[发明专利]一种酵素水凝胶颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酵素保存领域，尤其涉及一种酵素水凝胶颗粒及其制备方法。

背景技术

酵素（Enzyme），又称为酶，它是指具有生物催化功能的高分子物质。酵素能加快化学反应的速度（即具有催化作用）, 机理是通过降低反应活化能而加快化学反应的速率。一些酶可以将反应物转化为产物的速率提高数百万倍。各酵素的活性应用源于各酵素的活性位点及其专一性, 而活性位点为三维蛋白结构, 其活性及其酶动力性易受环境因素如温度， pH值等影响, 如因温度超出适宜的温度和pH值后，酶的活性会显著下降。

酵素在诸多领域有着重要的应用：在个人护理领域，酵素作为一种生物活性剂，常被制作成化妆品，用来护理皮肤的表面；牙膏里通过添加酵素成分，也能帮助清理、分解口腔中的含淀粉的残渣；在食品领域，酵素在蛋糕烘焙、奶酪制作、啤酒发酵等过程中也经常被使用到；在农业上，酵素可以被用作有机肥料，应用于无公害蔬菜的生产；因为酵素在常温下的高活性，它还常被用作绿色环保的洗涤剂，用于日常洗衣、洗碗以及工业上的清洁等。

酵素作为一种生物活性剂，其活性受酸碱度、温度、压力等环境条件的影响很大。为保持其在使用过程中的活性，酵素常常需要被包埋在一些微小的颗粒里。这些颗粒的壁面一方面能缓冲环境条件改变的对酵素的影响，保存其活性；另一方面能实现酵素成分的缓释，增加酵素产品的使用功能，在生活和工业领域发挥着重要的作用。传统的包埋方法一般都以水油乳液为模板，将需要包埋的物质混合在水相中，然后通过乳化机在高压下制作分布在油相里的水乳液，再进一步把乳液液滴固化，从而得到颗粒。然而，这些传统的包裹酵素的方法一般涉及到使用高压力、高温度、油溶剂等条件，不利于酵素活性的保存。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种酵素水凝胶颗粒其在温和条件下的制备方法，旨在解决现有包裹酵素的方法要用到高压力、高温度以及油溶剂等条件，对酵素活性影响较大的问题。

本发明的技术方案如下：

一种酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，包括步骤：

A、将酵素水溶液和海藻酸钠溶液分别通入到金属微流体喷头里的内、外层管道中；

B、控制所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的流量，使所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液互相接触并形成核-壳结构的双相乳液液滴；

C、将所述双相乳液液滴加入到氯化钙水溶液中，待所述双相乳液液滴中的壳层交联固化后，即制得酵素水凝胶颗粒。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述步骤B具体包括：

B1、采用两台流量泵分别控制所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的流量；

B2、通过调整所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的流量形成不同核-壳比例的双相乳液液滴。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述步骤B之后还包括：

B10、在形成核-壳结构的双相乳液液滴过程中，对所述双相乳液液滴施加电场，调控所述双相乳液液滴的大小。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述海藻酸钠溶液的浓度为1-3wt%。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述金属微流体喷头的直径小于1mm。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的流量均小于2ml/h。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的雷诺数值均小于1。

所述的酵素水凝胶颗粒的制备方法，其中，所述氯化钙水溶液的浓度为2-4wt%。

一种酵素水凝胶颗粒，其中，采用如上任意一项酵素水凝胶颗粒的制备方法制备而成。

所述的酵素水凝胶颗粒，其中，所述酵素水凝胶颗粒为核-壳结构，其中，核是富含酵素的液相，壳是由海藻酸钙的水凝胶组成。

有益效果：本发明首先将酵素水溶液和海藻酸钠溶液分别通入到金属微流体喷头里的内、外层管道中，然后通过控制所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液的流量，使所述酵素水溶液和海藻酸钠溶液互相接触并形成核-壳结构的双相乳液液滴，其中内核用于保存含酵素的液相，外壳是水凝胶用于保护核相的酵素；采用本发明的制备方法能够有效避免环境压力、酸碱度以及温度变化对酵素的影响，有效保证了酵素的生物活性。

附图说明

图1为本发明一种酵素水凝胶颗粒的制备方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明用于制备酵素水凝胶颗粒的装置结构示意图。