CN109674034A - 一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊及其制备方法 - Google Patents
一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊，其特征在于，该胶囊具体利用库德毕赤酵母菌的吸附与吸收功能将茶多酚包埋在酵母细胞内，从而制备得到一种茶多酚酵母微胶囊。本方法操作步骤简单、成本低，包埋率高达68.75%，远远高于现有技术中的微胶囊产品的包埋率。通过本方法制得的茶多酚酵母微胶囊还能够保持原有茶多酚的抗氧化性，同时，库德毕赤酵母菌耐热，耐酸、碱，茶多酚微胶囊能有效提高茶多酚在光照等条件下的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊的制备方法，属于食品生物技术领域。
背景技术
微胶囊化是一种广泛用于制药工业的技术，近年来在食品工业中也开始广泛应用。微胶囊是将活性物质包裹在一个微小的空间内，包封能够赋予活性化合物一定程度的稳定性，其壁材可充当氧或其他分子的物理屏障，防止有害反应，同时还可以控制芯材的释放。
微胶囊的稳定性和释放性质高度依赖于壁材的组成，目前已经使用了各种载体，包括环糊精、麦芽糖糊精、改性淀粉、树胶、蛋白质和纳米颗粒、胶束或脂质体，但往往会存在化学试剂残留，试剂、设备昂贵等问题。近年来发现酵母菌是新型的微胶囊生物壁材，完整的细胞壁和细胞膜结构具有一定的强度和通透性。但其目前大部分被用于包裹疏水脂溶性的物质，如白藜芦醇、马齿苋籽油、鱼油等等，而国内外关于包埋水溶性物质的报道甚少，同时存在包埋率低等不足之处。
茶多酚（TP）是从茶叶中提取的天然多酚类物质，是一种天然的水溶性的抗氧化剂，同时具有抑菌、络合金属离子、抗癌和降脂等多种功效。在有限的时间内保持茶多酚的活性才能确保其发挥功效。通常测定一段时间内茶多酚的保留率来衡量茶多酚的稳定性。茶多酚在食品加工业中存在的主要问题是在光照、酸碱等不利环境下的易氧化性与不稳定性。因此提高茶多酚的稳定性具有重要的生产实践意义。
包埋率是指微胶囊产品中被包埋的芯材含量与微胶囊产品中总的芯材含量之比。它是衡量包埋效果的指标。包埋率（%）=（1－微胶囊表面茶多酚的含量－溶液中剩余微胶囊中茶多酚的总量）/溶液中总茶多酚含量*100%。目前，使用酵母菌包埋绿原酸等活性物质，虽然方法可行，但包埋率偏低，在18.9%左右；也有研究使用培养酵母包埋茶多酚，包埋率仅达到27.16%，呈现包埋效率低下的缺点，未达到高效包埋茶多酚的目的。
因此包埋率偏低是目前微胶囊制备存在的一个普遍问题。
发明内容
本发明的目的是选用实验室保藏的库德毕赤酵母（Pichia kudriavzevii）来作为新型微胶囊壁材，探究以其为载体包埋水溶性茶多酚的可行性，以弥补现有技术的不足之处。
上述库德毕赤酵母，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为：CGMCC NO.13221。申请号为201611029170.8的专利申请文件中对库德毕赤酵母有较为详细的描述。
为达到上述目的，本发明采取的具体技术方案为：
一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊，即利用库德毕赤酵母对茶多酚进行包埋，包埋率高达65-70%。
一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊的制备方法，该方法具体利用库德毕赤酵母菌的吸附与吸收功能将茶多酚包埋在细胞内，从而制备得到一种茶多酚酵母微胶囊。
进一步的，上述方法的具体实施步骤包括：
1）将库德毕赤酵母菌首先进行固体活化，即将库德毕赤酵母菌接种于固体斜面培养基中，28℃恒温培养箱中培养24h；
2）随后进行液体活化，将斜面活化的库德毕赤酵母菌接种于液体培养基中，28℃恒温振荡培养24h；再取一定体积液体活化的库德毕赤酵母菌悬液加入液体培养基中，振荡扩大培养；
3）将步骤2）获得的培养液，离心、絮凝或者膜过滤，清洗后得到菌泥；
4）将步骤3）制备的菌泥按1：20加入1wt%~5wt%NaCl溶液，调至pH 6.0，于50~60℃水浴振荡20~24h进行质壁分离；结束后，冷却至室温，离心，水洗3次，收集沉淀，冷冻干燥得到酵母细胞壁材备用；
5）将步骤4）制备的壁材与芯材（茶多酚）以一定的壁芯比例0.5~10 ：1（g/g）混合，加入一定量的去离子水，调节pH为5~8，温度20~36℃，高速180~200rpm/min振荡，离心，收集微胶囊，水洗3次，再次离心收集微胶囊细胞，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的酵母微胶囊产品；同时测定包埋前后的茶多酚的含量，从而计算包埋率（%）。
进一步的，所述步骤3）中清洗酵母菌泥选用无菌水或者无菌生理盐水。
进一步的，所述步骤5）中使用福林酚法，由紫外分光光度计测定茶多酚含量。
进一步的，所述步骤5）中的微胶囊在光照条件下贮藏一定时间再测定茶多酚的保留率。
本发明的优点和技术效果为：
库德毕赤酵母菌经毒理学实验已证明其安全无毒，并且含丰富的食品成分、容易获得、且成本低廉，因此可以当做新型微胶囊壁材。它的磷脂膜表现为脂质体，细胞壁则是由β-1,3-葡聚糖网络，甘露糖蛋白层和少量几丁质组成，该壁能为细胞提供机械强度，并允许分子量高达760 Da的分子自由扩散，而细胞膜是渗透分子的主要渗透屏障。因此芯材可以被包裹在细胞壁内部与细胞膜之间。
本方法操作步骤简单、成本低，实验验证包埋率高达68.75%，远远高于现有技术中的微胶囊产品的包埋率。通过本方法制得的茶多酚酵母微胶囊还能够保持原有茶多酚的抗氧化性，同时，库德毕赤酵母菌耐热，耐酸、碱，茶多酚微胶囊能有效提高茶多酚在光照等条件下的稳定性。
本发明证明了库德毕赤酵母菌作为新型微胶囊壁材包埋水溶性茶多酚以及提高其稳定性的可行性，为酵母菌的多重利用丰富了科学理论基础，同时也为微胶囊的工业化生产提供了科学参考价值。本发明具有操作简单、安全无毒、成本低并有利于工业化应用等特点。
附图说明
图1为实施例1中库德毕赤酵母与酿酒酵母对不同浓度的茶多酚的包埋率的对比图。
图2为实施例2中不同壁芯比例（m酵母菌 ：m茶多酚）对包埋率的影响结果图。
图3为实施例3中茶多酚酵母微胶囊在光照条件下的稳定性结果图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例1：
1）分别将库德毕赤酵母和酿酒酵母进行固体活化，即分别接种于固体斜面培养基中，恒温培养箱中培养；
2）随后进行液体活化，将斜面活化的两种酵母菌接种于液体培养基中，振荡培养；再取一定体积液体活化的酵母菌悬液加入液体培养基中，振荡扩大培养；
3）将步骤2）获得的培养液，离心、絮凝或者膜过滤，清洗后得到两种酵母菌泥；
4）将步骤3）分别制备的酵母菌泥按1：20加入3wt% NaCl溶液，调至pH 5.5，于55℃水浴振荡20h进行质壁分离；结束后，冷却至室温，离心，水洗3次，收集沉淀，冷冻干燥得到库德毕赤酵母和酿酒酵母细胞壁材备用；
5）分别制备一定浓度的茶多酚溶液（1mg/mL，2mg/mL，3mg/mL，4mg/mL，5mg/mL），将步骤4）制备的酵母细胞壁材与茶多酚样品以一定的比例5:1（g/g）混合，调节pH为7.0，温度28℃，高速180rpm/min振荡，离心，收集微胶囊，水洗3次，再次离心收集微胶囊细胞，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的两种酵母微胶囊产品。
从图1中可以看出，随着茶多酚浓度的升高，微胶囊的包埋率逐渐降低。对比两种不同酵母菌的包埋率，得出库德毕赤酵母比酿酒酵母的包埋率要高出10-15%，其中，在茶多酚浓度为1mg/mL时，库德毕赤酵母菌包埋茶多酚的包埋率达到52.66%，因此库德毕赤酵母是可行的且效率较高的壁材。
实施例2：
1）将库德毕赤酵母菌首先进行固体活化，即将库德毕赤酵母菌接种于固体斜面培养基中，恒温培养箱中培养；
2）随后进行液体活化，将斜面活化的库德毕赤酵母菌接种于液体培养基中，振荡培养；再取一定体积液体活化的酵母菌悬液加入液体培养基中，振荡扩大培养；
3）将步骤2）获得的培养液，离心、絮凝或者膜过滤，清洗后得到酵母菌泥；
4）将步骤3）制备的酵母菌泥按1：20加入3wt% NaCl溶液，调至pH 5.5，于55℃水浴振荡20h进行质壁分离；结束后，冷却至室温，离心，水洗3次，收集沉淀，冷冻干燥得到酵母细胞壁材备用；
5）将步骤4）制备的壁材与芯材（茶多酚）以一定的壁芯比例（g/g）（1:2, 1:1，2:1, 4:1, 6:1，8:1，10:1）混合，加入一定量的去离子水，调节pH为7.0，温度28℃，高速180rpm/min振荡，离心，收集微胶囊，水洗3次，再次离心收集微胶囊细胞，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的酵母微胶囊产品。
用上述方法制得的微胶囊，在电镜下能够观察到茶多酚微胶囊形状饱满、均匀，茶多酚被包埋在细胞壁内。如图2所述，随着壁芯比例的增大，包埋率随之增大，最后趋向于稳定，当壁芯比例为8:1时，茶多酚包埋率达到68.75%。
实施例3：
1）将库德毕赤酵母菌首先进行固体活化，即将库德毕赤酵母菌接种于固体斜面培养基中，恒温培养箱中培养；
2）随后进行液体活化，将斜面活化的库德毕赤酵母菌接种于液体培养基中，振荡培养；再取一定体积液体活化的菌悬液加入液体培养基中，振荡扩大培养；
3）将步骤2）获得的培养液，离心、絮凝或者膜过滤，清洗后得到酵母菌泥；
4）将步骤3）制备的酵母菌泥按1：20加入5wt% NaCl溶液，调至pH 5.5，于55℃水浴振荡20h进行质壁分离；结束后，冷却至室温，离心，水洗3次，收集沉淀，冷冻干燥得到酵母细胞壁材备用；
5）将步骤4）制备的酵母细胞壁材与茶多酚样品以一定的比例8:1（g/g）混合，加入一定量的去离子水，调节pH为7.0，温度28℃，高速180rpm/min振荡，离心，收集微胶囊，水洗3次，再次离心收集微胶囊细胞，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的酵母微胶囊产品。
6）将包埋茶多酚的微胶囊样品分别置于光照和黑暗条件下，每隔5d取样，通过测定释放茶多酚的含量来计算剩余茶多酚的含量。
如图3所述，在避光储存条件能明显提高茶多酚的稳定性。同时酵母细胞一定程度上保护了茶多酚不受光照的影响，在有光照条件下，贮藏35 d后，茶多酚的保留率仅为79.33%，而微胶囊中茶多酚的保留率为90.15%，这说明微胶囊在一定程度上能保护茶多酚，降低光照对茶多酚的降解作用。
Claims (4)
1.一种库德毕赤酵母包埋茶多酚的微胶囊，其特征在于，该胶囊具体利用库德毕赤酵母菌的吸附与吸收功能将茶多酚包埋在酵母细胞内，从而制备得到一种茶多酚酵母微胶囊，包埋率能够达到65-70%。
2.如权利要求1所述的微胶囊的制备方法，其特征在于，上述方法的具体实施步骤包括：
1）将库德毕赤酵母菌首先进行固体活化；
2）再进行液体活化；
3）将步骤2）获得的培养液，离心、絮凝或者膜过滤，清洗后得到菌泥；
4）将步骤3）制备的菌泥进行质壁分离，离心、水洗，收集沉淀，冷冻干燥得到酵母细胞壁材备用；
5）将步骤4）制备的壁材与茶多酚以一定的壁芯比例混合，调节pH和温度，振荡、离心，收集微胶囊，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的酵母微胶囊产品。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中的质壁分离具体为：将制备的菌泥按1：20加入1wt%~5wt%NaCl溶液，调至pH 6.0，于50~60℃水浴振荡20~24h进行质壁分离。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4）具体为：制备的壁材与茶多酚以一定的壁芯比例0.5~10 ：1（g/g）混合，加入一定量的去离子水，调节pH为5~8，温度20~36℃，高速180~200rpm/min振荡，离心，收集微胶囊，水洗3次，再次离心收集微胶囊细胞，冷冻干燥，得到包埋茶多酚的酵母微胶囊产品。
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