CN115501346B - 一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料和花色苷纳米复合物及制备方法 - Google Patents
一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料和花色苷纳米复合物及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于纳米颗粒制备技术领域,具体涉及一种茶渣蛋白‑ε‑聚赖氨酸纳米材料和花色苷纳米复合物及制备方法。本发明提供了一种茶渣蛋白‑ε‑聚赖氨酸纳米材料,包括茶渣蛋白纳米颗粒和ε‑聚赖氨酸;所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε‑聚赖氨酸利用聚电解质复合方法形成网状复合物。实施例结果表明,本发明的茶渣蛋白‑ε‑聚赖氨酸纳米材料包埋花色苷后,花色苷热稳定性提高了15%,光稳定性提高了14%,实现花色苷胃肠道的精准缓控。
Description
技术领域
本发明属于纳米颗粒制备技术领域,具体涉及一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料和花色苷纳米复合物及制备方法。
背景技术
茶渣中含有20%~30%的茶蛋白,其中主要为谷蛋白和醇溶蛋白。茶渣蛋白属于植物蛋白,氨基酸组成丰富,不含胆固醇,非常适合食用。研究发现,茶蛋白具有较好的功能,如降血压、降血糖、防辐射等,因而具有较高的开发利用价值。目前茶渣蛋白主要应用在制备保健食品、饲料、抗氧化剂以及微胶囊的方面,正如现有技术(Ren,Z.,Chen,Z.,Zhang,Y.,Zhao,T.,Ye,X.,Gao,X.,(2019).Functional properties and structural profilesof water-insoluble proteins from three types of tea residues.Lwt-Food Scienceand Technology,110,324-331)采用茶渣蛋白纳米颗粒作为Pickering乳液的稳定剂维持油脂的氧化稳定性,应用效果良好。目前将茶渣蛋白作为花色苷的纳米输送载体还未见报道。花色苷是一种极其不稳定和生物利用度较低的活性物质,对环境特别敏感。花色苷易受到环境因素如温度、氧气、酶、光、抗坏血酸的影响使其结构被破坏,结构易破坏使其在胃肠道的吸收率非常的低,因此如何解决花色苷的稳定性并提高其在胃肠道的长效吸收是目前需要解决的难题。
纳米输送载体(nano-delivery)是指利用机械或化学方法制备的平均粒径为10~1000nm的药物(生物活性物质)输送体系,小分子活性物质被包埋或荷载于这些颗粒中,从而达到保护、缓释和靶向输送的目的,对于花色苷的递送模式,纳米载体的递送是应用范围最广的一种模式。
现有技术中花色苷的纳米输送载体主要为大豆蛋白、β-乳球蛋白、壳聚糖和海藻酸钠等,正如现有技术(Chen,Z.,Wang,C.,Gao,X.,Chen,Y.,Santhanam,R.K.(2019).Interaction characterization of preheated soy protein isolate with cyanidin-3-O-glucoside and their effects on the stability of black soybean seed coatanthocyanins extracts.Food Chemistry,271,266-273.)公开采用加热改性的大豆蛋白作为壁材同时以花色苷作为芯材,花色苷表现出了很好的热以及氧化稳定性。同时,大豆蛋白、β-乳球蛋白、壳聚糖、海藻酸钠等这些纳米材料同样在一定程度上提高了花色苷的稳定性,但是以大豆蛋白、β-乳球蛋白、壳聚糖、海藻酸钠包埋后花色苷后,花色苷热稳定性的提高幅度有限,且大豆蛋白、β-乳球蛋白、壳聚糖、海藻酸钠这些物质难以通过废物利用降低成本。
因此,需要加强研究,解决花色苷包埋后热稳定性提高幅度低的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料,所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料作为载体包埋花色苷后,提高了花色苷的热稳定性和光稳定性。
为了实现上述技术效果,本发明提供了如下技术方案:
本发明提供了一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料,包括茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸;所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸形成网状复合物。
本发明提供了一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,以上述技术方案所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸作为壁材,以花色苷作为芯材。
本发明提供了上述技术方案所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的制备方法,包括:茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液与ε-聚赖氨酸纳米溶液混合,进行均质,形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物;
所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液和ε-聚赖氨酸纳米溶液混合后溶液pH值为2~6;
所述茶渣蛋白纳米溶液中茶渣蛋白的质量浓度为0.02~0.125mg/mL;所述花色苷纳米溶液中花色苷的质量浓度为0.2~1.25mg/mL;所述ε-聚赖氨酸纳米溶液中ε-聚赖氨酸的质量浓度为0.02~0.125mg/mL。
优选的,所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液由在茶渣蛋白纳米溶液中加入花色苷纳米溶液混合得到;
所述茶渣蛋白纳米溶液、ε-聚赖氨酸纳米溶液和花色苷纳米溶液的体积比为(1~5):1:1。
优选的,所述茶渣蛋白纳米溶液包括茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液;所述茶渣蛋白纳米颗粒与所述缓冲液的质量体积比为(2~10)mg:(80~100)mL;所述缓冲液包括PBS缓冲液,所述PBS缓冲液浓度为0.01~0.06M。
优选的,所述茶渣蛋白纳米溶液的制备方法包括:将茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液混合均质得到茶渣蛋白纳米溶液。
优选的,所述ε-聚赖氨酸纳米溶液包括ε-聚赖氨酸纳米颗粒和缓冲液;
所述ε-聚赖氨酸纳米颗粒与缓冲液的质量体积比为(2~10)mg:(80~100)mL;
所述缓冲液包括PBS缓冲液,所述PBS缓冲液浓度为0.01~0.06M。
优选的,所述花色苷纳米溶液的溶剂为0.01M的PBS缓冲液,所述花色苷与溶剂质量体积比(20~100)mg:(80~100)mL。
优选的,所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的粒径为100~200nm。
优选的,所述均质包括超声均质,所述超声均质的时间为5~20min,功率为200~400W,频率为25Hz。
本发明的有益效果:本发明提供了一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料,包括茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸;所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸利用聚电解质复合方法形成网状复合物。本发明通过茶渣蛋白在等电点pH=3以上会带负电荷,ε-聚赖氨酸在等电点pH=9.74以下均会带正电荷;带负电荷的茶渣蛋白和带正电荷的ε-聚赖氨酸进行聚电解质复合反应实现ε-聚赖氨酸与茶渣蛋白络合交联生成纳米颗粒,在一定的浓度和pH值条件下该纳米颗粒可以实现花色苷的有效包埋。且茶渣原料来源广泛,本发明对茶渣废料中茶渣蛋白进行提取和产品开发,大大提高了茶渣的剩余价值,有利于生物基材料的综合利用和可持续发展。实施例结果表明,本发明的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料包埋花色苷后,花色苷热稳定性提高了15%,光稳定性提高了14%,实现花色苷胃肠道的精准缓控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为实施例1制备的茶渣蛋白的氨基酸组成;
图2-1为对比例2制备的TP-PLL的扫描电镜图,其中A1、A2、A3分别为TP-PLL纳米复合物在8000倍、15000倍、40000倍下放大电镜图;
图2-2为实施例1制备的ACNs-TP-PLL的扫描电镜图,其中B1、B2、B3分别为ACNs-TP-PLL纳米复合物在8000倍、15000倍、40000倍下放大电镜图;
图2-3为对比例1制备的ACNs-TP(茶渣蛋白花色苷纳米复合物)的扫描电镜图,其中C1、C2、C3分别为ACNs-TP纳米复合物在8000倍、15000倍、40000倍下放大电镜图;
图2-4为对比例3制备的ACNs(花色苷纳米颗粒)的扫描电镜图,其中D1、D2、D3分别为ACNs纳米颗粒在8000倍、15000倍、40000倍下放大电镜图;
图2-5为对比例2制备的TP-PLL、实施例1制备的ACNs-TP-PLL、对比例1制备的ACNs-TP、对比例3制备的ACNs在15000倍下放大电镜图;
图3为实施例1制备的茶渣蛋白TP、实施例1制备的ACNs-TP-PLL(茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物)、对比例3制备的ACNs、对比例1制备的ACNs-TP、对比例2制备的TP-PLL的傅里叶红外光谱图;
图4为实施例1制备的ACNs-TP-PLL、对比例3制备的ACNs、对比例1制备的ACNs-TP的紫外光谱图;
图5为实施例1制备的ACNs-TP-PLL和对比例3制备的ACNs在模拟胃液和模拟肠液的环境中的ACNs保留率,其中A为模拟胃液,B为模拟肠液。
图6-1为不同处理下实施例3的ACNs-TP-PLL和对比例5的ACNs的保留率;其中A为不同持续加热时间,B为不同光照时间,C为不同pH值,D为不同K+离子浓度强度;
图6-2为不同pH值条件下和不同K+离子强度条件下的ACNs-TP-PLL粒径,其中A为不同pH值条件下ACNs-TP-PLL粒径,B为不同K+离子强度条件下的ACNs-TP-PLL粒径;
图7为实施例1制备的ACNs-TP-PLL、对比例3制备的ACNs、对比例1制备的ACNs-TP、ACNs-PLL和ACNs-SPi的花色苷保留率。
具体实施方式
本发明提供了一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料,包括茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸;所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸形成网状复合物。
本发明对所述茶渣蛋白纳米颗粒的来源没有特殊限定,任意来源的茶渣蛋白纳米颗粒均可。本发明所述的茶渣蛋白粒径优选为纳米级别。
在本发明中,所述茶渣蛋白纳米颗粒的制备方法优选包括如下步骤:对茶渣粉进行碱提得到茶渣粉上清液,酸沉所述茶渣粉上清液得到茶渣粉粗蛋白;将所述茶渣粉粗蛋白干燥得到茶渣蛋白纳米颗粒。
本发明所述茶渣粉优选通过以下方式制备得到:将茶渣沸水浸提和过滤后得到茶渣,对所述茶渣进行烘干和粉碎,得到茶渣粉。在本发明中,所述沸水浸提时所述茶渣与沸水的质量比优选为(1~5)g:(30~60)mL,进一步优选为(1~5)g:(40~55)mL;更优选为1g:50mL。本发明所述沸水浸提的时间优选为5~20min,进一步优选为10~18min,更优选为15min。本发明优选重复进行所述沸水浸提和过滤,具体的沸水浸提和过滤得到茶渣,对茶渣再进行沸水浸提和过滤再得到茶渣,本发明优选重复2~4次,更优选为3次,本发明优选提取3次可以提高茶渣蛋白的提取率,减少茶渣蛋白提取过程中的损失。本发明重复所述沸水浸提时,每次加入的沸水体积相同。
茶渣沸水浸提后,本发明优选对浸提所得料液进行过滤得到茶渣。本发明对所述过滤的方式没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的即可。在本发明中,所述过滤方式优选为用550μm的棉布过滤浸提液,本发明所述过滤可以去除茶渣中残留的多酚类物质。
得到茶渣后,本发明优选对所述茶渣进行烘干、粉碎,得到茶渣粉。在本发明中,所述烘干的温度优选为60~80℃,进一步优选为62~70℃,更优选为65℃。本发明优选烘干至茶渣可以打碎成粉的程度即可停止;在本发明的实施例中,所述烘干的时间优选为72h。本发明对粉碎的方式没有特殊限定,采用常规方式即可。得到茶渣粉后,本发明优选粉碎后的茶渣粉过筛时利用180μm筛网。
得到过筛后的茶渣粉,本发明优选对茶渣粉进行碱提得到茶渣粉上清液。在本发明中,所述碱提用碱液优选包括NaOH溶液;所述茶渣粉与所述NaOH溶液的质量体积比优选为1g:(20~50)mL,进一步优选为1g:(35~50)mL,更优选为1g:50mL;所述碱提的时间优选为80~100min,进一步优选为85~95min,更优选为90min;所述碱提的温度优选为80~100℃,进一步优选为86~93℃,更优选为90℃。
所述碱提后,本发明优选对碱提液进行离心得到茶渣粉上清液。本发明所述离心的转速优选为4500~8500rpm,进一步优选为6000~8300rpm,更优选为8000rpm;所述离心的时间优选为10~30min,进一步优选为13~20min,更优选为15min。
得到茶渣粉上清液后,本发明优选酸沉所述茶渣粉上清液得到茶渣粉粗蛋白。本发明所述酸沉优选利用HCl溶液调节茶渣粉上清液pH值,直至得到大量茶渣粉粗蛋白沉淀。本发明所述HCl溶液的浓度优选为0.06~0.1M,进一步优选为0.08~0.1M,更优选为0.1M。本发明调节后的茶渣粉上清液pH值优选为2.0~3.4,进一步优选为2.5~3.2,更优选为3.0。
酸沉后,本发明优选对沉淀所得茶渣粉上清液进行离心,得到茶渣粉粗蛋白。本发明所述离心的转速优选为3000~5000rpm,进一步优选为4000~4800rpm,更优选为4500rpm;所述离心的时间优选为10~30min,进一步优选为20~30min,更优选为30min。本发明优选利用纯水对所述茶渣粉粗蛋白进行洗涤,直至粗蛋白的pH值为中性。
纯水洗涤后,本发明优选干燥茶渣粉粗蛋白得到茶渣蛋白纳米颗粒。本发明所述干燥的方式优选为冷冻干燥,所述冷冻干燥的温度优选为-50℃,冷冻干燥的时间优选为72h。
现阶段速溶茶以及奶茶十分风靡,产生大量茶渣“废弃物”,本发明通过将茶渣这一副产物进行深加工提取茶渣蛋白纳米颗粒作为花色苷包埋材料的壁材,可以有效提高茶叶的附加价值,同时相对于其他蛋白茶渣蛋白的氨基酸含量也更加丰富,内含多种人体需要的蛋白质,其作为花色苷的包埋材料的壁材相对于多糖来说,更加安全可靠。本发明提取茶渣蛋白和ε-聚赖氨酸组合制备纳米材料是首创的。
本发明对所述ε-聚赖氨酸的来源没有特殊限定,采用常规市售的产品即可。本发明所述的ε-聚赖氨酸粒径优选为纳米级别。
本发明提供了一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,以上述技术方案所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸作为壁材,以花色苷作为芯材。
本发明对所述花色苷的来源没有特殊限定,采用常规的市售产品即可。本发明所述的花色苷粒径优选为纳米级别。
本发明提供了上述技术方案所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的制备方法,包括:茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液与ε-聚赖氨酸纳米溶液混合,进行均质,形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物;
所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液和ε-聚赖氨酸纳米溶液混合后溶液pH值为2~6;
所述茶渣蛋白纳米溶液中茶渣蛋白的质量浓度为0.02~0.125mg/mL,更优选为0.08mg/mL;所述花色苷纳米溶液中花色苷的质量浓度为0.2~1.25mg/mL,更优选为0.6mg/mL;所述ε-聚赖氨酸纳米溶液中ε-聚赖氨酸的质量浓度为0.02~0.125mg/mL,更优选为0.08mg/mL。
在一定pH值条件下和浓度范围内茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸可以交联形成网状结构,超出pH值和浓度范围茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸会产生絮凝、沉淀。
在本发明中,所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液优选由在茶渣蛋白纳米溶液中加入花色苷纳米溶液混合得到。
在本发明中,所述茶渣蛋白纳米溶液优选包括茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液;本发明所述茶渣蛋白纳米颗粒与所述缓冲液的质量体积比优选为(2~10)mg:(80~100)mL,进一步优选为(5~9)mg:(90~100)mL,更优选为8mg:100mL。本发明所述缓冲液优选包括磷酸缓冲液,所述磷酸缓冲液的浓度优选为0.01M~0.06M,进一步优选为0.01M~0.03M,更优选为0.01M。本发明之所以选择PBS缓冲液,是由于PBS缓冲液能够保持体系pH的相对稳定,同时PBS缓冲液相对于蒸馏水来说能够更好的溶解并保护溶质,并且具有较好的盐平衡作用,相对蒸馏水来说PBS调节pH结果更加稳定可靠。
在本发明中,所述茶渣蛋白纳米溶液的制备方法优选包括:将茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液混合均质得到茶渣蛋白纳米溶液。
本发明对所述混合的方式没有特殊限定,采用常规方式确保混合均匀即可。
在本发明中,所述均质的方式优选包括超声均质。本发明所述超声均质后,得到茶渣蛋白纳米溶液。
本发明所述超声均质的时间优选为5~20min,进一步优选为8~15min,更优选为10min;所述超声均质的功率优选为200~400W,进一步优选为280~350W,更优选为300W;所述超声均质的频率优选为25Hz。在本发明中,所述超声均质优选为间歇超声均质,进一步优选为超声3s间歇3s。本发明通过超声均质使得茶渣蛋白纳米颗粒完全溶解且均匀分散在PBS溶液,以更好的实现与ε-聚赖氨酸的交联。
在本发明中,所述花色苷纳米溶液的溶剂优选为0.01M的PBS缓冲液。在本发明中,所述花色苷纳米溶液与溶剂的质量体积比(20~100)mg:(80~100)mL,进一步优选为(50~80)mg:(85~100)mL,更优选为60mg:100mL。本发明所述PBS缓冲液的pH值优选为2~6。所述PBS缓冲液的优势已在上文论述,在此不再赘述。
在本发明中,所述ε-聚赖氨酸纳米溶液包括ε-聚赖氨酸纳米颗粒和缓冲液;本发明所述ε-聚赖氨酸纳米溶液的制备方法优选包括:将ε-聚赖氨酸纳米颗粒与缓冲液混合得到ε-聚赖氨酸纳米溶液。本发明所述ε-聚赖氨酸纳米颗粒与所述缓冲液的质量体积比优选为(2~10)mg:(80~100)mL,进一步优选为(6~9)mg:(92~100)mL,更优选为8mg:100mL。
本发明所述缓冲液优选包括PBS缓冲液,所述PBS缓冲液浓度优选为0.01~0.06M,进一步优选为0.01~0.03M,更优选为0.01M。本发明以所述浓度的PBS缓冲液有助于得到稳定的ε-聚赖氨酸纳米溶液体系,PBS缓冲液浓度高会对ε-聚赖氨酸纳米溶液体系产生影响。
获得茶渣蛋白纳米溶液、ε-聚赖氨酸纳米溶液和花色苷纳米溶液后,本发明茶渣蛋白纳米颗粒和花色苷的混合溶液与ε-聚赖氨酸纳米溶液混合,进行均质形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。本发明优选为茶渣蛋白纳米溶液中加入花色苷纳米溶液混合后再加入ε-聚赖氨酸纳米溶液均质形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物;更优选为在所述茶渣蛋白纳米溶液中缓慢加入花色苷纳米溶液搅拌均匀后再加入ε-聚赖氨酸纳米溶液。本发明所述缓慢加入优选为1mL/min~5mL/min,进一步优选为2mL/min~4mL/min,更优选为3mL/min。虽然茶渣蛋白纳米溶液、ε-聚赖氨酸纳米溶液和花色苷纳米溶液都是纳米级别的,但是当它们聚合的时候必须在适宜的条件下才会形成纳米颗粒,否则茶渣蛋白和聚赖氨酸也可能形成粒径更大的颗粒从而絮凝沉淀。
本发明对搅拌方式没有特殊限定,采用常规的方式即可。本发明之所以在茶渣蛋白纳米溶液中加入花色苷纳米溶液是为了使花色苷纳米溶液附和在大分子茶渣蛋白上面,再加入ε-聚赖氨酸纳米溶液与茶渣蛋白络合交联,使得花色苷存在于ε-聚赖氨酸与茶渣蛋白交联络合的网状结构,形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,从而达到保护花色苷的作用。如果先制备好ε-聚赖氨酸与茶渣蛋白络合物的网状结构再加入花色苷可能会使得花色苷不能很好地被包埋,从而达不到保护花色苷的作用。本发明利用茶渣蛋白和ε-聚赖氨酸的聚电解质复合作用将花色苷进行包埋提高花色苷稳定性。聚电解质复合法属于原位聚合法,是一种原位合成方法。
本发明向茶渣蛋白纳米颗粒和花色苷的混合溶液加入ε-聚赖氨酸纳米溶液,进行均质形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。在本发明中,所述茶渣蛋白纳米溶液、ε-聚赖氨酸纳米溶液和花色苷纳米溶液的体积比优选为(1~5):1:1,进一步优选为(1.5~3):1:1,更优选为2:1:1。在本发明中,所述茶渣蛋白纳米溶液、花色苷纳米溶液和ε-聚赖氨酸纳米溶液混合后的pH值为2~6,进一步优选为4~5.5,更优选为5。本发明通过茶渣蛋白在等电点pH=3以上会带负电荷,ε-聚赖氨酸在等电点pH=9.74以下均带正电荷;带负电荷的茶渣蛋白和带正电荷的ε-聚赖氨酸进行聚电解质复合反应实现ε-聚赖氨酸与茶渣蛋白络合交联生成纳米颗粒。本发明所述的茶渣蛋白为食品级,安全无毒,多聚赖氨酸具有很好的抗菌效果且无毒的,以茶渣蛋白和多聚赖氨酸为壁材,花色苷为芯材利用聚电解质复合法形成粒径在纳米级别的粒子,安全无毒。本发明制备得到的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物肉眼观察为液体状态,电镜观察才可以看出是悬浮态,冷冻干燥后可为固体。
在本发明中,所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的粒径优选为100~200nm。
在本发明中,所述均质方式优选包括超声均质,本发明所述超声均质后,得到茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。
本发明所述超声均质的时间优选为5~20min,更优选为10min;所述超声均质的功率优选为200~400W,更优选为300W,所述超声均质的频率优选为25Hz。在本发明中,所述超声均质优选为间歇超声均质,进一步优选为超声3s间歇3s。本发明所述超声均质的仪器优选为超声波粉碎仪。本发明所述均质可以使其充分混合、纳米颗粒可以均匀分散、促进花色苷进入蛋白ε-聚赖氨酸的结构中。
得到茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物后,本发明优选在茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物中加入50mM的KCl溶液。本发明所述KCl溶液可以保持茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的稳定性,使纳米颗粒不产生聚集沉淀。50mM微量KCl作为一种添加剂并不会对人体有伤害,所以茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物应用时无需特意去除KCl溶液。
本发明提供的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的制备方法,应用的原料安全,茶渣蛋白为食品级,安全无毒,多聚赖氨酸具有很好的抗菌效果且无毒,操作便捷,易于实现产业化。
相对于现有的技术,本发明还具有以下优点:
一,本发明利用茶渣蛋白和ε-聚赖氨酸的聚电解质复合作用将花色苷进行包埋提高花色苷稳定性,整个制备方法过程简单快捷。茶渣原料来源广泛,近年来随着我国速溶茶消费量增加,大量萃取后的茶渣废料难以处理,对茶渣废料中蛋白进行提取和产品开发,大大提高了茶渣的剩余价值,有利于生物基材料的综合利用和可持续发展。
二,茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,将花色苷包埋,提高花色苷对光、热的稳定性,有效地提高花色苷的加工稳定性,使花色苷具备在胃肠道的精准缓控的特性,解决了花色苷稳定性差,利用度低的问题,大大的拓展了花色苷在食品加工过程中的应用范围。现有技术中的包埋材料,包埋后花色苷对于温度为90℃的2.5小时热的稳定性大约是提高了10%,而本发明的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,包埋后花色苷的热的稳定性提高11~15%。
为了进一步说明本发明,下面结合附图和实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的制备
1.茶渣蛋白提取
(1)按照茶渣与沸水的质量体积比为1g:50mL将茶渣用沸水浸提15min后,用550μm的棉布过滤茶渣浸提液得到茶渣,对茶渣再进行沸水浸提和过滤再得到茶渣,本发明优选重复3次。重复沸水浸提时,每次加入的沸水体积相同。重复提取过程3次后过滤茶渣浸提液可以去除残留的多酚类物质;将茶渣在65℃下烘干,随后粉碎过180μm网筛得到茶渣粉;
(2)将步骤(1)所得茶渣粉分散在浓度为0.1M的NaOH溶液中进行碱提,茶渣粉和NaOH溶液的固液比为1:50(w/v,g/mL),碱提在温度为90℃条件下连续加热90min,然后在8000rpm下离心分离15min,保留茶渣粉上清液。
(3)利用浓度为0.1M的HCl溶液调节步骤(2)茶渣粉上清液的pH值至3.0,茶渣粉上清液中出现大量粗蛋白沉淀,4500r/min离心30min收集茶渣粉上清液粗蛋白沉淀,随后用纯水洗涤茶渣粉粗蛋白沉淀,直至茶渣粉粗蛋白pH为中性。最后,将茶渣粉粗蛋白冷冻干燥,冷冻干燥的温度为-50℃,冷冻干燥的时间为72h得到茶渣蛋白纳米颗粒,并将其储藏在4℃冰箱备用。
2.茶渣蛋白(TP)纳米溶液制备
将制备的茶渣蛋白纳米颗粒8mg分散在浓度为0.01M的100mLPBS缓冲液中在超声破碎仪中超声均质。超声均质的功率为300W、频率25Hz、开3s关3s连续超声均质10min,得到茶渣蛋白浓度为0.08mg/mL的茶渣蛋白纳米溶液备用。
3.ε-聚赖氨酸纳米溶液制备
将ε-聚赖氨酸粉末8mg分散在100mL的0.01M的PBS缓冲液中配制0.08mg/mL的聚赖氨酸溶液。
4.花色苷(Anthocyanins,简称ACNs)纳米溶液制备
将60mg花色苷分散于100mL的0.01M的PBS缓冲液中配制0.6mg/mL的花色苷纳米溶液。
5.茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物(简称ACNs-TP-PLL)溶液的制备
将步骤2的20mL茶渣蛋白纳米溶液置于烧杯中再缓慢加入步骤4的10mL花色苷纳米溶液搅拌均匀后再加入步骤3的10mLε-聚赖氨酸纳米溶液于超声波粉碎仪下进行超声均质,超声均质功率为300w,频率25Hz,开3s关3s连续超声均质10min得到茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。为了提高茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的稳定性,保持纳米颗粒不产生聚集沉淀在茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物中加入50mM的KCl溶液进行离子平衡,冷冻干燥后获得茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的粒径为100~200nm。茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液和ε-聚赖氨酸纳米溶液混合后溶液pH值为5。
对比例1茶渣蛋白-花色苷纳米复合物(ACNs-TP)溶液制备
将实施例1制备的20mL茶渣蛋白纳米溶液置于烧杯中再缓慢加入实施例1制备的10mL花色苷纳米溶液搅拌,再加10mL的0.01M的PBS缓冲液。
对比例2茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米复合物(TP-PLL)溶液制备
将20mL茶渣蛋白纳米溶液置于烧杯中再缓慢加入10mLε-聚赖氨酸溶液搅拌,再加10mL的0.01M的PBS缓冲液于超声波粉碎仪下进行超声均质,超声均质功率为300w,频率25Hz,开3s关3s连续超声均质10min得到茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物。
对比例3花色苷(ACNs)纳米溶液制备
将60mg花色苷分散于100mL的0.01M的PBS缓冲液中配制0.6mg/mL的花色苷纳米溶液。
应用例1
蛋白水解氨基酸盐酸水解方法步骤:称取100mg干粉末样品放入水解管中,加入10mL,6mol/L的HCl(分析纯),充N2后盖紧水解管管盖;水解管置于105℃烘箱中水解22-24h;水解后的样品用超纯水(屈臣氏蒸馏水)定容至50mL;取定容后的水解样品1mL于小烧杯中,置于60℃真空干燥箱中干燥至干;向烧杯中加入0.02mol/L HCl(优级纯)1mL复溶后过0.22μm的一次性水膜,装入上样瓶用于氨基酸分析测定。
采用上述蛋白水解氨基酸盐酸水解方法对实施例1制备的茶渣蛋白的氨基酸含量进行测定,结果见表1和图1。根据图1可知,茶渣蛋白的氨基酸种类丰富,茶渣蛋白的氨基酸种类和含量见表1。
表1茶渣蛋白的氨基酸种类及含量
应用例2
采用扫描电子显微镜(SEM)观察实施例1制备的ACNs-TP-PLL溶液、对比例3制备的ACNs溶液、对比例1制备的ACNs-TP溶液、对比例2制备的TP-PLL溶液的表面微观结构。具体方式为:
将实施例1制备的ACNs-TP-PLL进行冷冻干燥,冷冻干燥的温度为-54℃,时间为48h,得到冷冻干燥后的ACNs-TP-PLL纳米固体颗粒,再使用双面玻璃纸带将冷冻干燥后的ACNs-TP-PLL连接到SEM短柱上,然后用金-钯涂敷ACNs-TP-PLL,拍照后使用数字图像分析确定ACNs-TP-PLL平均尺寸,电子显微镜工作参数电压3kv,工作距离8.1mm。
对比例3制备的ACNs溶液、对比例1制备的ACNs-TP溶液、对比例2制备的TP-PLL溶液采用上述ACNs-TP-PLL相同的技术方案进行观察,结果见图2。
图2-1中,由A1、A2、A3可知TP-PLL为一层致密的网状结构,TP-PLL的网状结构可将花色苷络合在其中,从而达到稳定花色苷的目的,根据TP-PLL的SEM图片中的标尺看出TP-PLL颗粒的大小达到纳米级别。
图2-2中,由B1、B2、B3可知,ACNs-TP-PLL与A1、A2、A3相比致密的网状结构中有花色苷的片状结构,可见花色苷在被很好的包裹在壳材的网状结构中。
图2-3中,由C1、C2、C3可知,单一茶渣蛋白为较为均匀的粒装结构,ACNs-TP纳米复合物中,茶渣蛋白相互作用将片状花色苷纳米粒覆盖包裹。
图2-4中,由D1、D2、D3可知花色苷纳米颗粒为片状不均匀结构。
图2-5可以看出TP-PLL、ACNs-TP-PLL、ACNs-TP和ACNs的微观纳米结构,以及PLL(ε-聚赖氨酸)的加入使得TP发生了巨大的变化,变成一个具有网状的络合结构。
根据图2-1~2-5可知,花色苷和茶渣蛋白原料都是纳米级;制备过程中茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸虽然形成复合网状结构,但是并没有絮凝沉淀,电镜结果可以看出仍然是纳米级别的;最后,制备的花色苷-茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米颗粒通过激光粒径仪检测它在不同pH、离子条件下的粒径,证实为纳米级,推测花色苷属于小分子,进入茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸的空腔结构中,形成更为致密的复合网状结构,但是在适宜的条件下仍然保持可溶解的特性,并未沉淀。
应用例3ACNs-TP-PLL傅里叶红外光谱图
采用傅里叶红外光谱,将实施例1制备的TP纳米溶液冷冻干燥后的固体、实施例1制备的ACNs-TP-PLL溶液冷冻干燥后的固体、对比例3制备的ACNs纳米溶液冷冻干燥后的固体、对比例1制备的ACNs-TP溶液冷冻干燥后的固体、对比例2制备的TP-PLL溶液冷冻干燥后的固体1mg与100mgKBr混合在20MPa压制成颗粒,然后对其进行4000cm-1~500cm-1范围扫描,分辨率为4cm-1扫描次数为64,见图3。冷冻干燥的温度为-54℃,时间为48h。
根据图3可知,TP在1637cm-1和1458cm-1分别是酰胺I带和酰胺II带,而2924cm-1为蛋白特有的C-H伸缩振动,TP-PLL在946cm-1的峰为C-H面外弯曲振动,ACNs-TP-PLL形成后在波长1637cm-1、2924cm-1、1457cm-1均有吸收峰,而且与TP-PLL和TP特征峰相似,这可能是由于TP和PLL之间通过氢键和所带电荷相反吸引结合,但是ACNs在1636.90cm-1为苯环上C=O,C-H的伸缩振动峰,和TP-PLL复合包埋后,其特征峰偏移,以及ACNs的一些特征峰例如1448cm-1、1199cm-1均消失,表明ACNs已经被包埋。
通过3419cm-1~3423cm-1变化可以看出花色苷可以先和茶渣蛋白相互作用,通过氢键相互连接,将花色苷吸附在茶渣蛋白上面,因此,让茶渣蛋白和花色苷先相互作用,再加入聚赖氨酸进行交联可以增强ACNs-TP-PLL的稳定性。应用例4ACNs-TP-PLL紫外光谱图
将实施例1制备的TP溶液、实施例1制备的ACNs-TP-PLL溶液、对比例3制备的ACNs纳米溶液、对比例1制备的ACNs-TP溶液均在室温下避光0.5h后,进行全波长扫描,结果见图4。
紫外可见分光光度计是比较直观研究主体和客体的包被关系的方法,该方法可说明的主客体的包合情况包括有:(1)从吸收峰的高度、形状和位置的不同来说明包合物形成前后的差异;(2)从最大吸收波长的吸收位置和强度来进行分析。由图4可见ACNs在280nm和550nm附近具有一个吸收峰,而经过TP-PLL包被后的ACNs-TP-PLL,其中ACNs的吸收峰强度在280nm和550nm处强度大大降低,这可能是因为花色苷进入了茶渣蛋白-ε聚赖氨酸的络合网状结构内从而使得花色苷纳米粒被包裹使得特征峰的强度减弱。
实施例2
在锥形瓶中加入20mL实施例1制备的ACNs-TP-PLL溶液,用2M的HCl将溶液的pH调整至1.5,在摇床(37℃、95rpm/min)中预热10min,加入4mg胃蛋白酶开始模拟胃液消化;120min后,用4.0MNaOH将消化液pH调整至7.2,加入100mg猪胆盐提取物,在摇床中混匀10min,加入8mg胰酶开始模拟小肠道消化150min。在胃部消化过程中每隔30min取样2mL,肠部消化过程中每隔30min取样2mL,采用高效液相色谱法检测消化液中花色苷的含量,不同时间段消化液中测得花色苷含量与初始加入消化液的总花色苷含量的百分比即为花色苷的保留率,表示花色苷在消化液中的稳定性。
对比例4
在锥形瓶中加入20mL对比例3制备的ACNs纳米溶液,其余模拟胃部消化和模拟肠部消化条件同实施例2。
对不同时间段实施例2的ACNs-TP-PLL和对比例4的ACNs在消化液中的花色苷保留率进行计算,计算公式如下:
消化液中花色苷保留率(%)=WT/W0×100%
WT:T时刻模拟胃液或模拟肠液中ACNs的含量(μg/mL)
W0:样品初始时消化液中ACNs含量(μg/mL)
结果见表2和表3、图5。
表2不同对象在模拟胃液中的花色苷的保留率
表3不同对象在模拟肠液中的花色苷的保留率
从图5中A和B可以看出,经过茶渣蛋白与ε-聚赖氨酸包被后的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物ACNs-TP-PLL,在胃部的花色苷浓度先呈现一种先上升后下降的趋势,且ACNs-TP-PLL在胃部的花色苷浓度高于花色苷ACNs,这是因为在胃部花色苷被很好的包埋在茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸复合壁材内,因此在胃部蠕动过程中花色苷呈现部分释放的趋势,且在胃液的作用下,释放的花色苷进行消化分解,因此呈现先上升后下降趋势。而在肠道内部由于茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸在肠道胰酶的作用下分解成小分子物质,在小分子物质与蛋白酶等相互作用下,增强了花色苷所处的微环境的极性,提高了花色苷在肠液中的稳定性。
实施例3-1ACNs-TP-PLL的稳定性实验
A、持续加热对ACNs-TP-PLL溶液稳定性的影响
实施例1制备的pH=5的ACNs-TP-PLL溶液在90℃持续加热2.5h,每隔0.5h取样一次,通过pH示差法检测溶液中花色苷的含量。pH示差法检测步骤在下文详细描述。
B、光照对ACNs-TP-PLL溶液稳定性的影响
将实施例1制备的pH=5的ACNs-TP-PLL置于25℃白光照射10d,用pH示差法测定样品中ACNs的含量。pH示差法检测步骤如下所述。
C、pH对ACNs-TP-PLL溶液热稳定性的影响
实施例1制备的ACNs-TP-PLL溶液取6个样品,每个样品分别为80mL,利用0.1M的盐酸或者0.1M的氢氧化钠调节6个样品溶液的pH值,使ACNs-TP-PLL溶液的pH值分别为2、3、4、5、6,对6个样品溶液进行持续加热,加热温度为90℃,加热时间为2.5h,用pH示差法测定样品中ACNs的含量。pH示差法检测步骤如下所述。
D、K+离子强度对ACNs-TP-PLL溶液热稳定性的影响
将实施例1制备的pH=5的ACNs-TP-PLL溶液取6个样品,每个样品分别为80mL,在6个样品中分别添加Kcl溶液,使6个样品中的K+离子强度浓度分别为0mM、50mM、100mM、150mM、200mM,之后6个样品加热处理,温度为90℃,时间1h,用pH示差法测定样品中ACNs的含量。ACNs-TP-PLL的pH=5。pH示差法检测步骤如下所述。
对比例5ACNs的稳定性实验
A、持续加热对ACNs的稳定性影响
对比例3制备的ACNs纳米溶液pH=5在90℃持续加热2.5h下,每隔0.5h进行取样,通过pH示差法检测溶液中花色苷的含量。pH示差法检测步骤如下所述。
B、光照对ACNs的稳定性影响
将对比例3制备的ACNs纳米溶液pH=5置于25℃白光照射10d,用pH示差法测定ACNs的含量。pH示差法检测步骤如下所述。
C、pH对ACNs的热稳定性影响
在pH分别为2~6时对对比例3制备的ACNs纳米溶液进行持续加热,加热温度为90℃,加热时间为2.5h,用pH示差法测定样品中ACNs的含量。pH示差法检测步骤如下所述。
D、K+离子强度对ACNs热稳定性的影响
对比例3制备的ACNs纳米溶液pH=5在不同离子强度0mM、50mM、100mM、150mM、200mM条件下进行加热处理,温度为90℃,时间1h,用pH示差法测定样品中ACNs的含量。
pH示差法检测实施例3和对比例5溶液中花色苷的含量方法步骤如下:
取2mL实施例3中的A处理、B处理、C处理、D处理和对比例3中的A处理、B处理、C处理、D处理的共8个待测样品,分别用pH 1.0缓冲液和pH 4.5的缓冲液稀释5倍,充分混合后置于室温条件下平衡10min,实施例3中的A、B、C、D和对比例3中的A、B、C、D的待测样品测定时分别以纯水作为空白组,测定上述样品在520nm和700nm处的吸光值。
pH1.0缓冲液配置:准确称取1.86gKCl,与980mL蒸馏水混合,用浓HCI校正pH至1.0,移至1L的容量瓶中,用蒸馏水定容。
pH4.5缓冲液配置:准确称取32.82g醋酸钠,与960mL蒸馏水混合,用浓HCI校正pH至4.5,移至1L的容量瓶中,用蒸馏水定容。
待测样品中ACNs(花色苷)总含量(C)的计算公式所示:
公式中,ApH1.0为样品被pH1.0的缓冲液稀释后在分别波长520nm和700nm处的吸光值差值;ApH4.5为样品被pH4.5的缓冲液稀释后在分别波长520nm和700nm处的吸光值差值;MW为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的相对分子质量(449.2g/mol);DF为样品的稀释倍数;ε为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔消光系数(26900L/mol·cm-1);l为光程长(1cm)。
稳定性花色苷保留率(%)=RT/R0ⅹ100%;公式中RT为加热或光照处理后样品中ACNs的总含量(mg/mL);R0为初始条件下样品中ACNs总含量(mg/mL);
稳定性提高(%)=ACNs-TP-PLL保留率平均数与ACNs保留率平均数的差值;
结果见表4-1~表4-4和图6-1。
表4-1不同持续加热时间下实施例3的ACNs-TP-PLL和对比例5的稳定性ACNs保留率和稳定性提高数据
表4-2不同光照时间下实施例3的ACNs-TP-PLL和对比例5的ACNs的保留率和稳定性提高数据
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表4-3不同pH值条件下下实施例3的ACNs-TP-PLL和对比例5的ACNs的保留率和稳定性提高数据
表4-4不同K+离子强度下实施例3的ACNs-TP-PLL和对比例5的ACNs的保留率和稳定性提高数据
由表4-1和图6-1中的A可知,ACNs-TP-PLL的热稳定性大大加强,即使在连续加热2.5h情况下ACNs-TP-PLL中的花色苷依然表现出比较高的保留率,这也为花色苷食品在食品加工中减少花色苷损失提供了技术参考。
由表4-2和图6-1中的B可知,对比例5的ACNs在持续光照后,稳定性在不断下降而实施例3的ACNs-TP-PLL稳定性大大增强,说明茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸能够为花色苷的光稳定提供保护。
由表4-3和图6-1中的C可知,对比例5的ACNs pH越低其热稳定性效果越好,这是因为ACNs在pH小于2时主要以红色烊盐离子形式存在,当pH值升高时,其烊盐受到水分子的亲核攻击在C-2位的水合作用和花色苷上的酸性羟基的质子转移发生,这两种反应之间存在着动力学和热力学竞争,从而使得pH增大ACNs的稳定性下降,但是实施例3的ACNs-TP-PLL在pH等于5时表现出极佳热稳定性,这是因为在pH等于5时其纳米颗粒的壳材通过聚电解质复合作用能够很好的将花色苷包被在这一网状结构中,而pH过低或者过高都会导致花色苷无法被很好的包被在网状结构内,过低茶渣蛋白沉淀絮凝,而过高会导致无法形成较好的复配物。
由表4-4和图6-1中的D可知过量K+离子的存在会破坏实施例3的ACNs-TP-PLL纳米离子的热稳定性,这是因为过量的K+离子的存在会使得体系发生静电屏蔽作用,茶渣蛋白在pH=5时自身带有负电荷可与过量K+与产生相互作用,从而使得茶渣蛋白产生静电屏蔽无法与ε-聚赖氨酸形成稳定络合网状结构,导致花色苷的热稳定性下降,但是K+离子浓度在50mM时会使得体系更加稳定,这是因为K+浓度在50mM时体系刚好处于一个稳定结构的过程,此时花色苷被很好的包埋在茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸的络合网状结构中,而过量的茶渣蛋白由于和少量K+产生静电屏蔽作用不会形成过度络合沉淀的现象,反而使得体系更加稳定。
实施例3-2
使用粒度分析仪(Delsa Max Pro;Beckman Coulter,UK)采用动态光散射来测量实施例3-1的C处理中pH=2、pH=3、pH=4、pH=5、pH=6不同pH条件下的溶液中ACNs-TP-PLL纳米复合物粒径和实施例3-1的D处理中K+离子强度为0mM、50mM、100mM、150mM、200mM不同K+离子强度溶液中ACNs-TP-PLL复合物粒径,具体测定方法如下:将实施例3-1的C处理中pH为5条件下的ACNs-TP-PLL溶液稀释10倍,上样1mL,每个样品测量10次,该设备被编程为计数和计算直径为0.02~2000μm的颗粒的大小,其余处理相同的测定方法。
结果见表4-5、表4-6和图6-2。
表4-5不同pH条件下的溶液中ACNs-TP-PLL粒径
pH值 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
ACNs-TP-PLL粒径(nm) | 790±63 | 418±18 | 147±4 | 138±7 | 232±17 |
表4-6不同K+离子强度溶液中ACNs-TP-PLL粒径
根据图6-2中的A和表4-5可知,ACNs-TP-PLL在pH值pH为5~6时粒径更小(p<0.05)这是因为TP在pH等于5~6时能够与PLL交联变得更加致密,使得茶渣蛋白中的疏水基团排出更多的水从而形成更大数量以及致密的空腔结构负载ACNs从而使得粒径减小,而在pH为2~4时纳米粒子的颗粒较大是因为TP与PLL以及ACNs三者处于游离状态,pH=2的条件下茶渣蛋白已经开始絮凝,在茶渣蛋白的等电点附近(PI=3.0),茶渣蛋白由于电荷接近于零,并且粒子之间减少静电作用,促进了纳米粒子的聚集,从而使得粒径增大。碱性条件不利于茶渣蛋白吸附花色苷。
根据图6-2中的B和表4-6可知,K+离子强度为0时,由于体系内主要为带有强正电荷的聚赖氨酸与带有负电荷的茶渣蛋白他们可以不断地通过静电相互作用形成网状结构从而负载更多的ACNs,因此粒径也是相对较大的(p<0.05)平均粒径159±9nm,但是在加入少量K+离子后,ACNs-TP-PLL的粒径也会随之变小(p<0.05),这是因为少量的K+离子加入会阻止茶渣蛋白与聚赖氨酸间的相互静电作用,使茶渣蛋白与聚赖氨酸间逐渐达到体系平衡,这可能会对体系更加稳定,因此可以通过少量的K+离子来进行纳米粒的可控负载。
实施例4
实施例1制备的ACNs-TP-PLL、对比例3制备的ACNs、对比例1制备的ACNs-TP、ACNs-PLL和ACNs-SPi,系pH为5.0然后90℃加热1h,利用上述公式计算花色苷保留率,结果见表5和图7。根据表5和图7可知,实施例1制备的ACNs-TP-PLL的保留率最高,这可说明ACNs和TP纳米材料作为壁材包埋花色苷的热稳定性效果优于现有技术中的包埋材料大豆蛋白。
ACNs-PLL的制备方法如下:将ε-聚赖氨酸粉末8mg分散在100mL的0.01M的PBS缓冲液中配制0.08mg/mL的ε-聚赖氨酸溶液备用。将20mL的ε-聚赖氨酸纳米溶液置于烧杯中再缓慢加入10mL实施例1制备的花色苷纳米溶液搅拌,再加10mL的0.01M的PBS缓冲液得到ACNs-PLL。
ACNs-SPi的制备方法如下:大豆蛋白纳米颗粒8mg分散在浓度为0.01M的100mLPBS缓冲液中在超声破碎仪中超声均质。超声均质的功率为300W、频率25Hz、开3s关3s连续超声均质10min,得到大豆蛋白浓度为0.08mg/mL的大豆蛋白纳米溶液备用。
将20mL大豆蛋白纳米溶液置于烧杯中再缓慢加入10mL实施例1制备的花色苷纳米溶液搅拌,再加10mL的0.01M的PBS缓冲液得到ACNs-SPi。
表5不同样品的加热条件下的花色苷保留率
ACNs-TP | ACNs-PLL | ACNs-TP-PLL | ACNs | ACNs-SPi |
60±0.63 | 65±0.92 | 72±0.58 | 57±0.41 | 57±2.4 |
根据表5可知,不同加热条件下的ACNs-TP-PLL的花色苷保留率最高,说明本发明制备的茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料包埋花色苷之后,花色苷的热稳定性提高。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下得到其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (12)
1.一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸纳米材料,其特征在于,包括茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸;所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸形成网状复合物;所述茶渣蛋白纳米颗粒的制备方法如下:将茶渣沸水浸提和过滤后得到茶渣,对所述茶渣进行烘干和粉碎,得到茶渣粉;将所述茶渣粉进行碱提和酸沉得到茶渣粉粗蛋白;将所述茶渣粉粗蛋白干燥得到茶渣蛋白纳米颗粒。
2.一种茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物,其特征在于,以权利要求1所述茶渣蛋白纳米颗粒和ε-聚赖氨酸作为壁材,以花色苷作为芯材。
3.权利要求2所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的制备方法,其特征在于,包括:茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液与ε-聚赖氨酸纳米溶液混合,进行均质,形成茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物;
所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液和ε-聚赖氨酸纳米溶液混合后溶液pH值为2~6;
所述茶渣蛋白纳米溶液中茶渣蛋白的质量浓度为0.02~0.125 mg/mL;所述花色苷纳米溶液中花色苷的质量浓度为0.2~1.25 mg/mL;所述ε-聚赖氨酸纳米溶液中ε-聚赖氨酸的质量浓度为0.02~0.125 mg/mL。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述茶渣蛋白纳米溶液和花色苷纳米溶液的混合溶液由在茶渣蛋白纳米溶液中加入花色苷纳米溶液混合得到;
所述茶渣蛋白纳米溶液、ε-聚赖氨酸纳米溶液和花色苷纳米溶液的体积比为(1~5):1:1。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述茶渣蛋白纳米溶液包括茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液;所述茶渣蛋白纳米颗粒与所述缓冲液的质量体积比为(2~10)mg:(80~100)mL;所述缓冲液包括PBS缓冲液,所述PBS缓冲液浓度为0.01~0.06M。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,所述茶渣蛋白纳米溶液的制备方法包括:将茶渣蛋白纳米颗粒与缓冲液混合均质得到茶渣蛋白纳米溶液。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述ε-聚赖氨酸纳米溶液包括ε-聚赖氨酸纳米颗粒和缓冲液;
所述ε-聚赖氨酸纳米颗粒与缓冲液的质量体积比为(2~10)mg:(80~100)mL;
所述缓冲液包括PBS缓冲液,所述PBS缓冲液浓度为0.01~0.06M。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述花色苷纳米溶液的溶剂为0.01M的PBS缓冲液,所述花色苷与溶剂质量体积比(20~100)mg:(80~100)mL。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述茶渣蛋白-ε-聚赖氨酸-花色苷纳米复合物的粒径为100~200nm。
10.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述均质包括超声均质,所述超声均质的时间为5~20min,功率为200~400W,频率为25 Hz。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述均质包括超声均质,所述超声均质的时间为10min,功率为300W。
12.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述茶渣蛋白纳米溶液中茶渣蛋白的质量浓度为0.08 mg/mL;所述花色苷纳米溶液中花色苷的质量浓度为0.6 mg/mL;所述ε-聚赖氨酸纳米溶液中ε-聚赖氨酸的质量浓度为0.08 mg/mL。
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