[发明专利]一种慢消化酪蛋白纳米胶束粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种慢消化酪蛋白纳米胶束粉末及其制备方法，属于营养与健康领域。该酪蛋白纳米胶束粉末以酪蛋白、钙盐和柠檬酸为初始悬浮液，在超声破碎下形成特定的三维网络结构，并配合射频诱导的空间电荷迁移和碰撞实现纳米胶束的再自组装，在冷冻脱水干燥后制备得到了粒径均一和微小尺寸的新型酪蛋白纳米胶束粉末。采用本方法制作的新型酪蛋白纳米胶束粉末，对胃蛋白酶和胰蛋白酶具有显著的抗水解作用，从而具备可持续提供蛋白和能量的特性，还可以维持肌肉状态、缓慢释放所包封的疏水性功能食品或药物，为健身人群、肥胖症人群以及疾病治疗提供了新的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种慢消化酪蛋白纳米胶束粉末及其制备方法，属于营养与健康领域。

背景技术

随着科技的发展和人们知识水平的提高，饮食与健康之间的密切关系受到了人们的重视，随之而来的是食品工业和医疗领域面临的机遇和挑战，包括开发新的蛋白补充剂和医疗领域的蛋白载体。

有研究表明，酪蛋白可持续不断地为运动员提供蛋白质，帮助运动员抑制蛋白质的分解，同时，还可以向血液中持续释放氨基酸，提高新陈代谢率，促进肌肉蛋白质的合成。另外，由于酪蛋白多肽链中的亲水和疏水残基是成簇分布的，这使得酪蛋白分子具有嵌段式的两亲结构。利用这种天然构象，将酪蛋白作为纳米胶囊，对疏水性营养物质的靶向递送，不仅提高了疏水性营养物质的溶解性和稳定性，还使得疏水性营养物质可在体内缓慢释放，并且增强其体内的生物利用率等。

然而，酪蛋白结构中因含有高含量的脯氨酸存在，而半胱氨酸残基的含量较少，这使得其结构易被蛋白酶水解。尽管酪蛋白分子具有嵌段式的两亲结构和磷酸化中心，其能通过自缔合及与胶体磷酸钙相互作用而自发形成球状酪蛋白胶束，但已有研究表明，在体外消化模拟实验中，在pH 2.5的模拟胃液中加入一定量的胃蛋白酶，在所研究的 120min内，大部分酪蛋白被消化分解。同时，由于胃液中存在大量的氢离子，酪蛋白所形成的纳米胶束随酸度增加而逐渐解离，并且胶束表面κ-酪蛋白“毛发层”逐渐坍塌，胶束内部结构中酪蛋白的空间分布发生变化，这使得酪蛋白胶束无法维持其空间结构，从而更易被蛋白酶水解。

关于提升酪蛋白的稳定性以及减缓其消化速率的研究已有部分报道，常用到复乳凝聚法、多糖接枝法等来增强酪蛋白对蛋白酶的抵抗能力。比如程昊(基于酪蛋白/玉米醇溶蛋白不同载体的功能因子共包埋研究，江南大学，2020)等制备了以酪蛋白为核心，通过添加乳化剂来实现对α-生育酚的包埋，该纳米复合物具有良好的缓释作用，然而，其酪蛋白的消化速率仍然较高，且制备的粒径较大，无法扩大生产应用。Min min(糖基化酪蛋白的制备、及其性能和应用研究，浙江工商大学，2017)等人采用壳聚糖和卡拉胶在超声干热的条件下对酪蛋白进行接枝化处理，得到了糖基化的酪蛋白，然而该纳米胶囊在模拟胃液中消化速率仍然较高，在90min内释放了近60％的辣椒红色素，表明其酪蛋白对蛋白酶的抵抗力较弱。

然而，对于复乳凝聚法、多糖接枝法等相关解决方案来说，比如多糖接枝法，采用多糖等胃蛋白酶不易消化组分对蛋白进行接枝，从而形成多糖-蛋白复合物，在胃酸存在下，现有结构的酪蛋白胶束仍旧会导致钙离子溶出，从而导致纳米胶束发生崩塌，使其更容易被蛋白酶所水解，实则并未有效改善酪蛋白在胃液中易被蛋白酶水解、消化速率较高的技术问题。

综上所述，为了提升酪蛋白的稳定性以及减缓其消化速率，研究开发一种慢消化的酪蛋白纳米胶束粉末是食品营养、医疗保健等领域的迫切需求。

发明内容

发明目的：针对上述问题，为了克服现有技术中的不足，本发明开发了一种慢消化的酪蛋白纳米胶束粉末及制备方法，制备得到的酪蛋白纳米胶束粉末能抵抗蛋白酶水解，对酪蛋白的消化过程具有缓释作用和慢分解特性；且该酪蛋白纳米胶束粒径均一、无毒副作用，具有良好的工业化应用前景。