[发明专利]一种基于糖基化酪蛋白的茶多酚纳米胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

一种基于糖基化酪蛋白的茶多酚纳米胶囊及其制备方法，本发明属于功能性保健食品纳米胶囊技术领域。

背景技术

茶多酚，又名茶单宁、儿茶酸，属多酚类物质，是茶叶中所含有的一类多羟基酚类化合物的总称。茶多酚中最重要成分是黄烷醇类的多种儿茶素，其中没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是含量最高也是最为重要的一种组分，具有高效的抗氧化、抗菌、抗癌、抗辐射、提高机体免疫力等作用。然而由于EGCG分子结构中存在多个酚羟基，导致其易受光、氧、水分、重金属等作用而降解，且脂溶性较弱，稳定性差，并且在碱性溶液中活性大大降低，故在实际应用中常常受到限制。目前普遍采用微胶囊技术对活性物质进行包埋，不仅能有效避免贮运环境中光、氧等因素的不利影响，增强活性物质在货架期和生物体内的稳定性，同时微胶囊结构的缓释作用能延长该物质的生物半衰期，实现靶向运输，从而提高生物利用率，强化其生理活性。

现有研究过程中使用有机溶剂，或者非食品级合成聚合电解质，成为食品主要的安全性问题。开发简单、安全且具有高效传输系统的纳米胶囊，是目前的研究热点。基于天然蛋白的纳米载体，既具有良好的生物相容性和生物降解性，又具有纳米尺寸效应，适合作为营养物质载体，所以有着良好的应用前景。其中，酪蛋白可通过自组装形成胶束，其外亲水、内疏水结构可用于输送水溶性、脂溶性物质，是营养物质的天然载体。而多酚与富含脯氨酸的蛋白有很强的亲和性，在水溶液中与其结合形成可溶或者不可溶复合物，因此是EGCG较为理想的载体。然而天然酪蛋白在等电点附近溶解性差，且对EGCG的载量不高，高浓度的EGCG使酪蛋白凝聚沉淀从而无法获得具有良好稳定性的纳米胶囊。通过美拉德反应定向接枝获得的糖基化酪蛋白赋予其更加卓越的界面性质，并且在低于酪蛋白临界胶束浓度条件下可通过自组装形成胶束，接枝多糖的无规线团结构特质有效改善了酪蛋白的物理稳定性，因此在较高EGCG载量下，不会生成大的聚集体，并且良好的贮藏稳定性。与此同时，相比于天然酪蛋白，糖基化酪蛋白对EGCG的载量显著提高。因此可将其作为构建EGCG等水溶性营养素的更为理想的载体。

发明内容

本发明的目的是提供一种对酪蛋白的糖基化改性方法，使酪蛋白对EGCG的结合率和贮藏稳定性显著提高。选择美拉德定向接枝的糖基化酪蛋白为壁材，成分简单，体系性质稳定，实现了EGCG的保护和贮藏。

本发明的技术方案是，具有高结合率和良好贮藏稳定性的EGCG纳米胶囊，由以下成分组成：

芯材为EGCG；壁材分别为酪蛋白、糖基化酪蛋白；其中，芯材与壁材的摩尔比为0∶1～256∶1；所述的糖基化酪蛋白为酪蛋白与葡聚糖干热美拉德反应定向接枝产物经超滤分离去除未参与反应的酪蛋白与葡聚糖制得；所述的葡聚糖相对分子质量为200,000。

本发明所采用的另一技术方案是，上述纳米胶囊的制备方法，按以下步骤进行：

a.采用干热美拉德反应定向接枝制备糖基化酪蛋白：将酪蛋白和葡聚糖(w/w＝1/7)溶于pH7.0，0.2mol/L磷酸盐缓冲液中获得酪蛋白浓度为8g/L的溶液，然后冷冻干燥；将干燥后的样品磨细，过120目筛，反应(60℃，相对湿度为78％，pH7.0)12～24h；超滤(膜的截留分子量为100kDa)去除未参与糖基化反应的酪蛋白及葡聚糖，即得糖基化酪蛋白。

b.采用物理混合法制备EGCG纳米胶囊：常温下将酪蛋白及上述糖基化酪蛋白溶于0.2mol/L、pH7.0的磷酸盐缓冲液中，其中酪蛋白浓度均为1g/L；将溶有不同浓度的EGCG的醋酸盐缓冲液(pH4.5)与蛋白溶液以1∶19(v/v)混合，辅以搅拌1～10min(转速为400～800r/min)，即得EGCG纳米胶囊。

c.采用高效液相色谱法及动态光散射法分析EGCG纳米胶囊的贮藏稳定性：将不同芯壁摩尔比的EGCG-酪蛋白、EGCG-糖基化酪蛋白纳米胶囊分别充满N₂，并于4℃冰箱中贮藏若干天，利用高效液相色谱法及动态光散射法分析其保留率及平均粒径变化率。

本发明中，相较于EGCG-酪蛋白纳米胶囊，EGCG-糖基化酪蛋白纳米胶囊的壁芯摩尔比有显著提高，且高浓度EGCG不会造成糖基化蛋白的聚集和沉淀，因此体系仍呈现澄清透明状。纳米胶囊的平均粒径在80～150nm之间，包埋率高于90％，且EGCG-糖基化酪蛋白纳米胶囊在贮藏10天期间的保留率及粒径变化率均优于EGCG-酪蛋白纳米胶囊。对酪蛋白通过美拉德反应进行糖基化修饰，不仅改善了酪蛋白的水溶性、乳化性，而且有效提高了对EGCG的载量和体系的贮存稳定性。