效价低，严重制约了其产业化应用，目前主要作为色素用于食品生产中。
随着纳米技术的发展，通过载体包埋可有效实现活性因子的稳态化，其中纳米颗粒是应用最广泛的纳米载体形式。许多研究表明，蛋白质、脂类、低聚糖、多糖以及淀粉质等均可作为制备纳米颗粒的壁材，用于活性因子的包埋输送。相比于其他生物大分子，蛋白质的多肽链中非极性氨基酸片段形成的多个疏水区域均可作为疏水性生物活性因子的结合位点，理论上具有更高的荷载量，同时其在生物相容性及生理活性方面更具优势。大豆蛋白作为现今食品工业生产和利用最广泛的植物蛋白，其来源丰富，价格低廉。已有研究发现利用大豆蛋白作为纳米载体材料可以有效提高姜黄素的溶解度和生物利用率。然而由于大豆蛋白结构致密，疏水性氨基酸含量高，水分散性有限，很大程度上限制了它的应用。
通过生物酶法制备具有健康益处的蛋白多肽因其来源广泛、生物相容性好、功能多样、安全性高，已逐渐成为现代功能性食品开发的重要途径。相关研究表明，大豆蛋白经酶解处理后得到的大豆多肽不仅具有蛋白所不具备的诸多生理活性(抗氧化、抗高血压、抗菌、增强矿物质结合等)，其水分散性也明显增加，在较宽的pH值范围内均可分散且稳定。同时，作为介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，多肽还具有生物两亲性。大豆多肽中存在的疏水基团仍具有较高的反应活性，容易和疏水性活性因子发生相互作用，具有作为新型食品功能因子包埋载体的巨大潜力。
基于姜黄素等活性因子在有机溶剂中的溶解特性，为了提高其包埋率，反溶剂法被广泛应用。但是反溶剂过程中消耗大量的有机试剂以及纯水，不符合现代食品工业环保绿色的生产原则。此外，许多研究表明经反溶剂法制得的纳米颗粒，容易发生因本身结构性质不够稳定导致的桥连聚集或解离，一般还需通过加入化学试剂来进行二次交联。pH驱动法是通过调节溶液中溶质所处微环境的酸碱性，使溶质分子在这一过程中发生相互作用形成新的稳定体系。与传统反溶剂等荷载方法相比，通过pH驱动法来荷载生物活性物质是一种低耗能、低成本、绿色安全高效的技术。
基于上述大豆多肽的优异性质和pH驱动法的绿色高效，探讨利用pH驱动制备高荷载生物活性物质的大豆多肽基纳米颗粒具有强大的开发前景和应用价值。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒及其pH驱动制备方法与应用。
本发明的首要目的是为了提高姜黄素的水溶解度和稳定性，提供一种通过pH驱动制备高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的方法。
本发明的另一目的在于提供由上述方法制得的荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
本发明的再一目的在于提供上述荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的应用。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的一种pH驱动制备高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的方法，包括以下步骤：
(1)将大豆分离蛋白加入水中，混合均匀，得到大豆分离蛋白分散液，调节大豆分离蛋白分散液的pH为中性或碱性(优先为7.0-9.0)，在搅拌状态下加入水解酶进行酶解反应，酶解完成后调节酶解反应液的pH为7.0-7.5，接着进行灭酶处理，稀释得到所需浓度的大豆多肽分散液；
(2)调节步骤(1)所述大豆多肽分散液的pH值为碱性(优选NaOH溶液来调节)，然后往所述大豆多肽分散液中加入姜黄素粉末，搅拌均匀，得到混合液，调节所述混合液的pH为中性(优选HCl溶液来调节)，离心取上清液，得到所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，经干燥处理可得粉末状富载姜黄素的大豆多肽基纳米制品。
进一步地，步骤(1)中，在调节所述大豆分离蛋白分散液及酶解反应液的pH过程中，可以通过搅拌使体系的pH稳定。
进一步地，步骤(1)所述大豆分离蛋白与水的质量体积比为1-10:100(w/v，g/mL)。
优选地，步骤(1)所述大豆分离蛋白与水的质量体积比为4-10:100(w/v，g/mL)。
进一步地，步骤(1)中，调节大豆分离蛋白分散液的pH，使调节后的大豆分离蛋白分散液的pH为7.0-9.0。
优选地，所述调节大豆分离蛋白分散液的pH，使调节后的大豆分离蛋白分散液的pH为7.0-8.5。
进一步地，步骤(1)所述在搅拌状态下的搅拌速率为150-200rpm，所述水解酶为菠萝蛋白酶(bro)、木瓜蛋白酶(pap)、碱性蛋白酶(alc)、中性蛋白酶(neu)、风味蛋白酶(neu)、复合蛋白酶(pro)及胰酶(try)中的一种以上，所述水解酶的质量为大豆分离蛋白质量的0.1wt％-1wt％；所述酶解反应的温度为35℃-60℃，所述酶解反应的时间为0.5-2.0h。
优选地，步骤(1)所述在搅拌状态下的搅拌速率为160-180rpm。
优选地，步骤(1)所述水解酶的质量为大豆分离蛋白质量的0.1wt％-0.5wt％。
优选地，步骤(1)所述水解酶选用胰酶时，所述酶解反应的温度为35-40℃，更进一步地，所述酶解反应的温度为35-37℃。
优选地，步骤(1)所述水解酶选用菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶及复合蛋白酶中的一种时，所述酶解反应的温度为50-60℃，更进一步地，所述酶解反应的温度为50-55℃。
优选地，步骤(1)所述酶解反应的时间为1-2h。
进一步地，步骤(1)所述灭酶处理的温度为95-100℃，所述灭酶处理的时间为10-20min，在所述灭酶处理中，所述酶解反应液的pH需维持在7.0-7.5。
优选地，步骤(1)所述灭酶处理的时间为10-15min。
进一步地，步骤(1)中，稀释以后的大豆多肽分散液的浓度为5-50mg/L。
优选地，在步骤(1)稀释后，步骤(2)所述大豆多肽分散液中，大豆多肽的浓度为30-50mg/mL，在此多肽浓度条件下，大豆多肽对于姜黄素的荷载量能达到较高的水平。
进一步地，步骤(2)中，在调节所述大豆多肽分散液及所述混合液的pH过程中，可以通过搅拌使体系的pH稳定。
进一步地，步骤(2)中，调节所述大豆多肽分散液的pH值，是使调节后的大豆多肽分散液的pH为10.0-12.0。
进一步地，步骤(2)所述姜黄素与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比为1:100-1:5(w/w)。
优选地，步骤(2)中，所述调节所述大豆多肽分散液的pH值，是使调节后的大豆多肽分散液的pH为11.0-12.0。
优选地，在步骤(2)调节述大豆多肽分散液的pH值为碱性过程中，可以通过搅拌20-40min(进一步优选为30-40min)，使得体系的pH稳定。
优选地，步骤(2)姜黄素与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比为1:50-1:10(w/w)。
优选地，步骤(2)中，加入姜黄素粉末后，可以搅拌30-50min(优选为30-40min)，使得姜黄素粉末分散均匀。
进一步地，步骤(2)中调节所述混合液的pH为中性。
优选地，步骤(2)所述调节所述混合液的pH为中性，可以调节混合液的pH值为7.0-7.5。
进一步地，步骤(2)所述离心的速率为3000-8000g，所述离心的时间为10-20min。
优选地，步骤(2)所述离心速率为3000-5000g。
优选地，步骤(2)所述离心的时间为10-15min。
进一步地，步骤(2)所述干燥的方式为冷冻干燥及喷雾干燥中的一种；所述冷冻干燥的温度为-40℃～-50℃，冷冻干燥的真空度小于1mbar，冷冻干燥的时间为20-30h；所述喷雾干燥的进风温度为160-180℃，喷雾干燥的排风温度为70-90℃。
优选地，步骤(2)干燥的方式选用冷冻干燥的方式时，所述冷冻干燥的时间为20-25h。
优选地，步骤(2)干燥的方式选用喷雾干燥的方式时，所述喷雾干燥的进风温度为170-180℃，所述喷雾干燥的排风温度为80-90℃。
本发明提供一种由上述的pH驱动制备方法制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
本发明提供的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，是由大豆多肽作为壁材包埋了姜黄素得到的复合物，其平均粒径小于150nm，姜黄素荷载量为5-90mg/g，姜黄素荷载量最高可达到约90mg/g大豆多肽。
本发明提供的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒能够应用在制备抗炎抗氧化的食品或药品中。
姜黄素(Curcumin)是一种低分子量的天然植物多酚化合物，已证实其具有广泛的生物活性包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤细胞增殖、抗菌、抗风湿、抗动脉粥样硬化等。大豆蛋白作为现今食品工业生产和利用最广泛的植物蛋白，其来源丰富，价格低廉。
本发明制备的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒可实现对姜黄素的输送和定向释放，不仅可直接用于功能性食品的研发，也可作为具有高营养价值及生理活性的新型功能性食品配料添加到食品体系中。
本发明公开了一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒及其pH驱动制备方法与应用。本发明以大豆分离蛋白为原料酶解得到大豆多肽，将大豆多肽作为壁材，利用姜黄素在特定pH条件下的溶解特性，通过分子自组装技术制备一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
本发明提供的制备方法包括：酶解大豆分离蛋白得到大豆多肽，调节pH使其在碱性环境中稳定后，加入姜黄素粉末，搅拌一定时间再回调pH至中性，离心后收集上清液即可得到富载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，经干燥处理可得粉末状富载姜黄素的大豆多肽基纳米制品。所制备出的纳米颗粒具有纳米级尺寸，平均粒径小于150nm，姜黄素荷载量最高可达到约90mg/g大豆多肽。
与传统的制备方法相比，本发明制备的纳米颗粒具有稳定性好，包载率及荷载量高、生物相容性好等优点；且制备过程未涉及醇类等有机试剂，安全无毒副作用，工艺操作简单，可规模化生产。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，首次利用大豆多肽作为载体材料对姜黄素进行包埋，形成高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，可以很好的提高姜黄素的水溶性、稳定性和生物利用率。
(2)本发明提供的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，涉及的制备步骤简单，易工业化生产，且制备过程未涉及醇类等有机试剂，绿色安全无毒副作用。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的中7份高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图；
图2为本发明实施例2制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图；
图3为本发明实施案例3制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图；
图4为本发明实施案例3制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的透射电镜图；
图5为本发明实施例4制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
以下实施例及对比例所用到的重量(质量)份数，作为举例，重量单位可以为克、千克等，也可以是本领域常用的任意其他用量。
以下的实施例中，姜黄素的结合率和姜黄素的荷载量可通过下面的公式计算得到：
实施例1
一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，包括以下步骤：
(1)分别将7份大豆分离蛋白加入7份水中，混合均匀，得到7份大豆分离蛋白分散液，所述大豆分离蛋白分散液的质量体积百分比浓度均为4％(w/v，g/mL)，分别调节7份大豆分离蛋白分散液的pH为8.5，在转速为180rpm的搅拌状态下，往7份大豆分离蛋白分散液中分别加入菠萝蛋白酶(bro)、木瓜蛋白酶(pap)、碱性蛋白酶(alc)、中性蛋白酶(neu)、风味蛋白酶(fla)、复合蛋白酶(pro)、胰酶(try)，然后在转速为180rpm的搅拌状态下下，进行酶解反应；其中，酶解反应均为2小时，但酶解反应温度不同，加入胰酶的大豆蛋白分散液的酶解反应温度为35℃，余者均为55℃；酶解完成后分别调节7份酶解反应液的pH值为7.0，然后分别在95℃条件下进行灭酶处理，灭酶处理的时间为10min，稀释得到7份大豆多肽分散液，7份大豆多肽分散液的浓度均为30mg/ml；将这7份大豆多肽分散液分别命名为SPIbro、SPIpap、SPIalc、SPIneu、SPIfla、SPIpro、SPItry；
(2)分别调节步骤(1)所述7份大豆多肽分散液的pH值为10.0，在调节pH过程中，搅拌30min以使体系的pH稳定，然后往7份所述大豆多肽分散液中分别加入姜黄素粉末，所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比均为1:100(w/w)，搅拌均匀，得到7份混合液，分别调节7份所述混合液的pH为中性(即pH为7.0)，离心取上清液(离心时间为15min，离心速率为8000g)，得到7份上清液，采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)分别测定7份上清液中的纳米颗粒的粒径、聚合物分散性指数(PDI)及姜黄素含量；冷冻干燥(冷冻干燥的温度为-40℃，冷冻干燥的真空度小于1mbar，冷冻干燥的时间为20h)得到7份所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒粉末制品；这7份高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒分别命名为高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIbro、高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIpap、高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIalc、高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIneu、高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIfla、高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIpro及高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPItry。
采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)测定实施例1制得的7份高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的平均粒径、聚合物分散性指数(PDI)的数据，并根据姜黄素含量计算出姜黄素的结合率及荷载量的数据，结果见下表1所示。
表1
图1是实施例1中大豆多肽与姜黄素制备得到的7种纳米颗粒(高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒)粒径分布图。由表1和图1可知，实施例1制得的7种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的平均粒径大小为60-110nm，PDI均小于0.3。其中，高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIneu与高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒SPIfla中的大豆多肽对于姜黄素的荷载量相对较低，其余的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒中，大豆多肽荷载姜黄素的量相差不大。
实施例2
一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将3份大豆分离蛋白加入3份水中，混合均匀，得到3份大豆分离蛋白分散液，3份所述大豆分离蛋白分散液的质量体积百分比浓度均为2.0％(w/v，g/mL)；分别调节3份大豆分离蛋白分散液的pH为7.0，在转速为150rpm的搅拌状态下分别往3份大豆分离蛋白分散液中加入3份水解酶进行酶解反应(此处选用中性蛋白酶neu)，每一份所述水解酶的质量均为每一份大豆分离蛋白质量的0.1％(w/w)，酶解反应的温度为50℃，酶解反应的时间为0.5h，酶解完成后调节3份酶解反应液的pH为7.5，接着在98℃的条件下进行灭酶处理，灭酶处理的时间为15min，稀释得到3份大豆多肽分散液，3份所述大豆多肽分散液的浓度均为20mg/mL；
(2)分别调节步骤(1)所述3份大豆多肽分散液的pH值为11.0，在调节pH过程中，搅拌20min以使体系的pH稳定，然后往3份所述大豆多肽分散液中分别加入3份质量不同的姜黄素粉末，所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比分别为1：50、1：20及1：5；搅拌均匀，得到3份混合液(3份混合液中含有的姜黄素粉末质量均不同)，分别调节3份所述混合液的pH为中性，分别离心取上清液(离心的速率为3000g，离心的时间为10min)，得到3份上清液，采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)分别测定3份上清液中的纳米颗粒的粒径、聚合物分散性指数(PDI)及姜黄素含量；然后干燥(采用喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为160℃，排风温度为70℃)得到3份所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒粉末制品。
采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)测定制备的荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的平均粒径、PDI的数据以及根据姜黄素含量计算出的姜黄素的结合率及荷载量数据，见下表2。
表2
表2中，姜黄素：大豆分离蛋白表示步骤(2)所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比，因此表2中的1：50、1：20及1：5分别表示为实施例2中步骤(2)加入不同质量的姜黄素粉末制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
图2为本发明实施案例2提供的3份中性蛋白酶酶解得到的大豆多肽SPIneu荷载姜黄素形成的纳米颗粒(高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒)的粒径分布图，SPIneu表示为利用中性蛋白酶得到的大豆多肽，Cur表示姜黄素，2％Cur、5％Cur及10％Cur分别表示加入不同质量的姜黄素粉末制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，其中，2％、5％及10％表示为所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比分别为1：50、1：20及1：5。由图2以及表2可知，随着姜黄素浓度的增加，所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径、PDI无明显变化，体系均呈现较好的稳定性。此外，随着姜黄素浓度的增加，姜黄素的荷载量也逐渐增加。
实施例3
一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将3份大豆分离蛋白加入3份水中，混合均匀，得到3份大豆分离蛋白分散液，3份所述大豆分离蛋白分散液的质量体积百分比浓度均为2.0％(w/v，g/mL)；分别调节3份大豆分离蛋白分散液的pH为7.0，在转速为150rpm的搅拌状态下分别往3份大豆分离蛋白分散液中加入3份水解酶进行酶解反应(此处选用胰酶try)，每一份所述水解酶的质量均为每一份大豆分离蛋白质量的0.1％(w/w)，酶解反应的温度为37℃，酶解反应的时间为0.5h，酶解完成后分别调节3份酶解反应液的pH为7.5，接着在98℃的条件下进行灭酶处理，灭酶处理的时间为15min，稀释得到3份大豆多肽分散液，3份所述大豆多肽分散液的浓度均为20mg/mL；
(2)分别调节步骤(1)所述3份大豆多肽分散液的pH值为11.0，在调节pH过程中，搅拌20min以使体系的pH稳定，然后往3份所述大豆多肽分散液中分别加入3份质量不同的姜黄素粉末，所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比分别为1：50、1：20及1：5；搅拌均匀，得到3份混合液(3份混合液中含有的姜黄素粉末质量均不同)，分别调节3份所述混合液的pH为中性，分别离心取上清液(离心的速率为3000g，离心的时间为10min)，得到3份上清液，采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)分别测定3份上清液中的纳米颗粒的粒径、聚合物分散性指数(PDI)及姜黄素含量；然后干燥(采用喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为160℃，排风温度为70℃)得到3份所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒粉末制品。
采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)测定制备的荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的平均粒径、PDI的数据以及根据姜黄素含量计算出的姜黄素的结合率及荷载量数据，见下表3。
表3
图3分别是实施例3制得的3份高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图；SPItry表示为利用胰酶得到的大豆多肽，Cur表示姜黄素，2％Cur、5％Cur及10％Cur分别表示加入不同质量的姜黄素粉末制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒，其中，2％、5％及10％表示为所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比分别为1：50、1：20及1：5。由图3以及表3可知，随着姜黄素浓度的增加，所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径、PDI无明显变化，体系均呈现较好的稳定性。此外，随着姜黄素浓度的增加，姜黄素的荷载量也逐渐增加。图4是
实施例3制得的所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒粉末(姜黄素：大豆分离蛋白(w/w)＝1：50)复溶后的透射电镜图，由图4中可以看出大豆分离蛋白荷载姜黄素后形成的纳米颗粒是紧密、规则的球形。
实施例4
一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将4份大豆分离蛋白加入4份水中，混合均匀，得到4份大豆分离蛋白分散液，4份所述大豆分离蛋白分散液的质量体积百分比浓度均为5.0％(w/v，g/mL)；分别调节4份大豆分离蛋白分散液的pH为8.0，在转速为200rpm的搅拌状态下分别往4份大豆分离蛋白分散液中加入4份水解酶进行酶解反应(此处选用碱性蛋白酶alc)，每一份所述水解酶的质量均为每一份大豆分离蛋白质量的1％(w/w)，酶解反应的温度为60℃，酶解反应的时间为1h，酶解完成后分别调节4份所述酶解反应液的pH为7.0，接着在100℃的条件下进行灭酶处理，灭酶处理的时间为20min，分别稀释得到4份大豆多肽分散液，4份所述大豆多肽分散液的浓度分别为5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL及50mg/mL；
(2)分别调节步骤(1)所述4份大豆多肽分散液的pH值为12.0，在调节pH过程中，搅拌40min以使体系的pH稳定，然后往4份所述大豆多肽分散液中分别加入4份质量相同的姜黄素粉末，所述姜黄素粉末与步骤(1)所述大豆分离蛋白的质量比分别为1：10(w/w)；搅拌均匀，得到4份混合液(4份混合液中含有的姜黄素粉末质量均不同)，分别调节4份所述混合液的pH为中性(pH值为7.0)，分别离心取上清液(离心的速率为5000g，离心的时间为20min)，得到4份上清液，采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)分别测定4份上清液中的纳米颗粒的粒径、聚合物分散性指数(PDI)及姜黄素含量；然后干燥(采用喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，排风温度为90℃)得到4份所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒粉末制品。
采用纳米粒度仪(Malvern Nano-ZS)测定制备的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的平均粒径、PDI的数据以及根据姜黄素含量计算出的姜黄素的结合率及荷载量数据，见下表4。
表4
图5是实施例4制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径分布图；图5中的5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL及30mg/mL分别表示为由浓度分别为5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL及50mg/Ml大豆多肽分散液制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。由图5以及表4可知，随着大豆多肽分散液浓度的增加，制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的粒径逐渐增加，PDI无显著变化，体系均呈现较好的稳定性。此外，随着大豆多肽分散液的增加，姜黄素的结合率及荷载量也逐渐增加。
本发明制备的大豆多肽-姜黄素纳米颗粒(高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒)产品具有荷载量高、粒径小，贮藏稳定性好等优点。姜黄素的水溶性差限制了其生物利用率，而大豆多肽分子量小、水溶性好且其自身具有一定的生理活性，本发明中利用大豆多肽对其进行包埋形成纳米颗粒，不仅增加了姜黄素的溶解性，也具有更高的生理活性。在工业化生产功能性食品时，可采用本发明的技术方法生产出富含姜黄素的功能性食品；本发明采用的pH驱动法绿色安全、能耗低，相比传统的反溶剂法具有更大的优势和应用性；本发明中制备的大豆多肽能够有效提高对疏水性生理活性物质的荷载量，在食品、药物、化妆品等生产领域将会有广泛的应用空间。本发明提供的制备方法中，原料天然健康，制备过程绿色安全、能耗低，工艺操作简单，能够进行快速连续化生产，制备的产品可应用于功能性食品、医药及化妆品中，具有巨大的应用价值。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将大豆分离蛋白加入水中，混合均匀，得到大豆分离蛋白分散液，调节大豆分离蛋白分散液的pH为中性或碱性，在搅拌状态下加入水解酶进行酶解反应，酶解完成后调节酶解反应液的pH为7.0-7.5，接着进行灭酶处理，稀释得到大豆多肽分散液；
（2）调节步骤（1）所述大豆多肽分散液的pH值为碱性，然后往所述大豆多肽分散液中加入姜黄素粉末，搅拌均匀，得到混合液，调节所述混合液的pH为中性，离心取上清液，即得到所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（1）所述大豆分离蛋白与水的质量体积比为1-10：100（w/v，g/mL）。
3.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（1）所述在搅拌状态下的搅拌速率为150-200rpm；所述水解酶为菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶及胰酶中的一种以上；所述水解酶的质量为大豆分离蛋白质量的0.1wt%-1wt%；所述酶解反应的温度为35℃-60℃，所述酶解反应的时间为0.5-2.0h。
4.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（1）中，调节大豆分离蛋白分散液的pH，使调节后的大豆分离蛋白分散液的pH为7.0-9.0。
5.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（1）所述灭酶处理的温度为95-100℃，所述灭酶处理的时间为10-20min；所述大豆多肽分散液的浓度为5-50mg/mL。
6.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（2）中，调节所述大大豆多肽分散液的pH值，是使调节后的大豆多肽分散液的pH为10.0-12.0。
7.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（2）所述姜黄素与步骤（1）所述大豆分离蛋白的质量比为1:100-1:5；步骤（2）所述离心的速率为3000-8000g，所述离心的时间为10-20min。
8.根据权利要求1所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒的pH驱动制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒经过干燥处理后，可得到粉末状富载姜黄素的大豆多肽基纳米制品；所述干燥的方式为冷冻干燥及喷雾干燥中的一种；所述冷冻干燥的温度为-40℃～-50℃，冷冻干燥的真空度小于1mbar，冷冻干燥的时间为20-30h；所述喷雾干燥的进风温度为160-180℃，喷雾干燥的排风温度为70-90℃。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的pH驱动制备方法制得的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒。
10.权利要求9所述的高荷载姜黄素的大豆多肽基纳米颗粒在制备抗炎抗氧化的食品或药品中的应用。
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