聚球藻源富锌纳米多聚磷酸体补锌剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚球藻源富锌纳米多聚磷酸体（PPB‑Zn）补锌剂及其制备方法，其制备方法，包括下列步骤：采用锌强化medium A培养基（硫酸锌浓度为10‑25 mg/L）培养聚球藻至对数后期，收集藻体，现用或冷冻保藏；将藻体置于沸水中抽提5‑30 min，离心后取上清，获得藻体水提物；将藻体水提物进行葡聚糖凝胶（Sephadex G50/G75/G100/G150）柱层析，收集排阻峰组分；对排阻峰组分进行超滤（截留分子量3‑10 KDa）浓缩后，冻干，即得PPB‑Zn样品。本发明专利技术中PPB‑Zn是粒径约为10‑30 nm的不规则形状微粒，在小鼠体外结扎肠段中能够以内吞作用的方式被高效吸收和转运，在大鼠口服药物代谢动力学和急性吸收模型中也表现出良好的生物可利用性，特别在对抗植酸对锌吸收的抑制作用方面有很好的效果，故PPB‑Zn是一种较为理想的微藻源补锌剂，可应用于素食习惯导致的锌缺乏人群的营养强化和营养补充。

【技术实现步骤摘要】
聚球藻源富锌纳米多聚磷酸体补锌剂及其制备方法
本专利技术涉及一种聚球藻源富锌纳米多聚磷酸体（PPB-Zn）补锌剂的制备方法及其用途。
技术介绍
迄今为止，全球锌缺乏的流行率仍然高居不下，因此，锌营养补充剂和强化剂的开发一直备受人们关注。目前市场上以溶解性较好的无机或有机锌盐类补锌剂为主，在面对复杂的食物环境（如存在植酸抑制剂）时吸收效果会大打折扣，且会在一定程度上改变食品的感官品质（如带来金属味或苦涩味）和营养价值（如引起蛋白絮凝和脂肪的氧化等），这是限制锌营养干预推广和有效性的一个重要原因。纳米锌具有良好的“溶解性”（即能够形成稳定的胶体溶液），且相对于离子锌而言，不易与食品成分发生化学反应，较为耐受植酸等抑制剂对吸收的不利影响，故纳米锌是一类较为理想的补锌剂。生物矿化一般以大分子聚合物为“软模板”，在温和条件下合成矿物质纳米微粒，大分子聚合物所提供的空间位阻或电荷还使得矿物质纳米微粒具有更好的胶体稳定性，故生物矿化非常适合于纳米矿物质营养补充剂或强化剂的生产。多聚磷酸盐是一种无毒的大分子聚合物，在肉制品加工中常作为保水剂使用，在自来水处理中作为作絮凝剂使用。多聚磷酸盐在生物细胞中由多聚磷酸盐激酶催化合成，常以一种纳米或亚微米尺度（15-200nm）的包涵体——多聚磷酸体（PPB）的形态存在于细胞中。PPB中的阳离子种类通常以钙和镁为主，但当生物细胞生存环境中存在较高浓度的锌时，亦可大量富集锌。因此，PPB作为矿物质营养元素锌的载体，具有开发成为一种天然纳米锌营养补充剂或强化剂的潜力，但目前国内外还没有相关的研究报道。聚球藻7002是一种单细胞海洋蓝细菌，有多种适用于生物技术和食品工业应用的优良特征，例如，能够以多种方式（包括光合自养、异养和混合培养）进行生长，具有广盐性和耐高光性，倍增时间非常短（<4h），未被发现分泌任何蓝藻毒素或具有相关的同源基因，利用廉价海水作为培养基的光合发酵不侵占耕地、粮食、淡水和化石能源等。PPB在聚球藻7002中以纳米颗粒的形态存在。因此，聚球藻7002是一种理想的生产新型纳米PPB矿物质营养补充剂或强化剂的细胞工厂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的聚球藻源PPB-Zn补锌剂及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题是：利用聚球藻7002制备一种纳米锌补锌剂，成分为PPB-Zn。实现本专利技术目的采取的技术方案如下：采用锌强化mediumA培养基培养聚球藻7002至对数后期，收集藻体；通过热水抽提得到藻体水提物，并利用葡聚糖凝胶柱层析对其进行分离，收集排阻峰组分；对排阻峰组分进行超滤浓缩后，冻干，即得PPB-Zn样品。聚球藻源PPB-Zn补锌剂的制备方法，具体包括下列步骤：（1）采用锌强化mediumA培养基（硫酸锌浓度为10-25mg/L）培养聚球藻，至对数后期时采收藻体。（2）通过热水抽提法获得藻体水提物，即将藻体置于沸水中抽提5-30min，冷却至室温，离心后收集上清即为藻体水提物。（3）使用葡聚糖凝胶柱层析（SephadexG50/G75/G100/G150）对藻体水提物进行分离，收集排阻峰组分；（4）对步骤（3）排阻峰组分进行超滤浓缩后，冻干，即得PPB-Zn样品。优选的，本专利技术步骤（1）锌强化mediumA培养基中硫酸锌浓度为16.65mg/L，培养至对数后期时，聚球藻生物量和PPB-Zn产量为最佳水平。进一步的，本专利技术步骤（2）的热水抽提时间最佳范围为10-15min。时间较短，对PPB提取不够充分；时间太长，会一定程度上破坏其多聚磷酸盐长链结构，降低PPB-Zn的得率。进一步的，本专利技术步骤（3）的葡聚糖凝胶最佳规格型号为SephadexG100。SephadexG50/G75去除小分子杂质的效果略差，SephadexG150的实验效率略低。优选的，本专利技术步骤（4）的超滤膜截留分子量范围为3-10KDa。截留分子量小于3KDa的超滤膜，浓缩效率较低；截留分子量大于10KDa的超滤膜，会有部分粒径较小的PPB穿过，降低PPB-Zn的得率。本专利技术的有益效果：本专利技术中PPB-Zn是粒径约为10-30nm的不规则形状微粒，在小鼠体外结扎肠段中能够以内吞作用的方式被高效吸收和转运，在大鼠口服药物代谢动力学和急性吸收模型中也表现出良好的生物可利用性，特别在对抗植酸方面有很好的效果，故PPB-Zn是一种较为理想的微藻源补锌剂，可应用于素食习惯导致的锌缺乏人群的营养强化和营养补充。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式和有益效果作进一步详细的说明。图1PPB-Zn的结构表征。a）动态光散射计数率；b）多分散指数；c）水合粒径分布；d）Zeta电位；e）透射电镜图；f）高分辨透射电镜图；g）扫描电镜图。图2流式细胞法测定Zinquin标记的Caco-2细胞单层对PPB-Zn的吸收效果。图3体外结扎小鼠肠段对PPB-Zn的吸收转运效果。a）PPB-Zn在体外结扎小鼠肠段中跨膜转运的效果；b）内吞抑制剂对PPB-Zn在体外结扎小鼠肠段中跨膜转运的影响。星号表示差异与PPB-Zn对照相比有统计学意义(**P<0.01，*P<0.05)。注：2-APB：2-氨基乙基二苯硼酸盐。图4口服不同种类锌源的大鼠药代动力学曲线。图5口服不同种类锌源在大鼠体内24h后的急性吸收实验。a）血清锌含量；b）肌肉锌含量；c）肝脏锌含量；d）肺脏锌含量。不同上标字母表示差异有统计学意义(P<0.05)。具体实施方式实施例1本实施例提供一种基于聚球藻源纳米多聚磷酸体的补锌剂及其制备过程。具体技术方案步骤如下：（1）采用锌强化mediumA培养基（硫酸锌浓度为16.65mg/L）培养聚球藻，至对数后期时采收藻体。（2）通过热水抽提法获得藻体水提物，即将藻体置于沸水中抽提10min，冷却至室温，离心后收集上清即为藻体水提物。（3）使用SephadexG100葡聚糖凝胶柱层析对藻体水提物进行分离，收集排阻峰组分。（4）对步骤（3）排阻峰组分进行超滤（截留分子量3KDa）浓缩后，冻干，即得PPB-Zn样品。实施例2实施例1制备的聚球藻源纳米锌补锌剂的实验结果本实施例的相关实验是以实施例1中聚球藻源PPB-Zn补锌剂为基础进行的。具体为：（一）PPB-Zn的结构表征，具体实验过程和实验结论如下：图1中，a）是动态光散射计数率；b）是多分散指数；c）是水合粒径分布；d）是Zeta电位；e）是透射电镜图；f）是高分辨透射电镜图；g）是扫描电镜图。动态光散射的分析使用激光粒度分析仪(MalvernNanoZS)，633nmHe-Ne激光器，在25±0.1℃下，恒定散射角为90°。结果显示，PPB-Zn浓缩液具有明显的散射光信号（见图1a）、相对较小的多分散指数（见图1b）和较稳定的电位分布（-36.2±0.5，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚球藻在生产一种新型基于纳米多聚磷酸体的锌营养补充剂或强化剂上的应用。/n

【技术特征摘要】
1.聚球藻在生产一种新型基于纳米多聚磷酸体的锌营养补充剂或强化剂上的应用。


2.一种聚球藻源纳米锌补锌剂，其特征在于，成分为富锌多聚磷酸盐纳米颗粒（PPB-Zn）。


3.权利要求2所述聚球藻源纳米锌补锌剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）采用锌强化mediumA培养基培养聚球藻，至对数后期时采收藻体。
（2）通过热水抽提法获得藻体水提物，即将藻体置于沸水中抽提后冷却至室温，离心后收集上清即为藻体水提物。
（3）使用葡聚糖凝胶柱层析对藻体水提物进行分离，收集排阻峰组分；
（4）对步骤（3）排阻峰组分进行超滤浓缩后，冻干，即得PPB-Zn样品。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩浩，曾名湧，冯一农，杨益盛，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37