本发明属于植物精油缓释,具体涉及一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊及其制备方法。
背景技术:
1、山苍子精油是从山苍子果实中提取得到的天然香精油,具有强烈的柠檬香味,呈微黄色,主要化学成分有:柠檬醛、柠檬烯、甲基庚烯酮、香叶醇、香茅醛、莰烯等。其具有优良的驱蚊杀虫、抗氧化及抑菌等功效,可直接应用于化妆品、医药、合成香料、调味品等诸多领域。然而包括山苍子精油在内的大多数植物精油,都存在不稳定性,天然的山苍子油易受外界条件的影响,对热、光敏感,而且由于挥发性强、易氧化等原因,导致长期储存困难,且直接添加使用时容易使感官评价受到影响,制约了其应用。
2、目前,植物精油缓释技术成为国际上解决该问题的主要途径,将植物精油微胶囊化为固态粉末油脂是植物精油缓释的主要方法之一。其中微胶囊壁材的选择对微胶囊的整体性能影响极大。传统方法采用单一蛋白质作为微胶囊壁材,但蛋白质存在高温下结构易被破坏的缺点,且在等电点ph附近或高离子强度下易聚集沉淀,而多糖大分子通常对生物活性化合物的亲和力较差,对芯材的包埋能力弱。因此,蛋白质和多糖常常被组合使用。
3、微胶囊制备方法也是微胶囊性能的一大影响因素,主要包括复凝聚法、喷雾干燥法、单凝絮法、原位聚合法、界面聚合法等。在精油微胶囊制备过程中不同制备方法、不同壁材及反应条件均会直接影响产品的包埋率和缓释效果。如单凝絮法制得的微胶囊粒径较大,应用范围较窄;喷雾干燥法制备微胶囊时,由于芯材处于高温环境中,某些活性物质易失活,限制了其应用范围。
4、公开号为cn116897993a的专利公布了一种荔枝保鲜微胶囊及其制备方法与应用,涉及山苍子精油,通过加入乳化剂、明胶以及山苍子精油和百里香精油制备乳化液并通过冷冻干燥制备微胶囊,但是此微胶囊侧重在如何提高荔枝储藏时间,其制备方法无法解决蛋白质-多糖凝聚依赖ph及稳定性差等问题;公开号为cn103548995a的专利提供了一种山苍子油微胶囊及其制备方法,以山苍子油为芯材、海藻酸钠为主要壁材以及含1%~5%壳聚糖和2%~5%无水氯化钙的水溶液为凝固浴液,采用复合凝聚法制成,此胶囊主要用于粮食的防霉和杀虫,也可用于衣物防霉、防虫,并不适用于医药及食品等领域。
5、经检索,目前在已公布或授权的专利中还未有采用壳寡糖与多肽作为山苍子精油微胶囊的壁材,且加入冷冻保护剂海藻糖并使用复合凝聚法结合干热美拉德反应制备微胶囊的案例。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊及其制备方法,首先选用大豆蛋白抗菌多肽、壳寡糖作为复配壁材,而后基于干热接枝分子修饰技术,结合复合凝聚法与干热美拉德反应制得大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油。
2、本发明的技术方案如下:
3、本发明的目的之一在于提供一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,所述制备方法首先提取山苍子精油,而后选用大豆蛋白抗菌多肽、壳寡糖作为复配壁材,采用固定酶法提取抗菌大豆蛋白多肽,采用化学-酶法制备壳寡糖并采用超滤法提纯,最后基于干热接枝分子修饰技术,加入海藻糖,结合复合凝聚法与干热美拉德反应制备大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊。
4、进一步的,包括以下步骤:
5、s1、将捣破外皮的新鲜山苍子果实装入精油蒸馏装置中加热回流,静置馏出液待油水完全分层,分液得到山苍子果实精油;
6、s2、称取海藻酸钠于盛有蒸馏水的烧杯中,加热至沸腾完全溶解后,放置室温渐冷却至38℃,加入碱性蛋白酶溶液,然后用注射器抽取海藻酸钠-酶混合物,将混合物缓慢滴入氯化钙溶液中,同时烧杯置于磁力搅拌器上匀速搅拌,滴完后静置硬化,倾去氯化钙溶液,用蒸馏水洗涤混合物多次,除去漂浮的空化珠状颗粒后,制备得到固定化酶制剂;
7、s3、将脱脂豆粕溶解于蒸馏水中搅拌均匀,调节ph后恒温水浴,离心保留上清液,调节上清液ph至4.0使大豆分离蛋白沉淀,离心后取出沉淀物水洗调节ph至中性,冷冻干燥得到大豆分离蛋白。配制浓度为2%的大豆分离蛋白溶液后调节ph,加入固定化酶制剂,保持体系的固定化酶/底物比为250u/g,反应过程中反应体系的ph维持恒定,灭酶后冷却离心,取上清液冷冻干燥得到大豆分离多肽;
8、s4、使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸酯预处理α-几丁质,然后对α-几丁质进行孵育,使用来自链霉菌的几丁质酶酶解α-几丁质得到壳寡糖,最后采用膜生物反应器超滤提纯壳寡糖;
9、s5、将大豆分离多肽与壳寡糖按特定的质量比混合,使用蒸馏水充分溶解后用盐酸调节其ph,恒温磁力搅拌使其充分混合,然后将混合液在冰箱预冻后,用真空冷冻干燥机冻干,研磨,后置于干燥器内备用;
10、s6、将冻干后的大豆蛋白多肽-壳寡糖混合物置于康威氏皿内室进行干热美拉德反应,外室以饱和kcl溶液提供相对湿度,置于恒温干燥箱内反应,制得大豆蛋白多肽-壳寡糖接枝物;
11、s7、将大豆蛋白多肽-壳寡糖接枝物制成溶液,加入海藻糖与山苍子精油,磁力搅拌后调节ph值并加热,然后立即置于冰水浴冷却,冷冻干燥,最终制得大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊。
12、进一步的,所述s2中海藻酸钠质量为0.8-1.2g,所述氯化钙溶液浓度为3%,所述蒸馏水:碱性蛋白酶溶液:氯化钙溶液体积比为3:2:20。
13、进一步的,所述s3中脱脂豆粕溶于水的比例为1:15,调节ph至8.5后于45℃恒温水浴1h,水浴后取上清液的离心要求为在7000-9000r/min下离心30min,沉淀大豆分离蛋白的离心条件为4000-5000r/min离心10min,加入固定化酶制剂前调节ph为5-8,灭酶条件为90-100℃沸水浴10min,灭酶后离心条件为6000-8000r/min离心10min。
14、进一步的,所述s4中孵育温度为100-110℃,孵育时间25-35min。
15、进一步的,所述s4中超滤温度为30-40℃,其中采用的膜生物反应器超滤膜截留分子量为2.5kda,能够截留聚合度为2-6的壳寡糖。
16、进一步的,所述s5中大豆分离多肽蛋白与壳寡糖的质量比为16-1:1;调节ph至8.0;冻干后研磨时间为5min。
17、进一步的,所述s6中外室相对湿度为75%-85%,美拉德反应温度为70-90℃,美拉德反应的时间为10-14h。
18、进一步的,所述s7中山苍子油作为芯材与大豆蛋白多肽-壳寡糖接枝物的质量比为1:1-6;海藻糖的加入量为5%-20%w/v。
19、进一步的,所述s7中磁力搅拌时间为1.5-2.5h,ph范围为5.0-5.5,反应温度为80-90℃,反应时间为10-20min。
20、本发明的目的之二在于提供一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊。
21、相较于现有技术,本发明的有益效果在于:
22、1、本发明首次公开了一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊,采用大豆蛋白多肽、壳寡糖作为复合壁材,大豆蛋白多肽作为一种可生物降解的材料,在微胶囊精油缓释结束后,大豆蛋白多肽会被降解从而继续发挥抗菌药效,因此具有双重抗菌功效。而大豆蛋白多肽-壳寡糖美拉德复合物在胃消化过程中具有较高稳定性,其作为生物活性物质的递送体系,能在消化过程中防止或减少生物活性成分的降解,并将其充分转运至小肠以供吸收。
23、2、本发明中在制备蛋白质-多糖接枝产物时,采用复合凝聚法结合干热法美拉德反应,使亲水性多糖牢固地锚定在纳米颗粒表面,从而提供更加强大和稳定的空间位阻效应,有效抑制纳米颗粒间的聚集。同时选择了真空冷冻干燥,并加入海藻糖作为冷冻保护剂,海藻糖与多肽-多糖聚合物形成氢键,取代水分子,其羟基的氢原子在复水过程中与水相互作用,并且在冷冻干燥过程中保留了蛋白质的水合层,增加了冻干粉与水接触的润湿性,以此避免了在干燥过程中高温气流对产物成分造成的破坏,使山苍子油中各活性成分得到最大程度的保护。
24、附图标记
25、图1为本发明所制备的大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的扫描电镜图;
26、图2为本发明所制备的大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的冻干照片;
27、图3为本发明未添加海藻糖保护的山苍子精油微胶囊的扫描电镜图;
28、图4为本发明性能测试中大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的最小抑菌浓度实验图。
1.一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述制备方法首先提取山苍子精油,而后选用大豆蛋白抗菌多肽、壳寡糖作为复配壁材,采用固定酶法提取抗菌大豆蛋白多肽,采用化学-酶法制备壳寡糖并采用超滤法提纯,最后基于干热接枝分子修饰技术,加入海藻糖,结合复合凝聚法与干热美拉德反应制备大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊。
2.如权利要求1所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
3.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s2中海藻酸钠质量为0.8-1.2g,所述氯化钙溶液浓度为3%,所述蒸馏水:碱性蛋白酶溶液:氯化钙溶液体积比为3:2:20。
4.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s3中脱脂豆粕溶于水的比例为1:15,调节ph至8.5后于45℃恒温水浴1h,水浴后取上清液的离心要求为在7000-9000r/min下离心30min,沉淀大豆分离蛋白的离心条件为4000-5000r/min离心10min,加入固定化酶制剂前调节ph为5-8,灭酶条件为90-100℃沸水浴10min,灭酶后离心条件为6000-8000r/min离心10min。
5.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s4中孵育温度为100-110℃,孵育时间25-35min,超滤温度为30-40℃,其中采用的膜生物反应器超滤膜截留分子量为2.5kda,能够截留聚合度为2-6的壳寡糖。
6.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s5中大豆分离多肽蛋白与壳寡糖的质量比为16-1:1;调节ph至8.0;冻干后研磨时间为5min。
7.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s6中外室相对湿度为75%-85%,美拉德反应温度为70-90℃,美拉德反应的时间为10-14h。
8.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s7中山苍子油作为芯材与大豆蛋白多肽-壳寡糖接枝物的质量比为1:1-6;海藻糖的加入量为5%-20%w/v。
9.如权利要求2所述的一种大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊的制备方法,其特征在于,所述s7中磁力搅拌时间为1.5-2.5h,ph范围为5.0-5.5,反应温度为80-90℃,反应时间为10-20min。
10.一种如权利要求1-9任一所述方法制备的大豆多肽/壳寡糖/山苍子精油微胶囊。