一种超声改性乳清蛋白螯合亚铁补铁剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超声改性乳清蛋白鳌合亚铁补铁剂及其制备方法，属于生物技术领域。本发明专利技术以乳清分离蛋白与FeSO4为原料，通过超声技术对乳清分离蛋白进行改性，以乳清蛋白铁螯合能力为指标，对超声改性的条件进行优化，最后研究其体外胃肠稳定性，制备出一种易吸收且高生物利用率的补铁剂。采用超声处理乳清分离蛋白，使蛋白具有良好的生物安全性、生物相容性、生物降解性、以及与铁螯合较为理想的功能性，同时避免了传统热处理可能导致的乳清蛋白溶解性降低、与铁螯合能力下降等问题，具有高效环保、补铁效果好、副作用少等优点。本发明专利技术将为乳清蛋白螯合铁作为补铁剂的应用提供技术上的支持和参考。上的支持和参考。

【技术实现步骤摘要】
一种超声改性乳清蛋白螯合亚铁补铁剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种超声改性乳清分离蛋白螯合亚铁及其制备方法，以乳清分离蛋白为原料与亚铁离子进行螯合，制备出含铁量较高的超声改性乳清蛋白螯合铁纳米颗粒，最后制备一种易吸收且高生物利用率的补铁剂。

技术介绍

[0002]铁是人体生长发育所必需的微量元素之一，在人体内起到多种生理作用，如参与氧的运输及储存、维持正常造血功能以及增强人体免疫力等。铁元素缺乏最常见的危害是贫血，会对青少年造成消化不良、抵抗力低下、生长速度减缓、智力低下等状况。成人缺铁会出现头晕嗜睡，血压低等症状，孕妇缺铁不仅会影响孕妇的身体健康，还会对胎儿的健康不利。缺铁性贫血是一个全球性的公共卫生问题，通过补铁剂来补充缺失的铁元素是目前治疗缺铁症最安全可靠、有效、且具经济效益的方法。因此，补铁剂的研发是科研人员研究的热点。
[0003]根据补铁剂的发展经历，不论是以硫酸亚铁为代表包括氯化亚铁、硫酸亚铁等无机铁盐在内的第一代补铁剂，还是以可溶性的小分子有机铁盐络合物为代表的第二代铁盐，其结构不稳定，吸收率低，对胃肠道有刺激作用，长期服用还会有恶心、腹泻等不良副作用。而以氨基酸螯合铁，血红素铁、多糖铁、多肽和蛋白螯合铁为主的补铁剂，可以在小肠中经过氨基酸通道吸收，不仅提高了利用率，还避免了对胃肠道的刺激作用，稳定性好，补铁效果明显。
[0004]乳清蛋白是干酪生产中的副产物，来源于牛乳且成本较低，经一定工艺制备而成的一种蛋白质，属于全价蛋白。它具有生物安全性、生物相容性、生物降解性、以及与铁螯合较为理想的功能性，不仅易于吸收、减少胃肠负担，还含有丰富的必需氨基酸及多种活性成分，其中β
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乳球蛋白是乳清蛋白的主要成分。超声因其低能耗、安全、无污染等优势被广泛应用于食品领域，大量研究发现，超声空化效应产生的剪切力能够改变蛋白质粒径大小及分布范围、提高蛋白质的溶解度和蛋白质分子的聚集程度，进而影响蛋白质的功能特性。因此，本专利技术通过超声对乳清蛋白进行改性，并对超声改性的条件进行优化，进一步研究乳清蛋白的功能特性及与亚铁离子的螯合能力，制备出生物可及性较高的乳清蛋白铁纳米颗粒。目前，因乳清蛋白独特的功能营养特性及在食用药用等方面的优势，乳清蛋白螯合铁必将有十分广阔的研究和应用前景。
[0005]本专利技术的技术优势主要体现在以下四个方面：
[0006]第一，申请的专利技术是以乳清分离蛋白作为原料，采用安全无污染的超声技术对其改性，优化出铁螯合能力最高的乳清蛋白。
[0007]第二，申请的专利技术是将超声改性乳清分离蛋白与铁螯合，制备出含铁量最高的乳清蛋白铁纳米颗粒，采用不同的超声时间、超声温度和超声振幅，不同的质量配比、调节适宜的pH值、反应时间以及磁力搅拌、离心和冷冻干燥技术制备而成，具有生物可及性较高、在胃肠中稳定且易于吸收的优势。
中制成。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例,对本专利技术作进一步的描述,但这些实施例仅用于解释本专利技术,对本专利技术的范围并不构成任何限制。
[0021]实施例1
[0022]1.超声改性乳清蛋白螯合亚铁纳米颗粒的制备方法：以乳清分离蛋白(WPI)为原料，用蒸馏水配制成质量浓度为40mg/mL的乳清蛋白溶液，并将乳清蛋白溶液在超声波频率为20kHz，超声振幅为20％，超声时间为5min(每超声10s，停止超声5s)的条件下进行超声改性，并冷却至室温，即得到超声改性的乳清蛋白溶液。再向乳清蛋白溶液中加入FeSO4，二者质量比1:1，后用HCl和NaOH将pH值调为6，并在25℃下磁力搅拌20min进行充分的螯合反应。随后以3800r/min的转速进行离心，时间为10min，目的是除去不溶的铁和蛋白，并保留上清液。然后再用10kDa的超滤离心管以5000r/min的转速对上清液离心5min，进而除去游离的铁离子，将被截留的部分分装于冷冻盘中，厚度10mm，置于预冻温度为
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80℃的冷冻库中，预冻时间8h后，移至温度设定为
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40℃的真空冷冻干燥机中，冻干12h，即得到超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒。
[0023]2.超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒模拟体外消化：将所制备的冻干超声改性乳清蛋白螯合亚铁纳米颗粒溶解在去离子水中，用盐酸调节溶液pH至2制成样品溶液。取5mL胃蛋白酶溶液向其中加入样品溶液，并放置在温度为37℃下震荡反应2小时后取出，得到模拟胃消化产物，记录总体积，并取出20mL检测铁释放性，其余供模拟肠消化实验；取20mL模拟胃消化产物置于锥形瓶中，用NaHCO3调节溶液pH至7。取胰蛋白酶溶液加入锥形瓶中混匀，放置在37℃条件下震荡反应，2小时后取出，得到模拟肠消化产物，进行生物可及性测定，得出铁的生物可及性。
[0024]实施例2
[0025]1.超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒的制备方法：以乳清分离蛋白(WPI)为原料，用蒸馏水配制成质量浓度为40mg/mL的乳清蛋白溶液，并将乳清蛋白溶液在超声波频率为20kHz，超声振幅为30％，超声时间为10min(每超声10s，停止超声5s)的条件下进行超声改性，并冷却至室温，得到超声改性的乳清蛋白溶液。再向乳清蛋白溶液中加入FeSO4，二者质量比1：5，后用HCl和NaOH将pH值调为6，并在25℃下磁力搅拌40min进行充分的螯合反应。随后以3800r/min的转速进行离心，时间为10min，目的是除去不溶的铁和蛋白，并保留上清液。然后再用10kDa的超滤离心管以5000r/min的转速对上清液离心5min，进而除去游离的铁离子，将被截留的部分分装于冷冻盘中，厚度10mm，置于预冻温度为
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80℃的冷冻库中，预冻时间10h后，移至温度设定为
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30℃的真空冷冻干燥机中，冻干12h，即得到超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒。
[0026]2.超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒模拟体外消化：将所制备的冻干超声改性乳清蛋白螯合亚铁纳米颗粒溶解在去离子水中，用盐酸调节溶液pH至2制成样品溶液。取5mL胃蛋白酶溶液向其中加入样品溶液，并放置在温度为37℃下震荡反应2小时后取出，得到模拟胃消化产物，记录总体积，并取出20mL检测铁释放性，其余供模拟肠消化实验；取20mL模拟胃消化产物置于锥形瓶中，用NaHCO3调节溶液pH至7。取胰蛋白酶溶液加入锥形瓶中混匀，
放置在37℃条件下震荡反应，2小时后取出，得到模拟肠消化产物，进行生物可及性测定，得出铁的生物可及性。
[0027]实施例3
[0028]1.超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒的制备方法：以乳清分离蛋白(WPI)为原料，用蒸馏水配制成质量浓度为40mg/mL的乳清蛋白溶液，并将乳清蛋白溶液在超声波频率为20kHz，超声振幅为20％，超声时间为15min(每超声10s，停止超声5s)的条件下进行超声改性，并冷却至室温，得到超声改性的乳清蛋白溶液。再向乳清蛋白溶液中加入FeSO4，二者质量比1：10，后用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声改性乳清蛋白螯合亚铁补铁剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)、乳清分离蛋白的超声改性以乳清分离蛋白(WPI)为原料，用蒸馏水配制成质量浓度为40mg/mL的乳清蛋白溶液，并将乳清蛋白溶液在超声波频率为20kHz的条件下，采用间断式超声处理方式，每超声10s，停止超声5s，在一定的超声功率范围内，在一定的超声振幅下处理一定的时间；冷却至室温，得到超声改性的乳清蛋白溶液；2)、超声改性乳清蛋白螯合亚铁颗粒的制备向步骤1)所制得的超声改性乳清蛋白溶液中，以一定质量比加入FeSO4，用HCl和NaOH调节pH值，在25℃下磁力搅拌一定时间，使螯合反应充分进行后，在3800r/min的转速下离心10min以除去不溶的蛋白质和铁，保留上清液；然后再将所得到的上清液真空冷冻干燥后制得超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒；3)、超声改性乳清蛋白亚铁纳米颗粒模拟体外消化将步骤2)所制备的冻干超声改性乳清蛋白螯合亚铁纳米颗粒溶解在去离子水中，溶液用盐酸调节pH至2制成样品溶液；取胃蛋白酶溶液5mL加入样品溶液，并放置在37℃条件下震荡反应2小时后取出，得到模拟胃消化产物，记录总体积，并取出20mL检测铁释放性，其余供模拟肠消化实验；取20mL模拟胃消化产物置于锥形瓶中，用NaHCO3调节pH至7；取胰蛋白酶溶液加入锥形瓶中混匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚春宇，孙正伟，刘璐，刘于嘉，李振龙，李龙翔，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：