CN116584656A - 一种大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以大豆分离蛋白、β‑胡萝卜素为主要原料制备一种可溶性大豆肽‑β‑胡萝卜素纳米颗粒的方法。本发明采取的是酶解法和乳化‑蒸发法构建并制得复合纳米颗粒。本发明利用大豆蛋白的水解物大豆肽构建纳米颗粒，并封装β‑胡萝卜素获得大豆肽‑β‑胡萝卜素纳米复合物，此复合物不仅具有降血压、降血脂、抗疲劳、促进肌肉损伤修复、缓解运动疲劳等功能性质且更易消化吸收，还很好的保留了β‑胡萝卜素所含有的生物活性成分，改善其溶解性和光稳定性、热稳定性及贮存的储藏稳定性。本发明很好地解决了β‑胡萝卜素的水不溶性、稳定性差及生物利用率低等问题，将其作为配料加入到日常食品中可以发挥更多的营养价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，运用酶解自组装法构建可溶性大豆肽纳米颗粒，乳化-蒸发法封装β-胡萝卜素，涉及利用大豆肽对β-胡萝卜素的功能进行开发制备食品营养强化剂的领域。
背景技术
β-胡萝卜素作为一种有价值的营养素，在食品和制药工业中被用作脂溶性天然色素着色剂。此外，β-胡萝卜素是维生素A的主要前体之一，它具有改善生理健康功能的诸多优势：优异的抗氧化活性；改善眼部健康、保护皮肤和毛发；增强免疫细胞活性和数量、调节免疫系统、预防多种疾病。由于β-胡萝卜素是不饱和且不溶于水的生物活性物质，化学上不稳定且生物利用率低，因此不能直接添加到食品中。通过构建可溶性大豆肽纳米颗粒对β-胡萝卜素进行封装，可以很好的保留其所含有的生物活性成分，改善其溶解性和贮存的储藏稳定性。
大豆蛋白是一种常见的植物性蛋白质，其含有人体所需要的丰富的氨基酸。在营养价值上，可与动物蛋白等同，在基因结构上也最接近人体氨基酸，是最具营养的植物蛋白质。大豆蛋白经酶水解后形成的大豆蛋白水解物，是一个富含大豆肽类和蛋白的混合物。大豆肽具有降血压、降血脂、抗疲劳、促进肌肉损伤修复、缓解运动疲劳等功能性质，而且大豆肽的分子量小、水溶性高，具有比大豆蛋白更易消化吸收、供能快速、受热不易凝固等优点。且大豆肽具有两亲性，制备而成的纳米颗粒粒径均一、稳定性好，具有高表面积与体积比以及独特的物理和化学性质，可以作为β-胡萝卜素的载体，与β-胡萝卜素有很好的相容性。
本发明使用大豆肽作为β-胡萝卜素的纳米颗粒，通过酶解法与乳化-蒸发法的技术，使β-胡萝卜素很好的分散于颗粒中，以提高其稳定性和生物利用率。
发明内容
1、本发明提供了一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法：
(1)其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)：取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散，配制成蛋白分散溶液。步骤2)：将样品进行分割，分别加入不同蛋白酶。步骤3)：在各酶的最佳条件下进行酶解，通过邻苯二甲醛法获得不同水解度的大豆蛋白水解物。步骤4)：水解后，调节每个样品的pH至中性，然后立即灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。步骤5)：根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。步骤6)：将大豆肽纳米颗粒和不同浓度的β-胡萝卜素等体积混合。步骤7)：将两种物质放入高速均质机中，均质，微流化循环处理进行二次循环。步骤8)：旋转蒸发系统中，蒸发食品级乙醇溶剂，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。
(2)进一步限定，大豆分离蛋白在水中要分散2h，得到3％(w/v)的蛋白分散溶液。
(3)进一步限定，酶的添加量为0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)，包括碱性蛋白酶、风味蛋白酶和胃蛋白酶，水解度分别为2％、4％、6％、8％。
(4)进一步限定，水解结束后调节样品pH至7.0，采取沸水浴10min的方式灭活酶。
(5)进一步限定，β-胡萝卜素的浓度为0.05μg/mL、0.10μg/mL、0.15μg/mL、0.20μg/mL。
(6)进一步限定，高速均质机的转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。
(7)进一步限定，45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min。
2、有益效果：
(1)本发明通过酶解大豆分离蛋白，得到可溶性大豆肽，构建了大豆肽纳米颗粒。与天然蛋白紧凑的结构特性和复杂的分子组成相比，可溶性大豆肽纳米颗粒具有更优越的加工特性和营养性质，可以广泛地应用在当今食品工业中。
(2)构建的可溶性大豆肽纳米颗粒具有更小的尺寸和更好的环境耐受性，可以作为递送颗粒很好的封装β-胡萝卜素，增加β-胡萝卜素在食品中的理化稳定性，延长保质期，使营养物质能够更加稳定地存在于产品中。
附图说明
图1为大豆分离蛋白微观形貌；
图2为大豆肽纳米颗粒微观形貌；
图3为大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒微观形貌；
图4为大豆分离蛋白、大豆肽纳米颗粒、大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的粒径；
图5为大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的浊度；
图6为大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的表面疏水性；
图7为流程图。
具体实施方式
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的碱性蛋白酶、风味蛋白酶和胃蛋白酶。(3)在各酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得不同水解度的大豆蛋白水解物，水解度分别为2％、4％、6％、8％。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。(6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，分别加入0.05μg/mL、0.10μg/mL、0.15μg/mL、0.20μg/mL的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化循环处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
所述蛋白酶种类中，水解效果最佳的是风味蛋白酶，酶添加量为0.5％，最佳水解度为6％，β-胡萝卜素的浓度为0.15μg/mL可以很好的构建可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。
所述酶解和水浴过程中，需要注意要保证实验环境整洁，避免污染。
实施例1：
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的碱性蛋白酶、风味蛋白酶和胃蛋白酶。(3)在酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得不同水解度的大豆蛋白水解物，水解度为2-8％。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。(6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，加入0.15μg/mL的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
实施例2：
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的风味蛋白酶。(3)在酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得水解度为6％的大豆蛋白水解物。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。(6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，加入0.05μg/mL的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
实施例3：
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的风味蛋白酶。(3)在酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得水解度为6％的大豆蛋白水解物。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。(6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，加入0.10μg/ml的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
实施例4：
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的风味蛋白酶。(3)在酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得水解度为6％的大豆蛋白水解物。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，加入0.15μg/mL的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
实施例5：
一种酶解法和乳化-蒸发法构建一种可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，该方法包括以下几个步骤：(1)取一定量的大豆分离蛋白溶于去离子水中，精确称量，在室温下充分分散2h，配制成3％(w/v)的蛋白分散溶液。(2)将样品进行分割，加入0.5％(酶/底物，固体酶:w/w，液体酶:v/w)的风味蛋白酶。(3)在酶的最佳条件下进行水解，通过邻苯二甲醛法获得水解度为6％的大豆蛋白水解物。(4)水解后，调节每个样品的pH至7.0，然后立即放入100℃的沸水中加热灭活酶，放入冰浴中冷却至室温。(5)根据所得数据绘制粒径分布图，以粒径(nm)为x轴，纳米颗粒体积(％)为y轴，分析纳米颗粒的粒径变化规律及分布情况。(6)取一定量的可溶性大豆肽纳米颗粒，精确测量，室温下分散2h。(7)将样品进行分割，加入0.20μg/mL的β-胡萝卜素进行混合。(8)在高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min，进行微流化处理，75Mpa的条件下进行二次循环。(9)放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的可溶性大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。(10)对其微观结构进行观察，测得表面疏水性和浊度。
以上仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；二者修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.本发明涉及一种大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，其特征在于：原料为大豆蛋白、β-胡萝卜素，所述制备方法主要包括酶解构建可溶性大豆肽纳米颗粒、乳化-蒸发法封装β-胡萝卜素等步骤。
2.根据权利1所述一种大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，其特征在于：制备大豆分离蛋白：将低温脱脂豆粕溶解于去离子水中，在搅拌的作用下完全分散，使用氢氧化钠调节pH为8.5，室温下低速搅拌1.5h，离心，取上清液调节pH至4.5，得到蛋白浊液并离心，得下层沉淀，将所得沉淀加入到去离子水中，在剪切力的作用下充分分散，调节pH为7，得到大豆蛋白分离液，弃去不溶物，冻干上清液，得到大豆分离蛋白干粉。
3.根据权利1所述一种大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，其特征在于：可溶性大豆肽纳米颗粒的构建：称取一定量的大豆蛋白(SPI)于去离子水中室温充分分散2h，配成3％的蛋白分散液，用风味蛋白酶进行水解，水解度为6％，酶解过程中维持pH为7，然后立即放入100℃沸水中加热灭酶10min，冰浴冷却至室温后，9600g，4℃下离心15min，获取酶解上清液后冷冻干燥备用。
4.根据权利1所述一种大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒的制备方法，其特征在于：封装β-胡萝卜素构建复合纳米颗粒：将大豆肽纳米颗粒和不同浓度的β-胡萝卜素混合，将两种物质放入IKA高速均质机中，转速9000rpm，高速均质5min。进行微流化循环处理，75Mpa的条件下进行二次循环，然后将其放入旋转蒸发系统中，在45℃和100mbar下蒸发食品级乙醇溶剂25min，然后借助超速离心收集固化的大豆肽-β-胡萝卜素纳米颗粒。
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