具有酸稳定性的藻蓝蛋白复合水凝胶及其制备方法

本发明属于生物材料制备，具体涉及一种具有酸稳定性的藻蓝蛋白复合水凝胶及其制备方法。

背景技术：

1、藻蓝蛋白是一种从螺旋藻、蓝藻、念珠藻等藻类植物中提取得到的生物活性化合物，其营养价值丰富，能够为人体提供所需的蛋白质和维生素。藻蓝蛋白除了具备高效的光能捕获能力外，还具有抗肿瘤、抗辐射、抗氧化、抗炎、神经保护、提高机体免疫系统功能以及抑制溶血等作用。在此基础之上，藻蓝蛋白还具有抗癌、促进血细胞再生、养护卵巢、促使人体内合成弹力蛋白等功效。21世纪初，在欧美、日本等国，藻蓝蛋白广泛用作食品和化妆品的高级天然色素，并被制成生化药品。藻蓝蛋白素也被用于制备癌症患者、白血病患者等的康复药品和营养食品，并取得了突出的配合疗效。

2、藻蓝蛋白虽具备优异的抗氧化性能，且被认为具有很好的促免疫和抗疾病功能，但是藻蓝蛋白对热、光、酸不稳定；在弱酸性和中性下稳定(ph＝4.5-8)，酸性环境下(ph＝4.2)会发生沉淀，较易变质，营养价值难以高效发挥。近年来，关于藻蓝蛋白包埋体系的研究较少，通常来说，适合于蛋白质包埋的大分子运载体系主要包括微囊包埋、蛋白质多糖运载体系包埋、脂质体包埋、纳米载体包埋和凝胶包埋等。如想要更好地将藻蓝蛋白作用于人体，通过构建包埋体系将有助于防止藻蓝蛋白在胃酸中被过多消耗，使得更多的藻蓝蛋白能顺利被肠道吸收，进而提高藻蓝蛋白利用率。

3、王明超等人发表过一篇名为“一种抗氧化藻蓝蛋白/胶原蛋白复合水凝胶的制备及研究”，其指出将胶原蛋白与不同浓度的藻蓝蛋白混合，利用胶原蛋白自组装特性即可制备出复合水凝胶，该双蛋白凝胶体系可同时拥有藻蓝蛋白的抗氧化抗炎特性和胶原蛋白的细胞营养性作用；并通过一系列的抗氧化性能测试证实了上述结论。但是，需要注意的是，其并未对所得产品进行酸处理后的性能检测，也就是说，在酸性条件下，该凝胶体系是否能保持上述性能或者说能否保持抗氧化性能不发生显著下降这一点是不明确的，而当将包埋藻蓝蛋白的凝胶体系作用人体，由于人体中胃酸的存在，如果凝胶体系不具备一定的酸稳定性，会使产品在胃酸环境下即被过多消耗，难以到达末端发挥作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的藻蓝蛋白酸稳定性差的问题，提供一种藻蓝蛋白复合水凝胶及其制备方法，将藻蓝蛋白包埋在合适的凝胶体系之中后形成的样品在经过酸处理后仍可以保持较高的抗氧化活性，可提高藻蓝蛋白在人体内的利用率。

2、本发明是这样来实现的：一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

3、1)将藻蓝蛋白粉末溶解在去离子水中，混匀，得藻蓝蛋白水溶液；

4、2)将明胶和海藻酸钠分别置于去离子水中，50℃下搅拌溶解后得明胶溶液和海藻酸钠溶液，冷却至室温；

5、3)将步骤1)所得藻蓝蛋白水溶液投加到步骤2)所得海藻酸钠溶液中，搅拌均匀；

6、4)将步骤2)所得明胶溶液滴加到步骤3)所得混合体系中，搅拌使凝胶成型；

7、5)向步骤4)所得凝胶体系中滴加氯化钙溶液进行交联，即得藻蓝蛋白复合水凝胶。

8、进一步地，在完成步骤4)得到成型的凝胶后且未进行步骤5)之前，也就是未进行交联前，将阿拉伯胶溶液滴加到成型的凝胶中以提升凝胶的抗氧化性。

9、进一步地，阿拉伯胶溶液是将阿拉伯胶加到去离子水中，80℃下搅拌溶解得到的，溶解后冷却至室温再进行使用。

10、进一步地，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，海藻酸钠的质量百分浓度为0.05％-0.1％，明胶的质量百分浓度为1.9％-3.8％，氯化钙的质量百分浓度为0.4％。

11、进一步地，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，阿拉伯胶的质量百分浓度为0.4％-0.8％。

12、进一步地，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，海藻酸钠的质量百分浓度为0.1％，明胶的质量百分浓度为3.8％，阿拉伯胶的质量百分浓度为0.4％。

13、利用上述方法制备成的藻蓝蛋白复合水凝胶，藻蓝蛋白被包载在由海藻酸钠、明胶和阿拉伯胶为主要原料构建的凝胶体系中，明胶和海藻酸钠作为基础壁材对藻蓝蛋白起到保护作用，阿拉伯胶加入水凝胶体系后也对藻蓝蛋白起到保护作用，使得藻蓝蛋白具有酸稳定性，经过酸处理后的复合凝胶在经过酸处理后仍可保持较高的抗氧化性能。

14、有益效果：

15、1、本申请制备的藻蓝蛋白复合水凝胶将藻蓝蛋白封装在了明胶、阿拉伯胶和海藻酸钠共同构建的凝胶体系中，使得凝胶体系在具备藻蓝蛋白的抗氧化抗炎特性的同时还赋予了藻蓝蛋白适应酸性环境的能力，使得酸处理后的藻蓝蛋白水凝胶仍可以保持较高的抗氧化活性；

16、2、由于本申请制备的藻蓝蛋白复合水凝胶具有较好的酸稳定性，所以可适应人体胃酸环境，不会在胃酸环境下即被过多消耗，因而可将其用于食品和医学治疗中，提高藻蓝蛋白在人体内的有效利用率；

17、3、本申请公开的藻蓝蛋白复合水凝胶由海藻酸钠、明胶作为主要原料构建凝胶壁材，所用原料具有较好的生物相容性和可降解性，可以满足口服材料的要求；

18、4、本申请在制备凝胶体系时，不仅采用了海藻酸钠和明胶这两种常见的凝胶材料，还在其中加入了一定比例的阿拉伯胶，阿拉伯胶不仅生物相容性好，不会影响凝胶的施用，且合适比例的阿拉伯胶的加入可提升对藻蓝蛋白的保护效果，进而能进一步有效提升凝胶材料的抗氧化性能。

技术特征：

1.一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，在完成步骤4)得到成型的凝胶后且未进行步骤5)之前，也就是未进行交联前，将阿拉伯胶溶液滴加到成型的凝胶中以提升凝胶的抗氧化性。

3.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，阿拉伯胶溶液是将阿拉伯胶加到去离子水中，80℃下搅拌溶解得到的，溶解后冷却至室温再进行使用。

4.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，海藻酸钠的质量百分浓度为0.05％-0.1％，明胶的质量百分浓度为1.9％-3.8％，氯化钙的质量百分浓度为0.4％。

5.如权利要求4所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，阿拉伯胶的质量百分浓度为0.4％-0.8％。

6.如权利要求5所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所得藻蓝蛋白复合水凝胶中，海藻酸钠的质量百分浓度为0.1％，明胶的质量百分浓度为3.8％，阿拉伯胶的质量百分浓度为0.4％。

7.一种藻蓝蛋白复合水凝胶，其特征在于，其是根据权利要求1-6中任一项所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶的制备方法制备得到的。

8.如权利要求7所述的一种藻蓝蛋白复合水凝胶，其特征在于，藻蓝蛋白被包载在由海藻酸钠、明胶和阿拉伯胶为主要原料构建的凝胶体系中，明胶和海藻酸钠作为基础壁材对藻蓝蛋白起到保护作用，阿拉伯胶加入水凝胶体系后也对藻蓝蛋白起到保护作用，使得藻蓝蛋白具有酸稳定性，经过酸处理后的复合凝胶在经过酸处理后仍可保持较高的抗氧化性能。

技术总结
本发明公开一种具有酸稳定性的藻蓝蛋白复合水凝胶及其制备方法，属于生物材料制备技术领域，在配制好藻蓝蛋白水溶液、明胶溶液和海藻酸钠溶液后，依序混合各溶液获得成型的凝胶，再进行交联即可得到藻蓝蛋白复合水凝胶，明胶和海藻酸钠作为基础壁材可对藻蓝蛋白起到保护作用进而提高其抗酸活性；而在初成型且未进行交联的凝胶中加入阿拉伯胶溶液则可进一步提升对藻蓝蛋白的保护效果，使得制备出的凝胶产品具有良好的酸稳定性和机械性能，经过酸处理后的产品仍具备较高的抗氧化性能，解决了藻蓝蛋白的酸不稳定问题，提高了藻蓝蛋白作用于人体时的利用率，可有效拓展藻蓝蛋白的应用场景和范围。

技术研发人员：袁彪,李竹心,李瑾,高雅婷,曹崇江
受保护的技术使用者：中国药科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13