一种生物大分子复合物稳态槲皮万寿菊素的制备方法与流程

本发明属于功能因子稳态化技术中的传递系统技术领域，具体涉及一种生物大分子复合物稳态槲皮万寿菊素的制备方法。

背景技术：

槲皮万寿菊素作为一种多羟基黄酮类化合物，具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒等多种生物学功能及药理作用，能够有效预防心血管疾病，显著提高人体免疫力。然而，槲皮万寿菊素难溶于水，对光、热、氧敏感，容易发生降解，生物利用率低，明显限制了其在食品领域中的应用。现有研究表明，多糖和蛋白质类生物大分子由于其安全、可生物降解及稳定性强等优势，可用于多种生物活性物质的包埋、保护与传递。

玉米醇溶蛋白作为一种天然可食性植物蛋白质，具有可再生、无毒、两亲性及良好的生物相容性和可降解性，可通过自组装形成微球或纳米颗粒，常用于功能因子的包埋与传递。然而单一的玉米醇溶蛋白胶体颗粒在水中的溶解性较差，对热敏感，这极大限制了其在水溶性食品体系中的应用。现有研究表明，玉米醇溶蛋白与多糖可通过非共价相互作用形成复合物。如玉米醇溶蛋白与壳聚糖及甜菜果胶通过氢键、范德华力、疏水等相互作用形成复合颗粒。然而，目前有关玉米醇溶蛋白与多糖的研究主要集中于亲水性多糖，与两亲性多糖相互作用的研究尚属空白。

藻酸丙二醇酯，是由海藻酸和氧化丙烷发生酯化反应生成的线性高分子多糖，主链由α-l-古洛糖醛酸和β-d-甘露糖醛酸组成，由于分子中的丙二醇基为亲脂端，可以与脂肪球结合，分子中的糖醛酸为亲水端，含有大量羟基和部分羧基，可以和蛋白质结合。因此，藻酸丙二醇酯分子兼具亲水性和亲油性两种基团，具有良好的表面活性和乳化稳定性，适用于乳制品、乳饮料、冷冻食品等。本发明拟采用玉米醇溶蛋白与藻酸丙二醇酯制备复合颗粒用于包埋与保护槲皮万寿菊素。

目前用于制备胶体颗粒最常用的方法为反溶剂沉淀法，又称液液分散法或相分离法。该方法应用于将含有一种组分的溶液滴于有极性差异的另一种溶液中制备胶体颗粒，将含两种或多种组分的有机溶液采用反溶剂法也可制备复合胶体颗粒，该种方法称为反溶剂共沉淀法，已用于玉米醇溶蛋白对多种生物活性物质的包埋，如槲皮素、姜黄素和白藜芦醇。

本发明以玉米醇溶蛋白、藻酸丙二醇酯为原料，以槲皮万寿菊素为代表性生物活性物质，采用反溶剂共沉淀法制备负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物。本发明不仅显著改善了槲皮万寿菊素的水溶性，而且明显提高了其包埋率与负载量，有效降低了其光降解和热降解速率，显著改善其生物利用率，同时为功能因子稳态化提供了新途径。

技术实现要素：

本发明针对槲皮万寿菊素的水溶性水溶性差、对光、热、氧敏感、生物利用率低的不足，提供了一种生物大分子复合物稳态槲皮万寿菊素的制备方法，其特征在于，以玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯为原料，以槲皮万寿菊素为生物活性物质，采用反溶剂共沉淀法制备负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯生物大分子复合物，包括如下步骤：

(1)溶解：将玉米醇溶蛋白、藻酸丙二醇酯、槲皮万寿菊素同时溶于乙醇水溶液中，磁力搅拌至完全溶解；

(2)反溶剂共沉淀：采用注射器将步骤(1)得到的玉米醇溶蛋白、藻酸丙二醇酯和槲皮万寿菊素乙醇水溶液注射到蒸馏水中，注射过程中磁力搅拌，形成玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-槲皮万寿菊素三元复合物分散液；

(3)旋转蒸发：将步骤(2)得到的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯—槲皮万寿菊素三元复合物分散液采用减压旋转蒸发去除部分乙醇和水，制备三元复合物浓缩液；

(4)离心：将步骤(3)得到的三元复合物浓缩液，离心去除颗粒聚集体，得到三元复合物精液；

(5)干燥：将步骤(4)得到的三元复合物精液进行真空冷冻干燥或喷雾干燥，准备出负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯生物大分子复合物。

步骤(1)中所述玉米醇溶蛋白与藻酸丙二醇酯的质量比为40:1～1:10，槲皮万寿菊素的加入量为玉米醇溶蛋白与藻酸丙二醇酯质量总和的0.1wt％～2.0wt％，乙醇水溶液中乙醇的体积分数为60％～90％。

步骤(2)中所述注射速度为5ml/min，搅拌速度200r/min，玉米醇溶蛋白、藻酸丙二醇酯和槲皮万寿菊素乙醇水溶液与蒸馏水的体积比1:10～1:1。

步骤(3)中所述的减压旋转蒸发的压力为-0.1mpa，温度为30～60℃，旋转速度200～500r/min，蒸发时间为10～50min，三元复合物浓缩液体积为三元复合物分散液体积的1/2～1/10。

步骤(4)中所述离心转速为3000～6000r/min，离心时间为10～60min。

步骤(5)中所述的真空冷冻干燥的温度为-40～-60℃，时间为2～10h；喷雾干燥进料温度150～180℃，出料温度为80℃。

步骤(5)中所述的负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯生物大分子复合物中槲皮万寿菊素的包埋率大于90％，负载量为6.2％～15.4％，有效降低了其光降解和热降解速率，明显改善了其生物利用率。

本发明的有益效果：本发明以天然生物大分子玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯为原料，以具有抗氧化、抗癌、抗炎等多种生物学功能的槲皮万寿菊素为代表性生物活性物质，首次采用反溶剂共沉淀法制备负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合物。该复合物呈海绵状且具有独有的果树状结构，不仅显著改善了槲皮万寿菊素的水溶性，而且明显提高了其包埋率与负载量，有效降低了其光降解和热降解速率，显著改善其生物利用率。本发明的实施为功能因子稳态化提供了新途径。

附图说明

图1为反溶剂共沉淀法制备负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合物示意图；

图2为负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合物的结构示意图；图中1-玉米醇溶蛋白；2-藻酸丙二醇酯；3-槲皮万寿菊素；4-负载槲皮万寿菊素玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合物；5-果树状微结构；6-海绵状冻干产物。

具体实施方式

本发明提供了一种生物大分子复合物稳态槲皮万寿菊素的制备方法，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并非对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，将0.4g玉米醇溶蛋白、0.08g藻酸丙二醇酯(两者质量比5:1)20mg槲皮万寿菊素溶解于40ml体积分数为80％的乙醇溶液中，磁力搅拌使其充分溶解。用注射器将40ml上述溶液注射入至盛有120ml水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为200r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-槲皮万寿菊素三元复合物分散液。采用减压旋转蒸发浓缩三元复合物分散液，压力为-0.1mpa，温度为40℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为30min，三元复合物浓缩液体积为三元复合物分散液体积的1/4；三元复合物浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到三元复合物精液；三元复合物精液采用真空冷冻干燥，干燥温度为-50℃，时间为6h，获得负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物。

玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合壁材对槲皮万寿菊素的包埋率为93.8％，负载量为6.2％。经95℃加热处理30min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为40.21％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为96.49％；经光降解120min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为44.06％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为85.69％。因此，玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物有效降低了槲皮万寿菊素的热降解和光降解速率。

实施例2

如图1所示，将0.4g玉米醇溶蛋白、0.2g藻酸丙二醇酯(两者质量比2:1)50mg槲皮万寿菊素溶解于40ml体积分数为70％的乙醇溶液中，磁力搅拌使其充分溶解。用注射器将40ml上述溶液注射入至盛有200ml水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为500r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-槲皮万寿菊素三元复合物分散液。采用减压旋转蒸发浓缩三元复合物分散液，压力为-0.1mpa，温度为50℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为20min，三元复合物浓缩液体积为三元复合物分散液体积的1/4；三元复合物浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到三元复合物精液；三元复合物精液三元复合物精液采用喷雾干燥，进料温度180℃，出料温度为80℃，获得负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物。

玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合壁材对槲皮万寿菊素的包埋率为91.7％，负载量为10.8％。经95℃加热处理30min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为40.21％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为92.19％；经光降解120min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为44.06％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为80.52％。因此，玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物有效降低了槲皮万寿菊素的热降解和光降解速率。

实施例3

如图1所示，将0.4g玉米醇溶蛋白、0.8g藻酸丙二醇酯(两者质量比1:2)100mg槲皮万寿菊素溶解于40ml体积分数为60％的乙醇溶液中，磁力搅拌使其充分溶解。用注射器将40ml上述溶液注射入至盛有200ml水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为500r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-槲皮万寿菊素三元复合物分散液。采用减压旋转蒸发浓缩三元复合物分散液，压力为-0.1mpa，温度为55℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为15min，三元复合物浓缩液体积为三元复合物分散液体积的1/4；三元复合物浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到三元复合物精液；三元复合物精液采用真空冷冻干燥，干燥温度为-50℃，时间为6h，获得负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物。

玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合壁材对槲皮万寿菊素的包埋率为84.1％，负载量为15.4％。经95℃加热处理30min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为40.21％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为82.27％；经光降解120min后，未经包埋的槲皮万寿菊素的保留率为44.06％，而经玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯包埋后的槲皮万寿菊素的保留率为75.12％。因此，玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物有效降低了槲皮万寿菊素的热降解和光降解速率。

图2所示，藻酸丙二醇酯呈细长的纤维状结构，玉米醇溶蛋白颗粒呈球形紧密吸附在纤维表面，槲皮万寿菊素大部分嵌入至纤维内部，少部分被玉米醇溶蛋白包埋，该复合物就像一颗结满果实的果树，负载槲皮万寿菊素的玉米醇溶蛋白—藻酸丙二醇酯复合物干燥后呈海绵状，显著增加了槲皮万寿菊素的水溶性。