[发明专利]超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白自组装制备纳米颗粒方法

说明书

本发明公开了超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白自组装制备纳米颗粒方法，属于功能性食品技术领域。本发明使用组合频率超声辅助透析来制备纳米颗粒，前期使用超声辅助透析，后期只使用透析。本发明特点在于：一是使用了无酒精食品中的添加剂丙二醇(GRAS)，避免使用酒精，降低了易燃易爆的风险，减少了生产成本。二是在去除溶剂时利用双相物理驱动力(超声与浓度差)促进形成均匀、尺寸较小的纳米颗粒。三是避免使用酸碱溶液，反应过程易于实现自动化生产。最终不同组合频率超声对形成经过超声处理后的纳米颗粒粒径明显减小，并且提高了纳米粒子的储藏稳定性，为生物活性化合物的递送系统提供新方法。

技术领域

本发明属于功能性食品技术领域，具体涉及利用超声辅助透析来驱动玉米醇溶蛋白自组装形成纳米颗粒的新方法。

背景技术

来源于有机生物聚合物并且粒径达到纳米级别的颗粒称为纳米粒子，纳米粒子粒径小、亲水性高、有较高的环境适应性，并且在胃肠消化中的吸收利用率较高，提高了被包封活性物质的生物利用度，因此纳米粒子被广泛应用在负载亲脂疏水营养素的递送系统中。

玉米醇溶蛋白是玉米胚乳中的主要储存蛋白，是玉米在食品工业生产中的主要副产品。它由不同分子量与溶解度的多肽组成，根据溶解度和氨基酸序列不同可分为四种：α-玉米醇溶蛋白(19和22KD)、β-玉米醇溶蛋白(14KD)、δ-玉米醇溶蛋白(16和27KD)、γ-玉米醇溶蛋白(10KD)。α-玉米醇溶蛋白占比最高，γ-玉米醇溶蛋白次之。玉米醇溶蛋白具有独特的天然理化特性，水溶性差，但能够溶解在高浓度的醇溶液中。利用玉米醇溶蛋白独特溶解性可制备食品级纳米颗粒，并且玉米醇溶蛋白被公认是安全的食品成分(GRAS)。玉米醇溶蛋白亲脂性氨基酸残基占比较高(≥50％)属高疏水性蛋白，因此具有递送非极性生物活性化合物的潜力。

玉米醇溶蛋白纳米粒子对加工环境具有高度敏感性，因此需要添加生物聚合物在其疏水性表面形成保护壳，避免纳米颗粒发生聚集沉淀。此外，添加的生物聚合物对形成的纳米颗粒的核壳结构还具有良好的储存稳定性、被包封物质的抗降解的稳定性和高包封效率。酪蛋白酸钠作为一种小分子表面活性剂，具有两亲性基团，可降低玉米醇溶蛋白的表面疏水性，增加静电引力和空间稳定性，防止玉米醇溶蛋白聚集，可用在反溶剂法、pH循环驱动、超声辅助透析等方法形成的食品级纳米颗粒递送系统中。

超声辅助透析驱动玉米醇溶蛋白纳米颗粒自组装的原理是利用玉米醇溶蛋白在不同极性溶剂中的溶解度不同。玉米醇溶蛋白首先溶解在溶剂中，在超声辅助作用下，玉米醇溶蛋白溶液分散，溶剂在浓度差与超声的驱动力下，与强极性溶剂水进行传质，从而不断降低溶剂的浓度，玉米醇溶蛋白逐渐形成纳米微球，并且在超声机械效应、空化作用下，形成均一稳定、粒径较小的玉米醇溶蛋白纳米颗粒。

制备玉米醇溶蛋白自组装纳米颗粒的方法有反溶剂法、pH循环驱动法等。反溶剂法中通常使用乙醇，乙醇不能应用于无酒精食品，并且易燃，对于工业生产过程十分不利，粒径大小取决于滴加反溶剂的体积，并且去除溶剂旋蒸操作过程较为繁琐，增加生产成本，不利于自动化生产过程。pH循环驱动法避免了使用乙醇，但是需要精确调控pH，使用大量的酸碱溶液，并且调节过程属于动态变化过程，影响因素较多。

为了解决这些问题，本发明使用组合频率超声辅助透析来制备纳米颗粒，一是使用了无酒精食品中的添加剂丙二醇(GRAS)，避免使用酒精，降低了易燃易爆的风险，减少了生产成本。二是在去除溶剂时利用双相物理驱动力(超声与浓度差)促进形成均匀、尺寸较小的纳米颗粒。三是避免使用酸碱溶液，反应过程易于实现自动化生产。最终不同组合频率超声对形成经过超声处理后的纳米颗粒粒径明显减小，并且提高了纳米粒子的储藏稳定性，为生物活性化合物的递送系统提供新方法，并且提高了对于环境耐受力较弱的营养素的生物利用度，扩大了亲脂性生物活性化合物在功能性食品的应用范围。

发明内容