一种糖基化改性玉米醇溶蛋白制备胶囊壳的方法

摘要

本发明公开了一种糖基化改性玉米醇溶蛋白制备胶囊壳的方法，属于保健食品及医药制剂辅料加工技术领域。本发明以多聚果糖对玉米醇溶蛋白进行糖基化改性，进而利用改性后的玉米醇溶蛋白制备胶囊壳。玉米醇溶蛋白膜本身具有良好的阻湿阻氧特性，再加上改性后的柔韧性，在不添加有害有机溶剂、增塑剂的情况下制备出有一定弹性的胶囊壳，避免了玉米醇溶蛋白膜脆性大，易碎的缺陷。本发明全部采用食品级原料制得，安全性好。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种糖基化改性玉米醇溶蛋白制备胶囊壳的方法，属于保健食品及医药制剂辅料加工技术领域。

技术背景

胶囊壳是保健食品以及药物常用的包材，具有保证食品营养成分、风味物质不散失以及掩盖药物不良气味，药物靶向释放等功能。传统的食用药用胶囊壳是以动物的骨头、皮以及结蹄组织为原料经复杂的理化处理制得的无脂肪、高蛋白、易被人体吸收的高级明胶制品，但这类明胶胶囊存在一些问题，如胶囊易失水硬化、吸水软化，对湿、氧敏感药物保护作用差，并且在贮藏过程中囊壳有崩解延迟及药物溶出度降低等现象。另外，由于全球动物疫情近年来的频繁爆发，信奉佛教的佛教徒以及素食主义者们对利用动物原料生产的明胶胶囊持有抵触情绪；此外动物资源有限，明胶制得的胶囊成本较高，使得一些不法厂商使用重金属铬超标的工业明胶冒充食用明胶来生产药用胶囊，引起了人们对胶囊壁材料的关注。植物胶囊替代明胶胶囊已经逐渐成为医药和食品工业中的趋势。

玉米醇溶蛋白具有独特的氨基酸组成，其分子中不仅存在大量的疏水氨基酸，而且还缺乏能够带电的酸性、碱性、极性氨基酸，同时还含有较多的含硫氨基酸，这些氨基酸分子间常以二硫键、疏水键和氢键连接在一起，具有良好的成膜特性，而且在众多的可食性薄膜中，唯有玉米醇溶蛋白可在无需添加剂、鞣制剂的条件下制成薄膜，并且具有良好的阻湿性及阻氧性。同时该膜具有肠溶性的优点，即胶囊在胃液中不溶解，而进入人体肠道崩解溶化而释放出活性成分，发挥局部或是全身保健治疗的作用，因而可以用于食品保鲜、包装以及制药行业。但是由于天然玉米醇溶蛋白形成的薄膜材质较脆，即机械力学稳定性仍然很差，不能满足作为胶囊的力学强度以及产品货架期等要求，不能真正意义用于实际生产。

近些年，蛋白质改性一直是食品科学领域的一个研究热点，主要有酰化、去酰化、 磷酸化、共价交联、成氢键改性（水化）和糖基化等方式。其中除糖基化之外的其他化学改性方法存在如化学试剂残留、形成有毒的氨基酸衍生物和改变营养价值等弊端。相对而言，在化学改性中，糖基化蛋白质改性是食品加工和保藏的一种常见反应，被认为是最安全技术。通过糖基化反应制备蛋白和糖的衍生物，可有效地改善蛋白质性质。该技术通过简单的低温加热就可以迅速提高美拉德反应速率，并且不需要向反应物中添加多余的化学试剂，属于绿色加工工艺。因此，利用糖基化反应来改善蛋白的功能特性越来越受到人们的关注，糖基化将成为最具潜力的蛋白质改性手段。

糖-蛋白共价复合物的制备主要有两种途径，一种是干热法制备多糖-蛋白质共价复合物，一种是湿热法制备单糖或双糖-蛋白质共价复合物。通过干热法制备多糖-蛋白质共价复合物的条件很苛刻，要求蛋白质-多糖的共价复合物都是通过控制的自发的糖基化反应来实现，导入多糖成分能够在蛋白膜的周围形成立体网络结构，增强膜的功能特性和机械性能。通过湿热法制备单糖或双糖-蛋白质共价复合物，条件相对简单，反应时间大大减少，但由于单糖的性质不如多糖那么突出，对蛋白质功能性质的改变要小很多。因此，本发明采用多糖实现干法糖基化改性。

经检索公开号为CN102526750A的专利研究了以玉米醇溶蛋白为主要原料的胶囊壳，加入丙酮等有机溶剂或乙醇溶液以及增塑剂制得的植物胶囊壳。公开号为CN1739488A的专利采用魔芋胶与未改性的植物蛋白，如动物明胶、鱼胶，或大豆蛋白、小麦蛋白和玉米醇溶蛋白等再辅以甘油、十二烷基磺酸盐等成分制得的复合胶囊壳。上述专利采用复配工艺，需添加化学试剂用于食用或药用的胶囊壳，其化学残留高。

发明内容

本发明的目的在于仅针对玉米醇溶蛋白膜脆性的改性，提供一种简单的玉米醇溶蛋白制备胶囊壳的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：取纯度为85~95%的玉米醇溶蛋白，用80%的乙醇溶液溶解制得醇溶蛋白分散液，加入10~50mL的纯度为95%的多聚果糖（0.2g/mL），补加乙醇溶液，使总体系质量为100g，加热磁力搅拌65~80℃，15~30min制备混合液，使玉米醇溶蛋白的终浓度为6~18%，其中玉米醇溶蛋白和多聚果糖的比例为（0.5~4:1）。超声300~500W，混合10~30min，将分散均匀的混合液真空冷冻干燥，干燥后粉碎过100目筛。将样品干粉置于60~85℃和55~85％相对湿度(用饱和KBr溶液维持)下反应24~240h，用蒸馏水反复洗涤，离心去除残存的多聚果糖等杂质，冷干燥得到改性玉米醇溶蛋白样品，糖基化产物接枝度为20%以上。将改性玉米醇溶蛋白粉溶解配置成5~15%的溶液，过滤，倒入不锈钢模具，使其模具表面形成一层薄膜，形成胶囊，脱模，切割，得到空心胶囊。

 糖基化产物接枝度的测定采用Bradfod法测蛋白质

。

本发明的有益效果是：

1、本发明在制备混合液时，采用超声混合，超声可通过机械性断键作用和自由基的氧化还原反应降解大分子，为后期的糖基化奠定了基础，较常规的磁力搅拌效果好，缩短了干热反应时间，提高了接枝度。

 2、本发明加入多聚果糖在玉米醇溶蛋白上导入糖基成分能够在膜的周围形成立体网络结构，通过这种方式对玉米醇溶蛋白糖基化改性，可提高膜的机械强度（柔软性），在不添加有害有机溶剂、增塑剂的情况下制备出有一定弹性的胶囊壳，避免了玉米醇溶蛋白膜脆性大，易碎的缺陷。

3、本胶囊壳的生产均采用食品级的原料制得，无化学残留，糖基化原料多聚果糖本身也是天然功能性膳食纤维，因此作为保健食品或药品的膜材料，本身也具有生理活性功能。大量的研究也证明糖基化改性产物本身也具有抗氧化活性。另外有些保健食品或药物中的天然产物中的活性成分容易潮解，氧化，而常规的明胶膜易吸潮，软化，不能起到保护活性成分的作用。本发明的改性玉米醇溶蛋白膜本身具有良好的阻湿阻氧特性，再加上改性后的柔韧性，适合于作为天然活性物质或药品的胶囊包材。

附图说明

图1为以多聚果糖原料对玉米醇溶蛋白进行糖基化改性，制备胶囊壳工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

步骤1：取纯度为90%的玉米醇溶蛋白10g，用80%的乙醇溶液溶解制得醇溶蛋白分散液，加入35mL的纯度95%的多聚果糖（0.2g/mL），补加乙醇溶液，使总体系为100mL，加热磁力搅拌75℃，30min制备混合液，使玉米醇溶蛋白的终浓度为10%。

步骤2：将分散液超声300W，混合20min，将分散均匀的混合液真空冷冻干燥，干燥后粉碎过100目筛。

步骤3：将样品干粉置于75℃和80％相对湿度(用饱和KBr溶液维持)下反应96h，用蒸馏水反复洗涤，离心去除残存的多聚果糖等杂质，冷干燥得到改性玉米醇溶蛋白样品，糖基化产物接枝度为20%以上。

步骤4：将改性玉米醇溶蛋白粉溶解配置成9%的溶液，过滤，倒入不锈钢模具，使其模具表面形成一层薄膜，形成胶囊，然后从模具上取下来，切割，得到空心胶囊。

实施例2

步骤1：取纯度为90%的玉米醇溶蛋白9g，用80%的乙醇溶液溶解制得醇溶蛋白分散液，加入15mL的纯度95%的多聚果糖（0.2g/mL），补加乙醇溶液，使总体系为100mL，加热磁力搅拌80℃，30min制备混合液，使玉米醇溶蛋白的终浓度为9%。

步骤2：将分散液超声400W，混合15min，将分散均匀的混合液真空冷冻干燥，干燥后粉碎过100目筛。

步骤3：将样品干粉置于80℃和78％相对湿度(用饱和KBr溶液维持)下反应54h，用蒸馏水反复洗涤，离心去除残存的多聚果糖等杂质，冷干燥得到改性玉米醇溶蛋白样品，糖基化产物接枝度为20%以上。

步骤4：将改性玉米醇溶蛋白粉溶解配置成8%的溶液，过滤，倒入不锈钢模具，使其模具表面形成一层薄膜，形成胶囊，然后从模具上取下来，切割，得到空心胶囊。

实施例3

步骤1：取纯度为90%的玉米醇溶蛋白10g，用80%的乙醇溶液溶解制得醇溶蛋白分散液，加入30mL的纯度95%的多聚果糖（0.2g/mL），补加乙醇溶液，使总体系为100mL，加热磁力搅拌70℃，30min制备混合液，使玉米醇溶蛋白的终浓度为10%。

步骤2：将分散液超声400W，混合20min，将分散均匀的混合液真空冷冻干燥，干燥后粉碎过100目筛。

步骤3：将样品干粉置于70℃和70％相对湿度(用饱和KBr溶液维持)下反应180h，用蒸馏水反复洗涤，离心去除残存的多聚果糖等杂质，冷干燥得到改性玉米醇溶蛋白样品，糖基化产物接枝度为20%以上。

步骤4：将改性玉米醇溶蛋白粉溶解配置成8%的溶液，过滤，倒入不锈钢模具，使其模具表面形成一层薄膜，形成胶囊，然后从模具上取下来，切割，得到空心胶囊。