酪蛋白‑卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种新型酪蛋白糖基化产物制备的方法，并且自主装形成新型纳米粒，具体涉及以酪蛋白、一种带电多糖卡拉胶为原料，采用超声干法美拉德反应，将酪蛋白与带电多糖进行接枝反应，再将酪蛋白多糖共聚物在超声环境下得到糖基化自组装纳米微胶囊，并运用于辣椒红色素微胶囊化的食品应用中。新型酪蛋白糖基化产物纳米粒能有效保护PRP提高其热稳定性并延长商品货架期。

Casein carrageenan self-assembled nano microcapsule preparation method and application thereof

The present invention provides a new method of casein protein glycosylation product preparation, and the formation of new nanoparticle self assembly, in particular with the casein, a charged polysaccharide carrageenan as raw materials by ultrasonic dry Maillard reaction, the casein and charged polysaccharide graft reaction, then the casein polysaccharide copolymer obtained sugar based on the ultrasonic environment of self-assembled nano microcapsules, and the use of food used in microencapsulation of capsicum red pigment. The new product can effectively protect PRP, improve its thermal stability and extend shelf life.

【技术实现步骤摘要】
酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种糖基化酪蛋白自主装纳米微胶囊的制备方法及胶囊化辣椒红素的制备，属于食品添加剂纳米胶囊

技术介绍
辣椒红色素作为一种从辣椒中提取出来的天然的红色素，主要成分是辣椒红素和辣椒玉红素。由于其良好的着色性，色彩鲜艳，广泛用于各种食品添加。辣椒红色素不会对人体造成副作用，并且具有营养保健、防辐射等特殊功效它不仅改善了食品的色泽，还具有能够提高人体内类胡萝卜类化合物的含量，比如玉米黄质、β-胡萝卜素等，具有一定的营养价值和保健功能，已经被美国FAQ、英国、WHO、EEC及中国认定为无限制使用的天然食品添加剂。PRP是目前世界上销售最大的天然食用色素。由于人们越来越追求健康和绿色消费，渐渐将目光投向更安全可靠的辣椒红素等天然色素的使用上，而且我国辣椒产量丰富、价格低廉，开发应用PRP具有很大的经济效益和广阔的国内外市场前景。但由于天然辣椒红素为油溶性色素，且在外界的高温、光照及助氧化剂的条件下不稳定，另外，在食品加工中，很难与其他基料混合均匀。而微胶囊技术是把少量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，现在微胶囊技术已经广泛应用于药物、食品研发中。微胶囊技术有着极大的优越性：一、微胶囊技术可以改变芯材的状态，将液体的芯材粉末化，便于储存和运输；二、有效地降低外界环境对芯材的影响，延长芯材的活性，维持芯材的稳定性，延长产品架货期；三、可以根据实际的需求，人为地释放芯材。由于微胶囊技术的这些优点，已使之成为21世纪重点研发的新兴技术，特别是香精香料和油溶性物质研究最为广泛。通过微胶囊技术可以将液体状的辣椒红色素变成水溶性的粉末，大大提高辣椒红色素的应用范围。目前美拉德反应是蛋白改性中最为安全理想的方法，近年来许多科学工作者，应用美拉德反应，即不添加任何化学试剂基于蛋白质分子中氨基酸侧链的自由氨基(主要是赖氨酸侧链上的ε-氨基基团)和糖分子还原末端的羟基之间的羰氨反应。蛋白质-糖共价复合物的形成使其既具有蛋白的乳化能力，又具有多糖的稳定能力，在胶体体系中具有乳化和稳定双重作用，这种大分子复合物对于环境条件具有较高的适应性，与蛋白质-多糖非共价复合物相比，其结合不受热或pH的变化的影响，复合物的蛋白质部分可以有效的吸附在油-水界面上降低界面张力，同时，共价结合的多糖分子链在吸附膜的周围形成立体网状结构，增加了膜的厚度和机械强度。有研究指出，在蛋白质中引入多糖形成复合物，蛋白质的溶解度、抗菌性以及热稳定性等性能都会大大改善，同时多糖的乳化性也会有明显提高。国内外对蛋白质和多糖进行糖基化接枝的研究方法主要有两种：干法和湿法。干法反应常见于蛋白质与多糖之间，这是由于在各种分子内作用力以及疏水相互作用的影响下，水溶液中的蛋白质分子中一些反应基团被包埋于分子内部而不利于反应；除此之外，作为碳水化合物的多糖，由于在溶液中的立体效应使得其化学反应具有强烈的取向性。反应是在低于蛋白质的变性温度条件下进行的，而且，反应时要求反应体系适当的相对湿度使得在较低的相对湿度下蛋白质中的氨基处于非聚集的反应状态，从而提供反应基团进行共价结合。干法糖基化反应将多糖接枝到蛋白上可增加蛋白的亲水性，形成的共聚物是一种嵌段共聚物，含有疏水性结构和亲水性的多糖，在溶液中自组装成胶束或作为表面活性剂吸附在油-水界面，亲水性的多糖在表面形成稳定的“毛发”层，“毛发”层的空间排阻和液滴之间的静电斥力维持胶束的稳定，共聚物具有良好的表面活性非常适合作为微胶囊及纳米胶囊的壁材，可达到保护性质敏感的营养素并达到靶向释放的目的。自组装技术作为制备纳米微胶囊的一种方法，其材料被认为是21世纪材料科学与工程最重要的领域之一。根据G.W.Whitesides对自主张的概括。自组装是指在组装单元之间自发形成有序结构的一种现象。由此可见，自组装系统含有两个基本要素：组装单元和组装单元之间的非共价键的相互作用力。就组装单元来说,天然生物材料，由于其的绿色、安全、良好的导向性好等特征赋予其得天独厚的优势。与传统的微胶囊相比，纳米微胶囊具有更好的靶向性和缓释效果。微胶囊技术在食品中的应用使食品添加剂能更方便、安全地应用，使食品的加工、新产品的开发更为方便，从而在色香味型营养保健以及安全等方面提升了产品的质量
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型酪蛋白糖基化产物制备的方法，并且自主装形成新型纳米粒，具体涉及以酪蛋白、一种带电多糖卡拉胶为原料，采用超声干法美拉德反应，将酪蛋白与带电多糖进行接枝反应，再将酪蛋白多糖共聚物在超声环境下得到糖基化自组装纳米微胶囊，并运用于辣椒红色素微胶囊化的食品应用中。本专利技术采用的技术方案如下：一种酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法，包括下述步骤：(1)酪蛋白糖基化共聚物的制备：将酪蛋白溶于pH＝7.4磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌2.5h，制备成酪蛋白均匀溶液，超声处理；收集样品后加入一定比例卡拉胶，混合均匀后冷冻干燥48h，随后将样品磨成粉，并过120目筛，置于含有饱和溴化钾的反应容器中并将反应温度控制在40-80℃，pH为7-8；反应22-26小时后冷却终止反应，即得酪蛋白糖基化共聚物；(2)酪蛋白-卡拉胶自组装纳米微胶囊的制备：将酪蛋白糖基化共聚物溶于pH＝7.4的溶液中，配成共聚物溶液，并加入一定量的叠氮化钠使其终浓度为0.1mg/ml；将配制好的溶液放在20-30℃水浴磁力搅拌2.5-3.5小时，之后转移到3-5℃条件下放置8-12h，使糖基化产物颗粒溶胀充分，在冰浴的条件下，在250w的功率下超声5-7min，则得到糖基化共聚物自组装纳米微胶囊。步骤(1)中的磷酸盐缓冲液的pH为7-8，优选为7.4，制备成酪蛋白均匀溶液的浓度为2mg/ml，超声处理为在250w功率下5s-on，5s-off。步骤(1)中的酪蛋白与卡拉胶的摩尔比0.3-0.8：1，优选为0.5：1，反应容器中的相对湿度为70％-80％，优选为79％。步骤(1)中将酪蛋白糖基化共聚物溶于水，并用截流分子量100,000的超滤膜反复超滤，收集相对分子质量大于100,000的组分冷冻干燥，即得酪蛋白糖基化共聚物。步骤(2)中的配置的共聚物溶液的终浓度为1.5-2.5mg/ml，优选为2.0mg/ml。酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法可以用于食品添加剂胶囊化中。酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法在辣椒红素胶囊化中的应用，包括下述步骤：(1)酪蛋白糖基化共聚物的制备：将酪蛋白溶于P磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌，制备成酪蛋白均匀溶液，超声处理；收集样品后加入卡拉胶，混合均匀后冷冻干燥，随后将样品磨成粉，并过120目筛，置于含有饱和溴化钾的反应容器中并将反应温度控制在40-80℃，pH为7-8；反应22-26小时后冷却终止反应，即得酪蛋白糖基化共聚物；(2)将无水乙醇加入辣椒红素中，使得辣椒红素的终浓度为6-10mg/ml，制得辣椒红素-乙醇悬液；将酪蛋白糖基化共聚物溶于pH＝7.4的溶液中，配成共聚物溶液，并加入一定量的叠氮化钠使其终浓度为0.1mg/ml；在共聚物溶液中加入等量的辣椒红素-乙醇悬液，充分混匀，冰浴200w下超声5-8min，形成基于糖基化酪蛋白的胶囊化辣椒红素。本专利技术的有益效果：本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酪蛋白‑卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)酪蛋白糖基化共聚物的制备：将酪蛋白溶于pH7.4磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌2.5h，制备成酪蛋白均匀溶液，超声处理；收集样品后加入一定比例卡拉胶，混合均匀后冷冻干燥48h，随后将样品磨成粉，并过120目筛，置于含有饱和溴化钾的反应容器中并将反应温度控制在40‑80℃，pH为7‑8；反应22‑26小时后冷却终止反应，即得酪蛋白糖基化共聚物；(2)酪蛋白‑卡拉胶自组装纳米微胶囊的制备：将酪蛋白糖基化共聚物溶于pH＝7.4的溶液中，配成共聚物溶液，并加入一定量的叠氮化钠使其终浓度为0.1mg/ml；将配制好的溶液放在20‑30℃水浴磁力搅拌2.5‑3.5小时，之后转移到3‑5℃条件下放置8‑12h，使糖基化产物颗粒溶胀充分，在冰浴的条件下，在250w的功率下超声5‑7min，则得到糖基化共聚物自组装纳米微胶囊。

【技术特征摘要】
1.一种酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)酪蛋白糖基化共聚物的制备：将酪蛋白溶于pH7.4磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌2.5h，制备成酪蛋白均匀溶液，超声处理；收集样品后加入一定比例卡拉胶，混合均匀后冷冻干燥48h，随后将样品磨成粉，并过120目筛，置于含有饱和溴化钾的反应容器中并将反应温度控制在40-80℃，pH为7-8；反应22-26小时后冷却终止反应，即得酪蛋白糖基化共聚物；(2)酪蛋白-卡拉胶自组装纳米微胶囊的制备：将酪蛋白糖基化共聚物溶于pH＝7.4的溶液中，配成共聚物溶液，并加入一定量的叠氮化钠使其终浓度为0.1mg/ml；将配制好的溶液放在20-30℃水浴磁力搅拌2.5-3.5小时，之后转移到3-5℃条件下放置8-12h，使糖基化产物颗粒溶胀充分，在冰浴的条件下，在250w的功率下超声5-7min，则得到糖基化共聚物自组装纳米微胶囊。2.根据权利要求1所述的酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的磷酸盐缓冲液的pH为7-8，优选为7.4，制备成酪蛋白均匀溶液的浓度为2mg/ml，超声处理为在250w功率下5s-on，5s-off。3.根据权利要求1所述的酪蛋白-卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的酪蛋白与卡拉胶的摩尔比0.3-0.8：1，优选为0.5：1，反应容器中的相对湿度为70％-80％，优选为79％。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊春华，邱佳欢，闵敏，范卓莹，沈忱，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33