[发明专利]一种环境响应型葡糖基纳米粒子及其加工方法

说明书

本发明公开了一种环境响应型葡糖基纳米粒子及其加工方法，属于淀粉基材料加工技术领域。本发明以葡糖基纳米粒子为原料，利用新型糖酶表面切稀‑电荷定位修饰复合改性技术制备环境响应型的纳米粒子。本发明技术具有工艺简单可控、绿色环保及可连续化生产等特点，制备产品作为基体物质可用于食品、医药、化工等领域。

技术领域

本发明涉及一种环境响应型葡糖基纳米粒子及其加工方法，属于淀粉基材料加工技术领域。

背景技术

纳米科技作为最近二十年发展起来的前沿交叉性新兴学科领域，其最终目标是直接以物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品，带来相关行业革命性的进步。目前，纳米技术的应用领域不仅涉及电子、信息、生命科学等高新技术领域，而且已慢慢渗入到化工、机械、医药、食品等传统产业中，并逐渐发展成为医药和食品领域的一个重要战略平台。欧洲、美国、日本等发达国家已投入大量的人力物力进行纳米药物或纳米营养物的研究与开发，各国研究人员设计了包括纳米脂质体、固体脂质纳米粒、聚合物纳米囊、纳米球、纳米分散液、微乳液、纳米乳液在内的诸多用于活性物质保护和靶向释放的纳米载体技术。例如，新型纳米颗粒结合了亲脂性生物活性化合物，可以在对抗与饮食相关的非传染性慢性疾病(包括心脏病、肥胖症、高血压等)方面提供生理益处。然而，许多纳米载体材料技术由于成本高昂、技术难度难以在工业规模上实现商业化生产。目前，化学合成的纳米材料主要包括聚氰基丙烯酸烷酯(甲酯、乙酯、丁酯等)和聚酯(聚乳酸、聚丙交酯、聚己内酯等)及其衍生物与共聚物，生物相容性低、安全性差，对天然葡糖基纳米聚合物的研究报道较少，至今未见环境响应型天然葡糖基纳米粒子相关报道。基于上述原因，为了拓宽天然纳米材料的应用领域并提升附加值，开发一种环境响应型葡糖基纳米粒子的加工方法是有迫切需求的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用特点的加工方法构建得到一种环境响应型葡糖基纳米粒子。本发明所得环境响应型葡糖基纳米粒子产品可以作为基体材料用于食品、医药、化工等领域。该方法具有工艺简单可控、绿色环保及可连续化生产等特点。

本发明的第一个目的是提供一种环境响应型葡糖基纳米粒子的加工方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将葡糖基纳米粒子溶于弱酸盐缓冲液中形成混合体系，所述弱酸盐缓冲液的pH为3.5～7.0；

(2)在步骤(1)所得混合体系中添加相对葡糖基纳米粒子10～200U/g的特异性糖酶制剂，反应结束后进行灭酶、沉淀、干燥，得到纳米粒子；所述特异性糖酶制剂包括麦芽糖苷酶、淀粉葡糖苷酶、淀粉水解酶中的一种或多种；

(3)将步骤(2)所得的纳米粒子与电荷修饰试剂在水溶液中混匀，其中电荷修饰试剂相对纳米粒子的质量份数为0.2％-30％；然后调节pH至7～13，反应即得环境响应型葡糖基纳米粒子。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述混合体系中葡糖基纳米粒子的质量浓度为5～25％。

在本发明一种实施方式中，步骤(1)中所述葡糖基纳米粒子来源于谷物、藻类、动物或微生物，分子量10⁶～10⁸g/mol，粒径30～100nm，平均链长DP 6～13，分散分子密度1000～2000g/(mol·nm³)。

所述葡糖基纳米粒子来源于植物、动物或者微生物。植物来源包括甜质型谷物(玉米、高粱、稻米、大麦、荞麦)、鼠耳芥、蓝藻、红藻等；动物来源包括牡蛎、扇贝、指甲履螺、钉螺、骨骼肌、肝脏等；微生物来源包括酵母菌、链霉菌、巴氏梭菌、嗜热菌等。植物和动物采用生长期谷物籽粒、藻类和动物某些组织提取获得，微生物经过活化培养、发酵获得菌体提取获得。其中，以谷物来源提取为例：将谷物颗粒经粉碎、浸泡、匀浆、沉淀、干燥制备而得。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述反应是在30～70℃下反应0.5～12h。