变性豌豆蛋白质溶液及其形成微粒的用途制造技术

一种生产变性豌豆蛋白质溶液的方法，其包括以下步骤：将豌豆蛋白质与碱性溶剂混合以提供pH至少为10的1‑10％豌豆蛋白质溶液(w/v)，将所述豌豆蛋白质溶液静置至少15分钟，在足以使豌豆蛋白质热变性而不引起所述豌豆蛋白质溶液凝胶化的条件下加热豌豆蛋白质溶液，并迅速冷却所述变性豌豆蛋白质溶液以防止凝胶化，其中所述变性豌豆蛋白质溶液中至少90％的豌豆蛋白质是可溶的。本发明专利技术还描述了一种生产具有变性豌豆蛋白质基质的微粒的方法，所述方法包括以下步骤：提供根据本发明专利技术的变性豌豆蛋白质溶液，处理所述变性豌豆蛋白质溶液以形成微滴；以及交联和螯合所述液滴以形成微粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变性豌豆蛋白质溶液及其形成微粒的用途
本专利技术涉及变性豌豆蛋白质溶液。具体地，本专利技术涉及制备变性豌豆蛋白质溶液的方法，其适用于形成微粒，该微粒适合哺乳动物口服并且完整递送至哺乳动物小肠。本专利技术还涉及制备微粒的方法，以及根据本专利技术的方法形成微粒。
技术介绍
从动物衍生产品(牛奶、胶原)中提取的动物蛋白质(乳清蛋白、明胶、酪蛋白)广泛用于活性物质的胶囊化(encapsulation)。这些天然聚合物具有明显的优点：生物相容性、生物降解性、良好的两亲性质和功能性质，如水溶性，以及乳化和发泡能力。但是，成本、变应原性和市场局限性表明了动物衍生蛋白质的一些不足。目前，广泛存在基于动物蛋白质的微粒，这与植物蛋白质在工业中非常有限的使用形成对比。这种趋势在未来几年应该被逆转。在食品应用中，与动物衍生蛋白质相比，植物蛋白质具有较少的过敏原是已知的。由于这些原因，在过去几年中，富含蛋白质的植物产品的新应用开发已经成为越来越令人感兴趣的研究领域。在过去十年中，由于消费者对动物衍生产品的安全性的担忧增加，蛋白质原料产业已经转向作为动物来源的首选替代品的植物，例如素食。喷雾干燥和凝聚是主要用于将植物蛋白质活性物质微胶囊化的两种技术。两种方法都具有将植物蛋白质作为可再生和可生物降解的资源的“绿色化学”的方面，另外，这两种技术不需要使用有机溶剂。还可以考虑其它方法，比如溶剂蒸发技术；但是，需要引入其它赋形剂和多糖以产生明确的结构。喷雾干燥是将初始液体转化成微粒的固体粉末的连续方法。这是非常常见的脱水方法，用于形成包裹活性物质的连续基质。该技术提供了几个优点：简单、相对廉价和快速。通过喷雾干燥成功地进行微胶囊化的重要因素是外壳材料在水中的高溶解度和在高固体含量下的低粘度。这种技术的缺点是大量产品的损失(由于微粒对喷雾干燥器壁的粘附)以及敏感产品在高干燥温度下降解的可能性。通过凝聚进行微胶囊化是通过在以下因素之一的作用下沉淀活性核周围的壁形成材料进行的：pH或温度的变化，加入非溶剂或电解质化合物通过简单或复杂的方法发生凝聚。简单的凝聚仅涉及一种胶体溶质，从而形成单一的聚合物膜。通过混合两种相反电荷的聚电解质来产生复合凝聚，以便允许在活性核周围形成壳。Ducel等人(2004)通过复合凝聚外加pH和聚合物浓度对微胶囊大小的影响，研究了豌豆球蛋白(等电点在pH4.4-4.6之间)用于甘油三酯微胶囊化的用途。在初始组成中增加豌豆球蛋白/阿拉伯胶(50:50)的混合浓度，导致微胶囊大小增加。例如，在pH3.5时，浓度范围为1g/L至10g/L的微胶囊的直径分别从28μm变化到97μm。Conversely,Lazko等人(2004a)观察到随着大豆蛋白质浓度的增加，凝聚体的大小减小。事实上，随着蛋白质浓度从0.5g/L增加到5g/L，获得的微粒的平均直径分别从153μm下降到88μm。在公开的结果之间的这种不一致可能是由于凝聚过程的差异所致。将复合凝聚用在豌豆蛋白质的情况下，颗粒团聚和凝聚增加了其大小。在初始制备中，多糖的存在也可以影响凝聚体团聚(Klassen和Nickerson，2012)。另一方面，简单的凝聚用于制备大豆蛋白质微粒。乳液中较高浓度的表面活性蛋白质增加了凝聚体的凝聚抗性。Klemmer等人(InternationalJournalofFoodScienceandTechnology2011,46,2248-2256)描述了豌豆蛋白质溶液及其制备含有益生菌的胶囊的用途。Klemmer的方法涉及将豌豆分离蛋白质溶解在碱性溶剂中，加热该溶液使蛋白质变性，然后冷却该变性蛋白质。然后将藻酸盐加入到所述变性蛋白质溶液中，接着将生物聚合物混合物进行进一步的加热和冷却步骤，然后加入益生菌并通过一针头挤出所述混合物以产生在钙浴中交联的液滴来形成平均直径约2mm的胶囊。使用豌豆/藻酸盐溶液作为胶囊化的基质用于口服消化是有问题的，因为豌豆/藻酸盐基质不能在胃转运(gastrictransit)中存在，而是在胃中酸性条件下被破坏，分解释放出益生菌。此外，向豌豆蛋白质溶液中加入藻酸盐会使生物聚合物混合物的粘度增加到难以加工成微滴的程度，这意味着所得到的胶囊是大的而不是微珠或微胶囊。本专利技术的目的是提供适用于形成微粒的变性豌豆蛋白质溶液及其生产方法。本专利技术的另一个目的是提供形成豌豆蛋白质微粒的方法。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了具有非常高含量的可溶性豌豆蛋白质的变性豌豆蛋白质溶液(即大于90％，使用下述方法)，并且具有足够低的粘度以使其能够在微珠形成期间通过喷嘴(包括喷雾干燥喷嘴和雾化轮)被挤出或喷雾。高含量的可溶性变性豌豆蛋白质提供了最大化使用豌豆蛋白质底物的有效方法。此外，根据本专利技术的方法形成的变性豌豆蛋白质溶液，其具有约为6-9％(w/v)的豌豆蛋白质浓度，可以在酸中有效聚合以形成微小的微粒，而不需要在基质中添加额外的生物聚合物，形成的微粒能够完整地胃转运和小肠释放，特别是回肠释放。在第二方面，本专利技术提供了生产豌豆蛋白质微粒的方法，所述豌豆蛋白质微粒为球形，通常具有均匀的粒径分布，并且在通过哺乳动物的胃后完好无损，并随后在小肠中，特别是回肠中分解。这允许所述微粒将酸敏感活性剂递送到小肠而完好无损。此外，所述球形微粒及其均匀的粒径分布允许受控的和可重复的活性剂释放动力学。生产所述微粒的方法包括形成本专利技术的变性豌豆蛋白质溶液的液滴，然后在酸性浴中将所述液滴冷凝胶化(coldgelation)。令人惊奇的是，申请人发现使用具有与豌豆蛋白质的pI相同的pH的酸性凝胶浴导致形成形状不规则的微粒，并且为了获得高度球形的微珠(如图2所示的那些)要求所述凝胶浴的pH值小于豌豆蛋白质的pI。在第一方面，本专利技术提供了生产变性豌豆蛋白质溶液的方法，包括以下步骤：将豌豆蛋白质溶解在溶剂中以提供1-10％的豌豆蛋白质溶液(w/v)；将所述溶解的豌豆蛋白质溶液静置至少15分钟，以进一步将所述豌豆蛋白质溶解和水合；在足以使豌豆蛋白质热变性而不会引起所述豌豆蛋白质溶液凝胶化的条件下加热所述静置的豌豆蛋白质溶液；和快速冷却所述变性豌豆蛋白质溶液以防止蛋白质凝胶化；其中在所述变性豌豆蛋白质溶液中，至少90％的豌豆蛋白质通常是可溶的。在一个实施例中，在静置之前，将所述豌豆蛋白质通过化学或物理方法溶解。化学溶解通常包括将豌豆蛋白质与碱混合，以提供pH为10或更高的碱性豌豆蛋白质溶液。物理溶解包括用物理方法处理溶剂中的蛋白质的分散体(或部分分散体的部分溶液)，例如声能量(声处理(sonication)或超声波处理)。所述溶剂通常是水性溶剂，例如磷酸盐缓冲液或硼酸盐缓冲液。通常，所述溶剂的pH约为6-9。理想地，所述缓冲液的pH约为7-8。在一个实施例中，通过将该豌豆蛋白质与碱性溶剂混合来溶解所述豌豆蛋白质，以提供1-10％的豌豆蛋白质溶液(w/v)。通常，将所述豌豆蛋白质与碱性溶剂混合以提供pH至少为7(在一个实施例中pH至少为10)的6-9％豌豆蛋白质溶液(w/v)。优选地，将所述豌豆蛋白质与碱性溶剂混合以提供pH为7至10的豌豆蛋白质溶液。通常，将冷却的变性豌豆蛋白质溶液澄清以除去不溶物质。各种澄清方法对于本领域技术人员而言是显而易见的。优选地，通过离心来澄清所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产变性豌豆蛋白质溶液的方法，包括以下步骤：在pH为10或更高的碱性溶剂中部分溶解豌豆蛋白质，或通过物理溶解，以提供1‑10％的豌豆蛋白质溶液(w/v)；将所述溶解的豌豆蛋白质溶液静置至少15分钟，以进一步将所述豌豆蛋白质溶解和水合；在足以使所述豌豆蛋白质热变性而不会引起所述豌豆蛋白质溶液凝胶化的条件下加热所述静置的豌豆蛋白质溶液；和快速冷却所述变性豌豆蛋白质溶液以防止凝胶化；其中所述变性豌豆蛋白质溶液中，至少90％的豌豆蛋白质是可溶的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 EP 14198051.61.生产变性豌豆蛋白质溶液的方法，包括以下步骤：在pH为10或更高的碱性溶剂中部分溶解豌豆蛋白质，或通过物理溶解，以提供1-10％的豌豆蛋白质溶液(w/v)；将所述溶解的豌豆蛋白质溶液静置至少15分钟，以进一步将所述豌豆蛋白质溶解和水合；在足以使所述豌豆蛋白质热变性而不会引起所述豌豆蛋白质溶液凝胶化的条件下加热所述静置的豌豆蛋白质溶液；和快速冷却所述变性豌豆蛋白质溶液以防止凝胶化；其中所述变性豌豆蛋白质溶液中，至少90％的豌豆蛋白质是可溶的。2.如权利要求1所述的方法，其中部分溶解的豌豆蛋白质溶液是6-9％的豌豆蛋白质溶液(w/v)。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述豌豆蛋白质部分溶解在碱性溶剂中以提供pH至少为10的豌豆蛋白质溶液。4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述豌豆蛋白质部分溶解在碱性溶剂中以提供pH为10至11的豌豆蛋白质溶液。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述冷却的变性豌豆蛋白质溶液离心以除去不溶物质。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述豌豆蛋白质溶液静置至少30分钟。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述豌豆蛋白质溶液静置至少40分钟。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述豌豆蛋白质通过声处理溶解，其中在声处理之前，将所述豌豆蛋白质分散在去离子水、磷酸盐或硼酸盐缓冲液中。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中按重量计，所述豌豆蛋白质包含纯度为至少70％的豌豆蛋白质源。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述豌豆蛋白质选自豌豆分离蛋白质(PPI)或豌豆浓缩蛋白质(PPC)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法生产的变性豌豆蛋白质溶液。12.包含1-10％变性豌豆蛋白质的变性豌豆蛋白质溶液，其中所述变性豌豆蛋白质溶液中，至少90％(w/w)的豌豆蛋白质是可溶的。13.如权利要求12所述的变性豌豆蛋白质溶液，其包含6-9％的变性豌豆蛋白质(w/v)。14.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布莱尔，R·肯特，
申请(专利权)人：安纳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE