[发明专利]酪蛋白‑卡拉胶自主装纳米微胶囊的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种新型酪蛋白糖基化产物制备的方法，并且自主装形成新型纳米粒，具体涉及以酪蛋白、一种带电多糖卡拉胶为原料，采用超声干法美拉德反应，将酪蛋白与带电多糖进行接枝反应，再将酪蛋白多糖共聚物在超声环境下得到糖基化自组装纳米微胶囊，并运用于辣椒红色素微胶囊化的食品应用中。新型酪蛋白糖基化产物纳米粒能有效保护PRP提高其热稳定性并延长商品货架期。

技术领域

本发明涉及一种糖基化酪蛋白自主装纳米微胶囊的制备方法及胶囊化辣椒红素的制备，属于食品添加剂纳米胶囊技术领域。

背景技术

辣椒红色素作为一种从辣椒中提取出来的天然的红色素，主要成分是辣椒红素和辣椒玉红素。由于其良好的着色性，色彩鲜艳，广泛用于各种食品添加。辣椒红色素不会对人体造成副作用，并且具有营养保健、防辐射等特殊功效它不仅改善了食品的色泽，还具有能够提高人体内类胡萝卜类化合物的含量，比如玉米黄质、β-胡萝卜素等，具有一定的营养价值和保健功能，已经被美国FAQ、英国、WHO、EEC及中国认定为无限制使用的天然食品添加剂。

PRP是目前世界上销售最大的天然食用色素。由于人们越来越追求健康和绿色消费，渐渐将目光投向更安全可靠的辣椒红素等天然色素的使用上，而且我国辣椒产量丰富、价格低廉，开发应用PRP具有很大的经济效益和广阔的国内外市场前景。但由于天然辣椒红素为油溶性色素，且在外界的高温、光照及助氧化剂的条件下不稳定，另外，在食品加工中，很难与其他基料混合均匀。而微胶囊技术是把少量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，现在微胶囊技术已经广泛应用于药物、食品研发中。微胶囊技术有着极大的优越性：一、微胶囊技术可以改变芯材的状态，将液体的芯材粉末化，便于储存和运输；二、有效地降低外界环境对芯材的影响，延长芯材的活性，维持芯材的稳定性，延长产品架货期；三、可以根据实际的需求，人为地释放芯材。由于微胶囊技术的这些优点，已使之成为21世纪重点研发的新兴技术，特别是香精香料和油溶性物质研究最为广泛。通过微胶囊技术可以将液体状的辣椒红色素变成水溶性的粉末，大大提高辣椒红色素的应用范围。

目前美拉德反应是蛋白改性中最为安全理想的方法，近年来许多科学工作者，应用美拉德反应，即不添加任何化学试剂基于蛋白质分子中氨基酸侧链的自由氨基(主要是赖氨酸侧链上的ε-氨基基团)和糖分子还原末端的羟基之间的羰氨反应。蛋白质-糖共价复合物的形成使其既具有蛋白的乳化能力，又具有多糖的稳定能力，在胶体体系中具有乳化和稳定双重作用，这种大分子复合物对于环境条件具有较高的适应性，与蛋白质-多糖非共价复合物相比，其结合不受热或pH的变化的影响，复合物的蛋白质部分可以有效的吸附在油-水界面上降低界面张力，同时，共价结合的多糖分子链在吸附膜的周围形成立体网状结构，增加了膜的厚度和机械强度。有研究指出，在蛋白质中引入多糖形成复合物，蛋白质的溶解度、抗菌性以及热稳定性等性能都会大大改善，同时多糖的乳化性也会有明显提高。

国内外对蛋白质和多糖进行糖基化接枝的研究方法主要有两种：干法和湿法。

干法反应常见于蛋白质与多糖之间，这是由于在各种分子内作用力以及疏水相互作用的影响下，水溶液中的蛋白质分子中一些反应基团被包埋于分子内部而不利于反应；除此之外，作为碳水化合物的多糖，由于在溶液中的立体效应使得其化学反应具有强烈的取向性。反应是在低于蛋白质的变性温度条件下进行的，而且，反应时要求反应体系适当的相对湿度使得在较低的相对湿度下蛋白质中的氨基处于非聚集的反应状态，从而提供反应基团进行共价结合。

干法糖基化反应将多糖接枝到蛋白上可增加蛋白的亲水性，形成的共聚物是一种嵌段共聚物，含有疏水性结构和亲水性的多糖，在溶液中自组装成胶束或作为表面活性剂吸附在油-水界面，亲水性的多糖在表面形成稳定的“毛发”层，“毛发”层的空间排阻和液滴之间的静电斥力维持胶束的稳定，共聚物具有良好的表面活性非常适合作为微胶囊及纳米胶囊的壁材，可达到保护性质敏感的营养素并达到靶向释放的目的。