一种负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系的制备方法

本发明涉及食品科学和纳米，具体涉及一种负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系的制备方法。

背景技术：

1、姜黄素是一种属于类胡萝卜素的化合物，同时也是一种天然抗氧化剂，其存在于许多绿色植物和微生物中，并在自然界中扮演着重要的角色。这种特殊的化合物以其强大的抗氧化能力而闻名，能够有效中和自由基，减少氧化应激对细胞的损害，从而有助于维护细胞的健康状况。姜黄素的抗氧化作用不仅限于防止细胞氧化损伤，还能在身体内部形成一种保护屏障，阻止外部有害物质侵害细胞结构和功能。这种细胞保护作用使得姜黄素成为许多抗氧化保健产品中不可或缺的重要成分之一，并为其在医学领域的广泛应用提供了理论基础。此外，姜黄素还被广泛研究其可能具有的抗炎、抗菌、抗肿瘤等多种生物活性。研究表明，姜黄素可以调节多个信号通路，影响细胞的生长、分化和凋亡，从而对多种疾病的治疗具有潜在的益处。然而姜黄素在一些条件下容易发生降解或失活的特性。这种不稳定性可能导致姜黄素在药物输送、化妆品或食品添加剂等应用中失去效力。因此，开发一种定向运输和稳定的体系是非常必要的。这种体系可以确保姜黄素在输送过程中稳定地保持活性，并且能够将其准确地输送到目标组织或细胞中，以发挥其所需的效果。

2、纳米包埋技术是一种在纳米尺度下对物质进行封装的技术。这种技术在多个领域都有着潜在的应用，包括医学、食品科学、材料科学等。在食品科学中，纳米包埋技术常被用于改善食品的口感、保鲜性以及增加其营养价值。纳米颗粒作为生物活性化合物的载体，提供了双重优势。一方面，它们可以在外部环境和内部负载的生物活性化合物之间建立物理屏障，从而保护活性分子免受环境降解，从而增强其稳定性。另一方面，由于纳米颗粒的小尺寸和独特的结构，它们更有利于肠壁的直接吸收和利用。因此，近年来，它们在食品科学领域引起了广泛关注。这些生物活性分子与蛋白质的结合主要通过疏水相互作用、氢键、静电相互作用或范德华力发生，有助于提高其水溶性、稳定性和生物可及性。因此，基于蛋白质的纳米颗粒在有效递送这些生物活性分子方面脱颖而出。

3、大豆分离蛋白是一种重要的商业化蛋白，由于其在热处理过程中往往会变性，导致随后自组装成聚集颗粒。这些聚集体表面疏水性的提高有助于疏水性生物活性化合物的包封。因此，大豆蛋白用作纳米包埋壁材不仅具有高值经济效益，也对食品工业的发展影响深远。大豆分离蛋白主要以球形纳米絮凝的颗粒形式存在于水溶液中。由于它们具有大量带电氨基酸和疏水氨基酸残基，可以通过静电和疏水相互作用与可电离或疏水的小分子结合。但由于蛋白质的纳米颗粒对环境变化的敏感性，如温度、ph和离子强度的变化，使其易于絮凝、聚集，甚至结构坍塌。因此，亟待一种方法来修饰天然的大豆分离蛋白，以改善其结构特性，进而提高稳定性和保护封装的生物活性化合物。

4、ph偏移方法是一种低能量的自组装技术，在高碱性条件下，蛋白质的氨基酸残基可能会失去质子而呈现负电荷，这可能导致蛋白质结构的脱折叠。蛋白质的三级结构被破坏，使得蛋白质变得更为线性或无规则。一些非共价交联也可能被打破。当蛋白质处于这种状态时，其结构可以更容易地与其他物质相互作用或进行后续修饰。同时，近年来超声处理因其环保和可持续性优势，在蛋白质修饰中得到了广泛的应用。超声处理可以通过空化效应引起蛋白质去折叠，将更多埋藏的疏水区域暴露在水相中，从而增强蛋白质与生物活性物质的有效接触面积，增大载运量。综上所示ph偏移和超声处理技术都可以改善大豆分离蛋白作为递送载体的性能，提高其对生物活性成分的封装效率和递送效果。因此我们推测通过将这两种改性方式结合通过优化处理条件，可以实现对蛋白质结构和载体特性的精准调控，从而满足不同生物活性成分的递送需求，进一步为生物医药和食品工业的应用提供了更加可靠和有效的递送系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供是一种负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

3、一种负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)大豆分离蛋白原液的制备：将大豆分离蛋白粉末溶于去离子水中配置成2-4％的蛋白质溶液，在25℃下，以400-800r/min的速度进行磁力搅拌，持续搅拌1-2小时，然后在4℃下保持12h，恢复室温后，得到大豆分离蛋白原液；ph偏移改性的大豆分离蛋白分散液的制备：使用1-2mol/l的naoh溶液调节大豆分离蛋白原液的ph至10-12，之后持续搅拌2h，并在搅拌下保持在指定ph值，得到ph偏移改性的大豆分离蛋白分散液；超声改性的大豆分离蛋白分散液的制备：将大豆分离蛋白原液在冰水浴的条件下用超声波细胞干扰器在功率为200w-400w下进行处理5-10min分钟，得到超声改性大豆分离蛋白分散液。

5、(2)负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米颗粒的制备：将姜黄素溶于无水乙醇中，避光条件下进行磁力搅拌，保证充分溶解。将姜黄素乙醇溶液滴加到(1)中大豆分离蛋白原液并磁力搅拌至溶解，使用1-2mol/l的hcl调节溶液ph至7，之后对其进行冷冻干燥得到负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米颗粒；负载姜黄素的ph偏移改性的大豆分离蛋白纳米颗粒的制备：将姜黄素溶于无水乙醇中，避光条件下磁力搅拌，保证充分溶解。将姜黄素乙醇溶液滴加到(1)中超声改性大豆分离蛋白分散液并磁力搅拌至溶解，使用1-2mol/l的hcl调节溶液ph至7，之后对其进行冷冻干燥得到负载姜黄素的ph偏移改性的大豆分离蛋白纳米颗粒；负载姜黄素的超声改性的大豆分离蛋白纳米颗粒的制备：将姜黄素溶于无水乙醇中，避光条件下进行磁力搅拌，保证充分溶解。将姜黄素乙醇溶液滴加到(1)中大豆分离蛋白原液并磁力搅拌至溶解，使用1-2mol/l的hcl调节溶液ph至7，之后对其进行冷冻干燥得到负载姜黄素的超声改性的大豆分离蛋白纳米颗粒。

6、(3)超声联合ph偏移改性的大豆分离蛋白的分散液的制备：将(1)中的ph偏移改性的大豆分离蛋白分散液在冰水浴的条件下用超声波细胞干扰器在超声功率为200w-400w下进行处理5-10min分钟，得到超声联合ph偏移改性的大豆分离蛋白的分散液。

7、(4)负载姜黄素的超声联合ph偏移改性的大豆分离蛋白纳米颗粒的制备：向(3)中的超声联合ph偏移改性的大豆分离蛋白的分散液加入(2)得到的姜黄素乙醇溶液并进行磁力搅拌至溶解，使用1-2mol/l的hcl调节溶液ph至7，之后对其进行冷冻干燥得到负载姜黄素的超声联合ph偏移改性的大豆分离蛋白纳米颗粒。

8、优选的，步骤(1)中蛋白质溶液的蛋白质含量为2-4％，搅拌是在400-800r/min下搅拌1-2h。

9、优选的，步骤(1)、(2)、(4)中所用hcl浓度为1-2mol/l，naoh浓度为1-2mol/l，调节ph至10-12。

10、优选的，步骤(1)、(3)中所述超声的功率为200-400w，超声的时间5-10min。

11、本发明提供由上述制备方法所制备得到的负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系。

12、本发明还提供上述负载姜黄素的大豆分离蛋白纳米运载体系在食品添加剂中的应用。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、(1)本项创新采用超声联合ph偏移技术，成功实现了对纳米颗粒负载量的高度精准控制。相较于传统方法，本发明独特的制备过程能够生产具有更大负载量的姜黄素纳米颗粒，显著提升了生物活性物质的生物利用度和稳定性。这一技术突破为姜黄素在食品和医药领域的广泛应用提供了崭新的机遇。

15、(2)本发明除了陈述超声联合ph偏移对纳米运载体系的影响外，还对比了单独采用ph偏移和超声处理对纳米运载体系的影响。这为开发更高效的纳米药物运载系统提供了重要的理论基础，为药物输送领域的进一步发展指明了方向。

16、(3)本发明不需要引入有机试剂，其载体安全无毒，操作简便，而且成本低廉。这些特点使得该技术具有显著的经济效益和环保效益，同时展现了广阔的应用前景。