CN112841652A - 一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品领域,具体涉及一种递送姜黄素的大豆分离蛋白‑卡拉胶纳米复合物。一种递送姜黄素的大豆分离蛋白‑卡拉胶纳米复合物,其中大豆分离蛋白与k‑卡拉胶的质量之比2:1,大豆分离蛋白与姜黄素的重量比为10:1。本发明制备方法简单,生产成本低,选用的是无毒或低毒的原料,避免了有机试剂的使用,制备得到的纳米载药粒子安全性高,具有良好的生物相容性;本发明制得的纳米载药粒子粒径小于300nm且PDI小于0.2,有利于细胞摄取;本发明制得的对姜黄素具有较高的包封率;可避免姜黄素在胃部突释,提高其生物利用度。
Description
技术领域
本发明属于食品领域,具体涉及一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物。
背景技术
姜黄素(curcumin)是一种从姜科植物姜黄等的根茎中提取得到的天然色素,为酸性多酚类物质,具有抗肿瘤、抗炎、抗血管生成、抗氧化等作用,但其不溶于水,以及对光、热敏感等特点限制了其应用。
发明内容
本发明利用食品级材料将姜黄素封装在纳米载体中可改善现有技术存在的问题。为避免有机溶剂的使用,本发明采用pH沉淀法,将水溶性的大豆分离蛋白与具有硫酸基团的k-卡拉胶相结合,制备成具有良好生物相容性的复合纳米体系用于姜黄素的递送。
一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物,其中大豆分离蛋白与k-卡拉胶的质量之比2:1,大豆分离蛋白与姜黄素的重量比为10:1。
一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其包括以下步骤:
1)将大豆分离蛋白和姜黄素共溶于去离子水中,搅拌,用NaCl溶液调节其pH至12,然后搅拌1小时,得溶液1;
2)将含硫酸基团的k-卡拉胶溶于去离子水中,搅拌1小时后,用HCl溶液调节其pH至2,得溶液2;
3)将步骤1)中的溶液1和步骤2)中的溶液2两者等量混合,并用NaCl溶液或HCl溶液调节混合溶液的pH至4,搅拌1小时;离心10分钟,最终得到递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物。
作为优选,所述步骤1)中大豆分离蛋白和姜黄素的重量比为10:1。
作为优选,所述步骤1)中大豆分离蛋白与去离子水的重量体积比mg/mg为10:1。
作为优选,所述步骤1)和步骤3)中NaCl溶液的浓度为1mol/L;
作为优选,所述步骤2)和步骤3)中HCl溶液的浓度为1mol/L;
作为优选,所述步骤1)中大豆分离蛋白和步骤2)中的硫酸基团的k-卡拉胶的重量比为2:1。
作为优选,所述步骤2)中硫酸基团的k-卡拉胶与去离子水的重量体积比mg/ml为5:1。
作为优选,所述步骤3)中的离心转速为3000rpm。
与现有技术相比,本发明具备的以下优势:
1)制备方法简单,生产成本低,选用的是无毒或低毒的原料,避免了有机试剂的使用,制备得到的纳米载药粒子安全性高,具有良好的生物相容性。
2)制得的纳米载药粒子粒径小于300nm且PDI小于0.2,有利于细胞摄取。
3)对姜黄素具有较高的包封率。
4)可避免姜黄素在胃部突释,提高其生物利用度。
附图说明
图1为大豆分离蛋白与k-卡拉胶在不同比例时形成的复合纳米粒子的粒径和PDI的变化情况。
图2为大豆分离蛋白与k-卡拉胶在不同比例时形成的复合纳米粒子的电位变化情况。
图3为大豆分离蛋白与k-卡拉胶在不同比例时形成的复合纳米粒子对姜黄素的包封率的情况。
图4为大豆分离蛋白与k-卡拉胶的比例为2:1时的复合纳米粒子的SEM图形。
图5为复合纳米粒子(比例为2:1)在不同pH下的粒径和PDI变化情况。
图6为复合纳米粒子(比例为2:1)在不同pH下的粒径和电位变化情况。
图7为复合纳米粒子(比例为2:1)在80℃时加热不同时间后的粒径和PDI的变化情况。
图8为复合纳米粒子(比例为2:1)在80℃时加热不同时间后的姜黄素的保留率变化情况。
图9为复合纳米粒子(比例为2:1)在不同盐浓度下的粒径和PDI变化情况。
具体实施方式
下列实施例用于进一步解释说明本发明,但是,它们并不构成对本发明范围的限制或限定。
实施例1最佳比例筛选实验
将200mg大豆分离蛋白和20mg姜黄素共溶于20mL去离子水中,在600rpm搅拌条件下,用NaCl溶液调节其pH至12,然后搅拌1小时,得溶液1;分别将20mg、40mg、66.7mg、100mg、200mg、400mg的含硫酸基团的k-卡拉胶溶于20mL去离子水中,600rpm搅拌1小时后,用HCl溶液调节其pH至2,得不同浓度的含硫酸基团的k-卡拉胶的溶液2;随后,分别取溶液1和等量的不同浓度的含硫酸基团的k-卡拉胶的溶液2进行混合,见表1,并用NaCl溶液或HCl溶液调节混合溶液的pH至4,然后在600rpm下搅拌1小时;然后在3000rpm下离心10分钟,最终得到大豆分离蛋白与k-卡拉胶的质量之比分别为10:1、5:1、3:1、2:1、1:1和1:2的复合体系。
表1
使用zeta电位仪(Nano-ZS90,英国,马尔文仪器有限公司)在25℃下对制备的复合体系的粒径(size),PDI(polydispersity index)以及电位(zeta potential)进行测试。
姜黄素的包封率(EE,%)以及保留率(retention rate,%)的测试:取分散液1mL与4mL无水乙醇混合,超声辅助提取,然后于10000g进行离心10分钟,取上清液,用紫外分光光度计(UV-2600,岛津公司,中国江苏)在426nm条件下进行测试,结果见图1、图2及图3。在此测试过程中,以未加姜黄素制得的分散液作为空白对照。
由图1和图2的结果可优选出在大豆分离蛋白与k-卡拉胶的比例为2:1时,具有最小的粒径(220nm左右),PDI<0.2,此时的电位为-33.2mV(绝对值大于30mV)。且此时具有最大的姜黄素的包封率为88.8%(图3)。因此选用该比例进行后续实验。
用扫描电镜(FEI Quanta 250,日本)对新制得的比例为2:1的复合纳米粒子进行SEM表征,以观察粒子的形貌特点,结果见图4,由图4可以看出,制备的复合纳米粒子呈球形,大小较为均一,与用zeta电位仪测试的结果一致。
实施例2 pH稳定性实验
选用实施例1中大豆分离蛋白与k-卡拉胶的比例为2:1时制得的复合纳米粒子进行实验,将新制备得到的溶液的pH用NaCl或者HCl分别调节为3-9(为避免盐的影响,调节溶液的pH时只加入上述试剂中的一种),25℃下静置24小时后测试它们的粒径,PDI以及电位,结果见图5和图6。
由图5可知,制得的复合体系的粒径和PDI在宽泛的pH范围(3-9)内均能保持稳定,且由图6可看出该复合体系在不同pH下都具有较多的负电荷,因此具有良好的pH稳定性。
实施例3温度稳定性实验
选用实施例1中大豆分离蛋白与k-卡拉胶的比例为2:1时制得的复合纳米粒子进行实验。将新制得的复合体系置于80℃加热0-120分钟,每30分钟为一个独自的实验,加热完成后静置冷却至室温后对其进行粒径、PDI以及姜黄素的保留率进行测试。结果见图7和图8。
由图7和图8可知,复合纳米粒子具有良好的温度稳定性,其粒径大小在加热过程中未发生明显变化,且包封的姜黄素在80℃加热120分钟以后仍具有较高的保留率。
实施例4抗盐实验
选用实施例1中大豆分离蛋白与k-卡拉胶的比例为2:1时制得的复合纳米粒子进行实验,向上述新制得的复合体系中直接加入NaCl固体,使复合体系中NaCl的最终的浓度为20mM,50mM、100mM、200mM,搅拌1小时后,将其静置24小时,对其粒径和PDI进行测试,结果见图9。
由图9可以看出,制备得到的复合体系具有很好的抗盐性,在盐浓度为100mM时仍能保持粒径不发生改变,在盐浓度为200mM时粒径增大,但溶液仍未出现沉淀。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物,其特征在于所述大豆分离蛋白与k-卡拉胶的质量之比2:1,所述大豆分离蛋白与姜黄素的重量比为10:1。
2.一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于包括以下步骤:
1)将大豆分离蛋白和姜黄素共溶于去离子水中,搅拌,用NaCl溶液调节其pH至12,然后搅拌1小时,得溶液1;
2)将含硫酸基团的k-卡拉胶溶于去离子水中,搅拌1小时后,用HCl溶液调节其pH至2,得溶液2;
3)将步骤1)中的溶液1和步骤2)中的溶液2两者等量混合,并用NaCl溶液或HCl溶液调节混合溶液的pH至4,搅拌1小时;离心10分钟,最终得到递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物。
3.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤1)中大豆分离蛋白和姜黄素的重量比为10:1。
4.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤1)中大豆分离蛋白与去离子水的重量体积比mg/mg为10:1。
5.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤1)和步骤3)中NaCl溶液的浓度为1mol/L。
6.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤2)和步骤3)中HCl溶液的浓度为1mol/L。
7.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤1)中大豆分离蛋白和步骤2)中的硫酸基团的k-卡拉胶的重量比为2:1。
8.根据权利要求2所述一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤2)中硫酸基团的k-卡拉胶与去离子水的重量体积比mg/ml为5:1。
9.根据权利要求2所述,一种递送姜黄素的大豆分离蛋白-卡拉胶纳米复合物的制备,其特征在于所述步骤3)中的离心转速为3000rpm。
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