大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物及其制备方法与流程

本发明涉及大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物及其制备方法，属于大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物及其制备领域。

背景技术：

姜黄素是一种天然具有很强疏水性的多酚类物质，具有多种生物活性功效，如，抗氧化、抗菌、抗炎和抗癌等作用，在功能性食品领域具有广阔发展前景。但姜黄素水溶性极差且易氧化导致其生物利用度低等问题，因此，解决姜黄素溶解性和氧化稳定性等问题已成为其产业发展的瓶颈问题。

近年来，随着纳米技术的兴起以及纳米材料呈现的新特性和新功效，该项技术正逐步应用于食品领域，不仅提高了食品生产生产效率，还获得了功效更好或者有特殊功效的功能性食品原料。纳米包埋技术还被用于提高水不溶性活性物质的溶解性、稳定性和生物效价。与有机合成聚合物或其他生物大分子相比，蛋白质在生物相容性及环境友好性上更具优势；且通过蛋白纳米颗粒荷载还利于发挥姜黄素的尺度效应；与动物蛋白相比，植物蛋白资源丰富、价格低廉、富含营养的同时还具有某些生物活性，是蛋白基纳米输送载体的首选原料。如大豆蛋白、玉米醇溶蛋白、花生分离蛋白、卵白蛋白和太子参蛋白纳米颗粒或其复合物纳米颗粒(如卵白蛋白-cmc自组装纳米颗粒、醇溶蛋白—多糖复合颗粒)用于包埋姜黄素后，能显著提高姜黄素的溶解性、氧化稳定性和生物效价，同时达到在消化过程中缓释的效果。但这些蛋白多为球形蛋白结构，其疏水核心多被掩埋在紧凑的三级结构内部，不利其与疏水性活性物质结合；此外不同蛋白源对其纳米材料形成机制及其功能也不同。

为了提高植物蛋白纳米材料对活性物质包埋效果，用于制备蛋白纳米颗粒的技术也越来越多，如超细碾磨、喷雾干燥、化学沉淀法、去溶剂化法、热诱导聚合、与其他聚合物(如多糖)的纳米络合、自组装法以及乳化挥发法等；然而这些技术方法都存在着形成的蛋白颗粒粒径大小和分布不均一以及圆整性无法控制，体系纳米结构的稳定性不强以及形成的纳米材料的功能性不稳定等问题。虽然目前有用高压均质、微射流均质等技术提高复合物的稳定性，但些工艺不仅存在能耗高、设备昂贵等问题，而且容易导致姜黄素氧化降解。因此开发简便、高效的纳米技术和方法也至关重要。

大豆亲脂蛋白是一种磷脂含量高于10％、具有明显亲水疏水区的富脂蛋白，本发明人前期研究发现，大豆亲脂蛋白在酸诱导一定时间后能形成粒径分布均匀稳定的纳米颗粒，其乳液具有良好的均一稳定性。研究表明大豆亲脂蛋白降低血清胆固醇和甘油三酯作用是通过疏水相互作用的物理机制，而非生理机制，表明大豆亲脂蛋白很可能具有疏水核心活性中心。因此大豆亲脂蛋白在运载疏水性活性物质具有潜在的优势。目前为止未见公开大豆亲脂蛋白纳米颗粒包埋姜黄素的报道。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种具有良好荷载率和包封率的大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物；

本发明的目的之二是提供一种制备所述大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

一种大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备方法，包括：

(1)将大豆亲脂蛋白水溶液的ph值调至1-7进行酸诱导后再将ph调回7，在85-95℃条件下水浴诱导大豆亲脂蛋白进行纳米颗粒自组装得到大豆脂蛋白纳米乳液；

(2)将大豆亲脂蛋白纳米乳液和姜黄素分散液混合在一起通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合；离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得。

其中，步骤(1)中所述的大豆亲脂蛋白水溶液是经过预处理过的大豆脂蛋白水溶液，所述的预处理方法包括：将大豆亲脂蛋白水溶液在磁力搅拌条件下过夜充分水合；

本发明通过试验发现，相比于其它的ph值，将大豆亲脂蛋白水溶液的ph值调至4或6后诱导大豆亲脂蛋白进行纳米颗粒自组装可得到粒径分布单一、具有同质性的多功能大豆亲脂蛋白纳米颗粒；因此，步骤(1)中优选将大豆脂蛋白水溶液的ph值调至4或6后进行诱导。

步骤(1)中所述的大豆亲脂蛋白水溶液的浓度优选为10-50mg/ml，最优选为10mg/ml；随着蛋白浓度的增加，封装效率与荷载率逐渐降低，原因可能是随着包埋壁材的增多姜黄素对蛋白含量的需求达到饱和，因此选择蛋白浓度为10mg/ml为最佳。

步骤(1)中所述的诱导时间优选为8-12h；所述的水浴时间优选为10-30min，最优选为20min。

步骤(2)中所述的姜黄素分散液是将姜黄素溶解于无水乙醇中而得到；其中，按照mg：ml计，姜黄素与无水乙醇的比例优选为1-5:1，最优选为1:1(1mg/ml)。

本发明发现，大豆亲脂蛋白纳米乳液和姜黄素分散液的配比比例对于封装效率与荷载率有明显的影响，大豆脂蛋白纳米乳液与姜黄素溶液体积比为1:3时比较合适，随着大豆亲脂蛋白纳米乳液体积占比的增加，封装效率与荷载率均呈现下降的趋势，原因可能是蛋白占比增多，一部分蛋白超出运载姜黄素所需要的蛋白。

步骤(2)中所述的超声时间优选是10-30min；所述超声功率优选为100-300w。

本发明通过试验发现，超声时间以及超声功率对于封装效率也有显著的影响，随着超声时间的增加，封装效率先是增加，在20min时达到最高。原因可能是超声是蛋白质结构打开，产生了一定的变性影响。综合选择超声时间20min比较合适。随着超声功率的增加，封装效率在功率为180w时达到最大值，之后随着超声功率的增加开始下降。而包埋率在超声功率为210w时达到最大值，之后随着超声功率的的增加呈下降趋势。原因可能是朝升功率过大，对蛋白质结构产生了一定的影响，因此确定功率为180w比较合适。

本发明采用具有明显亲水疏水界限的大豆亲脂蛋白为载体，先通过酸诱导处理使大豆亲脂蛋白结构展开直至稳定态，利用酸热效应诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装，通过超声促进大豆亲脂蛋白纳米颗粒与姜黄素相互作用，提高大豆亲脂蛋白的荷载率，增强大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物在加工过程中的热稳定性，拓展大豆亲脂蛋白和姜黄素在食品领域的应用范围。本发明制备方法中大豆亲脂蛋白荷载率在7-20％之间，所制备的大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物具有良好的热稳定性。

附图说明

图1不同酸诱导时间对大豆脂蛋白纳米乳化性的影响。

图2不同ph酸热诱导对大豆脂蛋白纳米粒径分布影响。

图3不同ph酸热诱导条件下大豆脂蛋白的封装率和荷载率。

图4超声处理对slp纳米颗粒与姜黄素结合的影响。

图5超声处理对nano-slp-cur复合物体外释放和抗氧化性的影响；spl-cur：大豆亲脂蛋白姜黄素复合物；nano-slp-cur：大豆亲脂蛋白纳米颗粒姜黄素复合物。

图6cur、slp-cur和ano-slp-cur的热降解动力曲线(a：25℃；b：95℃)。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

材料与设备

材料：冷榨豆粕(黑龙江鹤旭食品有限公司)；

设备：xmtd-4000电热恒温水浴锅(巩义市予华仪器有限责任公司)。

试验例1不同ph条件下酸热诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装试验

将大豆亲脂蛋白(slp)配制成浓度为10mg/ml的蛋白溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为1-7，诱导一段时间，诱导结束后ph调回7，并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。

由图1可知随着酸诱导时间的变化，不同ph条件的slp纳米乳化活性和乳化稳定性均呈现先增加后降低的趋势，基本在诱导时间为10h左右达到稳定状态，表明在酸诱导10h后体系基本达到化学平衡态。

由图2可知，在中性条件下(ph7)，slp纳米颗粒自组装颗粒粒径最小但呈现出较大的宽分布且还有大颗粒存在，这可能是因为天然状态下的大豆亲脂蛋白主要以11s和7s的单体、二聚体及可溶性聚集体存在，在10nm附近的粒子据推测可能为11s和7s的单体(9.5nm×9.5nm×4.0nm)；100nm附近的主峰为可能为11s和7s的二聚体；大颗粒的存在可能是因为大豆亲脂蛋白溶解性差导致的有未充分水合的大聚集体存在，随着酸热诱导ph的降低，在slp等电点(pi5.2)ph4和6附近出现了slp纳米颗粒分布呈单峰的窄分布，pdi最小，而在等电点附近再次出现宽分布且有更多的大颗粒出现，这可能是等电点附近蛋白颗粒聚集沉降导致的大聚集体。随着ph进一步降低，可能是因为强酸的水解效应，出现了更小的次峰，整体粒子粒径也减小。

大豆亲脂蛋白在不同ph条件下诱导10h结束后ph调回7，在85-95℃条件下热处理20-30min，按体积比1:3加入浓度为1mg/ml的姜黄素分散液，在超声功率为210w、超声时间为20-30min条件下调控大豆亲脂蛋白纳米颗粒与姜黄素结合，考察不同ph酸热诱导条件下大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率的影响。

由图3可知，不同ph酸热诱导条件下大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率存在较大差异，其中等电点附近的ph4和ph6诱导的大豆亲脂蛋白具有较好的封装效率和荷载率，ph4时的封装率和荷载率分别为91.48％、90.98％，ph6时的封装率和荷载率和10.31％和11.12％，而其他条件酸诱导的载荷效果明显低于ph4以及ph6的载荷效果。

由此确定在ph4或6条件下进行酸热诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装可得到所需要的粒径分布单一、具有同质性的多功能大豆亲脂蛋白纳米颗粒。

试验例2大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物制备方法中各工艺参数优化试验

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的蛋白溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为4，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。

按姜黄素质量和大豆亲脂蛋白溶液比加入姜黄素粉末，通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒。

由图3知，随着大豆亲脂蛋白浓度的增加，封装效率与荷载率逐渐降低，原因可能是随着包埋壁材的增多姜黄素对大豆亲脂蛋白含量的需求达到饱和。因此选择大豆亲脂蛋白浓度为10mg/ml比较合适。随着大豆亲脂蛋白溶液体积占比的增加，封装效率与荷载率均呈现下降的趋势，原因可能是大豆亲脂蛋白占比增多，一部分大豆亲脂蛋白超出运载姜黄素所需要的蛋白。因此，大豆亲脂蛋白溶液与姜黄素溶液体积比为1:3时比较合适(大豆亲脂蛋白的浓度10mg/ml，姜黄素浓度是1mg/ml)。随着超声时间的增加，封装效率先是增加，在20min时达到最高。原因可能是超声是蛋白质结构打开，产生了一定的变性影响。综合选择超声时间20min比较合适。随着超声功率的增加，封装效率在功率为180w时达到最大值，之后随着超声功率的增加开始下降。而包埋率在超声功率为210w时达到最大值，之后随着超声功率的的增加呈下降趋势。原因可能是朝升功率过大，对蛋白质结构产生了一定的影响。根据图，此试验选择功率为180w比较合适。

在此条件下所得复合物的体外消化及其氧化稳定性如图3所示。

图5所示，经0.5h消化后，游离姜黄素的降解率高达79％，slp-cur的降解率为41.67％，而nano-slp-cur的降解率仅为30％；由图3可知，复合物、胃蛋白酶消化产物、胰蛋白酶消化产物均具有一定的abts+自由基清除能力、dpph自由基清除能力，随着进一步的消化，abts+清除能力与dpph自由基清除能力提升，且nano-pl-cur的消化物对abts+自由基清除能力较slp-cur消化物强。说明slp对cur具备一定的保护作用，且nano-slp包埋cur显著提高了游离姜黄素的氧化稳定性显著，并一定程度上起到了缓释的效果。

综上，在大豆亲脂蛋白纳米颗粒浓度为10mg/ml在ph4条件诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。nano-slp与cur体积比为1:3，经过超声功能功率为180w，超声20min时能获得荷载率和包封率最高的nano-slp-cur复合物；封装率和荷载率分别为95.92％和18.57％。

试验例3大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的热稳定性试验

以试验例2所制备的大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物为对象考察其热稳定性性能

在本试验中发现在室温条件下cur降解率接近70％(图6a)，240min后，cur保留率仅剩10％左右。研究发现在初始30min时，slp-cur和nano-slp-cur中cur的保留率均高于90％，而后随着储存时间的增加，cur保留率逐渐下降，240min后，slp-cur和nano-slp-cur中cur还保持相对较高的保留率，分别为67％和78％，表明slp或nano-slp能显著改善cur的化学稳定性，而经过酸诱导偏移联合热诱导制备得到的nano-slp与slp相比更易与cur结合，从而提高其化学稳定性。通过稳定性分析可知cur与nano-slp的结合主要通过氢键，cur中活性酚羟基或烯醇式羟基被氢键占据后而使得cur反应活性下降，从而提高cur的化学稳定性；这与荧光动力学分析结果相一致。

然而nano-slp-cur中cur的稳定性随着温度的升高显著降低，如图6b所示，在95℃条件下储存30min后，cur的保留率为62％，这可能是在升温过程中cur与nano-slp通过氢键和范德华力的结合的化学作用力逐渐被破坏，从而释放cur，导致cur的保留率下降；而后，随着时间的增加呈缓慢降低的趋势，在240min后，nano-slp-cur的保留率为29％，slp-cur的保留率为22％，而游离cur的保留率仅为10％。由此表明nano-slp-cur复合物能显著提升cur的热稳定性。

实施例1大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为4，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经检测，该制备方法的大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为95.92％和18.57％。

实施例2大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为6，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为96.12％和17.32％。

实施例3大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为1％的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为1，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为76.83％和9.22％。

实施例4大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为1％的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为2，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控slp自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为70.66％和8.48％。

实施例5大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为3，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为73.77％和8.86％。

实施例6大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为5，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，大豆亲脂蛋白纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的大豆亲脂蛋白基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为77.18％和9.26％。

实施例7大豆亲脂蛋白-姜黄素复合物的制备

以低温冷榨豆粕为原料，通过碱溶酸沉法制备大豆亲脂蛋白，将大豆亲脂蛋白配制成浓度为10mg/ml的蛋白溶液，在磁力搅拌条件下水合过夜，离心除去不容物，去上清液分装于50ml离心管中，将其ph调节为7，诱导10h，诱导结束后ph调回7并在95℃条件下热处理30min以诱导大豆亲脂蛋白纳米颗粒自组装。以此制备成微乳液，slp纳米乳液(10mg/ml)和姜黄素分散液(1mg/ml)按体积比(v/v)1:3添加。在超声波调控条件设置为超声功率180w，超声时间20min。通过超声调控大豆亲脂蛋白自组装纳米颗粒与姜黄素复合物结合，离心除去游离姜黄素，取上清液冷冻干燥即得到荷载姜黄素的slp基纳米颗粒，经过检测，该制备方法中大豆亲脂蛋白的封装率和荷载率分别为66.28％和7.95％。

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