一种封装β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶的制备方法

一种封装
β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶的制备方法
技术领域
1.本发明涉及凝胶制备技术领域，具体是涉及一种封装β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶的制备方法。


背景技术：

2.维生素a具有预防夜盲症、维持正常免疫功能、生长、发育和胃肠功能的重要作用。但人体缺乏自主合成维生素a的能力，所以维生素a只能从日常饮食中获取。与其他维生素a原类胡萝卜素(α-胡萝卜素、隐黄质)相比，β-胡萝卜素(β-c)的维生素a活性最高，其活性大约是其他维生素a原类胡萝卜素的两倍，并且β-c转化为维生素a的效率也最高。β-c除了作为维生素a营养素的主要来源之外，β-c还具有抗氧化能力，并且由于其独特的结构，可以起到脂质自由基清除剂和单线态氧猝灭剂的作用。但天然植物来源中的β-c在人体内最大吸收量很低，无法达到推荐摄入量(2-4毫克/天)。因此，对于β-c的分离与提纯引发了国内外大量学者的研究。而提纯后的β-c具有水溶性差、遇氧、热及光不稳定性以及在消化过程中在胃相中会迅速降解的特点，这大大限制了β-c的应用价值。目前，为改善β-c的水相溶解性及生物利用率,国内外多采用单一分子乳化剂对β-c进行运输包埋。单一乳液在存储过程中由于油相的移动和氧气在体系中的扩散，从而可能导致β-c的活性成分下降、稳定性不足等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供能克服单一脂质体运载壁材或乳液运载体系对包埋β-c稳定性不足和免受消化环境中的快速破坏的一种封装β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶的制备方法。
4.本发明包括如下步骤：
5.1)水相的制备：首先将壳聚糖溶解在醋酸溶液中得壳聚糖溶液；将分离乳清蛋白溶于水得分离乳清蛋白溶液；将壳聚糖溶液加入分离乳清蛋白溶液中混合，调节溶液ph至6，得壳聚糖-分离乳清蛋白溶液；
6.2)油相的制备：将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，避光超声，得到β-胡萝卜素溶液；
7.3)水、油相混合：将β-胡萝卜素溶液加入壳聚糖-分离乳清蛋白溶液中混合，得到封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液；
8.4)超高压制备凝胶：将封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液超高压处理，得到封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶。
9.在步骤1)中，所述醋酸溶液的采用质量分数为1％醋酸溶液；所述壳聚糖溶液的质量百分浓度可为0.8％；所述分离乳清蛋白溶液的质量百分浓度可为20％；所述将壳聚糖溶液加入分离乳清蛋白溶液中混合后将溶液放置于4℃冰箱中过夜以便充分水合；壳聚糖溶
液和分离乳清蛋白溶液的体积比可为1︰4～5.5；优选1︰5；调节溶液ph至6后可将壳聚糖-分离乳清蛋白溶液置于磁力搅拌器上搅拌1h，使两者完全混合。
10.在步骤2)中，所述将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，使β-c的浓度为0.05％、0.10％、0.15％以及0.2％；β-c溶液应注意现配现用。
11.在步骤3)中，所述β-胡萝卜素溶液与壳聚糖-分离乳清蛋白溶液的10︰1；混合后可利用磁力搅拌器在600r/min转速下处理5min；添加的β-胡萝卜素浓度为0.05％～0.2％。
12.在步骤4)中，所述超高压处理是将溶液装入软质包装袋中，真空热封，再将装有溶液包装袋置于压力容器中，以液体为传压介质，进行超高压处理；所述软质包装袋可采用6号聚四氟乙烯密封袋；真空热封时抽真空时间为20s～30s，热封时间为1s～5s，热封温度为50℃～90℃。超高压处理的压力为600mpa，保压时间为30n，处理温度为25℃。
13.本发明将壳聚糖(cs)溶于醋酸溶液，分离乳清蛋白(wpi)溶于水，按比例混合后调节混合液ph至5.0～7.0，可得壳聚糖-分离乳清蛋白(cs-wpi)混合溶液，再向混合液中添加溶解在中链甘油三酯的β-胡萝卜素(β-c)溶液，待搅拌均匀后可得到包封有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液；将所诉溶液置于超高压反应釜中进行超高压处理，即可制得封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶(cs-wpi/β-c)。
14.本发明利用壳聚糖和分离乳清蛋白形成双层乳液壁材载体，再通过超高压诱导乳液形成凝胶，具有克服单一脂质体运载壁材或者乳液运载体系对包埋β-c稳定性不足和免受消化环境中的快速破坏的优点。
附图说明
15.图1为根据本发明实施例的包封β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶光学图片。
16.图2为根据本发明实施例的xrd图。
具体实施方式
17.以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
18.为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
19.本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
20.本发明的室温均为25℃。
21.下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
22.本发明实施例包括以下步骤：
23.1)将分离乳清蛋白粉溶解于水，搅拌2h，得到分离乳清蛋白溶液；
24.2)将壳聚糖溶解在1％醋酸溶液中，搅拌2h，得到壳聚糖溶液；
25.3)将所述壳聚糖溶液加入所述分离乳清蛋白溶液中混合，调节溶液ph至6，得到壳聚糖-分离乳清蛋白溶液；
26.4)将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，避光超声15min，得到β-胡萝卜素溶液；
27.5)将所述β-胡萝卜素溶液加入所述壳聚糖-分离乳清蛋白溶液中混合，得到封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液；
28.6)将所述封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液超高压处理，得到封装有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶；
29.在步骤3)中，所述壳聚糖溶液和分离乳清蛋白溶液的添加体积比例为1︰4～5.5；优选1︰5。
30.在步骤5)中，添加的水相和油相体积比例10︰1。
31.在步骤5)中，添加的β-胡萝卜素浓度为0.05％～0.2％。
32.在步骤6)中，将所述溶液装入软质包装袋中，真空热封，再将装有溶液的包装袋置于压力容器中，以液体为传压介质，进行超高压处理。
33.所述软质包装袋采用聚四氟乙烯塑料袋；抽真空时间为20s～30s，热封时间为1s～5s，热封温度为50℃～90℃。
34.在步骤6)，所述超高压处理的压力为600mpa，保压时间为30n，处理温度为25℃。
35.实施例1
36.将分离乳清蛋白粉末溶于超纯水中，使分离乳清蛋白浓度为20％(w/v)，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
37.将壳聚糖溶解在1％醋酸溶液中，使cs溶液的浓度为0.8％，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
38.以体积比为1∶5的比例混合已恢复至室温的壳聚糖溶液与分离乳清蛋白溶液，调节混合溶液ph至6，并于磁力搅拌器上以600r/min的转速搅拌1h。
39.将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，超声15min，使β-胡萝卜素的浓度为0.05％。
40.以体积比为10∶1的比例混合壳聚糖-分离乳清蛋白溶液与β-胡萝卜素溶液，利用磁力搅拌器600r/min转速下处理5min，得到新鲜混合溶液。
41.除去溶液表面泡沫，将乳液倒入聚四氟乙烯袋中，用真空包装机真空封装后进行超高压处理，超高压参数设定为600mpa，保压时间为30min，处理温度为25℃。
42.实施例2
43.将分离乳清蛋白粉末溶于超纯水中，使分离乳清蛋白浓度为20％(w/v)，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
44.将壳聚糖溶解在1％醋酸溶液中，使cs溶液的浓度为0.8％，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
45.以体积比为1︰5的比例混合已恢复至室温的壳聚糖溶液与分离乳清蛋白溶液，调
节混合溶液ph至6，并于磁力搅拌器上以600r/min的转速搅拌1h。
46.将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，超声15min，使β-胡萝卜素的浓度为0.10％。
47.以体积比为10∶1的比例混合壳聚糖-分离乳清蛋白溶液与β-胡萝卜素溶液，利用磁力搅拌器600r/min转速下处理5min，得到新鲜混合溶液。
48.除去溶液表面泡沫，将乳液倒入聚四氟乙烯袋中，用真空包装机真空封装后进行超高压处理，超高压参数设定为600mpa，保压时间为30min，处理温度为25℃。
49.实施例3
50.将分离乳清蛋白粉末溶于超纯水中，使分离乳清蛋白浓度为20％(w/v)，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
51.将壳聚糖溶解在1％醋酸溶液中，使cs溶液的浓度为0.8％，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
52.以体积比为1：5的比例混合已恢复至室温的壳聚糖溶液与分离乳清蛋白溶液，调节混合溶液ph至6，并于磁力搅拌器上以600r/min的转速搅拌1h。
53.将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，超声15min，使β-胡萝卜素的浓度为0.15％。
54.以体积比为10∶1的比例混合壳聚糖-分离乳清蛋白溶液与β-胡萝卜素溶液，利用磁力搅拌器600r/min转速下处理5min，得到新鲜混合溶液。
55.除去溶液表面泡沫，将乳液倒入聚四氟乙烯袋中，用真空包装机真空封装后进行超高压处理，超高压参数设定为600mpa，保压时间为30min，处理温度为25℃。
56.实施例4
57.将分离乳清蛋白粉末溶于超纯水中，使分离乳清蛋白浓度为20％(w/v)，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
58.将壳聚糖溶解在1％醋酸溶液中，使cs溶液的浓度为0.8％，600r/min搅拌2h均匀后，放入冰箱冷藏，过夜水和。
59.以体积比为1︰5的比例混合已恢复至室温的壳聚糖溶液与分离乳清蛋白溶液，调节混合溶液ph至6，并于磁力搅拌器上以600r/min的转速搅拌1h。
60.将β-胡萝卜素粉末溶解于中链甘油三酯中，超声15min，使β-胡萝卜素的浓度为0.20％。
61.以体积比为10∶1的比例混合壳聚糖-分离乳清蛋白溶液与β-胡萝卜素溶液，利用磁力搅拌器600r/min转速下处理5min，得到新鲜混合溶液。
62.除去溶液表面泡沫，将乳液倒入聚四氟乙烯袋中，用真空包装机真空封装后进行超高压处理，超高压参数设定为600mpa，保压时间为30min，处理温度为25℃。
63.实施例1～4制备的包封β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶光学图片见图1。
64.试验例
65.1、采用酶标仪对上述实施例1～4获得的封装β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶的有效包封浓度和包封效率进行测定，结果如表1。
66.2、对上述实施例1～4获得的封装β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶分别进行xrd测定：将样品冷冻干燥后，取适量研磨至细腻均匀的粉末，使用x射线衍射仪，对各样
品进行分析，扫描速度为15度/秒，衍射角(2θ)扫描范围为5-50
°
。结果如图2。
67.表1：cs-wpi包埋不同浓度β-胡萝卜素的吸光度及包埋效率
68.初始添加浓度(g/l)有效包封浓度(μg/ml)包封效率(ee％)0.05％6.8381.95％0.10％8.9553.71％0.15％11.6446.56％0.20％12.3737.11％
69.综上，根据本发明的实施例的方法，其采用超高压技术，常温下通过物理方法对负载有β-胡萝卜素的壳聚糖-分离乳清蛋白溶液进行凝胶化，凝胶化的过程温和，避免了β-胡萝卜素活性的损失，超高压处理初始添加不同浓度的β-胡萝卜素-壳聚糖-分离乳清蛋白凝胶具有不同的有效封装浓度和封装效率，均可实现对β-胡萝卜素的有效负载。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
71.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。