一种红球菌b7740类胡萝卜素的微胶囊制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能活性成分加工技术领域，更具体涉及一种极地海洋寡营养细菌源 类胡萝卜素的微胶囊制备方法。
【背景技术】
[0002] 类胡萝卜素广泛存在于自然界中，具有抗氧化、染色、预防和治疗VA缺乏症、增强 免疫力和防癌、抗癌的功能。人体中很多组织器官都有类胡萝卜素的存在，但是人体不能自 身合成，只能从外界摄取。随着现代人们对类胡萝卜素重要性的认识和需求的日益增加，类 胡萝卜素的商品化已成为现实。
[0003] 目前，市售类胡萝卜素产品主要来源于植物和化学合成。然而随着需求的增加， 成本低、纯度高、更加安全的微生物源类胡萝卜素有逐渐替代植物提取和化学合成的趋 势。目前有部分从微藻、酵母、霉菌和细菌生产类胡萝卜素产品的工业化实践的报道。比 如，从杜氏盐藻（Dunaliella salina)中生产P -胡萝卜素（400mg/m3);红法夫酵母 (Xanthophyllomyces dendrorhous)商业生产奸青素，含量可达8.1mg/L;三孢布拉霉生产 大量@ 一胡萝卜素（30mg/g);戈登氏菌（Gordonia jacobea)可生产1?13. 4mg/L的角黄 素。
[0004] 红球菌属（Rhodococcus)是1891年由Zoof建立的，从建立至今，分类地位一直 不确定。目前，红球菌被归为放线菌门（Actinobacteria)，放线菌纲（Actinobacteria)， 放线菌亚纲（Actinobacteridae)，放线菌目（Actinomycetales)，棒杆菌亚目 (Croynebacterineae)，诺卡氏菌科（Nocardiaceae)，红球菌属（Rhodococcus)。红球菌属 对溶菌酶敏感，产生的色素大多为淡黄色、乳酪色、黄色、橙黄或红色。日本学者Takaichi 从紫红红球菌分离出四种类胡萝卜素及其衍生物。贾小明和郑晓冬等人通过分离鉴定得到 了黄色的红球菌，该菌产色素为类胡萝卜素。至今国内外关于红球菌产类胡萝卜素的研究 报道较少，这意味着对红球菌类胡萝卜素的研究及应用充满前景。
[0005] 微胶囊化技术解决了类胡萝卜素商业化生产中不稳定、易氧化降解和对光照敏感 的难题。避免类胡萝卜素免受光照、温度和氧气的不良影响，提高其稳定性，延长商品的货 架期和保质期，控制其释放速度。复凝聚法是经典的微胶囊化方法，操作简单，适用于非水 溶性的液体材料的包埋，具有高效率和高产率。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是在于提供了一种红球菌B7740类胡萝卜素的微胶囊制备方法，方 法易行，操作简便，有效降低提取过程中类胡萝卜素的降解，类胡萝卜素的提取率达到90% 以上，降低了芯材中类胡萝卜素降解杂质的产生，保证了类胡萝卜素微胶囊的生理活性功 能，高效低成本、成膜性好，粉末状微胶囊在30°C下贮藏一个月保留率达到80 %，大大提高 了类胡萝卜素的稳定，有效控制其缓释效果。
[0007] 为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种从革兰氏阳性菌中提取类胡萝卜素方法，以细菌来源类胡萝卜素植物油为芯 材，以壳聚糖和阿拉伯胶为壁材，通过复合凝聚法制备类胡萝卜素微胶囊。本方法采用酶法 从红球菌B7740中提取类胡萝卜素，以类胡萝卜素植物油溶液为芯材，以壳聚糖和阿拉伯 胶为壁材运用复凝聚法制备得到类胡萝卜素微胶囊。
[0009] -种红球菌B7740类胡萝卜素的微胶囊制备方法，其步骤如下：
[0010] (1)类胡萝卜素提取：冻干菌粉（浙江万里学院提供）与溶菌酶（20000U/mg ;生化 试剂国药集团化学试剂有限公司）混合，37°C水浴破裂细胞壁，沉淀蛋白，离心，弃上清，甲 醇/二氯甲烷（8 :2, v/v)作为提取溶剂1?3次提取，得到类胡萝卜素提取液；
[0011] (2)类胡萝卜素植物油制备：旋转蒸发类胡萝卜素提取液至粘稠状，加入植物油， 继续旋蒸至除尽有机溶剂；
[0012] (3)在壳聚糖（国药集团化学试剂有限公司）与阿拉伯胶（国药集团化学试剂有 限公司）质量比例为1 :1?1:5条件下，称取两壁材粉末，阿拉伯胶在50?60°C热水中搅 拌使其溶解，冷却至室温（20?25 °C，以下相同），冰醋酸调PH至3. 6?4. 0,壳聚糖在PH 为3. 6?4. 0醋酸溶液中搅拌使其溶解，两者皆制成浓度为1 %?5%的溶液；
[0013] (4)按照壁材（壳聚糖和阿拉伯胶）质量与类胡萝卜素植物油体积比为1:1? l:5(w/v)的比例，精确吸取类胡萝卜素植物油溶液，与阿拉伯胶溶液混合，10000r/min转 速下均质10?20min，得到o/w型乳状液；
[0014] (5)在温度为30?40°C，转速为400?500r/min的搅拌条件下，加入壳聚糖溶液， 保持20?30min，加入同温度（30?40°C )等体积蒸馈水，继续搅拌8?12min ;
[0015] (6)冷却至室温（20?25°C，以下相同），加入25%质量分数戊二醒，用5%质量分 数NaOH溶液调节PH至7?9,继续搅拌1?2h ;
[0016] (7)避光静置，除去上清液，洗涤沉淀，真空冷冻干燥（30?60h ;CHRIST ALPHA冷 冻干燥机）得到粉末状的一种复合凝聚类胡萝卜素微胶囊产品。
[0017] 所述步骤（1)中冻干菌粉为北极海洋红球菌（Rhodococcus sp. )B7740经真空冷 冻干燥得到。
[0018] 所述步骤（1)中溶菌酶的浓度为lmg/mL，酶活力为20000U/mg。
[0019] 所述步骤（1)中沉淀蛋白的溶剂为饱和醋酸锌。
[0020] 所述步骤（2)中使用的植物油为大豆油、花生油、芝麻油和橄榄油中的一种。
[0021] 所述步骤（7)中洗涤沉淀的步骤方法依次是首先200mL蒸馏水洗涤1次，然后加 入与芯材体积比为1:1的正己烷洗涤1次，再加入与正己烷体积相等的二氯甲烷洗涤1次， 最后400mL蒸馈水洗漆1次。
[0022] -种复合凝聚类胡萝卜素微胶囊，以细菌来源类胡萝卜素油液为芯材，以壳聚糖 和阿拉伯胶为壁材，壁材与类胡萝卜素植物油的质量体积比为1:1?l:5(w/v)，壳聚糖与 阿拉伯胶的质量比为1:1?1:5。
[0023] 所述的复合凝聚类胡萝卜素微胶囊化产品颜色为橙黄色。
[0024] 所述的复合凝聚类胡萝卜素微胶囊化产品水分含量为1%?3%。
[0025] 所述的复合凝聚类胡萝卜素微胶囊化产品改善了类胡萝卜素极不稳定的特性，具 有缓释性，30°C下贮藏一个月保留率达到80%。
[0026]本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
[0027] ①北极海洋红球菌（Rhodococcus sp. ) B7740是新发现的一种细菌，为类胡萝卜素 提供了一个新来源，含有丰富的类胡萝卜素，大大降低了类胡萝卜素生产成本；②采用酶法 能有效降低提取过程中类胡萝卜素的降解，能得到高产量（l〇〇〇ug/g干菌粉）、高纯度的类 胡萝卜素，降低了芯材中类胡萝卜素降解杂质的产生，保证了类胡萝卜素微胶囊的生理活 性功能；③用植物油与类胡萝卜素混合作为芯材能降低类胡萝卜素与氧气接触引起的氧化 降解；④复凝聚法是经典的微胶囊化方法，操作简单，适用于非水溶性的液体材料的包埋， 具有高效率和高产率，得到的微胶囊平均粒径为13. 7um，微胶囊化效率达到80 %以上。复 凝聚法制备微胶囊避免了类胡萝卜素免受光照和氧气的不良影响，控制了其释放速度，提 高了其稳定性，延长了保质期。
【附图说明】
[0028] 图1为一种红球菌B7740酶法提取液的紫外-可见全波段扫描；
[0029] 图2为一种红球菌B7740酶法提取液的液相图；
[0030] 图3为一种红球菌B7740类胡萝卜素微胶囊制备工艺流程；
[0031] 图4为一种红球菌B7740类胡萝卜素微胶囊的释放曲线；
[0032] 图5为一种红球