1.本发明涉及一种开发植物甾醇纳米颗粒的工艺领域，具体涉及一种通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法，即利用电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白，以改性小麦面筋蛋白为稳定剂，利用反溶剂法制备植物甾醇纳米颗粒。
背景技术：
2.小麦面筋蛋白具有营养价值(必需氨基酸含量)较高、应用范围广、价格低廉、经济性好、自然资源丰富等优点。因此，具有广阔的潜在应用前景，但由于其富含的大量的非极性氨基酸残基以疏水相互作用存在，降低了亲水性，使小麦面筋蛋白在水中易水化而形成小蛋白球，从而溶解性低，在一定程度上限制了小麦面筋蛋白在食品生产领域中的应用。小麦面筋蛋白溶解性与其功能特性如乳化性、发泡性、凝胶性等有密切的关系，因此，要提高和拓宽小麦面筋蛋白的功能特性，就必须对其进行适当的改性。
3.电解处理被认为是一种在食品加工过程中使蛋白质改性的安全有效且环境友好的方法，具有方法简单、易于控制，不需要使用化学试剂等优点。电解脱酰胺处理是指通过电解处理催化下的水解反应，将天冬酰胺和谷氨酰胺的中性酰胺侧链转变成带负电荷的羧酸基。经电解脱酰胺处理后的小麦面筋蛋白分子蛋白内氢键将减少，蛋白表面负电荷增加，蛋白静电排斥的增加，伸展蛋白分子空间结构。
4.植物甾醇作为一种功能性营养成分，不仅具有降低胆固醇的作用，还具有抗氧化、预防某些疾病以及抗癌等功效。但植物甾醇不溶于水，易结晶，生物利用率较差，很难满足人类的需求。因而选择合适的输送体系，可以有效的提高植物甾醇的生物利用价值。纳米技术包埋生物活性物质具有定点靶向输送和细胞的高效吸收的优势，并且改善了包埋活性物质的释放率和稳定性。
5.因此，本发明采用实验室自制反应器对小麦面筋蛋白进行电解脱酰胺处理，利用直流电流产生的效应伸展了小麦面筋蛋白的二级、三级结构，提高了表面疏水性，改善了溶解性，显著改善小麦面筋蛋白的功能特性，然后以改性小麦面筋蛋白为载体，利用反溶剂法制备植物甾醇纳米颗粒。
技术实现要素：
6.本发明所要解决的技术问题是提供一种通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法。利用电解脱酰胺对小麦面筋蛋白进行一定改性后，使其蛋白空间结构展开，诱导蛋白质疏水基团暴露，脱酰胺后，小麦面筋蛋白的脱酰胺度(dd)最大可达到54.14％(时间为90min)，α-螺旋和β-折叠减少，而β-转角增加，面筋蛋白的二级结构变得更加松散和无序，分子柔性增加，蛋白质乳化性和起泡性大大增加。内源荧光光谱曲线发生红移。电催化脱酰胺显著增加了面筋蛋白的净电荷和溶解性。乳化性从8.53m2/g提高到15.66m2/g，而发泡性从4.55cm3提高到13.72cm3，持水性和持油性在90min是达到最大，分别
为8.42g/g和7.45g/g。
具体实施方式：
7.具体实施方式一：
8.通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法通过以下步骤实现：步骤一：将小麦面筋蛋白溶解于去离子水，制备2％(w/w)小麦面筋蛋白水溶液，然后将小麦面筋蛋白溶液置于阴极电解槽中，通入直流电，电流密度分别为4.0ma/cm2，分别电解30min，反应结束后将溶液进行真空冷冻干燥处理；步骤二：取电解脱酰胺后蛋白粉末，制备2％(w/w)小麦面筋蛋白水溶液，首先，将蛋白质(0.5-3.0％，w/v)溶于蒸馏水，加入0.02％(w/v)的叠氮钠，防止细菌生长，用0.1m的naoh或hcl调ph为7.0，4℃下水化过夜。将植物甾醇溶于正己烷，于45℃磁力水浴锅中搅拌溶解，溶解时间控制在5min内，甾醇浓度为0.5％(w/v)。然后用注射器在2min内将有机相(体积分数，-0.4)缓慢加入到水相中，于5000rpm高速剪切均质2min，有机相和水相的均质温度保持在35℃到40℃之间。剪切均质后的乳液于40mp微射流均质一次。最后，将乳液置于旋转蒸发仪内，于45℃减压旋蒸除去正己烷。旋蒸后的颗粒分散液用蒸馏水定容，与原溶液体积保持一致。将定容后的颗粒分散液于8000g离心10min，除去未被包埋的甾醇粒子和蛋白沉淀等。步骤三：将植物甾醇溶解在45℃的无水乙醇溶液中，水浴搅拌30min。在每分钟8000rpm的剪切条件下，用无针头注射器将植物甾醇醇溶液快速注射进入稳定剂水溶液中，反溶剂结束后继续均质3min。将所得混合溶液超声处理，10000rpm离心10min，上清液冷冻干燥24h，得到冻干粉，封闭包装后将样品贮藏于常温干燥器中。然后对纳米颗粒的尺寸、ζ-电位和包埋率进行测定。
9.具体实施方式二：
10.本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中电催化间为60min，进行小麦面筋蛋白的脱酰胺处理，其它步骤与具体实施方式一相同。
11.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中电催化间为90min，进行小麦面筋蛋白的脱酰胺处理，其它步骤与具体实施方式一相同。
12.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中电催化间为120min，进行小麦面筋蛋白的脱酰胺处理，其它步骤与具体实施方式一相同。
技术特征：
1.一种通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法通过以下步骤实现：步骤一：将小麦面筋蛋白溶解于去离子水，制备2％(w/w)小麦面筋蛋白水溶液，然后将小麦面筋蛋白溶液置于阴极电解槽中，通入直流电，电流密度为4.0ma/cm2，电解30min，反应结束后将溶液进行真空冷冻干燥处理；步骤二：取电解脱酰胺后蛋白粉末，制备2％(w/w)小麦面筋蛋白水溶液，首先，将蛋白质(0.5-3.0％，w/v)溶于蒸馏水，加入0.02％(w/v)的叠氮钠，防止细菌生长，用0.1m的naoh或hcl调ph为7.0，4℃下水化过夜；将植物甾醇溶于正己烷，于45℃磁力水浴锅中搅拌溶解，溶解时间控制在5min内，甾醇浓度为0.5％(w/v)；然后用注射器在2min内将有机相(体积分数，)缓慢加入到水相中，于5000rpm高速剪切均质2min，有机相和水相的均质温度保持在35℃到40℃之间，剪切均质后的乳液于40mp微射流均质一次；最后将乳液置于旋转蒸发仪内，于45℃减压旋蒸除去正己烷，旋蒸后的颗粒分散液用蒸馏水定容，与原溶液体积保持一致，将定容后的颗粒分散液于8000g离心10min，除去未被包埋的甾醇粒子和蛋白沉淀等；步骤三：将植物甾醇溶解在45℃的无水乙醇溶液中，水浴搅拌30min，在每分钟8000rpm的剪切条件下，用无针头注射器将植物甾醇醇溶液快速注射进入稳定剂水溶液中，反溶剂结束后继续均质3min；将所得混合溶液超声处理，10000rpm离心10min，上清液冷冻干燥24h，得到冻干粉，封闭包装后将样品贮藏于常温干燥器中，然后对纳米颗粒的尺寸、ζ-电位和包埋率进行测定。2.根据权利要求1所述的一种通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法，其特征在于步骤一中电解时间分别为60、90、120、150min。
技术总结
本发明提供一种通过电解脱酰胺改性小麦面筋蛋白制备植物甾醇纳米颗粒的方法。本发明利用实验室自制的电化学反应器，阴极电还原脱酰胺改性小麦面筋蛋白，使其蛋白质结构发生改变，再以改性后的小麦面筋蛋白为载体，采用反溶剂法制备植物甾醇纳米颗粒，最终确定出在小麦面筋蛋白浓度为2％、电流密度为4.0mA/cm2、电解时间为120min的条件下改性后的小麦面筋蛋白的溶解性、乳化性和起泡性等特性得到明显改善，植物甾醇浓度2％时，其包埋率为79.60％，具有更高的热稳定性，本发明为负载植物甾醇的小麦面筋蛋白纳米颗粒在食品工业中的潜在应用提供理论指导。用提供理论指导。
技术研发人员：于殿宇 代雅杰 王彤 王宁 陈星 曲佳瑶 潘明喆 江连洲 王立琦
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/6/14