CN113142588A - 一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基料粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基料粉及其制备方法，应用于食品加工领域。本发明以蛋清肽螯合钙为主要功能成分，以蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E为辅料，经过空脂质体制备、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备、巴氏杀菌、真空冷冻干燥的工艺过程制得脂质体基料粉，料粉粒径小于120nm、电位小于‑30mV、促钙吸收量达到29μg/mL。本发明解决了蛋清肽螯合钙在加工过程中不稳定、易发生结构破坏从而活性降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，更具体地说，涉及一种提高蛋清肽螯合钙加工 稳定性的脂质体基料粉及其制备方法。
背景技术
钙是人体必需的微量元素，在骨骼生长、肌肉收缩、细胞代谢等人体众多 生理功能中发挥重要的调节作用。缺钙会影响儿童正常的生长发育，同时会导 致中老年人患骨质疏松症。通过膳食科学合理地补钙，促进人体对钙的吸收是 十分重要的。
研究发现，食源性蛋白肽与钙形成的复合物在小肠上皮细胞可促进钙的吸 收，提高其生物利用度。因此，食源性肽螯合钙可作为功能性基料粉来开发功 能性饮料等营养强化食品。然而，食源性肽螯合钙热稳定性较差，而且我们前 期研究发现蛋清肽螯合钙经巴氏杀菌后，结构发生了破坏，钙螯合率降低了 50～80％，有必要开发一种高效的活性保护方法。
脂质体作为一种重要的液体运载体系自1960年代末由Rahman首先作为 药物载体应用后，目前在医药、化工、食品等领域得到了广泛的研究和应用。 脂质体具有亲水性核心和一个或多个磷脂双层膜，既可以将水溶性物质包裹在 其核心腔中，又可以将脂溶性物质溶解在其双层膜中，形成双层脂质分子的球 形结构。由于脂质体具有良好的生物相容性、缓释效应以及较高的生物利用度 和稳定性，被引入食品和营养领域，用于包埋生物活性成分。利用脂质体包埋 来提高肽螯合钙的加工稳定性，目前还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于公开一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基 料粉及其制备方法，以实现对蛋清肽螯合钙进行活性保护的目的。
为实现上述目的，本发明采取如下方案：
本发明制备方法是以钙含量为40～60mg/g的蛋清肽螯合钙为主要功能成分， 以蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E为辅料，经过空脂质体制备、 蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备、巴氏杀菌、真空冷冻干燥的工艺过程制得；所 述的蛋清肽螯合钙脂质体经巴氏杀菌后粒径维持在100～110nm、电位维持在 -30～-35mV，相比于未包埋的蛋清肽螯合钙，巴氏杀菌后钙螯合率提高了0.8～1.5 倍，促钙吸收量提高了4.0倍以上，实现了对蛋清肽螯合钙进行活性保护的目的。
具体来说，包括如下步骤：
S1、空脂质体制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E混合 后溶解于无水乙醇中形成第一溶液，第一溶液中蛋黄卵磷脂浓度为4.0mg/mL、 胆固醇浓度为0.8～1.0mg/mL、脱氧胆酸钠浓度为0.8～1.0mg/mL、维生素E浓 度为0.4mg/mL；利用水浴超声将第一溶液中的溶质充分溶解后，对第一溶液进 行减压旋转蒸发除去乙醇，形成均匀的空脂质体薄膜；
S2、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备：将蛋清肽螯合钙溶解于浓度为0.01 mol/L且pH为7.4的磷酸盐缓冲液中形成第二溶液；将空脂质体薄膜溶解于第 二溶液形成第三溶液，将第三溶液在30～40℃温度条件下水合60min后，再采 用动态高压微射流进行均质处理，获得蛋清肽螯合钙纳米脂质体；
S3、巴氏杀菌：将蛋清肽螯合钙纳米脂质体在温度80～85℃下杀菌10s；
S4、真空冷冻干燥：将巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙纳米脂质体放到真空冷 冻干燥箱中，在-40～-50℃温度下冷冻并保持0.5～2.0h后，在-50～-70℃温度下升 华干燥35～50h得到脂质体基料粉。
优选的，步骤S1中水浴超声温度为20～40℃、水浴超声频率为40KHz。
优选的，步骤S2中动态高压微射流均质压力为100～120MPa，均质循环次 数为1～3次。
一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基料粉，是由上述方法制 得的。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明采用纳米脂质体包封蛋清肽螯合钙的方法，解决了蛋清肽螯合钙在 加工过程中不稳定、易发生结构破坏从而活性降低的问题，实现了对蛋清肽螯 合钙在加工过程中的活性保护，能够应用于在钙补充剂、营养强化食品等领域。
附图说明
图1为本发明蛋清肽螯合钙纳米脂质体在杀菌前后的粒径结果。
图2为本发明蛋清肽螯合钙纳米脂质体在杀菌前后的电位结果。
图3为本发明蛋清肽螯合钙纳米脂质体在杀菌前后的螯合率结果。
图4为本发明蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉的促钙吸收量结果。
图5是本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发 明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属 于本发明的范围。
实施例1：一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的脂质体基料粉的制备方法：
S1、空脂质体制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E按照 一定比例混合，溶解于无水乙醇中，使得蛋黄卵磷脂浓度为4.0mg/mL、胆固醇 浓度为0.8mg/mL、脱氧胆酸钠浓度为1.0mg/mL、维生素E浓度为0.4mg/mL， 在25℃、40KHz的条件下水浴超声至充分溶解，减压旋转除去乙醇，形成均匀 的空脂质体薄膜；
S2、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备：将适量蛋清肽螯合钙溶解于0.01mol/L 的磷酸盐缓冲液(pH7.4)中形成第二溶液，用第二溶液溶解步骤S1形成的空 脂质体薄膜形成第三溶液，将第三溶液在30℃下水合60min，在120MPa的条 件下采用动态高压微射流均质循环处理3次，获得蛋清肽螯合钙纳米脂质体；
S3、巴氏杀菌：将蛋清肽螯合钙纳米脂质体在80℃下杀菌10s；
S4、真空冷冻干燥：将巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙纳米脂质体放到真空冷 冻干燥箱中，在-50℃冷冻并保持0.5h，在-50℃升华干燥36h后得到脂质体基 料粉。
实施例2：一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的脂质体基料粉的制备方法：
S1、空脂质体制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E按照 一定比例混合，溶解于无水乙醇中，使得蛋黄卵磷脂浓度为4.0mg/mL、胆固醇 浓度为0.8mg/mL、脱氧胆酸钠浓度为1.0mg/mL、维生素E浓度为0.4mg/mL， 在25℃、40KHz的条件下水浴超声至充分溶解，减压旋转除去乙醇，形成均匀 的空脂质体薄膜；
S2、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备：将适量蛋清肽螯合钙溶解于0.01mol/L 的磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中，溶解步骤S1形成的空脂质体薄膜，30℃下水合 60min，在120MPa的条件下采用动态高压微射流均质循环处理3次，获得蛋 清肽螯合钙纳米脂质体；
S3、巴氏杀菌：将蛋清肽螯合钙纳米脂质体在85℃下杀菌10s；
S4、真空冷冻干燥：将巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙纳米脂质体放到真空冷 冻干燥箱中，在-50℃冷冻并保持0.5h，在-50℃升华干燥36h后得到脂质体基 料粉。
对比例1
本对比例涉及一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的脂质体基料粉的制备方 法，其制备步骤与实施例1基本相同，不同之处仅在于，本对比例中，步骤S3 的巴氏杀菌条件为65℃下杀菌30min。
对比例2
本对比例涉及一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的脂质体基料粉的制备方 法，其制备步骤与实施例1基本相同，不同之处仅在于，本对比例中，步骤S3 的巴氏杀菌条件为75℃下杀菌15s。
实验结果：以上实施例和对比例制备的纳米脂质体基料粉的粒径、电位和 钙螯合率如图1、2、3所示。本发明采用蛋清肽螯合钙纳米脂质体作为对照组， 实施例和对比例制备的纳米脂质体基料粉的粒径维持在100～120nm、电位维持 在-30～-35mV，与对照组相比均无显著性差异(P>0.05)，表明蛋清肽螯合钙 纳米脂质体经巴氏杀菌后能够保持其体系稳定性；实施例1制备的脂质体基料 粉钙螯合率为69.3％，显著高于实施例2和对比例1、2制备的脂质体基料粉(P <0.05)；然而，相比于未包埋的蛋清肽螯合钙，实施例1制备的纳米脂质体基 料粉的钙螯合率提高了0.8倍，实施例2制备的纳米脂质体基料粉的钙螯合率提高了1.5倍，对比例1制备的纳米脂质体基料粉的钙螯合率提高了0.2倍，对比 例1制备的纳米脂质体基料粉的钙螯合率提高了0.1倍。
实施例3：蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉的促钙吸收特性研究：
S1、蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉体外模拟胃肠消化：将实施例1制备 的纳米脂质体基料粉溶于超纯水中，并用0.1M的HCl将pH调至2.0，添加模 拟胃液，在37℃下消化90min，此后，用1.0M的NaHCO3将pH调至7.5， 然后添加模拟肠液。模拟的肠消化在37℃下进行150min。其中模拟胃液的配 置将40mg的胃蛋白酶溶于1mL0.1 M的HCl中，模拟肠液的配置将20mg的 胰蛋白酶和120mg的牛胆酸钠溶于10mL的0.1M的NaHCO3中。
S2、大鼠外翻肠囊模型建立：实验前，将180-220g的Wistar大鼠禁食12-16 h。经腹腔注射4％的水合氯醛对禁食后的实验鼠进行麻醉，待大鼠失去知觉后， 剖腹并取出约7cm小肠，将肠内容物冲洗干净，置于通氧(95％O2)的4℃缓 冲液中，将肠段一段结扎，然后小心外翻，并将上端固定，用于取样。用不含 样品的缓冲液注满肠囊，置于持续通氧的37℃的缓冲液中备用；其中缓冲液为： 含有136mM NaCl、8.17mM KCl、1.0mM MgCl2、11.1mM葡萄糖和20mM HEPES的溶液；
S3、蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉促钙吸收实验：将准备好的肠段置于 37℃溶有样品的缓冲液中，持续通入氧气，孵育120min，然后收集肠内溶液， 利用原子吸收分光光度计测定肠内溶液的钙含量；其中，样品缓冲液的配置为： 蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉体外模拟胃肠消化后的样品溶于步骤S2所述的 缓冲液中。
实验结果：本发明以巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙为对照，采用大鼠外翻肠 囊模型分析蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉经肠道细胞的促钙吸收量。如图4 所示，所述蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉经大鼠外翻肠囊模型转运120min 后，钙吸收量为29.95±5.04μg/mL，显著高于巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙 (5.82±2.74μg/mL)(P<0.05)，表明蛋清肽螯合钙纳米脂质体基料粉具有良 好的促钙吸收功能。
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 (4)
1.一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基料粉制备方法，是以钙含量为40～60mg/g的蛋清肽螯合钙为主要功能成分，以蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E为辅料，经过空脂质体制备、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备、巴氏杀菌、真空冷冻干燥的工艺过程制得；所述的蛋清肽螯合钙纳米脂质体经巴氏杀菌后粒径维持在100～120nm、电位维持在-30～-35mV，相比于未包埋的蛋清肽螯合钙，巴氏杀菌后钙螯合率提高了0.8～1.5倍，促钙吸收量提高了4.0倍以上，实现了对蛋清肽螯合钙进行活性保护的目的；
S1、空脂质体制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、脱氧胆酸钠、维生素E混合后溶解于无水乙醇中形成第一溶液，第一溶液中蛋黄卵磷脂浓度为4.0mg/mL、胆固醇浓度为0.8～1.0mg/mL、脱氧胆酸钠浓度为0.8～1.0mg/mL、维生素E浓度为0.4mg/mL；利用水浴超声将第一溶液中的溶质充分溶解后，对第一溶液进行减压旋转蒸发除去乙醇，形成均匀的空脂质体薄膜；
S2、蛋清肽螯合钙纳米脂质体制备：将蛋清肽螯合钙溶解于浓度为0.01mol/L且pH为7.4的磷酸盐缓冲液中形成第二溶液；将空脂质体薄膜溶解于第二溶液形成第三溶液，将第三溶液在30～40℃温度条件下水合60min后，再采用动态高压微射流进行均质处理，获得蛋清肽螯合钙纳米脂质体；
S3、巴氏杀菌：将蛋清肽螯合钙纳米脂质体在温度80～85℃下杀菌10s；
S4、真空冷冻干燥：将巴氏杀菌后的蛋清肽螯合钙纳米脂质体放到真空冷冻干燥箱中，在-40～-50℃温度下冷冻并保持0.5～2.0h后，在-50～-70℃温度下升华干燥35～50h得到脂质体基料粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中水浴超声温度为20～40℃、水浴超声频率为40KHz。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中动态高压微射流均质压力为100～120MPa，均质循环次数为1～3次。
4.一种提高蛋清肽螯合钙加工稳定性的纳米脂质体基料粉，其特征在于，是由权利要求1～3所述的任一种方法制得。
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