一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于功能蛋白缓释技术领域，公开了一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用。方法：1)以乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，均质乳化，筛选，得具有可纺性的油包水乳液；2)以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。本发明专利技术高效制备了表面高疏水且具有复合型微结构的纳米纤维载体，解决了现有结肠递送载体因亲水性溶胀而导致功能因子递送效率不佳的问题，为深入探究稳态化功能蛋白的结肠释放行为影响其生物活性的规律与机制奠定基础，用于功能蛋白缓控释领域。蛋白缓控释领域。

【技术实现步骤摘要】
一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能蛋白缓释
，具体涉及一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]功能蛋白是重要的食品功能因子，因其具有多种生物活性而被广泛应用于功能食品中。例如，乳铁蛋白及藻蓝蛋白等不仅能够促进营养及肠道免疫调节功效，其还具有结肠局部抗抗炎、抗癌等多种生理功能。但是，食品功能蛋白在加工过程中稳定性差，且易受到胃酸和上胃肠道中大量消化酶的影响而失去生物活性。构建负载功能蛋白的结肠递送和缓控释体系可以提高其在口服传递过程中的稳定性及生物利用度。
[0003]以肠道菌群作为一种理想的触发物所构建的多糖基菌群/酶触发型结肠靶向递送和控释体系，已成为食品功能蛋白稳态化领域的研究热点。值得注意的是，虽然多糖基材在胃和小肠不被消化降解，但其亲水性溶胀会导致所负载的活性物质在上胃肠道大量突释(20％～60％)，载体的靶向递送效果不理想。其次，研究表明基于载体的微结构特征，所负载的生物活性成分会呈现不同的释放模式(如缓释、突释)。在药剂学领域，研究者更深入关联了药物的释放行为影响其药效发挥的规律与机制。然而，稳态化食品功能蛋白等的释放特性与其发挥生物活性的内在关系尚未见报道。

技术实现思路

[0004]为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供由上述方法制备得到的含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供上述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维在功能蛋白缓释材料中的应用。
[0007]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)采用混合溶剂将乙基纤维素配成溶液，获得乙基纤维素溶液；乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，得到混合体系；所述改性果胶由果胶、水和改性剂组成；所述改性剂为甘油、聚乙烯醇(AH
‑
26)、丙酮中的至少一种；所述改性果胶中果胶和水形成的溶液的质量浓度为3％；当改性剂为甘油或含有甘油时，甘油在改性果胶中的质量浓度为0
‑
25％；当改性剂为聚乙烯醇或含有聚乙烯醇时，聚乙烯醇在改性果胶中的质量浓度为0
‑
4％；当改性果胶为丙酮或含有丙酮时，丙酮与改性果胶中的水的体积比为1∶6～1∶3；
[0010]2)将混合体系进行均质乳化，获得油包水乳液；
[0011]3)筛选出具有可纺性的油包水乳液；
[0012]4)将功能蛋白与水溶性聚合物溶液混匀，获得含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液；所述水溶性聚合物溶液为聚乙烯醇水溶液(AH
‑
26)、普鲁兰水溶液中一种以上；聚乙烯醇水溶液的浓度为6wt％～10wt％；普鲁兰水溶液的浓度为10wt％～30wt％；所述功能蛋白在含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液中的浓度为0～500mg/kg；
[0013]5)以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。
[0014]步骤3)中筛选出具有可纺性的油包水乳液具体是指绘制以分散相的粘度与电导率分别为x和y轴的二维坐标系，根据具有可纺性的油包水乳液在坐标系中的位置分布，构建油包水乳液的电纺性图谱，根据该图谱筛选具有可纺性的油包水乳液。
[0015]步骤4)中所述功能蛋白为水溶性蛋白，如：乳铁蛋白。
[0016]步骤1)中所述乙基纤维素溶液浓度为10～15wt％。
[0017]步骤1)中所述混合溶剂为乙醇和氯仿，乙醇与氯仿的体积比＝4∶1～2∶1。溶剂对聚合物的可纺性具有很大的影响，对于乙基纤维素来说，其可用于静电纺丝的、且与水不相容的溶剂最好是乙醇和氯仿的混合物。
[0018]步骤1)中所述改性剂中聚乙烯醇为聚乙烯醇(AH
‑
26)。
[0019]步骤1)中所述改性果胶与乙基纤维素溶液的质量比为5∶95～20∶80。
[0020]步骤2)中所述均质条件为转子定子、超声、高压均质、微流体等中的一种或几种，如首先采用转子定子25000rpm，2min均质，然后额外超声3min(50％的振幅)。
[0021]步骤5)中所述静电纺丝的条件为：环境湿度50％～65％，纺丝电压为10～15kV，纺丝距离10～15cm，纺丝壳层乳液流速为0.8～1.0mL/h，核层流速为0～0.5mL/h。
[0022]所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维，通过上述方法制备得到。
[0023]上述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维在功能蛋白缓控释领域中的应用。
[0024]所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维用于功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释，即用作功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释的产品。
[0025]相对于现有技术，本专利技术具有如下优点及有益效果：
[0026](1)本专利技术所提出的乳液与同轴静电纺丝相结合的技术策略，有助于高效构建具有连续乙基纤维素组成的高疏水外壳层、不同比例的乙基纤维素与多糖组成的控释中间层及含乳铁蛋白核层的高疏水复合纳米纤维。
[0027](3)本专利技术采用乳液和静电纺丝相结合的技术所制备的高疏水复合纳米纤维载体，用于功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释。该体系中乳铁蛋白在上胃肠环境中的突释量极少(＜1％)，实现了高效的乳铁蛋白的结肠特异性递送；该体系在结肠环境中可被降解，通过改变壳层乳液两相质量比可进一步调控稳态化乳铁蛋白的结肠释放速率。本专利技术为功能蛋白的结肠特异性运输和高效利用奠定理论基础和提供相关的方法，同时对其他食品活性因子结肠递送体系的构建亦具有借鉴意义。
附图说明
[0028]图1为实施例1
‑
4所得的乙基纤维素静电纺纳米纤维膜的扫描电镜图；
[0029]图2为实施例5所得的W/O乳液静电纺丝材料的光学图(a)和扫描电镜图(b)；
[0030]图3为实施例6所得的W/O乳液的电纺性图谱；
[0031]图4为实施例6所得的W/O乳液电纺性图谱对应不同区域的乳液静电纺丝材料的扫描电镜图；a～f分别对应图3中A～F区域；
[0032]图5为实施例7所得的W/O乳液静电纺丝材料的扫描电镜图像；分散相质量分数为5％(a)，10％(b)，15％(c)，20％(d)；
[0033]图6为实施例8、对比例1和对比例2所得的静电纺丝材料的透射电镜图；a：单轴乙基纤维素纳米纤维(对比例1)，b：DNM(对比例2)，c：5&95CNM(实施例8中5％)，d：20&80CNM(实施例8中20％)；
[0034]图7为实施例8和对比例1所得的静电纺丝材料的接触角；a：EC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)采用混合溶剂将乙基纤维素配成溶液，获得乙基纤维素溶液；乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，得到混合体系；所述改性果胶由果胶、水和改性剂组成；所述改性剂为甘油、聚乙烯醇、丙酮中的至少一种；步骤1)中所述混合溶剂为乙醇和氯仿，乙醇与氯仿的体积比＝4∶1～2∶1；2)将混合体系进行均质乳化，获得油包水乳液；3)筛选出具有可纺性的油包水乳液；4)将功能蛋白与水溶性聚合物溶液混匀，获得含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液；所述水溶性聚合物溶液为聚乙烯醇水溶液、普鲁兰水溶液中一种以上；聚乙烯醇水溶液的浓度为6wt％～10wt％；普鲁兰水溶液的浓度为10wt％～30wt％；5)以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。2.根据权利要求1所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述改性果胶中果胶和水形成的溶液的质量浓度为3％；当改性剂为甘油或含有甘油时，甘油在改性果胶中的质量浓度为0
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25％；当改性剂为聚乙烯醇或含有聚乙烯醇时，聚乙烯醇在改性果胶中的质量浓度为0
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4％；当改性果胶为丙酮或含有丙酮时，丙酮与改性果胶中的水的体积比为1∶6～1∶3；步骤1)中所述乙基纤维素溶液浓度为10～15wt％；所述功能蛋白在含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液中的浓度为0～500mg/kg。3.根据权利要求2所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：改性剂在改性果胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴虹，韦昀姗，宗敏华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：