CN113080452A - 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113080452A
CN113080452A CN202110432458.4A CN202110432458A CN113080452A CN 113080452 A CN113080452 A CN 113080452A CN 202110432458 A CN202110432458 A CN 202110432458A CN 113080452 A CN113080452 A CN 113080452A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protein
curcumin
product
preparation
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110432458.4A
Other languages
English (en)
Inventor
唐传核
吴宇森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202110432458.4A priority Critical patent/CN113080452A/zh
Publication of CN113080452A publication Critical patent/CN113080452A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/105—Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/111—Aromatic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/142—Amino acids; Derivatives thereof
    • A23K20/147—Polymeric derivatives, e.g. peptides or proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/03—Organic compounds
    • A23L29/045—Organic compounds containing nitrogen as heteroatom
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/12—Ketones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/141—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers
    • A61K9/146—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers with organic macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/16—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system for liver or gallbladder disorders, e.g. hepatoprotective agents, cholagogues, litholytics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/06—Antihyperlipidemics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00—General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B61/00—Dyes of natural origin prepared from natural sources, e.g. vegetable sources
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

本发明属于功能性食品技术领域，公开了一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用。该蛋白基姜黄素制品由蛋白和姜黄素制得；所述蛋白为碱性的蛋白。本发明利用蛋白质的结构特性，通过调控pH，以蛋白质作为姜黄素的载体，把姜黄素保护在变性后回叠的蛋白内部，在实现姜黄素高效荷载的同时大大提高了姜黄素的水溶性、稳定性和生物利用率。

Description

一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于功能性食品技术领域，具体涉及一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用。
背景技术
姜黄素是从植物姜黄根茎中提取分离得到的一种酚类物质，是世界上销量最大的天然食用色素之一。在目前的食品生产中，姜黄素主要作为色素用于肠类制品、罐头、饮料等产品的着色。此外，姜黄素具有抗氧化、利胆、降脂、抗菌、抗癌等功能，被世界卫生组织和美国食品药品管理局等国家或机构准许作为食品添加剂使用，已被广泛应用于保健品和药品行业。近年来，其生物功能性用于护肝、护理关节炎的功效越来越受到大众的关注。
姜黄素为橙黄色结晶粉末，在水中的溶解度不足0.5μg/mL(数据来源于文献：KangkangZhi，Self-assembled micelles of dual-modified starch viahydroxypropylation and subsequent debranching with improved solubility andstability of curcumin[J]，Food Hydrocolloids,Volume 118,2021)，水溶性的不足极大地制约了姜黄素的应用场景；同时姜黄素晶体的稳定性差，对光、热、铁离子等金属离子敏感，在光照、加热的环境中极易分解，在食品的复杂体系中难以保持稳定。以上缺陷限制了姜黄色素在保健品、药品、食品等领域的应用。
为解决姜黄素在应用中的限制性因素，专利文献CN105219123A中提到以有机溶剂吐温20/60/80和乙醇共溶姜黄素，通过加热搅拌的方式得到食用级姜黄素，提高姜黄素的水溶性；专利文献CN102283373A中，将姜黄素与乳化剂、助乳化剂、抗氧化剂混合乳化，把乳液研磨过滤后得到一种姜黄素制剂，提高了姜黄素的水溶性和稳定性。另一方面，具有疏水配基亲和能力的蛋白输送载体得到越来越广泛的关注。食物蛋白具有无毒、成本低、生物相容性高等优点，因此可被用作纳米载体以改善姜黄素的稳定性和生物利用率。例如：专利文献CN 201410519994.8公开了以加热变性的大豆分离蛋白作为姜黄素载体的方法，姜黄素以乙醇溶液的形式加入，后再通过旋蒸去除乙醇；专利文献CN 108741097 A使用尿素诱导蛋白解离以实现姜黄素等活性物质的荷载，后再通过透析的方式去除尿素。上述获得姜黄素制品的方法，存在着加工温度过高、添加食品生产中禁止使用的物质、生产过程繁琐、能量损耗大等问题。
发明内容
本发明第一方面的目的，在于提供一种蛋白基姜黄素制品。
本发明第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品的制备方法。
本发明第三方面的目的，在于提供本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品在制备产品中的应用。
本发明第四方面的目的，在于提供一种包含本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品的产品。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面，提供一种蛋白基姜黄素制品，由蛋白和姜黄素制得；
所述蛋白为碱性的蛋白。
优选地，所述蛋白基姜黄素制品由蛋白和姜黄素混合得到混合液，再调节混合液的pH至6.5～8.0得到；
所述蛋白为碱性的蛋白。
优选地，所述蛋白基姜黄素制品由蛋白和姜黄素混合得到混合液，再调节混合液的pH至6.5～8.0，去除不溶物，得到；
所述蛋白为碱性的蛋白。
优选地，所述姜黄素为固态姜黄素；进一步为粉末状姜黄素。
优选地，所述碱性的蛋白通过如下方法得到：配制蛋白溶液，调节pH至碱性。
优选地，所述碱性的蛋白为pH为8～12的蛋白；进一步为pH为10～12的蛋白；更进一步为pH为11～12的蛋白。
优选地，所述蛋白为大豆浓缩蛋白、大豆7S球蛋白、大豆11S球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白和乳清蛋白中的至少一种；进一步为大豆7S球蛋白、大豆11S球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白和乳清蛋白中的至少一种。
优选地，所述姜黄素和蛋白质量比为3:(5～300)；进一步为3:(5～30)；更进一步为2:(5～20)。
优选地，所述蛋白的浓度按质量百分比计为0.2％～10％；进一步为0.2％～8％；更进一步为1％～8％。
本发明的第二个方面，提供本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：(1)将蛋白和姜黄素混合，得到混合液；(2)调节混合液的pH至6.5～8.0，去除不溶物，得到液体形式的蛋白基姜黄素制品；
步骤(1)中所述蛋白为碱性的蛋白。
优选地，所述姜黄素为固态姜黄素；进一步为粉末状姜黄素。
优选地，所述蛋白基姜黄素制品的制备方法，还包括如下步骤：(3)对液体形式的蛋白基姜黄素干燥，得到固体形式的蛋白基姜黄素制品。
优选地，所述碱性的蛋白通过如下方法得到：配制蛋白溶液，调节pH至碱性。
优选地，所述碱性的蛋白为pH为8～12的蛋白；进一步为pH为10～12的蛋白；更进一步为pH为11～12的蛋白。
优选地，所述蛋白为大豆浓缩蛋白、大豆7S球蛋白、大豆11S球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白和乳清蛋白中的至少一种；进一步为大豆7S球蛋白、大豆11S球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白和乳清蛋白中的至少一种。
优选地，步骤(1)中所述姜黄素和蛋白质量比为3:(5～300)；进一步为3:(5～30)；更进一步为2:(5～20)。
优选地，步骤(1)中所述蛋白的浓度按质量百分比计为0.2％～10％；进一步为0.2％～8％；更进一步为1％～8％。
优选地，步骤(2)通过酸调节混合液的pH至6.5～8.0。
优选地，所述酸为有机酸或无机酸；进一步为盐酸或磷酸。
优选地，步骤(3)中所述干燥的方式为喷雾干燥或冷冻干燥。
本发明的第三个方面，提供本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品在制备产品中的应用。
优选地，所述产品为(1)～(4)中任一种：
(1)色素；
(2)食品；
(3)药品；
(4)饲料。
本发明的第四个方面，提供一种产品，包含本发明第一方面的蛋白基姜黄素制品。
优选地，所述产品为(1)～(4)中任一种：
(1)色素；
(2)食品；
(3)药品；
(4)饲料。
本发明的原理为：姜黄素为一种多羟基酚，中性环境下难溶，但在碱性环境下可溶于水，相对稳定且处于无定形态。姜黄素分子中具有多个疏水位点，可与蛋白质之间依靠疏水力结合。蛋白质具有两亲性，天然状态的蛋白溶液中，疏水位点被包裹在内部，蛋白质的结构依靠氢键、疏水相互作用、静电力等维持。在溶液pH达到碱性时，蛋白中带电基团在静电斥力的作用下会使原有结构被破坏，原本位于内部的疏水位点暴露至表面；另一方面姜黄素由于去质子化，在水中可溶。此时姜黄素和展开状态的蛋白可通过疏水相互作用自由结合。当溶液pH被回调至中性后，静电斥力大大减小，在疏水作用的主导下，变性展开的蛋白之间发生回叠。在此过程中，已与变性蛋白通过疏水力结合的姜黄素可被包裹至回叠颗粒中，从而大大提高水溶性和稳定性。因此，利用蛋白质的结构特性，通过pH诱导与姜黄素复合，制得的蛋白基姜黄素制品可以解决姜黄素溶解性、稳定性和生物利用率低的不足，保持姜黄素产品在食品加工过程的稳定以及最终在人体中的有效吸收。
由于制备过程简便安全，本发明提供的姜黄素制品可被创新应用于多种场合：液体形式的制剂澄清透明可被用作色素；粉末形式的制剂可分散后作为功能性食品口服；粉末还可应用于牛奶、奶茶等饮料中，提供色泽和提高功能性；还可在药品中添加以及在动物饲料中添加等。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种蛋白基姜黄素制品，利用蛋白质的结构特性，通过调控pH，以蛋白质作为姜黄素的载体，把姜黄素保护在变性后回叠的蛋白内部，在实现姜黄素高效荷载的同时大大提高了姜黄素的水溶性、稳定性和生物利用率。
本发明方法直接以固体粉末的形式添加姜黄素，对环境温度无特殊要求，也无需加入其它助剂，仅通过pH调控即可获得高稳定的水溶性姜黄素，生产过程和材料满足食品安全要求。
本发明的制备方法工艺简单、安全、成本低，适用于色素、食品、药品、饲料行业的大规模生产加工，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中不同质量比的姜黄素与大豆7S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品外观图。
图2是实施例1中不同质量比的姜黄素与大豆7S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品的可见光光谱扫描结果图。
图3是实施例1中不同质量比的姜黄素与大豆7S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品的热降解动力学曲线图。
图4是实施例2中不同pH的大豆11S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品的热降解动力学曲线图。
图5是实施例3中不同浓度的大豆分离蛋白浓度所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的浓度和荷载量的结果图。
图6是游离姜黄素和实施例3中8％浓度大豆分离蛋白所得粉末形式的蛋白基姜黄素制品复溶液在不同pH条件下的热降解动力学曲线图。
图7是实施例4得到的粉末形式的蛋白基姜黄素制品复溶液的体外模拟实验的消化动力学曲线图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，为从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1姜黄素与蛋白的质量比对姜黄素溶解度的影响
一种蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取8g大豆7S球蛋白粉末，分散于400mL蒸馏水中，搅拌2h充分水化溶解，获得质量浓度为2％的大豆7S球蛋白贮存液；
(2)调节蛋白溶液至pH 12，获得碱性蛋白溶液；分别取姜黄素粉末0.2、0.4、0.8、1.2g加入100mL碱性蛋白溶液，保持避光搅拌；
(3)向添加过姜黄素的碱性蛋白溶液中滴加2M盐酸溶液，将含姜黄素的碱性蛋白溶液pH调至7，避光充分搅拌；以8000g离心20min去除不溶物，得到上清液为液体形式的蛋白基姜黄素制品。
当大豆7S球蛋白浓度为2％，姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为1:10(7S-10％姜黄素)、1:5(7S-20％姜黄素)、2:5(7S-40％姜黄素)、3:5(7S-60％姜黄素)时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品外观如图1所示：当姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为1:10、1:5、2:5时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品为澄清透明液体；当姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为3:5时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品状态稳定(静置不产生沉淀)，但不再透明。测定所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品的姜黄素溶解度、荷载量和姜黄素包封率，计算方法为：
姜黄素溶解度＝水溶液中姜黄素浓度(mg/mL)；
Figure BDA0003031903850000061
Figure BDA0003031903850000062
实验进行三次重复，结果如表1所示：当姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比小于2:5时，随着姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比的增加，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度逐渐提升；当姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为2:5时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度为达到4.3mg/mL，约达到游离姜黄素的10000倍(游离姜黄素的溶解度为0.44ug/mL，数据来源于：KangkangZhi，Self-assembled micellesof dual-modified starch via hydroxypropylation and subsequent debranchingwith improved solubility and stability of curcumin[J]，Food Hydrocolloids,Volume 118,2021)，具有显著的增溶效果；当姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为3:5时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度与姜黄素与大豆7S球蛋白的质量比为2:5时无显著变化。
表1不同姜黄素与蛋白的质量比的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度、荷载量与包封量(率)
样品 姜黄素溶解度(mg/mL) 姜黄素荷载量(g/100g) 姜黄素包封率(％)
7S-10％姜黄素 1.87±0.12<sup>c</sup> 9.34±0.58<sup>c</sup> 93.43±2.42<sup>a</sup>
7S-20％姜黄素 3.11±0.16<sup>b</sup> 15.53±0.79<sup>b</sup> 77.63±1.35<sup>b</sup>
7S-40％姜黄素 4.3±0.14<sup>a</sup> 21.49±0.70<sup>a</sup> 53.72±2.75<sup>c</sup>
7S-60％姜黄素 4.22±0.12<sup>a</sup> 21.12±0.62<sup>a</sup> 35.2±1.54<sup>d</sup>
注：不同字母表示差异显著。
取1mL浓度为4mg/mL的姜黄素(溶剂为乙醇)，溶解分散于39mL蒸馏水中，得到姜黄素水溶液(游离姜黄素)。分别取上述得到的不同姜黄素与蛋白的质量比的液体形式的蛋白基姜黄素制品和姜黄素水溶液(游离姜黄素)进行可见光光谱扫描，结果如图2所示：姜黄素水溶液(游离姜黄素)的最大吸收峰位于420nm，上述得到的不同姜黄素与蛋白的质量比的液体形式的蛋白基姜黄素制品的最大吸收峰位于400～420nm之间，表明本姜黄素制品与姜黄素水溶液(游离姜黄素)有类似的可见光性质，从外观角度可作为色素使用。
分别取上述得到的不同姜黄素与蛋白的质量比的液体形式的蛋白基姜黄素制品和姜黄素水溶液(游离姜黄素)10mL在80℃条件下进行热分解实验，结果图如图3所示：当热处理时间达到180min时，上述液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率(大于60％)均显著高于姜黄素水溶液(游离姜黄素)(小于30％)；尤其姜黄素与蛋白的质量比为1:10、1:5、2:5的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率仍在79％以上，表明本方法可以显著提高姜黄素的热稳定性。分别取上述得到的不同姜黄素与蛋白的质量比的液体形式的蛋白基姜黄素制品于4℃静置4天，未见浑浊，且姜黄素含量无显著变化。
上述结果表明：本方法制备的蛋白基姜黄素制品具有良好的稳定性和溶解度。
实施例2蛋白的pH对姜黄素溶解度的影响
一种蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取3g大豆11S球蛋白粉末，分散于300mL蒸馏水中，搅拌2h充分水化溶解，获得质量浓度为1％的大豆11S球蛋白贮存液；
(2)各取100mL蛋白，将溶液pH分别调至8、10、11、12，获得不同pH的蛋白溶液；取姜黄素粉末0.4g分别加入不同pH的蛋白溶液，保持避光搅拌；
(3)向添加过姜黄素的碱性蛋白溶液中滴加2M盐酸溶液，将含姜黄素的碱性蛋白溶液pH调至7，避光充分搅拌；以8000g离心20min去除不溶物，得到上清液为液体形式的蛋白基姜黄素制品。
当大豆11S球蛋白浓度为1％，姜黄素与大豆11S球蛋白的质量比为2:5时，不同pH的大豆11S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度、荷载量和姜黄素包封率乳如表2所示，实验设置三次重复：当蛋白的pH为12时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素溶解度可达到2.2mg/mL，达到游离姜黄素的5000倍以上(游离姜黄素的溶解度为0.44ug/mL，数据来源于：KangkangZhi，Self-assembled micelles ofdual-modified starch via hydroxypropylation and subsequent debranching withimproved solubility and stability of curcumin[J]，Food Hydrocolloids,Volume118,2021)，同时有55％的姜黄素成功被蛋白包封；当蛋白的pH为11时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素溶解度可达到1.74mg/mL，包封率为43.5％；当蛋白的pH为10时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素溶解度可达到1.02mg/mL，包封率为25.6％；当蛋白的pH为8时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素溶解度仅为0.59mg/mL，包封率为14.85％；可见，当pH为12时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素溶解度和包封率最高，因为蛋白可以更好地展开，有利于将姜黄素包裹至重组装颗粒内部；随着pH的降低，碱性下降，无法完全将姜黄素包裹在颗粒内部，更多以表面吸附的形式荷载姜黄素，导致溶解度和包封率逐渐下降；当pH为8时，完全依靠蛋白原有的表面疏水位点将小部分姜黄素吸附在蛋白表面，所得制品中姜黄素的溶解度和包封率仅为pH为12时的四分之一。
表2不同pH的碱性蛋白的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度、荷载量与包封量(率)
大豆11S球蛋白 姜黄素溶解度(mg/mL) 姜黄素荷载量(g/100g) 姜黄素包封率(％)
pH 8 0.59±0.11<sup>d</sup> 5.94±1.2<sup>d</sup> 14.85±1.48<sup>d</sup>
pH 10 1.02±0.12<sup>c</sup> 10.24±1.6<sup>c</sup> 25.6±2.42<sup>c</sup>
pH 11 1.74±0.16<sup>b</sup> 17.39±2.1<sup>b</sup> 43.5±1.35<sup>b</sup>
pH 12 2.21±0.14<sup>a</sup> 22.16±1.8<sup>a</sup> 55.4±2.75<sup>a</sup>
注：不同字母表示差异显著。
取1mL浓度为4mg/mL的姜黄素(溶剂为乙醇)，溶解分散于39mL蒸馏水中，得到姜黄素水溶液(游离姜黄素)。分别取上述得到的不同pH的大豆11S球蛋白所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品和姜黄素水溶液(游离姜黄素)10mL在80℃条件下进行热分解实验，结果图如图4所示：加入碱性蛋白后，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品在80℃条件下处理3小时后，姜黄素的保留率(大于50％)显著高于姜黄素水溶液(游离姜黄素)(小于30％)，并且随着碱性蛋白pH的增加，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素保留率越高：当蛋白的pH为8时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率为52％；当蛋白的pH为10时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率为63％；当蛋白的pH为11时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率为70％；当蛋白的pH为12时，所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率为80％；约为姜黄素水溶液(游离姜黄素)的三倍。上述结果表明：碱性条件下，蛋白可以充分展开，回叠后包裹姜黄素可以起到良好的保护效果，并且随着pH的升高，保护效果越好；当碱性程度不足时，更多的姜黄素吸附在蛋白表面的疏水结合位点，无法达到同样的效果。
实施例3蛋白浓度对姜黄素溶解度的影响
一种蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取1g、2g、5g、8g、10g大豆分离蛋白粉末，分别分散于100mL蒸馏水中，获得质量浓度分别为1％、2％、5％、8％、10％的大豆分离蛋白溶液；
(2)向大豆分离蛋白溶液中逐滴加入2M氢氧化钠溶液使溶液pH为12，获得碱性蛋白溶液；分别取0.4g、0.8g、2.0g、3.2g、4g姜黄素粉末(蛋白质量的40％)加入碱性蛋白溶液，避光磁力搅拌充分；
(3)向添加过姜黄素的碱性蛋白溶液中滴加2M磷酸溶液，将溶液pH调至7.5，充分搅拌；以100g离心10min去除不溶物，得到液体形式的蛋白基姜黄素制品；
(4)对液体形式的蛋白基姜黄素制品喷雾干燥，设定入口温度为150℃，得到粉末形式的蛋白基姜黄素制品。
当姜黄素与大豆分离蛋白的质量比为2:5时，不同浓度的大豆分离蛋白浓度所得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的溶解度和荷载量如图5所示：蛋白浓度为1％～8％时，随着蛋白浓度的增加，液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素浓度呈增长趋势，当蛋白浓度为10％时，液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素浓度为11.47mg/mL，与蛋白浓度为8％时的结果接近。
对蛋白浓度为5％(SPI-5％喷干)、8％(SPI-8％喷干)、10％(SPI-10％喷干)所制得的蛋白基姜黄素制品喷雾干燥，得到的粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素含量及姜黄素保留率如表3所示，实验设置三次重复：喷雾干燥过程后，粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的保留率均达到80％以上；当蛋白浓度小于8％时，粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素含量达到11％以上。
表3蛋白浓度为5％、8％、10％所制得的粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素含量及保留率
样品 姜黄素含量(％) 姜黄素保留率(％)
SPI-5％喷干 13.8±0.7 84.1±4.01
SPI-8％喷干 11.6±0.5 84.74±3.13
SPI-10％喷干 8.6±0.6 83.74±3.14
取1mL浓度为4mg/mL的姜黄素(溶剂为乙醇)，溶解分散于39mL蒸馏水中，得到姜黄素水溶液(游离姜黄素)。称取200mg 8％浓度大豆分离蛋白所得粉末形式的蛋白基姜黄素制品溶于20mL水中(以10mg/mL浓度复溶)，分别取复溶液和姜黄素水溶液(游离姜黄素)10mL进行热稳定性测试：分别调节复溶的粉末形式的蛋白基姜黄素制品溶液pH为2、4、6、8，80℃水浴，结果如图6所示：pH为4时，姜黄素的保留率低于其它pH，这是由于靠近蛋白的等电点，蛋白本身发生絮凝，对姜黄素的保护作用降低；当热处理时间达到180分钟时，溶液中姜黄素的保留率仍显著高于50％，是姜黄素水溶液(游离姜黄素)的两倍(游离姜黄素的本指标为26％)。
对复溶的粉末形式的蛋白基姜黄素制品溶液和姜黄素水溶液(游离姜黄素)进行体外模拟实验(具体方法参照文献：LIU L L,LIU P Z,LI X T等,2019.Novel Soyβ-Conglycinin Core-Shell Nanoparticles As Outstanding Ecofriendly Nanocarriersfor Curcumin[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,67(22):6292–6301)，在模拟消化180分钟后，被荷载的姜黄素保留率为82％，是姜黄素水溶液(游离姜黄素)的3倍；同时，粉末复溶物中姜黄素的生物可及性为65.38％，而姜黄素水溶液(游离姜黄素)仅为16％。热稳定性和消化稳定性实验结果说明通过本方法得到的粉末形式的蛋白基姜黄素制品在不同酸碱度的环境中都具有高热稳定性，且显著了提高了姜黄素的消化稳定性与生物利用率，可直接复溶作为口服液或添加至饮料中，被人体有效吸收。
实施例4蛋白基姜黄素制品的制备方法
一种蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取5g酪蛋白酸钠粉末，分散于100mL蒸馏水中，获得质量浓度为5％的酪蛋白酸钠溶液；
(2)向蛋白溶液中加入2M氢氧化钠溶液调节溶液pH为12，获得碱性蛋白溶液；取2g姜黄素粉末加入100mL碱性蛋白溶液，避光充分搅拌；
(3)向添加过姜黄素的碱性蛋白溶液中滴加2M盐酸溶液，将溶液pH调至7，避光磁力搅拌2h以上；以100g离心10min去除不溶物，得到上清液为液体形式的蛋白基姜黄素制品；
(4)对液体形式的蛋白基姜黄素制品喷雾干燥，设定入口温度为150℃，得到粉末形式的蛋白基姜黄素制品。
测定步骤(3)得到的液体形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的浓度为9.47mg/mL，即姜黄素荷载量19g/100g蛋白，与实施例3中以大豆分离蛋白为原料的结果相近。
测定步骤(4)得到粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素含量为13.85％，喷雾过程中姜黄素的保留率达86.6％，略高于大豆分离蛋白的喷干过程，可能是由酪蛋白胶束结构起到了更好的保护作用。
取1mL浓度为4mg/mL的姜黄素(溶剂为乙醇)，溶解分散于39mL蒸馏水中，得到姜黄素水溶液(游离姜黄素)。称取200mg酪蛋白酸钠所得粉末形式的蛋白基姜黄素制品溶于20mL水中(以10mg/mL浓度复溶)，对复溶的粉末形式的蛋白基姜黄素制品溶液和姜黄素水溶液(游离姜黄素)进行体外模拟实验(具体方法参照文献：LIU L L,LIU P Z,LI X T等,2019.Novel Soyβ-Conglycinin Core-Shell Nanoparticles As OutstandingEcofriendly Nanocarriers for Curcumin[J].Journal of Agricultural and FoodChemistry,67(22):6292–6301)，结果如图7所示：在模拟消化180分钟后，被荷载的姜黄素保留率为80％，是游离姜黄素的近3倍；同时，粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素的生物可及性为64％，结果同样与实施例3类似。上述结果表明，以酪蛋白为原料制备的姜黄素制品同样具有消化稳定性与生物利用率。
实施例5蛋白基姜黄素制品的制备方法
一种蛋白基姜黄素制品的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取8g乳清蛋白粉末，分散于100mL蒸馏水中，获得质量浓度为8％的乳清蛋白溶液；
(2)向蛋白溶液中加入2M氢氧化钠溶液调节溶液pH为12，获得碱性蛋白溶液；取3.2g姜黄素粉末加入100mL碱性蛋白溶液，避光充分搅拌；
(3)向添加过姜黄素的碱性蛋白溶液中滴加2M磷酸溶液，将溶液pH调至7.5，避光充分搅拌；以100g离心10min去除不溶物，得到上清液为液体形式的蛋白基姜黄素制品；
(4)对液体形式的蛋白基姜黄素制品喷雾干燥，设定入口温度为150℃，得到粉末形式的蛋白基姜黄素制品。
测定步骤(4)得到粉末形式的蛋白基姜黄素制品中姜黄素含量为8.7％，与酪蛋白和大豆蛋白相比略低，但粉末的分散性大幅提高，这是由乳清蛋白的结构造成的。将粉末以5mg/mL的浓度加入纯牛奶中搅拌均匀置于冰箱中保存，可得到颜色均一的姜黄素牛奶制品，牛奶静置3天后仍处于稳定状态，底部无沉淀析出。该实施例说明通过本方法制备的姜黄素制品具有良好的稳定性，且可以方便地应用于饮料、功能性食品等领域。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蛋白基姜黄素制品，由蛋白和姜黄素制得；所述蛋白为碱性的蛋白。
2.根据权利要求1所述的蛋白基姜黄素制品，其特征在于：
所述碱性的蛋白为pH为8～12的蛋白；进一步为pH为10～12的蛋白；更进一步为pH为11～12的蛋白。
3.根据权利要求1所述的蛋白基姜黄素制品，其特征在于：
所述姜黄素和蛋白质量比为3:(5～300)。
4.根据权利要求3所述的蛋白基姜黄素制品，其特征在于：
所述蛋白的浓度按质量百分比计为0.2％～10％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蛋白基姜黄素制品，其特征在于：
所述蛋白为大豆浓缩蛋白、大豆7S球蛋白、大豆11S球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白和乳清蛋白中的至少一种。
6.权利要求1～5中任一项所述的蛋白基姜黄素制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将蛋白和姜黄素混合，得到混合液；(2)调节混合液的pH至6.5～8.0，去除不溶物，得到液体形式的蛋白基姜黄素制品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：(3)对液体形式的蛋白基姜黄素干燥，得到固体形式的蛋白基姜黄素制品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中所述干燥的方式为喷雾干燥或冷冻干燥。
9.权利要求1～5中任一项所述的蛋白基姜黄素制品在制备产品中的应用；
优选地，所述产品为(1)～(4)中任一种：
(1)色素；
(2)食品；
(3)药品；
(4)饲料。
10.一种产品，包含权利要求1～5中任一项所述的蛋白基姜黄素制品。
CN202110432458.4A 2021-04-21 2021-04-21 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用 Pending CN113080452A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110432458.4A CN113080452A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110432458.4A CN113080452A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113080452A true CN113080452A (zh) 2021-07-09

Family

ID=76679404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110432458.4A Pending CN113080452A (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113080452A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113907353A (zh) * 2021-10-14 2022-01-11 中国农业大学 一种提高姜黄素水溶性和小肠消化稳定性的方法
CN114403446A (zh) * 2022-01-28 2022-04-29 华南理工大学 高稳定性、高浓度姜黄提取物水溶液及其配制方法与应用
CN117337989A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 东北农业大学 一种基于pH偏移负载姜黄素的纳米颗粒及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999205A (en) * 1989-08-17 1991-03-12 Kalamazoo Holdings, Inc. Curcumin complexed on water-dispersible substrates
CN104256048A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 华南理工大学 一种高荷载姜黄素大豆蛋白纳米制品的制备方法
CN104336621A (zh) * 2014-09-30 2015-02-11 华南理工大学 一种超声辅助制备大豆蛋白-姜黄素复合物的方法
CN110897161A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 华南理工大学 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
CN111213880A (zh) * 2019-12-16 2020-06-02 华南理工大学 一种适合用于肠道癌症预防功能保健食品研发的大豆蛋白基纳米姜黄素及其生产方法
CN111888341A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 浙江工商大学 一种姜黄素纳米颗粒及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999205A (en) * 1989-08-17 1991-03-12 Kalamazoo Holdings, Inc. Curcumin complexed on water-dispersible substrates
CN104256048A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 华南理工大学 一种高荷载姜黄素大豆蛋白纳米制品的制备方法
CN104336621A (zh) * 2014-09-30 2015-02-11 华南理工大学 一种超声辅助制备大豆蛋白-姜黄素复合物的方法
CN110897161A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 华南理工大学 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
CN111213880A (zh) * 2019-12-16 2020-06-02 华南理工大学 一种适合用于肠道癌症预防功能保健食品研发的大豆蛋白基纳米姜黄素及其生产方法
CN111888341A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 浙江工商大学 一种姜黄素纳米颗粒及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯芳等: "姜黄素与大豆蛋白的结合性及相互作用机制研究", 《南京农业大学学报》 *
杨昱等: "极端pH处理对大豆分离蛋白、β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白结构和功能特性的影响", 《中国食品学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113907353A (zh) * 2021-10-14 2022-01-11 中国农业大学 一种提高姜黄素水溶性和小肠消化稳定性的方法
CN114403446A (zh) * 2022-01-28 2022-04-29 华南理工大学 高稳定性、高浓度姜黄提取物水溶液及其配制方法与应用
CN114403446B (zh) * 2022-01-28 2023-12-15 华南理工大学 高稳定性、高浓度姜黄提取物水溶液及其配制方法与应用
CN117337989A (zh) * 2023-12-04 2024-01-05 东北农业大学 一种基于pH偏移负载姜黄素的纳米颗粒及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113080452A (zh) 一种高荷载量、高稳定性蛋白基姜黄素制品及其制备方法与应用
CN106692978B (zh) 一种玉米醇溶蛋白/蛋白质-多糖静电复合物核/壳型纳米载体及其制备方法和应用
CN107412280B (zh) 有抗肿瘤活性的纳米硒水溶胶及制备、保存方法和应用
CN102046530B (zh) 含有水合氢离子稳定化的胶体硅酸纳米粒子的悬浮液、得自所述稀释悬浮液的配制剂、得自所述经脱水的悬浮液的粉末、得自所述粉末的组合物及其制备和用途
WO2021098492A1 (zh) 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
CN111317135A (zh) 多酚改性的玉米醇溶蛋白纳米粒子包埋缓释姜黄素的方法
CN105310066B (zh) 一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液及制法
Yuan et al. One-step self-assembly of curcumin-loaded zein/sophorolipid nanoparticles: physicochemical stability, redispersibility, solubility and bioaccessibility
CN111165769A (zh) 一种玉米醇溶蛋白-蜂花粉提取物微胶囊的制备方法
CN109511772B (zh) 一种促溶、增效难溶生物活性物质的蛋白基纳米颗粒的制备方法
CN108850790A (zh) 一种红曲色素微胶囊及其制备方法
CN111012760A (zh) 负载疏水药物、营养物的酪蛋白/阴离子多糖纳米粒子及其制备方法
Shen et al. Effect of oxidized dextran on the stability of gallic acid-modified chitosan–sodium caseinate nanoparticles
CN108771076B (zh) 一种复合型姜黄素肌原纤维蛋白固体饮料制备及复溶方法
CN111194925A (zh) 一种含大豆肽的全营养特殊医学用途配方食品及其制备方法
CN113456831A (zh) 利用杜仲多糖制备纳米硒的方法及制得的纳米硒
CN116731525A (zh) 一种豌豆分离蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯-铁离子三元复合物及其制备方法和应用
CN114403446B (zh) 高稳定性、高浓度姜黄提取物水溶液及其配制方法与应用
CN107969706B (zh) 一种纳米级肠内营养制剂及其制备方法
CN111213880A (zh) 一种适合用于肠道癌症预防功能保健食品研发的大豆蛋白基纳米姜黄素及其生产方法
CN115025046B (zh) 一种γ-聚谷氨酸/A型明胶/EGCG纳米复合物的制备方法和应用
KR20080100575A (ko) 코엔자임큐텐을 함유한 미세캡슐의 제조방법
CN115644453A (zh) 一种大豆多肽-多酚抗氧化颗粒稳定dha乳液的方法
CN114601170A (zh) 一种溶解血红素的新方法
CN114376067A (zh) 一种改性蛋白纳米颗粒、其制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210709

RJ01 Rejection of invention patent application after publication