CN111165769A - 一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种玉米醇溶蛋白‑蜂花粉提取物微胶囊的制备方法。具体技术方案为：以蜂花粉提取物为核，以玉米醇溶蛋白为壳，在玉米醇溶蛋白溶液中加入蜂花粉提取物进行超声溶解并分散，得到玉米醇溶蛋白‑蜂花粉提取物溶液；然后采用静电喷雾法进行制粒，得到玉米醇溶蛋白‑蜂花粉提取物微胶囊。本发明解决了现有技术中有效成分不能在肠胃中释放、制备的微胶囊颗粒不均匀以及包封率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法。
背景技术
天然蜂花粉富含多种功能性营养物质，被称为“全能营养库”，科学研究表明天然蜂花粉具有医疗保健的作用。蜂花粉对于心脑血管疾病、前列腺癌、前列腺增生、习惯性便秘等有一定的治疗效果，且具有抗癌、降低胆固醇、增强免疫功的功效。蜂花粉营养物质主要包含蛋白质、氨基酸、磷脂、维生素、酚类、黄酮、酶、微量元素等。蜂花粉中多酚黄酮类物质广泛存在，被认为是多效的抗氧化剂，有很好的抑制氧化酶活性，清除自由基及络合金属离子的能力。黄酮类化合物还可以直接与癌细胞抗衡，抑制癌细胞生长，或者通过提高其他物质活性间接消除肿瘤细胞，可对免疫系统活性进行调节，且对于冠状血管起到一定的扩张作用。
玉米醇溶蛋白来自于淀粉加工的副产物玉米黄粉中，旧称米朊，是一种广泛存在于植物中的食物蛋白。玉米醇溶蛋白是由分子量大小、溶解度和所带电荷不同的肽通过二硫键结合起来的非均匀混合物质。玉米醇溶蛋白富含谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸和丙氨酸，缺乏碱性和酸性氨基酸，具有独特的溶解性，具有水不溶性和疏水性，可溶于50％-90％醇溶液。玉米醇溶蛋白两亲特性可以自行组装成纳米微胶囊结构，溶剂通过玉米醇溶蛋白形成的渗透孔状结构缓慢释放有效成分。通过口服的形式进入人体，玉米醇溶蛋白可以有效的保护活性成分，可以使得大量的具有生物活性的物质保留在胃肠道内，增强生物有效性和可利用性。玉米醇溶蛋白来源广泛、提取简单、价格便宜，具有可再生性、良好的生物相容性、可降解性和一定的抗胃酸特性。
然而，天然多酚在一般条件下结构容易被破坏，不稳定，且蜂花粉提取物当中多种有效成分经过胃液时被胃酸、胃蛋白酶分解破坏，抗胃消化作用较低，由于玉米醇溶蛋白缺乏色氨酸、赖氨酸等基础氨基酸，人体利用率很低，胃蛋白酶和胰蛋白酶都不能将其完全水解，使用玉米醇溶蛋白作为壁材，可以很好的控制天然蜂花粉中的有效成分在胃液当中的缓释，有效成分可以通过玉米醇溶蛋白孔隙结构一点点的释放出来。
因此，采用玉米醇溶蛋白作为壁材包埋蜂花粉提取物可以很好的包埋蜂花粉的特殊气味，使得蜂花粉产品应用到更多的食品产品当中。目前，包封活性成分的方法主要有喷雾干燥法、喷雾流床干燥法。喷雾干燥法容易使热稳定性差的物质发生热降解，从而影响生物利用率以及包封率，喷雾流床干燥法制备的颗粒尺寸较大，雾化易堵喷头。
申请号为CN201310355787.9的发明专利公开了一种苦荞黄酮的包埋方法，使用β-环糊精、麦芽糊精包埋苦荞黄酮，所用壁材水溶性强，在口腔中就可能开始释放有效成分，不能保护黄酮物质在肠胃当中的释放。申请号为CN201510148616.8的发明专利公开了一种黄酮缓释抑藻制剂的制备方法，使用海藻酸钠、壳聚糖、无水氯化钙包埋黄酮，将黄酮-海藻酸钠用微量注射器滴加到壳聚糖-氯化钙溶液当中，再磁力搅拌、过滤、干燥等步骤，测得包封率59.1％，该方法操作过程复杂，得到的微胶囊颗粒粒径不均，且包封率较低。申请号为CN200510095762.5的发明专利公开了一种黄酮苷元微胶囊的制备方法，用明胶、乳清蛋白或者大豆分离蛋白和麦芽糊精作为壁材包埋黄酮苷元，采用喷雾干燥的方法造粒，喷雾干燥过程中需要高温实施，对于微胶囊芯材活性物质有很大的影响。因此，急需一种微胶囊颗粒均匀、包封率高且有效成分能够很好的在肠胃中释放的微胶囊的制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，解决了现有技术中有效成分不能在肠胃中释放、制备的微胶囊颗粒不均匀以及包封率低的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，以蜂花粉提取物为核，以玉米醇溶蛋白为壳，在玉米醇溶蛋白溶液中加入蜂花粉提取物进行超声溶解并分散，得到玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液；然后采用静电喷雾法进行制粒，得到玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊。
优选的，所述玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物的质量比为1～3:0.5～2。
优选的，所述超声溶解的时间为1～5min，分散的转速为7000～9000r/min，分散时间为1～5min。
优选的，所述静电喷雾法中，玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液放入进料速度为0.4～0.6mL/h，施加电压为20KV，接收距离为13～16cm，温度为22±2℃。
优选的，所述玉米醇溶蛋白溶液的制备过程为：将玉米醇溶蛋白溶解到80％乙醇溶液中配制成8％w/v的玉米醇溶蛋白溶液。
优选的，所述蜂花粉提取物的制备过程为：将蜂花粉与70％乙醇溶液混合后的混合液进行加热回流，离心取上清液，将上清液进行旋转蒸发浓缩为浸膏，得到蜂花粉提取物。
优选的，所述蜂花粉与乙醇溶液的质量比为0.5～2:15～25。
优选的，所述混合液加热回流的温度为60～80℃，回流时间为1～3h。
优选的，所述离心的时间为5～15min，转速为3000～5000r/min。
优选的，所述回流的次数为两次，将每次回流并离心后的上清液合并，进行蒸发浓缩，所述蒸发浓缩的温度为30～50℃。
本发明具备以下有益效果：
1.采用本发明的方法制得的玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊由于玉米醇溶蛋白特殊的溶解性，在水溶液当中，不会将蜂花粉挥发性气味以及含有苦涩味的黄酮物质释放，添加到产品当中，在口腔中不会感受到黄酮的苦涩味，胃肠道当中实现缓慢释放，使消费者更好的吸收蜂花粉中营养物质，真正做到安全、健康、营养且更容易被大众所接受。
2.蜂花粉里的黄酮苷元中酚羟基由于有类似酚类化合物的性质，化学反应较强，其稳定性容易受到多种因素的影响，空气中的氧气和食品加工过程中热效应都可以促使其氧化分解，受到破坏，且黄酮苷元容易螯合金属离子，从而逐渐失去其抗氧化等活性；而玉米醇溶蛋白自组形成的微球结构可以有效地隔绝氧气，对光、热不敏感，且玉米醇溶蛋白不仅可以很好螯合二价金属离子，有效的保护蜂花粉提取物当中的有效成分的生物活性，而且当玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物组合可以提升Fe2+络合能力和铁还原抗氧化力。
3.静电喷雾法易于控制，作用条件温和，能够有效的避免生物活性物质变性，玉米醇溶蛋白在极性溶剂当中，会从α螺旋结构转变为β螺旋，随着静电喷雾低温蒸发，自组装成为首尾相连的条带，形成微胶囊，低温环境下减少活性物质损失，采用静电喷雾技术制得的玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊粒径细小、均一，制作成本低廉，操作过程简单。
4.本发明将蜂花粉、玉米醇溶蛋白以及静电喷雾技术相结合，提出一种制作玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的方法，用高速分散代替磁力搅拌，使得玉米醇溶蛋白与蜂花粉提取物更好的结合，提高蜂花粉当中有效活性成分的利用率。使得蜂花粉活性成分在食品中大范围的应用，更好的保护其抗氧化性，减少金属离子、空气中的氧气以及食品加工过程中热效应对活性成分的损伤，使得蜂花粉提取物与外界不良环境因素分开，并且掩盖蜂花粉所不被大部分人接受的特殊气味。由于玉米醇溶蛋白的特殊溶解性，使得蜂花粉提取物当中黄酮物质不易释放，食用时不会感受到黄酮本身的苦涩味，掩盖黄酮缺陷，黄酮类物质在胃肠道中缓释，更好吸收黄酮。同时微胶囊的制备使蜂花粉黄酮在食品加工中能够保持形态和活性的稳定。通过此方法得到的玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊成粉末状态，便于添加到各种加工食品当中，利于运输和储存，且成本低，操作简单，可以适用于工业生产当中。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
本发明公开的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)蜂花粉提取物的制备
将蜂花粉与70％乙醇溶液，按照料液比(w/v)为1:20，进行混合，在70℃加热回流2h，在4000r/min的转速下离心10min，取上清液；总共经过两次回流后，每次回流后离心取上清液，将每次回流离心后的上清液混合在一起后，在40℃下旋转蒸发浓缩成浸膏，从而得到蜂花粉提取物。
(2)制备玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊
a.以玉米醇溶蛋白为壳，蜂花粉提取物为核。按照玉米醇溶蛋白与蜂花粉提取物的质量比为2:1称取玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物备用；然后将玉米醇溶蛋白溶解到80％乙醇溶液当中配制成8％(w/v)玉米醇溶蛋白溶液后加入称量好的蜂花粉提取物，在室温以及100KHz功率下进行超声溶解3min，再在8000r/min下高速分散3min，制得玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液。
b.将步骤a中制得的玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液静置去除气泡后，进行静电喷雾。具体的参数设置为：使用粗针头17号、细针头22号的不锈钢同轴喷头，玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液连接粗针头，无水乙醇连接细针头辅助干燥；玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液的进料速度为0.6mL/h，无水乙醇的进料速度为0.3mL/h，施加电压20KV，接收距离为14cm，温度为22±2℃，得到玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊。
对比例
与实施例1不同的是，上述步骤a中对于玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液的制备。
玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液的制备过程为：按照玉米醇溶蛋白与蜂花粉提取物的质量比为2:1称取玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物备用；然后将玉米醇溶蛋白溶解到80％乙醇溶液当中配制成8％(w/v)玉米醇溶蛋白溶液后加入称量好的蜂花粉提取物，在室温下磁力搅拌30min。
其余步骤同实施例1。
实施例2
一、将实施例1和对比例中制备的玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊进行相关参数的测定，测定方法均采用分光光度法。
(1)玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊中黄酮含量的测定方法
a.芦丁标准曲线绘制
称取0.01g芦丁溶解于85％(v/v)甲醇当中，定容到50mL，配制成0.2mg/mL芦丁标准品溶液。分别在10mL试管当中加入0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0mL芦丁标准品溶液。加入0.4mL 5％NaNO3，摇匀放置6min，加入0.4mL 10％Al(NO3)3，振荡混匀，放置6min，加入4mL4％NaOH后用甲醇定容到10mL，混匀，放置15min，于510nm测得吸光度值。绘制标准曲线，测得的曲线方程为y＝9.8298x+0.0223，R2＝0.9968。
b.微胶囊中黄酮含量的测定
称取0.2g微胶囊粉末超声溶解到5mL85％甲醇溶液，取1mL加入0.4mL 5％NaNO3，摇匀放置6min，加入0.4mL 10％Al(NO3)3，振荡混匀，放置6min，加入4mL 4％NaOH后用甲醇定容到10mL，混匀，2000r/min,离心10min，除去蛋白与NaOH反应生成的絮状物，于510nm测其吸光度值。
(2)Fe2+络合力的测定方法
a.Na2EDTA标准曲线绘制
称取0.01g EDTA二钠盐溶解于10mL蒸馏水中，将溶液稀释成不同梯度(0.02、0.04、0.08、0.16、0.2mg/mL)。分别吸取200uL不同浓度Na2EDTA溶液于10mL试管当中，加入100uL 1mmol/L的FeSO4，300uL1mmol/L Ferrozine溶液，最后加入2.4mL甲醇溶液，待反应10min后，于562nm测得吸光值。绘制标准曲线，曲线方程为y＝-2.5082x+0.7849，R2＝0.9935。
b.玉米醇溶蛋白、蜂花粉提取物、玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊Fe2+络合力的测定方法
称取0.5g玉米醇溶蛋白，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL用85％甲醇定容到25mL。
称取0.1g蜂花粉提取物，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL用85％甲醇定容到20mL。
称取0.4g玉米醇溶蛋白-蜂花粉微胶囊，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL用85％甲醇定容到25mL。
分别吸取200uL上述溶液，加入100uL 1mmol/L的FeSO4,300uL1mmol/L Ferrozine溶液，最后加入2.4mL甲醇溶液，待反应10min后，于562nm测得吸光值。
(3)抗氧化能力的测定FRAP方法
a.FeSO4标准曲线绘制
称取0.01g FeSO4用蒸馏水定容到100mL，将溶液稀释到不同浓度梯度(0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05mg/L)。分别吸取0.4mL不同浓度FeSO4溶液于试管当中，加入3.6mLTPTZ溶液[(10mmol/L TPTZ):(20mmol/L FeCl3):(300mmol/L pH＝3.6醋酸缓冲液)＝1:1:10]，混匀，37℃水浴锅放置10min，于593nm下测定吸光度值。绘制标准曲线，曲线方程为y＝9.99433x+0.3537，R2＝0.9966。
b.玉米醇溶蛋白、蜂花粉提取物、玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊抗氧化能力的测定
称取0.5g玉米醇溶蛋白，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL用85％甲醇定容到25mL。
称取0.1g蜂花粉提取物，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL溶液，稀释4倍。
称取0.4g玉米醇溶蛋白-蜂花粉微胶囊，溶解于10mL 85％甲醇，吸取1mL用85％甲醇定容到25mL。
分别在上述溶液中加入3.6mL TPTZ溶液[(10mmol/L TPTZ):(20mmol/L FeCl3):(300mmol/L pH＝3.6醋酸缓冲液)＝1:1:10]，混匀，37℃水浴锅放置10min，于593nm下测定吸光度值。
二、数据处理与结果
1.根据分光光度法测量微胶囊当中的黄酮含量(上述方法(1))来计算所制备微胶囊的包封率以及载药量。具体结果见下表1。
包封率计算方式：
载药量计算方式：
表1不同混合方式所制备的微胶囊的包封率及载药量
由上表1的结果显示，经过超声和高速分散提高了玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的包封率和载药量。
2.根据上述方法(2)和(3)测量玉米醇溶蛋白、蜂花粉提取物以及玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的Fe2+络合力和抗氧化能力，具体结果见下表2。
表2Fe2+络合力和抗氧化能力的测定结果
注：理论值是根据微胶囊中玉米醇溶蛋白与蜂花粉提取物2:1添加比例计算，例如：1g玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊Fe2+络合力理论值＝1g玉米醇溶蛋白Fe2+络合力实测值×2/3+1g蜂花粉提取物Fe2+络合力实测值×1/3)。
由上表2的结果显示，玉米醇溶蛋白、蜂花粉提取物结合有增强Fe2+络合力的能力。并且，玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物的结合可以增强单元产品抗氧化能力。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：以蜂花粉提取物为核，以玉米醇溶蛋白为壳，在玉米醇溶蛋白溶液中加入蜂花粉提取物进行超声溶解并分散，得到玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液；然后采用静电喷雾法进行制粒，得到玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述玉米醇溶蛋白和蜂花粉提取物的质量比为1～3:0.5～2。
3.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述超声溶解的时间为1～5min，分散的转速为7000～9000r/min，分散时间为1～5min。
4.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述静电喷雾法中，玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物溶液放入进料速度为0.4～0.6mL/h，施加电压为20KV，接收距离为13～16cm，温度为22±2℃。
5.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述玉米醇溶蛋白溶液的制备过程为：将玉米醇溶蛋白溶解到80％乙醇溶液中配制成8％w/v的玉米醇溶蛋白溶液。
6.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述蜂花粉提取物的制备过程为：将蜂花粉与70％乙醇溶液混合后的混合液进行加热回流，离心取上清液，将上清液进行旋转蒸发浓缩为浸膏，得到蜂花粉提取物。
7.根据权利要求5所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述蜂花粉与乙醇溶液的质量浓度比为0.5～2:15～25。
8.根据权利要求5所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述混合液加热回流的温度为60～80℃，回流时间为1～3h。
9.根据权利要求5所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述离心的时间为5～15min，转速为3000～5000r/min。
10.根据权利要求5所述的一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述回流的次数为两次，将每次回流并离心后的上清液合并，进行蒸发浓缩，所述蒸发浓缩的温度为30～50℃。
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