CN104783298A - 一种生物灭菌组合物及其纳米乳的制备与应用 - Google Patents
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Abstract
一种生物灭菌组合物及其纳米乳的制备与应用，所述生物灭菌组合物包括四聚氨基酸抗菌肽混合酯，进一步还包括乌蔹莓、桧柽柳、八角大茴香、小茴香、肉桂皮、丁子香、胡萝卜、当归根、茶叶树、牛蒡子或黄芪的提取物的一种或多种。本生物灭菌组合物具有灭菌生物活性高与水解蛋白相容性好的优点，将其应用于角质蛋白水解生产工艺中，并与冷大气压等离子体物理灭菌法协合增效，使蛋白液达到完美的灭菌效果，保证蛋白产品卫生质量可靠地达到ISO11290的标准。
Description
技术领域
本发明属于灭菌技术领域，尤其是涉及一种特别适于在角质蛋白制备中作灭菌剂的生物灭菌组合物及其纳米乳的制备与应用。
背景技术
人类对天然角蛋白的加工利用已经有很长的历史了，其中最早的塑料制品就是以角蛋白为原料制成的。可生物降解塑料及生物医学材料越来越受到重视，其中研究的热点之一就是从毛发、禽羽毛等中提取角蛋白用作饲料或保健营养品，因此，为保证所制备的角蛋白产品安全卫生，其制备过程中，灭菌是必不可少的一个工艺步骤。由于角蛋白属于热不稳定物质，因而不宜采用常规的巴氏高温消毒灭菌法，也不能采用化学消毒灭菌法，目前角蛋白生产中的灭菌方法主要为微波干燥灭菌或冷大气压等离子体灭菌，但单用上述物理消毒灭菌法，所得产品质量达不到ISO11290的卫生质标准，特别是杀灭不了危害性严重的单核细胞增生性的李司忒氏菌，而该菌在美国等发达国家的食品检测管理上都采取零容忍政策。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种尤其对李司忒氏菌体杀灭率高的生物灭菌组合物；本发明的目的之二是提供一种将该生物灭菌组合物制备成纳米乳的方法；本发明的目的之三是将上述生物灭菌组合物应用于角质蛋白水解生产工艺中，并与冷大气压等离子体物理灭菌法协合增效，使蛋白液达到完美的灭菌效果，保证蛋白产品卫生质量可靠地达到ISO11290的标准。
实现上述目的之一的技术解决方案为：
一种生物灭菌组合物，包括四聚氨基酸抗菌肽混合酯。
作为优选，还包括乌蔹莓或桧柽柳、八角大茴香、小茴香、肉桂皮、丁子香、胡萝卜、当归根、茶叶树、牛蒡子、黄芪的提取物的一种或多种。
作为优选，所述灭菌组合物包括四聚氨基酸抗菌肽混合酯6-9 wt% 和以下植物提取物：乌蔹莓,33-36wt%、桧柽柳,8-10wt%、八角大茴香，3-4 wt%、小茴香，0.6-1 wt%、肉桂皮，7-9 wt%、丁子香，0.6-1 wt%、胡萝卜，3-4 wt%、当归根，5-8 wt%、茶叶树，1-2 wt%、牛蒡子，15-20 wt%、黄芪，4-6 wt%。
作为优选，所述四聚氨基酸抗菌肽混合酯为四聚氨基酸抗菌肽与混合酸酯化的混合酯。
进一步优选，所述混合酸为癸酸60-90wt%和月桂酸10-40wt%。
作为优选，所述四聚氨基酸抗菌肽与混合酸酯化的混合酯的制备方法为：
四聚氨基酸抗菌肽与浓度为0.5-1.5mol/l的癸酸60-90wt%、月桂酸10-40wt%混合酸相混合，再加入与混合酸相同浓度的N-羟基琥珀酰胺，在二环己基碳二亚胺存在条件下，室温缩合，得到脂肪酸的N-羟基琥珀酰胺亚胺酯。
实现上述目的之二的技术解决方案为：
所述生物灭菌组合物的纳米乳的制备方法，包括以下步骤：原料比例为：
1）在50ml去离子水中加入磷酸盐配出pH值为7-7.5的缓冲溶液，加入椰子酰胺丙基甜菜碱200g，加入均化器中40-60℃下处理2-8min；
2）将消毒全牛奶400-600ml、乙醇400-600ml、Tween-20 20-30g加入均化器中，40-60℃下处理2-8min；
3）将权利要求1-6任一项所述的生物灭菌组合物19-22g添加到1200-1300g植物油中，置于均化器中40-55℃下，搅拌10-20min，然后将步骤2）所得混合物加到步骤1）所得混合物中，加入均化器中，40-60℃下处理5-15min；
4）在步骤3）所得混合液中，添加乙二胺二琥珀酯，在纳米乳化器中，30-50℃下处理15-30min，打成纳米乳。
作为优选，所述植物油为大豆油、菜籽油、花生油、芝麻油、玉米油或橄榄油。
所述的生物灭菌组合物在角质蛋白水解中作为灭菌剂的应用；
作为优选，所述生物灭菌组合物的添加量为1.2-1.4kg/100kg角质蛋白原料。
实现上述目的之三的技术解决方案为：
在100Kg水解角蛋白液中添加1.2-1.4kg生物灭菌剂组合物纳米乳，同时采用冷大气压等离子体物理灭菌法协同灭菌后，进行真空干燥，制得蛋白粉产品。
本发明的有益效果为：
1、四聚氨基酸抗菌肽，它的抑菌最小浓度的最大用量是12.5mM，静电荷+3，分子量572，其活性作用位点序列是：赖氨基-亮氨酸-色氨酸-赖氨酸-NH2，在聚合度比四聚肽更大时，毒性增大，灭菌效果反而差，为了提高灭菌生物活性及其与水解蛋白的相容性，本发明选用四聚氨基酸抗菌肽的混合酯，即采用四聚氨基酸抗菌肽与癸酸60-90wt%、月桂酸10-40 wt%的混合，再加N-羟基琥珀酰亚胺，并在二环己基碳二亚胺存在下室温缩合后得脂肪酸的N-羟基琥珀酰亚胺酯，脂肪酸的N-羟基琥珀酰亚胺酯的稳定性好，不会与脂肪羧基反应生成醛；四聚氨基酸抗菌肽抗菌肽混合酯的熔点在70℃左右，具有较高的生物活性和蛋白质的相容性。
2、生物灭菌活性组合物水溶性很差，为了增加抗菌活性，本发明将其生物活性组合物制成粒径为800-950nm的纳米乳液，可提高复配抗菌活性组合物的溶解度，从而增加其抗菌活性。
3、本发明提供的复配灭菌组合物在角质蛋白水解中作为灭菌剂的应用，能有效抵抗李司忒氏菌和白色念珠菌（ATCC10231）、新型隐球菌（ATCC MYA-422）、烟曲霉（ATCC26430），符合发达国家对单核细胞增生性的李司忒氏菌在食品上采取零容忍政策。通过大量实验证明在100Kg被水解角蛋白原料中（含600l处理液）添加1.2—1.4克/升复配生物灭菌剂，营养（多肽）含量高、色泽好、复合ISO11290标准，即无有害物质。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1，制备生物灭菌组合物
先制备四聚氨基酸抗菌肽混合酯：将四聚氨基酸抗菌肽与浓度为0.5-1.5mol/l的癸酸60-90wt%、月桂酸10-40wt%混合酸相混合，再加入与混合酸相同浓度的N-羟基琥珀酰胺，在二环己基碳二亚胺存在条件下，室温缩合，得到脂肪酸的N-羟基琥珀酰胺亚胺酯。
生物灭菌组合物A：乌蔹莓提取物33wt%，桧柽柳提取物10wt%，八角大茴香提取物3 wt%，小茴香提取物 1 wt%，肉桂皮提取物7wt%，丁子香提取物 1 wt%，胡萝卜提取物3wt%，当归根提取物 8 wt%，茶叶树提取物1wt%，牛蒡子提取物 20wt%，黄芪提取物4wt%和四聚氨基酸抗菌肽混合酯 9 wt%。
生物灭菌组合物B：
乌蔹莓提取物36wt%，桧柽柳提取物8wt%，八角大茴香提取物 4 wt%，小茴香提取物0.6 wt%，肉桂皮提取物 9 wt%，丁子香提取物0.6wt%，胡萝卜提取物 4 wt%，当归根提取物5wt%，茶叶树提取物 2 wt%，牛蒡子提取物15wt%，黄芪提取物6wt%和四聚氨基酸抗菌肽混合酯 6wt%。
生物灭菌组合物C：
乌蔹莓提取物91wt%、四聚氨基酸抗菌肽混合酯，9 wt%。
实施例2，制备生物灭菌组合物纳米乳
1） 在50ml去离子水中加入磷酸盐配出pH值为7的缓冲溶液，加入椰子酰胺丙基甜菜碱200g，加入均化器中60℃下处理2min；
2） 将消毒全牛奶400ml、乙醇400ml、Tween-20 20g加入均化器中， 60℃下处理2min；
3） 将生物灭菌组合物A 添加到大豆油中，置于均化器中55℃，搅拌10min，然后将步骤2）所得混合物加到步骤1）所得混合物中，加入均化器中， 60℃下处理5min。
4） 在步骤3）所得混合液中，添加150mg乙二胺二琥珀酯，在纳米乳化器中， 50℃下处理15min，打成800nm的纳米乳。
实施例3，制备生物灭菌组合物纳米乳
1）在50ml去离子水中加入磷酸盐配出pH值为7.5的缓冲溶液，加入椰子酰胺丙基甜菜碱200g，加入均化器中40℃下处理8min；
2） 将消毒全牛奶400ml、乙醇600ml、Tween-20 30g加入均化器中，40℃下处理8min；
3） 将生物灭菌组合物B添加到橄榄油中，置于均化器中40℃下，搅拌20min，然后将步骤2）所得混合物加到步骤1）所得混合物中，加入均化器中，40℃下处理15min。
4） 在步骤3）所得混合液中，添加100g乙二胺二琥珀酯，在纳米乳化器中，30℃下处理30min，打成900nm的纳米乳。
实施例4，制备生物灭菌组合物纳米乳
1） 在50ml去离子水中加入磷酸盐配出pH值为7的缓冲溶液，加入椰子酰胺丙基甜菜碱200g，加入均化器中50℃下处理5min；
2） 将消毒全牛奶600ml、乙醇400ml、Tween-20 25g加入均化器中，50℃下处理5min；
3） 将生物灭菌组合物C添加到菜籽油中，置于均化器中45℃下，搅拌15min，然后将步骤2）所得混合物加到步骤1）所得混合物中，加入均化器中，50℃下处理10min。
4） 在步骤3）所得混合液中，添加200mg乙二胺二琥珀酯，在纳米乳化器中，40℃下处理25min，打成950nm的纳米乳。
实施例5，在角质蛋白水解生产工艺中对生物灭菌组合物的应用
在100Kg羊绒纤维水解角蛋白原料中（含600l处理液）添加1.2kg实施例2所得的生物灭菌剂组合物纳米乳，在40℃下，同时采用冷大气压等离子体物理灭菌法协同灭菌后，进行真空干燥，制得蛋白粉产品。
实施例6，在角质蛋白水解生产工艺中对生物灭菌组合物的应用
在100Kg马海毛纤维水解角蛋白原料中（含600l处理液）添加1.3kg实施例3所得的生物灭菌剂组合物纳米乳，在40℃下，同时采用冷大气压等离子体物理灭菌法协同灭菌后，进行真空干燥，制得蛋白粉产品。
实施例7，在角质蛋白水解生产工艺中对生物灭菌组合物的应用
在100Kg浅色羊驼绒毛水解角蛋白原料中（含600l处理液）添加1.4kg实施例4所得的生物灭菌复配组合物纳米乳，在40℃下，同时采用冷大气压等离子体物理灭菌法协同灭菌后，进行真空干燥，制得蛋白粉产品。
对照实施例
酶解原料与实施例7相同，但在酶解液中未加入灭菌活性物，仅采用冷大气压等离子体物理灭菌法灭菌后，进行真空干燥，制得蛋白粉产品。
将实施例5、6、7和对照实施例所制得的蛋白粉产进行卫生质量检测，结果如下表：
从表中可以看出，对比实施例中未加入生物灭菌活性物，灭菌效果达不到ISO11290的标准。
实施例5-7用生物灭菌活性物进行灭菌，灭菌后的蛋白粉的检测结果均可达到ISO11290标准要求，而且多肽在蛋白粉中的占比较高，营养充分。
Claims (10)
1.一种生物灭菌组合物，其特征在于包括四聚氨基酸抗菌肽混合酯。
2.根据权利要求1所述的生物灭菌组合物，其特征在于还包括：乌蔹莓或桧柽柳、八角大茴香、小茴香、肉桂皮、丁子香、胡萝卜、当归根、茶叶树、牛蒡子、黄芪的提取物的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的生物灭菌组合物，其特征在于，所述灭菌组合物包括四聚氨基酸抗菌肽混合酯6-9 wt% 和以下植物提取物：乌蔹莓,33-36wt%、桧柽柳,8-10wt%、八角大茴香，3-4 wt%、小茴香，0.6-1 wt%、肉桂皮，7-9 wt%、丁子香，0.6-1 wt%、胡萝卜，3-4 wt%、当归根，5-8 wt%、茶叶树，1-2 wt%、牛蒡子，15-20wt%、黄芪，4-6 wt%。
4.根据权利要求1所述的生物灭菌组合物，其特征在于，所述四聚氨基酸抗菌肽混合酯为四聚氨基酸抗菌肽与混合酸酯化的混合酯。
5.根据权利要求4所述的生物灭菌组合物，其特征在于，所述混合酸为癸酸60-90wt%和月桂酸10-40wt%。
6.根据权利要求4或5所述的生物灭菌组合物，其特征在于，所述四聚氨基酸抗菌肽与混合酸酯化的混合酯的制备方法为：
四聚氨基酸抗菌肽与浓度为0.5-1.5mol/l的癸酸60-90wt%、月桂酸10-40wt%混合酸相混合，再加入与混合酸相同浓度的N-羟基琥珀酰胺，在二环己基碳二亚胺存在条件下，室温缩合，得到脂肪酸的N-羟基琥珀酰胺亚胺酯。
7.一种如权利要求1所述生物灭菌组合物的纳米乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：原料比例为：
在50ml去离子水中加入磷酸盐配出pH值为7-7.5的缓冲溶液，加入椰子酰胺丙基甜菜碱200g，加入均化器中40-60℃下处理2-8min；
将消毒全牛奶400-600ml、乙醇400-600ml、Tween-20 20-30g加入均化器中，40-60℃下处理2-8min；
将权利要求1-6任一项所述的生物灭菌组合物添加到植物油中，置于均化器中40-55℃下，搅拌10-20min，然后将步骤2）所得混合物加到步骤1）所得混合物中，加入均化器中，40-60℃下处理5-15min；
在步骤3）所得混合液中，添加乙二胺二琥珀酯，在纳米乳化器中，30-50℃下处理15-30min，打成纳米乳。
8.根据权利要求7所述生物灭菌组合物的纳米乳的制备方法，其特征在于，所述植物油为大豆油、菜籽油、花生油、芝麻油、玉米油或橄榄油。
9.一种权利要求1所述的生物灭菌组合物在角质蛋白水解中作为灭菌剂的应用。
10.根据权利要求9所述的生物灭菌组合物在水解角质蛋白液中作为灭菌剂的应用，其特征在于，所述生物灭菌组合物的添加量为1.2-1.4kg/100kg水解角质蛋白液。
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