微囊化核桃肽制備及其穩定性研究

成 靜，袁宏麗，莫朝暉，陳棟梁

（1.武漢天天好生物制品有限公司，湖北武漢 430090;2.湖北省肽類物質工程技術研究中心，湖北武漢 430090）

核桃又名胡桃，羌桃，屬胡桃科胡桃屬植物。醫學研究證實，核桃對人體具有補氣養血、溫腸補腎、止咳潤肺、烏發健腦等作用。核桃蛋白中含有18種氨基酸，其中8種為必需氨基酸，精氨酸和谷氨酸含量具有明顯優勢。隨著生物活性肽研究的不斷深入，核桃肽已然成為研究的熱點。已有研究報道顯示核桃肽具有抗氧化［1－4］、ACE 抑制［5］等生理活性。但由于核桃肽具有良好的親水性，其穩定性有限，使其貯存應用受到極大的限制。

微膠囊化技術又稱包埋技術，是指利用天然或合成的高分子材料（壁材），將固體、液體或氣物料（芯材），經包囊所形成的一種具有半透性或密封囊膜微型膠囊的技術［6］。在食品，日用化工、醫藥及生物技術等領域中得到了廣泛的應用。用于微囊化的壁材主要分為三種類型:天然、半合成及合成。其中β－環糊精是研究最多的壁材，同時也是目前工業上大量生產的環糊精產品。近年來研究顯示，以環糊精為壁材制備的微囊化技術，可增加物質的溶解度和穩定性，提高藥物的生物利用率，減少不良反應，掩蓋不良氣味等。但以β－環糊精為壁材對食源性多肽類物質進行微囊化處理的研究鮮少報道。

本文以β－環糊精作為包埋壁材進行微囊化核桃肽工藝制備，并對其穩定性進行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷榨核桃粕 遼寧長白仙子生物科技有限公司;堿性蛋白酶 諾維信生物技術有限公司，酶活2.26×105U/g;木瓜蛋白酶 南寧東恒華道生物科技有限公司，酶活6.0×105U/g;β－環糊精 禮泉縣化工有限實業公司。

DK－98－ⅡA電熱恒溫水浴鍋 天津市春斯特儀器有限公司;DF－101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州杜甫儀器廠;PⅡSS－3CpH計 上海理達儀器廠;LPG－5高壓離心噴霧干燥機 常州市博大制粒干燥設備有限公司;1100－高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司;其它常規儀器。

1.2 實驗方法

1.2.1 核桃肽制備工藝 稱取冷軋核桃粕，按照料液比1∶10，在壓力0.8MPa條件下處理60min，收集沉淀。配制料液比1∶20，恒溫55℃，調節pH9，加入4%復合酶（堿性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=1∶2）均勻攪拌，酶解5h。100℃滅酶處理，過濾收集濾液，噴霧干燥制得核桃肽，密封避光保存，備用。

1.2.2 微囊化核桃肽制備工藝單因素實驗 配制一定濃度的β環糊精溶液，按比例加入核桃肽，在一定溫度條件下，充分攪拌均勻，放置室溫，冷藏過夜，過濾取沉淀，冰水快速沖洗，烘干，即得微囊化核桃肽。包埋率計算公式為:

包埋率（%）=（微囊化核桃肽含量（g）/加入的核桃肽總量（g））×100

1.2.2.1 包埋溫度對微囊化核桃肽制備工藝的影響

在芯材與壁材比例為1∶10，包埋時間為60min的制備條件下，考察溫度分別為 20、40、60、80、100℃對制備工藝的影響。

1.2.2.2 芯材與壁材比例對微囊化核桃肽制備工藝的影響 在包埋溫度為60℃，包埋時間為60min的制備條件下，考察芯材與壁材比例分別為1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 對制備工藝的影響。

1.2.2.3 包埋時間對微囊化核桃肽制備工藝的影響在芯材與壁材比例為1∶10，包埋溫度為60℃的制備條件下，考察包埋時間分別為 30、60、90、120、150min對制備工藝的影響。

1.2.3 微囊化核桃肽制備工藝正交實驗 以芯材與壁材比例、包埋溫度、包埋時間為因素，選取3個水平進行L9（34）正交實驗，分析確定各因素的最佳組合方式。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.2.4 穩定性實驗 按照《保健食品檢驗與評價技術規范實施手冊》進行產品穩定性實驗。保存條件為（38 ±1）℃，濕度 75%，分別在第 0、30、60、90d 對蛋白質、多肽、水分含量進行測定。蛋白質、多肽、水分含量的檢測方法參照GB/T 22492－2008《大豆肽粉》。

2 結果與分析

2.1 微囊化核桃肽制備工藝單因素實驗

考察不同包埋溫度、不同芯材與壁材比例以及不同包埋時間對微囊化核桃肽制備工藝的影響。由圖1可知，在芯材與壁材比例為1∶10，包埋時間為60min的制備條件下，包埋溫度范圍為20～60℃，微囊化核桃肽包埋率與溫度呈現正相關。由圖2可知，在包埋溫度為60℃，包埋時間為60min的制備條件下，芯材與壁材比例范圍為1∶1～1∶10，微囊化核桃肽包埋率與芯材壁材比例呈現正相關，芯材與壁材比例范圍為1∶10～1∶20包埋率增長趨勢平緩。由圖3可知，在芯材與壁材比例為1∶10，包埋溫度為60℃的制備條件下，包埋時間在30～60min，微囊化核桃肽包埋率與溫度呈現正相關。包埋時間在60～150min包埋率增長趨勢平緩。

圖3 包埋時間對微囊化核桃肽制備工藝的影響Fig.3 The influence of time on embedding microencalsulated preparation of walnut peptide

2.2 微囊化核桃肽制備工藝正交實驗

對芯材與壁材比例、包埋溫度以及包埋時間三個因素進行正交實驗，對微囊化核桃肽制備工藝進行優化。實驗結果顯示影響核桃肽包埋效果的因素主次順序為:芯材與壁材比例＞包埋溫度＞包埋時間，此結論與王向東等對于β－環糊精包合多肽類物質的研究一致［7］。極差分析顯示最佳制備工藝為芯材與壁材比例為1∶10，包埋溫度為60℃，包埋時間為90min，此時微囊化核桃肽的包埋率為81.04%。當芯材與壁材比例為1∶10，包埋溫度為60℃，包埋時間為60min，此時微囊化核桃肽的包埋率為80.05%，與包埋率81.04%差異不明顯，綜合制備工藝中能耗及工時的考量，微囊化核桃肽的最優制備工藝為芯材與壁材比例為1∶10，包埋溫度為60℃，包埋時間為60min。

表2 微囊化核桃肽制備工藝正交實驗方案及實驗結果Table 2 The results of orthogonal experimental on microencapsulated walnut peptied preparation

2.3 微囊化核桃肽穩定性實驗

按照1.2.3實驗方法對核桃肽以及微囊化核桃肽進行穩定性實驗。圖4～圖6結果顯示，微囊化核桃肽與核桃肽的蛋白質及多肽含量在90d穩定性實驗中并無明顯變化。微囊化核桃肽樣品第0d至第60d水分含量無明顯變化，第90d水分含量明顯增加。核桃肽樣品第0d至30d水分含量無明顯變化，第60d至90d水分含量明顯增加，且水分含量增長趨勢與時間呈正相關。核桃肽水分增長趨勢明顯高于微囊化核桃肽。

圖4 90d穩定性實驗蛋白質含量Fig.4 The protein content of 90 days stability test

3 結論與討論

本文研究結果顯示以β－環糊精為壁材微囊化處理核桃肽的最優工藝為:芯材與壁材的比例為1∶10，包埋溫度為60℃，包埋時間為 60min。此條件下制備的微囊化核桃肽包埋率為80.05%。對微囊化工藝的影響因素主次順序為:壁材與芯材比例＞包埋溫度＞包埋時間。90d穩定實驗結果顯示微囊化核桃肽及核桃肽的蛋白質、多肽含量無明顯變化，核桃肽水分含量增長趨勢與時間呈正相關，且水分增長速度明顯快于微囊化核桃肽，提示微囊化核桃肽更加穩定，更易于存儲。

圖5 90d穩定性實驗多肽含量Fig.5 The peptide content of 90 days stability test

圖6 90d穩定性實驗水分含量Fig.6 The moisture content of 90 days stability test

水分含量在食品保藏中的關鍵因素之一，可直接影響產品質量的穩定性。核桃肽極易吸潮，穩定性差，貯存條件要求高。微囊化技術可改善產品穩定性，β－環糊精結構為上寬下窄的疏水性空腔，能吸收一定大小和性狀的疏水性小分子物質或基團。本文制備的核桃肽其疏水氨基酸含量高達18.23%，提示核桃肽含有疏水性區間。β－環糊精制成的包合物吸濕性低，有研究顯示在相對濕度85%的環境中，其吸濕率不到14%，有利于長期保存［8］。環糊精與芯材可以形成二元、三元及多元包合物，其包合模式分為 1∶1 包合（壁材∶芯材）、1∶2 包合、2∶1 包合、2∶2 包合、3∶1 包合、2∶1∶2 包合（壁材∶芯材∶芯材）、2∶2∶1 包合，近幾年文獻報道顯示能形成穩定包合物的一般為1∶1［9］。微囊化核桃肽的結構目前尚不明確，有待進一步研究。

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