微囊化核桃肽制备及其稳定性研究

成 静，袁宏丽，莫朝晖，陈栋梁

（1.武汉天天好生物制品有限公司，湖北武汉 430090;2.湖北省肽类物质工程技术研究中心，湖北武汉 430090）

核桃又名胡桃，羌桃，属胡桃科胡桃属植物。医学研究证实，核桃对人体具有补气养血、温肠补肾、止咳润肺、乌发健脑等作用。核桃蛋白中含有18种氨基酸，其中8种为必需氨基酸，精氨酸和谷氨酸含量具有明显优势。随着生物活性肽研究的不断深入，核桃肽已然成为研究的热点。已有研究报道显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亲水性，其稳定性有限，使其贮存应用受到极大的限制。

微胶囊化技术又称包埋技术，是指利用天然或合成的高分子材料（壁材），将固体、液体或气物料（芯材），经包囊所形成的一种具有半透性或密封囊膜微型胶囊的技术［6］。在食品，日用化工、医药及生物技术等领域中得到了广泛的应用。用于微囊化的壁材主要分为三种类型:天然、半合成及合成。其中β－环糊精是研究最多的壁材，同时也是目前工业上大量生产的环糊精产品。近年来研究显示，以环糊精为壁材制备的微囊化技术，可增加物质的溶解度和稳定性，提高药物的生物利用率，减少不良反应，掩盖不良气味等。但以β－环糊精为壁材对食源性多肽类物质进行微囊化处理的研究鲜少报道。

本文以β－环糊精作为包埋壁材进行微囊化核桃肽工艺制备，并对其稳定性进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷榨核桃粕 辽宁长白仙子生物科技有限公司;碱性蛋白酶 诺维信生物技术有限公司，酶活2.26×105U/g;木瓜蛋白酶 南宁东恒华道生物科技有限公司，酶活6.0×105U/g;β－环糊精 礼泉县化工有限实业公司。

DK－98－ⅡA电热恒温水浴锅 天津市春斯特仪器有限公司;DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州杜甫仪器厂;PⅡSS－3CpH计 上海理达仪器厂;LPG－5高压离心喷雾干燥机 常州市博大制粒干燥设备有限公司;1100－高效液相色谱仪 安捷伦科技有限公司;其它常规仪器。

1.2 实验方法

1.2.1 核桃肽制备工艺 称取冷轧核桃粕，按照料液比1∶10，在压力0.8MPa条件下处理60min，收集沉淀。配制料液比1∶20，恒温55℃，调节pH9，加入4%复合酶（碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=1∶2）均匀搅拌，酶解5h。100℃灭酶处理，过滤收集滤液，喷雾干燥制得核桃肽，密封避光保存，备用。

1.2.2 微囊化核桃肽制备工艺单因素实验 配制一定浓度的β环糊精溶液，按比例加入核桃肽，在一定温度条件下，充分搅拌均匀，放置室温，冷藏过夜，过滤取沉淀，冰水快速冲洗，烘干，即得微囊化核桃肽。包埋率计算公式为:

包埋率（%）=（微囊化核桃肽含量（g）/加入的核桃肽总量（g））×100

1.2.2.1 包埋温度对微囊化核桃肽制备工艺的影响

在芯材与壁材比例为1∶10，包埋时间为60min的制备条件下，考察温度分别为 20、40、60、80、100℃对制备工艺的影响。

1.2.2.2 芯材与壁材比例对微囊化核桃肽制备工艺的影响 在包埋温度为60℃，包埋时间为60min的制备条件下，考察芯材与壁材比例分别为1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 对制备工艺的影响。

1.2.2.3 包埋时间对微囊化核桃肽制备工艺的影响在芯材与壁材比例为1∶10，包埋温度为60℃的制备条件下，考察包埋时间分别为 30、60、90、120、150min对制备工艺的影响。

1.2.3 微囊化核桃肽制备工艺正交实验 以芯材与壁材比例、包埋温度、包埋时间为因素，选取3个水平进行L9（34）正交实验，分析确定各因素的最佳组合方式。

表1 正交实验因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal test

1.2.4 稳定性实验 按照《保健食品检验与评价技术规范实施手册》进行产品稳定性实验。保存条件为（38 ±1）℃，湿度 75%，分别在第 0、30、60、90d 对蛋白质、多肽、水分含量进行测定。蛋白质、多肽、水分含量的检测方法参照GB/T 22492－2008《大豆肽粉》。

2 结果与分析

2.1 微囊化核桃肽制备工艺单因素实验

考察不同包埋温度、不同芯材与壁材比例以及不同包埋时间对微囊化核桃肽制备工艺的影响。由图1可知，在芯材与壁材比例为1∶10，包埋时间为60min的制备条件下，包埋温度范围为20～60℃，微囊化核桃肽包埋率与温度呈现正相关。由图2可知，在包埋温度为60℃，包埋时间为60min的制备条件下，芯材与壁材比例范围为1∶1～1∶10，微囊化核桃肽包埋率与芯材壁材比例呈现正相关，芯材与壁材比例范围为1∶10～1∶20包埋率增长趋势平缓。由图3可知，在芯材与壁材比例为1∶10，包埋温度为60℃的制备条件下，包埋时间在30～60min，微囊化核桃肽包埋率与温度呈现正相关。包埋时间在60～150min包埋率增长趋势平缓。

图3 包埋时间对微囊化核桃肽制备工艺的影响Fig.3 The influence of time on embedding microencalsulated preparation of walnut peptide

2.2 微囊化核桃肽制备工艺正交实验

对芯材与壁材比例、包埋温度以及包埋时间三个因素进行正交实验，对微囊化核桃肽制备工艺进行优化。实验结果显示影响核桃肽包埋效果的因素主次顺序为:芯材与壁材比例＞包埋温度＞包埋时间，此结论与王向东等对于β－环糊精包合多肽类物质的研究一致［7］。极差分析显示最佳制备工艺为芯材与壁材比例为1∶10，包埋温度为60℃，包埋时间为90min，此时微囊化核桃肽的包埋率为81.04%。当芯材与壁材比例为1∶10，包埋温度为60℃，包埋时间为60min，此时微囊化核桃肽的包埋率为80.05%，与包埋率81.04%差异不明显，综合制备工艺中能耗及工时的考量，微囊化核桃肽的最优制备工艺为芯材与壁材比例为1∶10，包埋温度为60℃，包埋时间为60min。

表2 微囊化核桃肽制备工艺正交实验方案及实验结果Table 2 The results of orthogonal experimental on microencapsulated walnut peptied preparation

2.3 微囊化核桃肽稳定性实验

按照1.2.3实验方法对核桃肽以及微囊化核桃肽进行稳定性实验。图4～图6结果显示，微囊化核桃肽与核桃肽的蛋白质及多肽含量在90d稳定性实验中并无明显变化。微囊化核桃肽样品第0d至第60d水分含量无明显变化，第90d水分含量明显增加。核桃肽样品第0d至30d水分含量无明显变化，第60d至90d水分含量明显增加，且水分含量增长趋势与时间呈正相关。核桃肽水分增长趋势明显高于微囊化核桃肽。

图4 90d稳定性实验蛋白质含量Fig.4 The protein content of 90 days stability test

3 结论与讨论

本文研究结果显示以β－环糊精为壁材微囊化处理核桃肽的最优工艺为:芯材与壁材的比例为1∶10，包埋温度为60℃，包埋时间为 60min。此条件下制备的微囊化核桃肽包埋率为80.05%。对微囊化工艺的影响因素主次顺序为:壁材与芯材比例＞包埋温度＞包埋时间。90d稳定实验结果显示微囊化核桃肽及核桃肽的蛋白质、多肽含量无明显变化，核桃肽水分含量增长趋势与时间呈正相关，且水分增长速度明显快于微囊化核桃肽，提示微囊化核桃肽更加稳定，更易于存储。

图5 90d稳定性实验多肽含量Fig.5 The peptide content of 90 days stability test

图6 90d稳定性实验水分含量Fig.6 The moisture content of 90 days stability test

水分含量在食品保藏中的关键因素之一，可直接影响产品质量的稳定性。核桃肽极易吸潮，稳定性差，贮存条件要求高。微囊化技术可改善产品稳定性，β－环糊精结构为上宽下窄的疏水性空腔，能吸收一定大小和性状的疏水性小分子物质或基团。本文制备的核桃肽其疏水氨基酸含量高达18.23%，提示核桃肽含有疏水性区间。β－环糊精制成的包合物吸湿性低，有研究显示在相对湿度85%的环境中，其吸湿率不到14%，有利于长期保存［8］。环糊精与芯材可以形成二元、三元及多元包合物，其包合模式分为 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，近几年文献报道显示能形成稳定包合物的一般为1∶1［9］。微囊化核桃肽的结构目前尚不明确，有待进一步研究。

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