[发明专利]一种植物精油壳聚糖纳米微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种植物精油壳聚糖纳米微胶囊，包括壁材和芯材，所述壁材由壳聚糖和交联剂在醋酸水溶液或离子液体水溶液中交联形成，所述芯材为植物精油和甘露糖赤藓糖醇脂。本发明制备的纳米微胶囊具有较好的包封率和粒径，能减少对精油活性成分的破坏，有效降低了精油的挥发性，提高了精油的光热稳定性，延长了其功效作用时间；在不破坏精油的同时，将液态的精油以固态形式存储；制备过程安全、无毒、绿色；极大扩展了植物精油的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种植物精油壳聚糖纳米微胶囊及其制备方法和应用，属于生物材料与食品添加剂领域。

背景技术

植物精油又称挥发油或香精油，是植物中萃取得到的具有特有芳香气味的油状液体，可来自于草本植物的花、苞、叶、枝、根、树皮、果实、种子和树脂等。一般通过可以通过水蒸气蒸馏、有机试剂提取、真空分馏以及超临界萃取等方法获得。植物精油的成分组成十分复杂，通常有几十至上百种化合物。植物精油的化学成分一般分为4种：萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物。研究表明，研究表明，植物精油不仅能够赋予食品特殊香气，还有着色、抗氧化、抑菌防腐等多方面的生物活性，在食品保鲜、果蔬保藏、杀菌以及驱虫等领域有很大的应用前景。

但是，植物精油气味强烈、挥发性强且溶解性差，易受到光、热等环境因素影响，使用和储存困难，使其的应用受到了很大限制。

壳聚糖是世界上仅次于纤维素含量第二丰富的生物高分子，其可通过几丁质脱乙酰获得。壳聚糖具有优异的生物相容性、可降解性以及黏膜黏附性。特别的，其对革兰氏阴性菌和阳性菌均表现出抗菌作用。这些优异的性能使壳聚糖被广泛的以溶液、凝胶球以及微纳颗粒等形式应用于食品、化妆品、生物药品、农业和化学领域。壳聚糖的微纳颗系统更是被广泛应用于基因、要我、蛋白质、疫苗和酶制剂的递送。使用壳聚糖微胶囊包裹精油也有一些报道。壳聚糖纳米微胶囊可以通过原位聚合、界面聚合、乳化-离子凝胶化以及乳化-溶剂蒸发技术等多种手段合成。在于乳化-离子凝胶化法中，当芯材为油相物质如精油时，向壁材中加入芯材的同时加入乳化剂充分乳化，而后再加入交联剂，能够改善纳米微胶囊的粒径分布和芯材包封率。

生物表面活性剂是由多种微生物产生的两亲性化合物，已被应用于食品，化妆品，制药，石化，环保等多个领域。甘露糖赤藓糖醇脂(MEL)是含亲水部分4-O-β-D-吡喃甘露糖基-赤藓糖醇和疏水部分脂肪酸和乙酰基的糖脂生物表面活性剂。甘露糖赤藓糖醇酯分为具有不同乙酰基和脂肪酸的四种化学结构，即A，B，C和D型。甘露糖赤藓糖醇脂拥有优异的乳化性，能显著降低表面和界面张力。其临界胶束浓度极低，MEL-A和MEL-B的临界胶束浓度分别为4.0×10^-6和6×10^-6M。有趣的是，甘露糖赤藓糖醇脂还能够诱导人类早幼粒细胞白血病细胞系和大鼠嗜铬细胞瘤的细胞凋亡和细胞分化。另外，甘露糖赤藓糖醇脂具抗菌作用。MEL-A和MEL-B对诸如枯草芽孢杆菌，藤黄微球菌，紫红分枝杆菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌以及核黄素假单胞菌等革兰氏阴性菌有较强的抑制作用。

离子液体是一种室温熔融盐，其被认为是一种绿色的溶剂而被广泛的用于替代有机溶剂等对环境危害较大的溶剂。已有较多文献报道了利用离子液体溶解壳聚糖、几丁质、纤维素等生物高分子物质。

目前，关于提高植物精油的稳定性、延长其功效和扩展其用途的研究还相对应缺乏，使得植物精油利用效益不高，无法完全体现出植物精油的经济价值。另外，尚未有研究报道了使用离子液体替代醋酸溶液进行纳米微胶囊的制备。

发明内容

本发明提供了一种植物精油壳聚糖纳米微胶囊，能提高精油的稳定性、延长其功效和扩展其用途。

一种植物精油壳聚糖纳米微胶囊，包括壁材和芯材，所述壁材由壳聚糖和交联剂在醋酸水溶液或离子液体水溶液中交联形成，所述芯材为植物精油和甘露糖赤藓糖醇脂；