一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，所述系统的制备方法为：以铁蛋白和橙皮素为原料，通过碱处理制备了橙皮素共价修饰的铁蛋白，即铁蛋白‑橙皮素共价复合物，即为食品功能因子传递系统。本发明专利技术获得的铁蛋白‑橙皮素共价复合物提高了铁蛋白在胃肠道环境中的消化稳定性，并利用铁蛋白‑橙皮素共价复合物对食品功能因子槲皮素进行包埋并载体化，提高了槲皮素的溶解性及热稳定性。使用橙皮素对铁蛋白进行修饰，使其在食品、药品、保健品方面具有更广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用
本专利技术属于食品
，尤其是一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用。
技术介绍
随着人们生活水平逐渐提高，对食物的营养要求也逐渐提高，食物的功能性营养越来越受到重视，关于食物中的功能性成分的研究也越来越多。在果蔬和谷物类食物中普遍存在的食品功能因子(即食品活性成分，如多酚类、黄酮类化合物)，如多酚类化合物和黄酮类，具有极强的抗氧化性和清除自由基的能力，和提高免疫功能、抑菌和防治心血管疾病等作用，是目前食品领域研究热点。食品功能因子(如多酚类、黄酮类化合物)普遍具有独特的多羟基结构，在预防高血糖、高血脂、心脑血管等慢性疾病上具有一定的功效，同时可以作为抗氧化剂、抑菌剂、防腐剂等广泛应用于食品、药品、营养保健等众多领域。但是，有些功能因子(如脂溶性的多酚、黄酮、色素等)溶解性较低，多羟基结构活泼，易被复杂的环境条件(如潮湿、阳光或高温条件下)氧化和破坏，导致其在食品应用及医药行业时生物利用率较低，因此，提高这些功能因子的稳定性是解决其更广泛应用的关键问题。传递系统即用于包埋、传递一种或多种活性成分的体系，如纳米颗粒、胶体、胶束等，为功能因子的传送提供了新的思路。铁蛋白是一种多组分的铁储存和解毒蛋白，是一个由24个亚基组成的中空球状分子，内外直径分别约为8nm和12nm，每分子蛋白空腔内最多可以贮存4500个铁原子。基于铁蛋白在生物体内的两种主要功能：一是维持生物体内铁的代谢平衡并清除铁介导的自由基反应，保护细胞免受因各种环境胁迫而导致的细胞氧化性损伤；二是铁蛋白脱除内部的铁原子后，具有8nm的内部空腔，具有可以装载食品功能因子的天然结构，可被开发为纳米载体并具有提高活性组分溶解性和稳定性的潜力，在功能食品、药品、保健品方面具有广泛的应用前景。然而，铁蛋白在加工、储藏等环境中(例如热，有氧，加工过程中不合适的pH条件以及胃肠道)不足够稳定，这可能会破坏铁蛋白的结构，尤其是会影响铁蛋白作为纳米载体的应用。铁蛋白的外表面是可以探索并提高铁蛋白稳定性的关键点。利用天然活性分子合理修饰铁蛋白的外表面，同时不改变铁蛋白内部空腔结构，是改善铁蛋白的功能性质(如稳定性、抗消化性)的一个重要突破口。因此，基于以上背景，本专利技术分别利用铁蛋白和活性组分的结构和性质，通过控制活性成分-铁蛋白之间的相互作用构建铁蛋白-活性组分复合物传递载体，并利用其装载食品天然功能因子组分，是一种解决铁蛋白作为纳米载体的不稳定性难题，进而同时提高功能因子稳定性的新的途径。本专利技术设计的铁蛋白即为一种纳米尺寸且具有空腔结构的传递系统，一方面其经过活性组分的修饰与结合能够提高加工与抗消化稳定性，另一方面对包埋的食品功能因子成分具有保护作用，有利于其在食品加工、储藏、或者体内传输的稳定性，从而为提高功能因子的加工适应性和生物利用度提供一种解决途径。通过检索，尚未发现与本专利技术专利申请相关的专利公开文献。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建食品功能因子传递系统的方法和应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，所述系统的制备方法为：以铁蛋白和橙皮素为原料，通过碱处理合成了橙皮素共价修饰的铁蛋白，即铁蛋白-橙皮素共价复合物，即为食品功能因子传递系统。而且，所述铁蛋白的提取步骤如下：⑴利用红豆为原料，将红豆种子置于4℃蒸馏水中浸泡过夜，即浸泡10-12h，去皮后，加入2倍体积含有质量浓度为1％聚乙烯吡咯烷酮的50mMKH2PO4-Na2HPO4溶液，该溶液的pH为7.0，并用内切式匀浆机匀浆3次，每次2-3min，200目滤网滤去豆渣，将收集的匀浆在6000g、4℃下离心10-15分钟，弃沉淀，取上清液，得蛋白粗提液；⑵向蛋白粗提液中加入终浓度为50-100mM的MgCl2晶体，溶解后立即4500-5000g离心5-10min，弃沉淀，得上清液；上清液静置20-30min后，加入终浓度为70-100mM的柠檬酸三钠晶体，静置6-24h，经10000-12000g离心20-30min后，得沉淀和离心后上清液，沉淀即为红豆铁蛋白，该铁蛋白不复溶于该离心后上清液；⑶在离心获得的沉淀中加入其1.5-3倍体积的离心后上清液，冲洗沉淀中的淀粉和核糖体，然后10000g离心5-10min，弃上清，重复1至两次以上，直至只有褐色沉淀；⑷将褐色沉淀溶于1.5倍体积蒸馏水中，10000g离心5-10min，弃上清；重复两次用5倍体积蒸馏水溶解沉淀，13000g离心5-10min，收集并合并上清液，获得铁蛋白，该铁蛋白的浓度为1.0-2.0μM，其pH值为6.5-7.0。而且，所述食品功能因子传递系统具有可逆自组装特性。而且，具体制备方法如下：将橙皮素溶于体积浓度70％的乙醇-水溶液中，橙皮素：乙醇-水溶液的比例g：mL为0.03：10，然后4℃磁力搅拌25-30分钟产生均匀的储备溶液，通过添加浓度为0.1M的NaOH溶液将铁蛋白溶液的pH调节至9.0；在120rmp连续搅拌条件下，将橙皮素稀释并与铁蛋白混合，橙皮素：铁蛋白的摩尔比为80：1，得橙皮素/铁蛋白混合物；将混合物的pH重新调节至9.0，然后暴露于空气中，并在25℃下充分搅拌混合24小时；最后将混合物用pH7.0的去离子水透析24-48h，截留分子量10kDa，变化间隔为6-8h，以确保未反应的游离橙皮素被完全透析；收集获得的液体，即得铁蛋白-橙皮素共价复合物。如上所述的食品功能因子传递系统在食品方面中的应用。利用如上所述的食品功能因子传递系统制备装载食品生物活性分子的食品功能因子传递系统的方法，步骤如下：将食品功能因子传递系统命名为HFRT，首先将HFRT用0.1M的HCl调节至pH2.0，然后孵育60分钟以将HFRT解聚为HFRT亚基；然后将溶液的pH值用0.1M的NaOH调节至7.0，在4℃下孵育90分钟，以触发HFRT亚基的重新自组装，得到新的HFRT；将食品生物活性分子溶解以制备液体储备溶液，并与HFRT亚基混合，食品生物活性分子：HFRT的摩尔比为200：1，然后将所得溶液搅拌20分钟以使混合物均匀，并加入0.1M的NaOH以使溶液达到pH7.0，诱导HFRT亚基重新自组装；将生成的液体转移到透析袋中，并用去离子水渗析；将样品以8000rpm离心15分钟，得上清液，即为装载食品生物活性分子的食品功能因子传递系统。而且，所述食品生物活性分子为槲皮素、多酚、氨基酸、不饱和脂肪酸或其衍生物、肽、维生素或矿物质。而且，所述食品生物活性分子为槲皮素时，透析袋的截止浓度为10kDa，去离子水渗析六次，每次2.5小时。而且，所述原料HFRT的浓度为0.5μM。本专利技术取得的优点和积极效果为：1、铁蛋白是一种广泛存在于生命体中的铁贮藏蛋白，其脱除内部的铁原子后，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，其特征在于：所述系统的制备方法为：/n以铁蛋白和橙皮素为原料，通过碱处理合成了橙皮素共价修饰的铁蛋白，即铁蛋白-橙皮素共价复合物，即为食品功能因子传递系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，其特征在于：所述系统的制备方法为：
以铁蛋白和橙皮素为原料，通过碱处理合成了橙皮素共价修饰的铁蛋白，即铁蛋白-橙皮素共价复合物，即为食品功能因子传递系统。


2.根据权利要求1所述的以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，其特征在于：所述铁蛋白的提取步骤如下：
⑴利用红豆为原料，将红豆种子置于4℃蒸馏水中浸泡过夜，即浸泡10-12h，去皮后，加入2倍体积含有质量浓度为1％聚乙烯吡咯烷酮的50mMKH2PO4-Na2HPO4溶液，该溶液的pH为7.0，并用内切式匀浆机匀浆3次，每次2-3min，200目滤网滤去豆渣，将收集的匀浆在6000g、4℃下离心10-15分钟，弃沉淀，取上清液，得蛋白粗提液；
⑵向蛋白粗提液中加入终浓度为50-100mM的MgCl2晶体，溶解后立即4500-5000g离心5-10min，弃沉淀，得上清液；上清液静置20-30min后，加入终浓度为70-100mM的柠檬酸三钠晶体，静置6-24h，经10000-12000g离心20-30min后，得沉淀和离心后上清液，沉淀即为红豆铁蛋白，该铁蛋白不复溶于该离心后上清液；
⑶在离心获得的沉淀中加入其1.5-3倍体积的离心后上清液，冲洗沉淀中的淀粉和核糖体，然后10000g离心5-10min，弃上清，重复1至两次以上，直至只有褐色沉淀；
⑷将褐色沉淀溶于1.5倍体积蒸馏水中，10000g离心5-10min，弃上清；重复两次用5倍体积蒸馏水溶解沉淀，13000g离心5-10min，收集并合并上清液，获得铁蛋白，该铁蛋白的浓度为1.0-2.0μM，其pH值为6.5-7.0。


3.根据权利要求1所述的以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，其特征在于：所述食品功能因子传递系统具有可逆自组装特性。


4.根据权利要求1至3任一项所述的以铁蛋白和橙皮素为原料构建的食品功能因子传递系统，其特征在于：具体制备方法如下：
将橙皮素溶于体积浓度70％的乙醇-水溶液中，橙皮素：乙醇-水溶液的比例g：mL为0.03：10，然后4℃磁力搅拌25-...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，陈盛楠，孟德梅，王德生，周中凯，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12