[发明专利]一种改性β‑葡聚糖

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性β-葡聚糖。

背景技术

青稞(hullessbarley)，是禾本科大麦属的一种禾谷类作物，因其内外颖壳分离，籽粒裸露，故又称裸大麦、元麦、米大麦。主要产自中国西藏、青海、四川、云南等地，青稞中含有丰富的β-葡聚糖，是世界上麦类作物中β-葡聚糖最高的作物，据检测青稞β-葡聚糖平均含量为6.57％，优良品种青稞25可达到8.6％，是小麦平均含量的50倍。还含有膳食纤维、支链淀粉、微量元素(钙、磷、铁、铜、锌和硒)以及一些稀有营养成分(硫胺素、核黄素、尼克酸、维生素E)，有丰富的营养价值和突出的医药保健作用。

青稞β-葡聚糖是青稞籽粒胚乳细胞壁的主要成分，占细胞壁干重的75％左右，是一类非淀粉多糖。β-吡喃葡萄糖是其基本结构单位，这与纤维素相似，不同的是它以β-(1→3)和(1→4)两种糖苷键连接而成。由β-(1→4)键连结形成许多纤维三糖和纤维四糖基，它们彼此间通过单独的β-(1→3)键相互连接成多聚体形式。早在上世纪80年代末，美国科学家发现大麦特别是裸大麦(青稞)中的β-葡聚糖具有降血脂、降胆固醇和预防心血管疾病的作用，后来，β-葡聚糖的调节血糖、提高免疫力、抗肿瘤的作用陆续被发现，引起了全世界的广泛关注。目前，生物医学界普遍认为β-葡聚糖具有清肠、降低胆固醇、调节血糖、提高免疫力等四大生理作用，正日益受到人们的重视，逐渐在食品、医药等方面显示出巨大的应用价值。

传统的微胶囊壁材形成的微胶囊由于粒径大、包埋率低以及难控制等不足已经不能满足在液态下对活性成分包埋的需要。然而多糖及低聚糖成为现在研究的热点，被广泛地运用到生物活性物质的运输中，多糖能够通过非共价作用吸附或包埋活性物质，作为其运输载体。而天然多糖也可经疏水化修饰后形成两亲性聚合物，其可以在水溶液中能自发组装形成具有独立结构的胶束样颗粒。此类疏水多糖载体在显著提高生物活性物质的稳定性的同时，又可在人体胃肠道中对其提供有效的保护，最终达到靶向输送的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种改性β-葡聚糖。本技术通过对青稞β-葡聚糖进行疏水化修饰，制备出具有两亲性的改性青稞β-葡聚糖，其在水相体系中可以发生自聚集形成纳米级水凝胶来包埋生物活性物质。不仅可以有效的提高水溶性产品中生物活性物质的溶解性和稳定性，降低产品在储存中活性物质降解损失的程度，使液态产品(饮料、口服液等)中的活性物质的含量得到提高，而且还可以使产品中的生物活性物质在通过人体胃肠道时对其提供有效的保护，最终达到靶向输送的目的，从而进一步的提高产品的商品属性和消费者的接受程度。

具体地，本发明提供了一种改性β-葡聚糖，它是由如下方法制备得到：

取青稞β-葡聚糖水溶液与2-辛烯基琥珀酸酐，在45-60℃下反应0.5h以上，反应过程中控制反应体系pH维持在约8.0-9.0，待反应结束，调节pH至约5.0-6.0，浓缩，浓缩液加入异丙醇进行醇沉，待沉淀完毕，离心，收集沉淀，溶解于水中，溶液透析，将透析后的溶液冷冻干燥，即得改性β-葡聚糖。

其中，青稞β-葡聚糖水溶液的浓度为2.8-5.6mg/mL，在此浓度范围内，可以保证所制备的改性葡聚糖在包埋后花青素的保留率可以达到60％以上；从保留率来看，本发明中青稞β-葡聚糖水溶液的浓度进一步选自3.5-5.6mg/ml，更进一步选自4.2mg/ml。

其中，2-辛烯基琥珀酸酐的用量为青稞β-葡聚糖水溶液的0.3-0.9％v/v；进一步地，本发明发现若2-辛烯基琥珀酸酐的用量为青稞β-葡聚糖水溶液的0.4-0.7％v/v，在此浓度范围内，可以保证所制备的改性葡聚糖在包埋后花青素的保留率可以达到60％以上，更进一步为0.5％v/v。

其中，本发明发现反应温度为45～55℃时，可以保证所制备的改性葡聚糖在包埋后花青素的保留率可以达到60％以上，进一步选自55℃±2℃。

其中，本发明发现反应时间为2.5～4.5h时，可以保证所制备的改性葡聚糖在包埋后花青素的保留率可以达到60％以上，进一步选自4.5h。

异丙醇，疏水好，醇沉时所需容积小且速度快，可以最大程度的降低Cl^-、Na⁺等离子的共沉淀，从而最大可能的减少共沉淀的离子对后续试验的干扰。

其中，异丙醇用量为浓缩液的3-5倍，醇沉温度为50-70℃。

进一步地，异丙醇用量为浓缩液的4倍，醇沉温度为60℃。