[发明专利]菜籽蛋白‑壳聚糖纳米颗粒的扫频超声波制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及药用纳米复合颗粒技术领域，特指一种以油菜籽活性蛋白和壳聚糖为原料、采用扫频超声处理制备复合纳米颗粒并对姜黄素进行包埋的方法。

背景技术

油菜籽因含有丰富的油脂和优质蛋白质而成为世界及我国重要的油料作物之一。我国历来是油菜生产大国，目前种植面积和产量均居世界之首，其种植面积占全国油料作物总种植面积的30％以上；菜籽油产量占主要食用植物油总产量的35％以上；2016年全国油菜籽总产量已达到1400万吨。油菜籽含有40-45％的油脂，20-25％的蛋白质和25％的碳水化合物，不仅是主要的油料作物，也是巨大的植物蛋白资源，菜籽蛋白的氨基酸组成合理，其赖氨酸含量与大豆相当，而蛋氨酸等含硫氨基酸的含量则高于大豆蛋白，是我国有待开发利用的最大优质实用蛋白，具有重要的经济价值。

目前菜籽蛋白并没有能像大豆蛋白那样得到广泛的应用，主要有两个原因：一是菜籽粕中含有硫苷、植酸等有毒有害物质，主要还是用作肥料，产品附加值低，资源浪费严重；二是对菜籽蛋白的研究力度、深度和广度远不及对大豆蛋白的研究。随着“双低”油菜的推广种植，菜籽蛋白作为大宗植物蛋白成为可能，对菜籽蛋白的研究也随之变得更加重要。国内外对菜籽蛋白的提取工艺、结构特性以及功能性质进行了相应研究，但都存在一些诸如提取率不高和工艺复杂等缺陷，并未实现产业化，目前国内外都很重视菜籽粕的加工潜质，积极采用现代加工技术，进行综合加工，以实现更好的经济和社会效益。目前菜籽粕的深加工主要集中于加工制备菜籽蛋白、菜籽蛋白活性肽以及采用微生物发酵制备菜籽饼粕饲料。

壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖是自然界中仅次于纤维素的第二大天然多糖，来源丰富，具有安全无毒、易降解、良好的生物相容性等优点。壳聚糖分子中带有游离氨基，在酸性溶液中易成盐，呈阳离子性质。壳聚糖随其分子中氨基数量的增多，其氨基特性越显著，这正是其独特性质的所在，由此奠定了壳聚糖的许多生物学特性及加工特性的基础。因而，壳聚糖不仅是一种天然资源，更是一种新材料，其在医药、化工、农业等领域有着良好的应用前景。

多酚类化合物、不饱和脂肪酸或益生菌等生物活性成分，能调节人体生理机能，延缓和预防慢性疾病。如姜黄素(curcumin)，从姜科植物.(Curcuma longa L)中提取的一种相对分子质量小的多酚类物质，通常认为它是姜黄中最有效的成分。研究表明，姜黄素具有抗炎症、抗肿瘤、清除自由基、抗癌作、抗氧化、降低血糖、血脂等多种生理活性。然而姜黄素易受环境因素的影响，如在酸、中性环境中溶解性低；在碱液中容易降解，性质不稳定，；在光照、加热及铁离子的存在下易分解；口服用药吸收性差等问题。

综上，生物活性成分对食品加工和储藏过程中温度、氧、光、pH和金属离子等因素敏感，易于发生氧化、异构化、聚集或降解等结构改变，导致生物活性降低或丢失。而且，疏水性和两亲性活性成分在水中溶解性非常低。这些在很大程度上限制了生物活性成分在食品和医药工业中的应用。对生物活性成分进行包埋是食品加工和储藏过程中对其保护、消化以及增加生物利用度的一种有效手段。天然的生物大分子(如蛋白质、多糖等)不但具有高的营养价值，而且具有多种功能特性，已被广泛用作包埋技术中的原料。

研究发现蛋白质与多糖之间相互作用形成复合纳米颗粒可以克服单一组分溶解度差、稳定性差、包埋效率低的不足，对生物活性成分起到很好的包埋和保护作用。因此国内外学者进行了大量的有关蛋白质-多糖复合纳米颗粒的制备方法及其对生物活性成分包埋的研究。乳化法是制备复合纳米颗粒的常用方法，此法的不足表现在复合纳米颗粒的制备过程中需要添加有机溶剂、表面活性剂、戊二醛交联剂等，这些试剂的残留使复合纳米颗粒具有一定毒性；去溶剂法和化学交联法也涉及有毒交联剂的引入；以上三种方法不是制备复合纳米颗粒的理想方法。离子交联法和自组装法制备复合纳米颗粒，条件温和，不需要有毒的交联剂，不生成化合键，仅依靠非共价键连接，因而被广泛使用。特别是自组装法，对于营养递送系统设计而言，安全性等相对更佳。然而蛋白质与多糖毕竟是不同性质的两种大分子，仅仅通过简单自组装法进行凝聚，凝聚效果差，凝聚物对生物活性成分的包埋效率低。