CN113881745A - pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抗菌肽技术领域，具体公开了一种pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊的制备方法，包括以下步骤：S1：取饱和紫胶树脂的碱金属盐溶于水，然后与所述花椒籽蛋白抗菌肽混合均匀；S2：将步骤S1所得物料用高压静电喷雾的方式喷入CaCl2溶液中，然后静置固化30‑45min，接着冷冻干燥制得。本方法制备过程简单、提取时间短、溶剂用量少、花椒籽蛋白抗菌肽的产率高。
Description
技术领域
本发明涉及抗菌肽技术领域，具体是一种pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊的制备方法。
背景技术
抗菌肽又叫抗生素肽、抗微生物肽。是由多种生物细胞特定的基因编码经外界条件诱导而产生的一类具有广谱抗细菌、真菌、病毒、寄生虫、抑杀肿瘤细胞等生物活性作用的多肽，抗菌肽几乎是所有生命形式防御系统的普遍物质，其存在于从细菌到植物以及无脊椎动物和脊椎动物物种(包括哺乳动物)的生物体中。它们是构成非特异性先天免疫系统的一部分，是大多数生物体的主要防御系统。花椒籽是花椒果皮生产中的主要产物，花椒籽中不但含有丰富的油脂还有蛋白质，花椒籽富含蛋白质，且花椒籽蛋白质氨基酸组成齐全，是一种优质、无毒的新型植物蛋白质资源。
为了防止食品发生腐败变质，保持其新鲜度,目前食品工业中使用的保鲜剂主要是化学保鲜剂,但化学保鲜剂具有副作用,而天然保鲜剂具有极高的安全性，随着社会经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,人们对自身健康和食品的卫生安全性日趋重视.因此,研发高效、广谱、安全稳定且便宜的新型防腐剂具有重要的意义，抗菌肽普遍具有广谱抗菌特性、稳定性好、无毒副作用以及不易产生耐药性等特点，因此抗菌肽有望成为抗生素替代品以及新型食品保鲜剂。将抗菌肽添加到包装材料上，开发出具有抗微生物特性的包装膜，以此达到食品防腐保鲜的目的。
引起食品发生腐败变质主要是由于微生物的生长和繁殖，虽然抗菌肽在在一定程度上能够抑制微生物的生长繁殖，但抗菌肽在食品中的作用效果受到一定的环境条件的限制，如光、温度、氧气等外界环境的影响，从而限制其在食品保鲜中的应用，这些环境因素都对抗菌肽的活性有着一定的影响。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种pH响应型花椒籽蛋白抗菌肽微胶囊的制备方法，以至少达到方法简单、提取时间短、溶剂用量少、产率高的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种花椒籽蛋白抗菌肽的制备方法，包括以下步骤：
S1：取紫胶树脂的碱金属盐溶于水，然后与所述花椒籽蛋白抗菌肽混合均匀；紫胶树脂的钠盐与花椒籽抗菌蛋白抗菌肽的质量比为2-4：0.5-1.5；优选的，所述碱金属盐为钠盐。
S2：将步骤S1所得物料用高压静电喷雾的方式喷入CaCl2溶液中，然后静置固化30-45min，再依次进行离心、洗涤、冷冻干燥。
其中，微胶囊的壁材一般采用壳聚糖等多糖物质，但这种微胶囊只能达到一个缓释的效果，随着时间的延长使得微胶囊里面的物质不断释放，无法依据实际腐败情况对花椒籽蛋白抗菌太进行释放。紫胶树脂钠盐能对花椒籽抗菌肽进行有效的包埋，制备的微胶囊为光滑的球体结构，热力学性质稳定，因此可以作为包埋花椒籽抗菌肽的微粒的一种良好的壁材。当食物发生腐败时，其酸度增加，pH值下降，紫胶树脂钠盐作为pH敏感材料，在pH＝5-6时会发生溶解，使得花椒籽抗菌肽微胶囊在腐败将要发生时实现及时快速的释放，未发生腐败时花椒籽抗菌肽微胶囊不释放，延长抑菌保鲜的时间。
使用高压静电喷雾干燥技术制备微胶囊不需要其他额外的有机溶剂，加工工艺简单、微胶囊的包封率高，所得到的微胶囊粒径均匀，可得到纳米级的微胶囊。
进一步的，步骤S1中，所述花椒籽蛋白抗菌肽的制备方法包括以下步骤：
1)取花椒籽蛋白溶于无水乙醇，并调节PH值，然后加入胃蛋白酶进行酶解，反应完全后灭酶；
2)取步骤1)所得物料，冷却后进行超声，然后离心处理，取上清液冷冻干燥即得花椒籽蛋白抗菌肽；
其中，所述超声步骤采用超声辅助提取，因为超声波具有机械效应和空化效应等特性，将超声波辅助提取法应用于花椒籽蛋白抗菌肽的提取，可以提高产品得率高、缩短提取时间、减少溶剂使用量。
进一步的，步骤1)中，，每10g花椒籽蛋白溶于30mL无水乙醇中。
进一步的，步骤1)中，所述pH值＝2-4。
进一步的，步骤1)中，所述酶解的过程中需维持溶液pH值＝2-4；所述酶解的时间为3-5h。
进一步的，步骤1)中，所述灭酶为在85-90℃的水浴中灭酶；灭酶的时间为10-20min。
进一步的，步骤1)中，所述胃蛋白酶的酶活力为3000-3500U/mg。
进一步的，步骤S1中，所述紫胶树脂碱金属盐与花椒籽蛋白抗菌肽的质量比为2-4：0.5-1.5。
进一步的，步骤S2中，所述CaCl2溶液的浓度为1-3％。
本发明的另一目的在于，提供一种pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊，以至少达到延长抑菌时间、保持抗菌肽活性、对pH值变化及时响应的效果。
本发明的有益效果是：
1、本发明的一种pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊可以根据微胶囊内外部环境的影响而进行pH值的响应，达到延长食品货架期、延长抗菌时间、根据腐败情况智能释放的效果。
2、本发明的制备方法，绿色环保无污染、成本低、工艺简单易操作。
具体实施方式
下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
制备一种花椒籽蛋白抗菌肽，具体步骤如下：
选取经碱处理制得花椒籽蛋白(含量为245.70mg/g)，准确称取5g花椒籽蛋白溶于足量的乙醇溶液中，在水浴锅中预热，调节酶解温度为32℃进行液化酶解，同时用HCl调节溶液pH值为2，加入胃蛋白酶进行酶解，同时在酶解过程中不断加入HCl和NaOH维持溶液的pH值为2，酶解3h后，放入90℃水浴灭酶，冷却，将冷却后的混合物倒入烧杯中，置于冷却水循环的超声波清洗器内，超声提取抗菌肽，超声功率为150W超声5min，超声后然后以8000r/min离心10min，取上清液，真空冷冻干燥。此条件下产生的抗菌肽复合物的对大肠杆菌的抑菌率可以达到68.23％。
实施例2
取4组(每组三份)花椒籽蛋白(含量为245.70mg/g，每份5g)溶于足量溶剂中，在水浴锅中预热，调节酶解温度为32℃进行液化酶解，同时用HCl调节溶液pH值为2，加入胃蛋白酶进行酶解，同时在酶解过程中不断加入HCl和NaOH维持溶液的pH值为2，酶解3h后，放入90℃水浴灭酶，冷却后以8000r/min离心10min，取上清液，真空冷冻干燥。(其中ac组在灭酶冷却后还采用超声辅助提取，即将冷却后的混合物倒入烧杯中，置于冷却水循环的超声波清洗器内，超声提取抗菌肽，超声功率为150W超声5min)，统计各组产率，具体制备工艺和产率如表1所示。
表1
| 溶解花椒籽蛋白的溶剂 | 是否采用超声提取 | 抑菌率(平均) | |
| a组 | 乙醇 | 是 | 75.16％ |
| b组 | 乙醇 | 否 | 73.53％ |
| c组 | 去离子水 | 是 | 65.76％ |
| d组 | 去离子水 | 否 | 60.36％ |
实施例3
将实施例1中所得花椒籽蛋白抗菌肽分为4组，分别与浓度为1.0wt％的紫胶树脂钠盐混合均匀，然后吸入注射器中，用高压静电喷雾成囊装置,将混合液喷雾至质量浓度为1％的CaCl2溶液中,静置固化30-45min，将上述微胶囊悬浮液高速离心后,用去离子水充分洗涤,然后真空冷冻干燥24h，得到4组花椒籽抗菌肽微胶囊。选取外观均匀的猪肉，分割成约10g的小块，选取10g新鲜猪肉直接装入食品级聚乙烯(PE)塑料盘中蒙上保鲜膜作为对照组,然后将4组花椒籽抗菌肽微胶囊均匀的喷洒在鲜猪肉片表面分别于阴凉通风处放置7天后检测腐败程度，四组微胶囊抑菌效果的数据对比如表2所示。
表2
| 组数 | 壁芯比 | 抑菌率/％ |
| 第一组 | 3:1 | 58.54 |
| 第二组 | 4:1 | 63.54 |
| 第三组 | 5:1 | 70.53 |
| 第四组 | 6:1 | 67.34 |
由15名事先经过培训的食品专业人员对猪肉样品的色泽、气味、组织状态、肉汁液状态进行感官品质评定，给出评判的分数，四组微胶囊保鲜的新鲜猪肉的感官评分比较
| 组数 | 壁芯比 | 气味 | 色泽 | 组织状态 | 肉汁液状态 | 总体评分 |
| 第一组 | 3:1 | 6 | 8 | 6 | 6 | 26 |
| 第二组 | 4:1 | 8 | 8 | 8 | 6 | 30 |
| 第三组 | 5:1 | 6 | 6 | 6 | 6 | 24 |
| 第四组 | 6:1 | 8 | 6 | 4 | 6 | 24 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：取饱和紫胶树脂的碱金属盐溶于水，然后与所述花椒籽蛋白抗菌肽混合均匀；
S2：将步骤S1所得物料用高压静电喷雾的方式喷入CaCl2溶液中，然后静置固化30-45min，接着冷冻干燥制得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述花椒籽蛋白抗菌肽的制备方法包括以下步骤：
1)取花椒籽蛋白溶于无水乙醇，并调节PH值，然后加入胃蛋白酶进行酶解，反应完全后灭酶；
2)取步骤1)所得物料，冷却后进行超声，然后离心处理，取上清液冷冻干燥即得花椒籽蛋白抗菌肽。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，每10g花椒籽蛋白溶于30mL的无水乙醇。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述pH值＝2-4。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述酶解的过程中需维持溶液pH值＝2-4；所述酶解的时间为3-5h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述灭酶为在85-90℃的水浴中灭酶；灭酶的时间为10-20min。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述胃蛋白酶的酶活力为3000-3500U/mg。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述紫胶树脂碱金属盐与花椒籽蛋白抗菌肽的质量比为2-4：0.5-1.5。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述CaCl2溶液的浓度为1％-3％。
10.如权利要求1-9任一所述的制备方法制得的pH响应型花椒籽抗菌肽微胶囊。
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