[发明专利]一种高水分散H型或J型聚集体虾青素/乳清蛋白/壳聚糖纳米复合物的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种高水分散H型或J型聚集体虾青素/乳清蛋白/壳聚糖纳米复合物的制备方法。首先将壳聚糖粉末溶胀于乙酸溶液或盐酸溶液中，然后采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液调节其pH值，得到壳聚糖溶液；将乳清蛋白粉末溶于灭菌超纯水中得到乳清蛋白溶液；将虾青素粉末溶于无水乙醇、甲醇或丙酮中，得到虾青素单体有机相溶液；先将所得虾青素单体有机相溶液与壳聚糖溶液按照特定条件混合，随后加入所得乳清蛋白溶液，得到复合物混合溶液；将复合物混合溶液旋转蒸发除去有机相，即得到高水分散H型或J型聚集体虾青素/乳清蛋白/壳聚糖纳米复合物。本发明解决了虾青素聚集体水分散性差、易转化且难以稳定存在的问题。

一、技术领域：

本发明属于食品、医药、化妆品和特殊膳食技术领域，具体涉及一种高水分散H型或J型聚集体虾青素/乳清蛋白/壳聚糖纳米复合物的制备方法及其应用。

二、背景技术：

虾青素(Astaxanthin)化学名称为3,3'-二羟基-4，4'-二酮基-β，β'-胡萝卜素，是一种酮式类胡萝卜素，分子式为C₄₀H₅₂O₄，虾青素难溶于水，易溶于氨仿、丙酮、苯和二硫化碳等有机溶剂。它广泛存在于生物界，如藻类、虾类、蟹、鱼和鸟类的羽毛中。虾青素具有多种对人体健康有益的生理活性，如抗氧化、抗肿瘤、抗炎症、视力保护、中枢神经保护等。

虾青素结构中含有一个由9个单双键交替的长烯烃链，而每个双键都可以形成顺式(Z型)或者反式(E型)。因此，虾青素理论上存在271种顺式异构体(cis)和1个全反式异构体(all-trans)(Zechmeister，1944)。其中，全反式结构是虾青素在自然界中的普遍存在结构，但由于空间位置阻碍因素的影响，虾青素常见的几何异构体主要有全反式(all-trans)、9-顺式(9-cis)、13-顺式(13-cis)、15-顺式(15-cis)等(如附图1所示)。虾青素分子结构中有两个手性(或不对称)中心，分别是两端环结构的C-3和C-3'；两个手性碳原子C-3，C-3'均能以R或S的形式存在，因而虾青素存在三种光学异构体，包括一对对映体(3S，3'S；3R，3'R)和内消旋形式(3R，3'S或3S，3'R)(如附图2所示)。

疏水性的虾青素单体分子在水合溶剂中可以发生分子聚集，产生两种显著不同的聚集体。一种是卡包(Card-packed)构型的H聚集体，由虾青素单体分子以“面对面”平行的共轭链堆叠而成，相对于虾青素游离单体的最大吸收波长发生蓝移。另一种是头包尾(Head-to-tail)构型的J聚集体，以松散的虾青素单体分子错位平行堆叠组成，相对于虾青素游离单体的最大吸收波长发生红移，虾青素H聚集体和J聚集体模型如附图3所示。不同小分子聚集体其颜色、结构、光学特性、生理活性等都有巨大差异，在自然界中H聚体和J聚体会动态转化且难以在水中以稳定的分散的形式存在，这对虾青素聚集体的研究和应用提出了挑战。

乳清蛋白是牛乳中酪蛋白经沉淀分离后再加工从而得到的蛋白质，占牛乳蛋白质的18～20％，包括β-Lg、α-La、Ig(IgG、IgA、IgM、IgE、IgD)，此外，还含有BSA和LF等(McSweeney，2013)。乳清蛋白普遍存在疏水空穴，可通过非共价作用结合尺寸不同的疏水小分子，过程可逆。作为体内天然的运载蛋白，乳清蛋白具备许多优良的运载功能特性(配体结合性、自组装、凝胶特性、共价修饰、界面稳定等)，能与多种小分子及生物大分子发生相互作用，使得乳清蛋白在构建生物高分子型载体时，几乎适用于所有的“自下而上”方法。

壳聚糖是一种广泛分布在自然界中的氨基多糖，是几丁质脱乙酰作用而得到的产物。壳聚糖是白色、略带珍珠光泽的固体粉末，分子量从数十万到数百万不等，难溶于水和碱液，可溶于盐酸、醋酸、苯甲酸等稀酸。壳聚糖的脱乙酰度和粘度是评价壳聚糖性能的主要指标。壳聚糖作为一种天然物质，具有较好的生物相容性、生物可降解性、良好的成膜性、吸水和保水能力。