[发明专利]一种虾青素纳米微囊的制备方法

说明书

本发明提供一种虾青素纳米微囊的制备方法，其中主要是通过溶剂法从雨生红球藻中提取虾青素酯，后虾青素酯由解脂亚罗酵母发酵产生的碱性脂肪酶水解成游离的虾青素；细菌采用植物乳杆菌，用反复冻融法提取植物乳杆菌细胞膜,再通过超声法制备负载虾青素的植物乳杆菌细胞膜纳米微囊。本发明制备的虾青素纳米微囊，具有良好的稳定性和水溶性，制备方法简单可控，重复性好，且通过细胞膜的包载，可显著避免虾青素被氧化，很大程度改善自身的稳定性。另外，植物乳杆菌和虾青素的结合使肠道菌群的构成发生有益变化，改善人体胃肠道功能，调节人体肠道内菌群平衡，形成抗菌生物屏障，维护人体健康。该纳米微囊具有安全性高的特点。

技术领域

本发明属于功能食品制备技术中的纳米载体技术领域，具体涉及一种细菌细胞膜包被的虾青素纳米微囊的制备方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)，又名虾黄质，是一种广泛存在于自然界的酮式类胡萝卜素，化学名称为3，3'-二羟基-4，4'-二酮基-β，β'-胡萝卜素，分子式为C₄₀H₅₂O₄，分子量为596.86。研究表明，虾青素是迄今为止人类发现的自然界中最强的抗氧化剂，被称为“超级抗氧化剂”。其卓越的抗氧化能力赋予其强大的清除自由基、抗炎和延缓衰老等诸多功效。虾青素是目前发现的唯一能穿透血-脑、血-视网膜屏障的类胡萝卜素，对中枢神经系统和大脑功能可产生积极的影响。可作为天然着色剂用于水产养殖业；又具有增强免疫反应及抗癌的活性，所以其在食品、保健品、医药行业均有潜在的应用价值和前景。

雨生红球藻是一种兼性异氧型单细胞绿藻，是生产虾青素最好的生物来源，在胁迫条件下，可大量积累虾青素酯，如强光、高盐度、高温、营养盐(氮、磷等)缺乏等条件下，虾青素酯在雨生红球藻中的叶绿体内合成，然后运送到细胞质内的脂质液泡中。雨生红球藻提取物除富含有天然抗氧化剂虾青素酯外，还含有众多人体必需的营养成分。

脂肪酶是一种特殊的酯键水解酶，能催化天然油脂水解，在食品、医药、洗涤剂和皮革等许多工业领域中都有广泛的应用，它可将虾青素酯水解为虾青素，进一步发挥生物学功效。解脂亚罗酵母(Yarrowia lipolytica)所产脂肪酶种类繁多，包括胞外、胞壁及胞内多种脂肪酶，其所产的脂肪酶几乎能催化所有链长底物的酯化反应，在有机相中还可以催化转酯反应，并用于分离外消旋混合物。研究发现该酵母所产的胞外脂肪酶具有低温催化活力高、在碱性条件下性质稳定、与金属离子及表面活性剂配伍性好等一系列优点。

然而，由于虾青素分子结构中的共轭双键及末端的不饱和酮基和羟基，具有活泼的电子效应，能为未配对电子或自由基提供配对电子，发挥除去自由基的作用而表现出的强抗氧化效果。然而，虾青素易受到外界光、热、金属离子等因素的影响而导致异构，使其具有溶解性差、稳定性差、生物利用率低等缺陷，严重限制了其在食品、化妆品等方面的应用。

20世纪，随着纳米技术的应用和推广，开发出很多新型的载体系统。如脂质体、软胶囊、微胶囊和乳剂等。软胶囊制备时一般要求固形物含量小于20％，且容易出现装量不稳定、均一度不合格、成品率低和生物安全性差等问题，软胶囊内容物分层也是比较常见的现象；采用经喷雾干燥法制备虾青素微胶囊的过程中，喷雾干燥对温度要求极高，制备的虾青素微胶囊损失率高且成品效果不好，高温干燥使得虾青素降解，从而造成产品的效果降低；在制作自微乳中，作为油相的物质有很多种，但很少是天然物质，大多数为合成的材料，都存在一定的毒性，不利于长期食用；脂质制剂在市面上存在剂型单一，应用范围窄的瓶颈，且同时存在着成本高、安全性差、生物相容性差等诸多问题。

植物乳杆菌是一种对人类有益的肠道菌，能够调整肠道的微环境，抑制肠道致病菌的生长，机体对植物乳杆菌具有很好的相容性和耐受性。将分离的植物乳杆菌细胞膜包覆虾青素制备形成纳米微囊利于虾青素在体内的运输和长时间体内循环，因而可提高虾青素的生物利用率。植物乳杆菌细胞膜纳米微囊应用于纳米医药领域，该项技术在国内外还未见报道。

发明内容