一种微藻基复合水凝胶及其制备方法

本发明属于生物医药，特别是涉及一种微藻基复合水凝胶及其制备方法。

背景技术：

1、一般的生物基水凝胶是由生物聚合物组成的复杂的三维结构，通过物理和/或化学方式进行广泛的交联，显示出亲水性或疏水性。天然聚合物基复合水凝胶由多种材料制成，成本低廉，已成功进入专业医疗食品行业和一般消费市场，推出了众多创新产品。

2、多糖作为天然聚合物的重要成分，因其生物活性、固有的生物降解性和生物相容性而受到广泛关注。这些特性使多糖材料在食品研究、药物输送、组织工程和废水处理设备开发领域备受追捧。多糖具有优异的胶凝、乳化和发泡性能，从而增强了食品的质地和风味。许多微藻蛋白质含量高、营养价值高。近年来人们对在人造凝胶中添加各种微藻作为新的蛋白质来源产生了浓厚的兴趣。

3、然而，基于结冷胶和微藻的复合凝胶的研究非常有限，特别是薇藻的活性物质多样和独特的流变调控作用，探索其胶体性质具有巨大的潜在价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种微藻基复合水凝胶及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、本发明提供的技术方案之一：

3、一种微藻基复合水凝胶的制备方法，将结冷胶分散液和流变调节剂分散液混合，得到混合分散液，向所述混合分散液中依次加入naoh溶液和cacl2溶液，混匀，静置，得到所述微藻基复合水凝胶，所述流变调节剂分散液由微藻粉制备得到。

4、微藻在复合水凝胶中发挥的具体作用是：微藻中含有多种内容物，比如：蛋白质、多糖、脂质等。通过一些处理方法破坏微藻，不仅使这些物质释放出来，同时随着细胞壁、细胞膜等结构的破坏还得到了一些大颗粒物质。蛋白质、多糖等物质具有多种功能基团，可以与结冷胶之间产生物理相互作用，从而起到改变凝胶流变学性能的作用。同时产生的一些大颗粒物质对凝胶起填充作用，也能对凝胶结构起稳定作用。雨生红球藻富含虾青素，通过向水凝胶中添加雨生红球藻还可以使水凝胶携带虾青素，以达到特医食品的应用。

5、优选的，所述流变调节剂分散液和结冷胶分散液的体积比为(0.1～2)∶(5～10)，更为优选的，所述流变调节剂分散液和结冷胶分散液的体积比为1∶10。

6、优选的，所述混合分散液、naoh溶液和cacl2溶液的体积比为11∶1∶2；更为优选的，naoh溶液的物质的量浓度为0.125mm-0.25m，cacl2溶液的物质的量浓度为1mm-100mm。

7、本发明中naoh溶液和cacl2溶液作为交联剂通过离子交联使结冷较成胶，须要先加入naoh溶液，再加入cacl2溶液的原因是：先加入的naoh溶液可以提供合适的交联环境，再加入cacl2完成交联。

8、优选的，所述静置的温度为4-25℃，时间为1-12h。

9、静置的作用：交联反应是迅速发生的，但是局部发生交联之后，交联剂需要一定的时间才能完全扩散，通过限定静置温度，有利于加快分子运动，促进交联，在选择25℃时，能够加快分子运动，为了能够减少微生物对凝胶的危害，可选择4℃。

10、优选的，所述流变调节剂分散液的制备方法为：将微藻粉加入去离子水中，室温搅拌，得到微藻悬浮液，将所述微藻悬浮液水浴、冷却至室温，再进行剪切、超声，制备得到所述流变调节剂分散液。

11、通过上述制备方法能够将微藻中的可溶性蛋白和多糖充分溶于分散液中。

12、更为优选的，所述微藻粉选自雨生红球藻粉、杜氏盐藻粉或蛋白核小球藻粉。

13、优选的，所述微藻粉和去离子水的质量比为(0.1-20)∶100，更为优选的，所述微藻粉和去离子水的质量比为(2-10)∶100。

14、更为优选的，所述水浴的温度为95℃，时间为15min。

15、优选的，所述结冷胶分散液的质量浓度为1-5％，更为优选的，结冷胶分散液的质量浓度为1％。

16、优选的，所述结冷胶分散液的制备方法为：取0.1-10g结冷胶加100ml去离子水，在10～50℃下，持续搅拌3～5h，直至形成均匀的分散液，溶解即可，更为优选的搅拌温度为室温。

17、本发明提供的技术方案之二：

18、一种通过上述制备方法制备得到的微藻基复合水凝胶。

19、本发明的有益效果：

20、本发明提供的一种微藻基复合水凝胶具有较好的热稳定性，多种可控流变学特性，还具有一定的抗冰冻性能。

21、本发明利用高速剪切、高压均质以及超声中的一种或多种方法对微藻进行处理，有效的减小了微藻的粒径，破坏微藻的结构，释放可溶性蛋白与多糖，利用雨生红球藻作为流变调节剂，对纯结冷胶水凝胶进行改性，并对得到的水凝胶进行相关流变学研究。通过对流变调节剂的处理，以及加入量的控制，来控制复合水凝胶的性质，以期实现在多个领域的应用。

22、本发明通过向结冷胶中加入特殊处理的流变调节剂，以制备具有可控流变学性质，具有一定的热稳定性和抗冰冻性能以及流动行为和刚度可预测的复合水凝胶，制备得到的复合水凝胶能够应用于特殊医学用途、配方食品及生物药品制备领域。

技术特征：

1.一种微藻基复合水凝胶的制备方法，其特征在于，将结冷胶分散液和流变调节剂分散液混合，得到混合分散液，向所述混合分散液中依次加入naoh溶液和cacl2溶液，混匀，静置，得到所述微藻基复合水凝胶；所述流变调节剂分散液由微藻粉制备得到。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述流变调节剂分散液和结冷胶分散液的体积比为(0.1-2)∶(5-10)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合分散液、naoh溶液和cacl2溶液的体积比为11∶1∶2。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静置的温度为4-25℃，时间为1-12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述流变调节剂分散液的制备方法为：将微藻粉加入去离子水中，室温搅拌，得到微藻悬浮液，将所述微藻悬浮液水浴、冷却至室温，再进行剪切、超声，制备得到所述流变调节剂分散液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述微藻粉和去离子水的质量比为(0.1-20)∶100。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述水浴的温度为95℃，时间为15min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结冷胶分散液的质量浓度为1-5％。

9.一种通过权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的微藻基复合水凝胶。

技术总结
本发明公开了一种微藻基复合水凝胶及其制备方法，属于生物医药技术领域，将结冷胶分散液和流变调节剂分散液混合，得到混合分散液，向所述混合分散液中依次加入NaOH溶液和CaCl<subgt;2</subgt;溶液，混匀，静置，得到所述微藻基复合水凝胶，所述流变调节剂分散液由微藻粉制备得到。本发明利用高速剪切、高压均质以及超声中的一种或多种方法对微藻进行处理，有效地减小了微藻的粒径，利用雨生红球藻作为流变调节剂，对纯结冷胶水凝胶进行改性，并对得到的水凝胶进行相关流变学研究。通过对流变调节剂的处理，以及加入量的控制，来控制复合水凝胶的性质，以期实现在多个领域的应用。

技术研发人员：范治平,张广明,程萍,王正平,韩军
受保护的技术使用者：聊城大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29