[发明专利]一种基于凝胶超高压液化包埋负载物的方法

说明书

本发明涉及一种基于凝胶超高压液化包埋负载物的方法。本发明将真空包装的高酯果胶凝胶于400～600MPa的压力下处理5～30min后与负载物混合，再于400～600MPa的压力下进行5～30min的均质化处理，卸压后倒入模具中成型，并进行脱自由水和附膜处理。该方法结合了超高压技术在改性和灭菌方面的优势，包埋条件温和，且载体制备原料来源广泛，具有优异的生物相容性和生物可降解性，可广泛用于微生物、酶、蛋白质及小分子物质的包埋；由该方法制备的负载型凝胶具有较高的微生物安全性，可有效保持负载物活性，且负载物分布均匀，负载量远大于传统的吸附负载。

技术领域

本发明属于固定化生物领域，特别涉及一种适用于包埋处理的水凝胶的制备方法，具体涉及一种基于果胶凝胶超高压液化包埋负载物的方法。

背景技术

食品高静水压技术是在室温或温和加热条件下以100-1000MPa的压力处理食品的技术。起初，高静水压技术常用于食品中的致病菌、腐败菌、酵母、霉菌、病毒以及孢子等微生物的灭活。在实际的食品加工应用中，由于维持大分子多级结构的非共价键(包括离子键，氢键和疏水相互作用)在高压下增强或减弱，导致食品中大分子物质(如碳水化合物和蛋白质)的结构发生变化，从而改变食品的某些物化性质。

水凝胶是一种水溶胀的亲水聚合物网络，可以在水中溶胀并保持大量的水，同时保持三维网络结构。根据网络键合方式的不同，水凝胶可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成，这种凝胶是非永久性的，一定压力下可转变为溶胶，而卸压后又可回复凝胶态；化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物，是永久性的，压力对其基本没有影响。由于可以提高负载功能剂的稳定性，溶解性，半衰期和生物利用度，水凝胶已广泛应用于食品、医药及生物材料工业中。传统的水凝胶通常使用合成材料制备，并且它们也已成功用作口服药物递送系统。然而，这些基于合成材料的水凝胶在食品应用中具有固有的局限性，因为它们所含的成分通常不被健康人士所接受。果胶是一种广泛存在于绿色植物细胞壁中的高分子碳水化合物，是影响水果和水果产品物性性质(如质地，流变性和浊度稳定性)的主要成分。由于其凝胶机制的多样性和优异的生物相容性，果胶在药物递送、基因传递、伤口愈合和组织工程等生物医学领域具有极高的潜在价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于凝胶超高压液化包埋负载物的方法，其包括如下步骤：

(1)果胶凝胶的制备：将一定量的高酯果胶(HMP，优选食品级)用蒸馏水溶解，室温下搅拌8～12h后置于80～90℃水浴锅中，待温度稳定后加入一定量可溶性固形物，搅拌充分后将混合液倒入软质食品袋中，真空封装，充分冷却(优选置于4℃冰箱储存1～3天)；混合液中HMP和可溶性固形物的质量浓度分别为0.5～2％和50～70％；

(2)超高压凝胶液化与杀菌一体化处理：将步骤(1)中真空包装的凝胶置于压力容器中，以液体(优选为水)为传压介质，在400～600MPa的压力下处理5～30min；

(3)负载物包埋：高压处理后的果胶凝胶转变为溶胶态，将负载物与溶胶混合，充分搅拌；操作在卸压后10～20min内完成；

(4)将步骤(3)充分搅拌后的混合物倒入软质食品袋中，真空封装；真空包装的混合物置于压力容器中，以液体为传压介质，在400～600MPa的压力下处理5～30min，卸压后迅速将混合物倒入模具中，于适宜温度下静置1～3天成型；

或，直接将步骤(3)中充分搅拌后的混合物倒入模具中成型；

(5)凝胶脱自由水：将步骤(4)制备好的成型凝胶在适宜温度下干燥至恒重；