[发明专利]一种稳定性高的蛋白质‑壳聚糖复凝聚交联微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于包埋技术领域，具体涉及一种稳定性高的蛋白质-壳聚糖复凝聚交联微胶囊及其制备方法。

背景技术

微囊化是提高芯材稳定性、实现控释和改变其物理状态的有效手段。微囊化的方法有很多种，包括喷雾干燥法、挤压法、流化床法和复凝聚法等，喷雾干燥是食品工业中最常用的方法，但是复凝聚法已引起了人们极大的兴趣。

复凝聚是发生在胶体溶液中的一种现象，其利用两种带不同电荷的聚电解质通过静电相互作用产生沉淀的原理来达到芯材包埋的目的，目前在食品领域最常见的复凝聚体系为蛋白质-多糖组合。复凝聚微囊化法具有包埋效率高、控释性强等特点，而且所用聚电解质为天然大分子，因此具有极佳的生物相容性及安全性，在食品领域有很大的应用潜力。

由于复凝聚相的形成是基于聚电解质之间的静电相互作用，其机械强度较差，而且在偏离复凝聚反应最适pH值时易发生解离，因此必须进行交联以提高其稳定性。能够引起蛋白质发生共价交联的物质理论上均可用于复凝聚相的交联。目前报道最多的是基于蛋白质的交联剂，最常用且效果最好的是戊二醛，但是该化合物具有毒性，并不适合在食品工业中使用。谷氨酰胺转氨酶能催化蛋白质之间的交联反应，而且廉价易得，但是其所需反应时间较长，且对很多复凝聚体系的交联效果不如戊二醛。安全、高效且廉价的交联剂或交联方法已成为制约复凝聚微囊化技术在食品工业中应用的重要因素之一。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种稳定性高的蛋白质-壳聚糖复凝聚交联微胶囊及其制备方法。本发明以蛋白质和壳聚糖分别为聚阴离子和聚阳离子构成微胶囊壁材，通过复凝聚法制备微胶囊，再将微胶囊粉末与还原糖混合均匀，通过控制环境相对湿度、加热温度和时间，壳聚糖可分别与蛋白质和还原糖发生美拉德反应引发交联。所制备的微胶囊克服了现有技术中复凝聚微胶囊机械强度较差、在偏离复凝聚反应最适pH值时易发生解离而失去稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种稳定性高的蛋白质-壳聚糖复凝聚交联微胶囊的制备方法，它包括以下步骤：

（1）将芯材与蛋白质溶液混合，高速分散形成O/W型乳状液；所述O/W型乳状液中芯材与蛋白质的质量比为1:5-1:1；

（2）再向所述O/W型乳状液中加入壳聚糖溶液，所述蛋白质与壳聚糖的质量比为9:1-3:1，低速搅拌，调节pH值，蛋白质与壳聚糖通过静电相互作用发生复凝聚反应，形成复凝聚相沉降在芯材乳滴周围而得到微胶囊悬浮液；

（3）离心收集微胶囊，冷冻干燥得到微胶囊粉末；

（4）按照所述微胶囊粉末与还原糖质量比10:1-1:1将两者混合均匀，在相对湿度为11.1%-63.1%和温度50-80℃下壳聚糖分别与蛋白质和还原糖发生美拉德反应引发交联制得所述复凝聚交联微胶囊。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（1）中芯材为V_E或辣椒红色素。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（1）中蛋白质为大豆分离蛋白、豌豆分离蛋白、酪蛋白、牛血清白蛋白、乳球蛋白、丝蛋白、明胶或乳清分离蛋白中的至少一种。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（2）中调节pH为5.5-6.5。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（2）中复凝聚反应的温度为25-55℃。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（2）中复凝聚反应的时间为15-60min。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（4）中还原糖为葡萄糖、核糖、甘露糖、木糖、半乳糖或阿拉伯糖中的至少一种。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤（4）中美拉德反应时间为4-12h。

本发明还提供了所述的制备方法制得稳定性高的蛋白质-壳聚糖复凝聚交联微胶囊。

所述的微胶囊在pH4.0的盐酸溶液中不溶解但可发生溶胀，浸泡2h后的芯材释放率为11.5%-17.6%。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用蛋白质和壳聚糖构成复凝聚体系来制备微胶囊，将干燥的微胶囊粉末与还原糖混合均匀，此时壳聚糖将蛋白质与还原糖从空间上隔开，在一定相对湿度和温度下壳聚糖可分别与蛋白质和还原糖发生美拉德反应引发微胶囊交联，从而提高其在pH4.0溶液中的稳定性。本发明克服了现有技术中复凝聚微胶囊机械强度较差、在偏离复凝聚反应最适pH值时易发生解离而失去稳定性的问题。