以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠及其制備方法技術

本發明專利技術的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠及其制備方法，屬于抑菌凝膠生物的技術領域。制備原料有乳清蛋白凝膠、桃柁酚、無水乙醇。制備方法采用溶膠?凝膠技術，步驟有乳清蛋白凝膠制備、桃柁酚嵌入、超聲處理和靜置與殺菌。本發明專利技術抑菌納米水凝膠配方，實現了一種新型的食源性抑菌劑。同時具有乳清蛋白和桃柁酚的特點和優勢。乳清蛋白聚合物在抑菌納米水凝膠體系中起著分散穩定劑、凝膠基質等多重作用，不添加任何交聯劑和引發劑，不會產生對人體的毒性作用，使用更安全有效；本發明專利技術生產抑菌納米水凝膠的設備和工藝過程簡單，條件溫和，成本低，易推廣，適合工業化生產。

Whey totarol matrix nano antibacterial hydrogel and preparation method thereof

The invention of the whey totarol matrix nano antibacterial hydrogel and a preparation method thereof, and belongs to the technical field of biological antibacterial gel. Preparation of raw materials of whey protein gel, totarol, ethanol. The preparation method of the sol gel technique, steps of whey protein gel preparation, totarol embedding, ultrasonic treatment and stewing and sterilization. The invention relates to an antibacterial nano hydrogel formula, and realizes a novel food borne bacteriostatic agent. At the same time has the characteristics and advantages of whey protein and totarol. Whey protein polymer dispersant, plays multiple roles in the gel matrix nano antibacterial hydrogel system, without adding any crosslinking agent and initiator, does not produce toxic effects on the human body, the use of more safe and effective; equipment and production process of the invention antibacterial nano hydrogel is simple, mild condition, low cost and easy popularization. Suitable for industrialized production.

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術屬于抑菌凝膠生物的
，特別是涉及以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠及其制備方法。
技術介紹
：乳清蛋白作為原輔料已經有40多年的歷史，是重要的優質蛋白質資源之一。乳清蛋白生物價(BV)高，屬于全價蛋白，含有組成蛋白質的全部20種氨基酸，且含量高于普通的食用蛋白質，與FAO規定的氨基酸標準模式相比，其氨基酸模式與人體相似，均能滿足人體AA平衡的需要。隨著乳清蛋白生物學功能的研究及其衍生產品開發的興起，已證實乳清蛋白中含有具有免疫調節、降血壓、降血糖、降膽固醇、抗氧化、抗菌和抗病毒等生物活性的潛在肽段，這對進一步提升乳清蛋白產品的營養保健功能，提高乳清蛋白產品的附加值及開發利用具有重大意義。成膠特性是乳清蛋白一個重要的特性，其原理在于乳清蛋白分子結構的展開，改變結構的蛋白質之間通過聚合形成乳清蛋白分子之間的聚合體。當加熱溫度高于70℃時，乳清蛋白中的β-乳球蛋白發生不可逆的變性作用，空間構象發生改變，暴露出疏水集團和游離巰基，形成乳清蛋白聚集體溶液，進而在不同因素誘導下形成凝膠。桃柁酚(Totarol)是天然植物提取物，是一種高效抗菌劑，對革蘭氏陽性，包括鏈球菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌和痤瘡丙酸桿菌等具有較好的抗菌作用。桃柁酚的活性成分對人體皮膚、身體和口腔有非常好的抗菌、清潔作用，且對人體皮膚無刺激性和過敏反應。因此，桃柁酚已被廣泛證實具有高效的生物活性、人體安全性和產品配方兼容性，應用于臨床醫療及藥妝產品。細菌感染，是指致病菌或條件致病菌等侵入人體所引起的局部組織和全身性炎癥反應，是生物醫學領域面臨的一個嚴重問題。水凝膠作為一種廣泛應用的生物材料，在實際醫學應用中不可避免地要面臨細菌感染問題，比如手術后傷口處的感染等；而且，其自身具有較高的含水量，保持著一種濕潤環境，該環境既會促進正常細胞組織的生長，同時也有利于微生物的繁殖。所以，研究開發抗菌水凝膠材料既可以治療人體組織損傷處的細菌感染問題，也可以防止水凝膠自身引起的相關感染，具有重要的現實意義。目前抗菌水凝膠的研究報道并不多，根據水凝膠中抗菌成分分類，主要有四種：銀系抗菌水凝膠、季銨鹽類抗菌水凝膠、多肽類抗菌水凝膠及天然大分子抗菌水凝膠。中國專利CNI05878280.A公開了具有抑菌功效醫用溫敏水凝膠的制備方法，該專利技術以殼聚糖納米銀復合物、甘油磷酸鈉為原料，在室溫條件下制得為可流動膠體溶液，而在加熱條件下可轉變為不流動的凝膠。中國專利CN104523452.A公開了一種抑菌型羧化殼聚糖復合凝膠的制備方法，改產品采用閃式提取器破碎和水浴殺菌法制得符合凝膠，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等具有良好抑菌效果。中國專利CN104606680.A公開了一種殼聚糖-γ-聚谷氨酸的聚電解質復合抗菌水凝膠。殼聚糖中氨基與γ-聚谷氨酸中羧基通過離子相互作用形成復合體,得到水凝膠PEC。但該類水凝膠的抗菌活性不是很好,且其抗菌性受殼聚糖分子量影響。中國專利CN103004757.A公開了一種多孔溫敏水凝膠緩釋劑及其制備方法。該專利技術以聚N-異丙基丙烯酞胺多孔溫敏水凝膠為載體，在凝膠內負載上藥物，利用聚N-異丙基丙烯酞胺的溫度敏感特性來實現對藥物的控制釋放。中國專利CN102579322.A公開了一種外用水凝膠劑及其制備方法與它的用途。該專利技術以卡波姆、3,5-二輕基-4-異丙基二苯乙烯等制得而成，用于制備治療牛皮癬或濕疹的藥物。中國專利CN200910039822.X公開了一種抗菌性超分子水凝膠及其制備方法和應用。該專利技術以硝酸銀晶體和聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段共聚物溶液為原料制備得到可注射水凝膠。理想的抗菌水凝膠材料在具有良好抗菌活性的同時，也應具有良好的生物相容性、良好的生物可降解性及簡易溫和的制備方法。但從上述已經公開的專利中制備得到的水凝膠或抑菌凝膠產品可以看出，抗菌水凝膠材料很少能夠兼顧以上的性能。因此，制備一種具有高效抗菌活性、生物相容性和生物可降解性，實現一種新型的食源性抑菌劑等技術難題對本領域技術人員是一種新的挑戰。
技術實現思路
：本專利技術所要解決的技術問題是提供一種以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠。該抗菌納米水凝膠是利用超聲技術物理改性代替化學改性，避免引入有害化學試劑而導致的細胞毒性上升的問題，并以乳清蛋白為凝膠基質引入桃柁酚抑菌劑制備抗菌納米水凝膠，對以金黃色葡萄球菌為代表的革蘭氏陽性菌具有較好的抑菌作用，無細胞毒性，制備條件溫和，產品質量穩定，具備良好的生物相容性和生物可降解性等優勢，是一種新型的食源性抑菌劑。本專利技術解決問題的技術方案是：一種以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，制備原料有乳清蛋白凝膠、桃柁酚、無水乙醇；各成分按質量份數計，乳清蛋白凝膠70～90、桃柁酚0.0001～0.001、無水乙醇10～30；所述的乳清蛋白凝膠，成分及按質量份數計有去離子水100、乳清蛋白粉5～30、氫氧化鈉(NaOH)調節pH值為7.0～10.0。優選的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，制備原料按質量份數的用量是：乳清蛋白凝膠90、桃柁酚0.0001～0.0005、無水乙醇10；所述的乳清蛋白凝膠，成分及按質量份數計有去離子水100、乳清蛋白粉15～20。本專利技術的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，所述的乳清蛋白粉，蛋白含量90％以上；所述的桃柁酚，提取純度98％以上；所述的無水乙醇，分析純AR，純度95％以上；所述的去離子水，是經Milli-Q超純水系統制得；所述的氫氧化鈉(NaOH)，分析純AR，純度96％以上。本專利技術的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠制備方法有如下步驟：(1)乳清蛋白凝膠制備：a.水合：將乳清蛋白粉(5％～30％)加入去離子水中，并于磁力攪拌器下以2000～4000rpm轉速攪拌1h-2h，4℃條件下放置8～15h，使其充分水合。b.平衡：水合后的乳清蛋白溶液(5％～30％)置于室溫條件下平衡1～4h。c.調節pH：用2～10M的NaOH溶液調節平衡后的乳清蛋白溶液體系pH值，得到pH值為7.0～10.0的乳清蛋白溶液。d.加熱：將調節pH值后的乳清蛋白溶液置于70～100℃恒溫水浴中加熱5～20min，形成乳清蛋白凝膠。在乳清蛋白凝膠制備中，各原料括號內的百分數是以去離子水為基數的質量含量。(2)桃柁酚嵌入：a.溶解：用無水乙醇(10～30％)溶解桃柁酚b.嵌入：根據桃柁酚對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC值)1～10μg/mL加入到乳清蛋白凝膠(70～90％)，得到乳清蛋白凝膠與桃柁酚混合液。在桃柁酚嵌入過程中，各原料括號內的百分數是以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠為基數的質量含量。(3)超聲處理：取步驟(2)得到的乳清蛋白凝膠與桃柁酚混合液15～30mL置于燒杯中，在冰浴條件下進行超聲處理。超聲探頭置于乳清蛋白凝膠與桃柁酚混合液液面下3～6mm，且所有超聲樣品保持相同距離。超聲條件為超聲振幅20～40％、超聲溫度0℃、超聲時間10～30min。使桃柁酚與乳清蛋白凝膠充分融合，形成乳清蛋白-桃柁酚抑菌納米溶液。(4)靜置：將步驟(3)得到乳清蛋白-桃柁酚抑菌納米水溶液在室溫條件下靜置1～4h，使其充分凝膠化，得到以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠。最后紫外殺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，其特征是，制備原料有乳清蛋白凝膠、桃柁酚、無水乙醇；各成分按質量份數計，乳清蛋白凝膠70～90、桃柁酚0.0001～0.001、無水乙醇10～30；所述的乳清蛋白凝膠，成分及按質量份數計有去離子水100、乳清蛋白粉5～30、氫氧化鈉(NaOH)調節pH值為7.0～10.0。

【技術特征摘要】
1.一種以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，其特征是，制備原料有乳清蛋白凝膠、桃柁酚、無水乙醇；各成分按質量份數計，乳清蛋白凝膠70～90、桃柁酚0.0001～0.001、無水乙醇10～30；所述的乳清蛋白凝膠，成分及按質量份數計有去離子水100、乳清蛋白粉5～30、氫氧化鈉(NaOH)調節pH值為7.0～10.0。2.根據權利要求1所述的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，其特征是，制備原料按質量份數的用量是：乳清蛋白凝膠為90、桃柁酚為0.0001～0.0005、無水乙醇為10；所述的乳清蛋白凝膠，成分及按質量份數計有去離子水100、乳清蛋白粉15～20。3.根據權利要求1或2所述的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠，其特征是，所述的桃柁酚，提取純度98％以上。4.一種權利要求1的以乳清蛋白為基質的桃柁酚抗菌納米水凝膠的制備方法，有如下步驟：(1)乳清蛋白凝膠制備：將乳清蛋白粉加入去離子水中，以2000～4000rpm轉速磁力攪拌1～2h，4℃條件下放置8～15h，使其充分水合；再室溫條件下平衡1～4h；NaOH溶液調節乳清蛋白溶液體系pH值為7.0～10.0，再...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭明若，馬爽，王翠娜，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22