一种富含异黄酮苷元的微囊化大豆肽及其制备方法

技术领域

本发明涉及微胶囊技术领域，尤其涉及一种富含异黄酮苷元的微囊化大豆肽及其制备方法。

背景技术

大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次级代谢产物，又被称为植物雌激素，可以在体内发挥雌激素样作用，对绝经后女性的生理代谢调节具有重要作用。

天然的异黄酮以游离型的苷元和结合型的糖苷两种形式存在，其中苷元型异黄酮是发挥生物作用的主要形式，糖苷型的异黄酮可以通过肠道菌群或体外发酵水解转化为具有生物活性的苷元形式。

然而苷元型的异黄酮在水中的溶解性低，且首过效应高，因此生物利用率比较低。

研究发现，苷元型的异黄酮对预防绝经后妇女骨质疏松有明显的效果。

将异黄酮和大豆蛋白结合，在保护异黄酮免于热处理发生降解的同时，可以提高异黄酮的生物利用率，对于摘除卵巢的骨质疏松模型大鼠症状缓解优于单独的的异黄酮作用。

同样，异黄酮与大豆蛋白复合后具有明显的降血脂作用，并且随着异黄酮浓度的增加，存在剂量反应效应，而分离的大豆异黄酮没有表现出此种效果。可见异黄酮与大豆蛋白存在一定的营养性协同作用。

已有的一些专利报道了高异黄酮的大豆蛋白或大豆粉的制备方法，如公开号为103262941A的专利报道了一种富含异黄酮苷元的大豆蛋白的制备方法，该法利用葡糖苷酶将糖苷型的异黄酮转化为苷元型，并通过高温热处理将异黄酮与大豆蛋白复合得到最终产品，制备的大豆蛋白相比于普通的大豆分离蛋白异黄酮苷元的含量及生物利用率都有极大的提高。然而因为大豆蛋白在其等电点存在溶解性低的缺点，导致其在食品中的应用特别是酸性饮料中的应用存在很大限制。

大豆肽是大豆蛋白经过酶解得到，具有更高的溶解性，且更易被人体消化吸收，在食品行业备受关注。但由于大豆肽存在苦味重、易吸湿等特征，导致其储存过程中易吸潮结块，且加入食品中可能会造成对食品品质的不良影响，限制了大豆肽在食品领域的应用。

微囊化技术是利用高分子物质作为壁材将小分子物质(芯材)封装在其中的一种技术，它可以保护芯材减弱外界条件的影响，对于提高小分子活性物质的稳定性和生物利用率有极大的帮助，同时具有缓释的效果。

本发明基于此利用大豆肽的自组装性质包埋异黄酮苷元，从而提高其水溶性和生物利用率，通过微囊化技术可以改善大豆肽苦味、吸湿性等问题，并且在胃肠道消化过程中可以抵抗消化酶的作用，以到达吸收利用的场所。

目前，可食性的微胶囊常采用天然高分子物质作为壁材，如蛋白、多糖，它们具有较好的溶解性及凝胶性，但同时制备得到的微胶囊存在酸性不溶和消化不稳定等缺陷。另一种高分子物质脂质也可作为微胶囊的壁材，如，卵磷脂，硬脂酸等，但是目前对此的研究较少。然而值得关注的是，卵磷脂与细胞膜结构类似，更易于在肠上皮细胞的黏附和吸收，可能对被包埋活性物质生物利用度的提高有极大的帮助，且通过与高分子物质的复合可以提高脂质自身的稳定性。

发明内容

本发明的目的是为提高苷元型异黄酮水溶性及生物利用率，同时解决大豆肽不良风味和易吸湿问题，提供一种富含异黄酮苷元的微囊化大豆肽及其制备方法。

本发明基于此利用大豆肽的自组装性质包埋异黄酮苷元，从而提高其水溶性和生物利用率，通过微囊化技术可以改善大豆肽苦味、吸湿性等问题，并且在胃肠道消化过程中可以抵抗消化酶的作用，以到达吸收利用的场所。

本发明通过下述技术方案实现：

一种富含异黄酮苷元的微囊化大豆肽的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：以料液比1:8～10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH7.5～8.0，80～150℃下水热处理15s～10min，8000rpm～10000rpm离心10～20min，得到粗豆粕液；

步骤二：配制16mg/mL的异黄酮分散液，以1:3(v/v)的比例与粗豆粕液混合，加入酸性蛋白酶(量为底物质量的0.5％-1.5％)，在pH3.5～5.5，35～55℃酶解1～4h，灭酶离心，上清液浓缩至固形物含量为15％，即为富含异黄酮的大豆肽液；

步骤三：将卵磷脂和阿拉伯胶、麦芽糊精以1：(1～3)的比例进行复配，配制微胶囊壁材溶液，并与异黄酮大豆肽液混合，其中壁材与芯材的质量比值为(4～1):(1～4)，于4～45℃下搅拌20～60min，后80～200w超声处理5～20min，进行喷雾干燥，即得到富含异黄酮的微胶囊化大豆肽。

上述步骤一所述水热处理的温度为80～150℃，时间为15s～10min。

上述步骤二所述酸性蛋白酶，酶解条件为pH3.5～5.5，35～55℃。

上述步骤三所述微胶囊壁材为卵磷脂、阿拉伯胶、麦芽糊精复配复合物。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明利用大豆肽荷载异黄酮，并通过微胶囊的包埋，使得苷元型异黄酮的水溶性大大增强，生物利用率提高；且大豆肽与大豆蛋白相比，溶解性更高，更易消化吸收，在补充异黄酮的同时摄入同样高营养价值的大豆肽，具有更高的健康效益。

本发明微胶囊的包埋改善了大豆肽不良风味和吸湿性，使得大豆肽的性质更加稳定，并且在胃肠道中有一定的缓释效果，可作为蛋白配料更易添加到食品或保健品中。

本发明采用的壁材卵磷脂、阿拉伯胶、麦芽糊精来源广泛且食用安全，特别是卵磷脂具有较好的生物相容性，更利于包埋的活性物质被肠道吸收利用。

本发明通过一步酶解可达到大豆蛋白到大豆肽的转化及糖苷型异黄酮到苷元型异黄酮的转化两个目的，制备过程简单且生产成本低，可适应于工业化生产。

附图说明

图1为富含异黄酮的微囊化大豆肽的扫描电子显微镜图。

图2为大豆肽和微囊化大豆肽粉末吸湿后的外观图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

对比例1：

异黄酮苷元(染料木素，纯度98％)

对比例2：

大豆肽：以料液比1:10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH7.5～8.0，95℃下水热处理10min，8000rpm离心20min，得到粗豆粕液。调节温度为50℃，pH为4.5加入酸性蛋白酶酶解4小时(酶量为底物质量的0.8％)，灭酶冷却后，8000rpm离心20min，上清液浓缩至固形物含量为15％，喷干得到大豆肽。

实施例1：

富含异黄酮的微囊化大豆肽制备方法如下：

(1)以料液比1:10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH 7.5～8.0，95℃下水热处理10min，8000rpm离心20min，得到粗豆粕液；

(2)配制16mg/mL的异黄酮分散液，以1:3(v/v)的比例与粗豆粕液混合，调节温度为50℃，pH为4.5加入酸性蛋白酶酶解4小时(酶量为底物质量的0.8％)，灭酶冷却后，8000rpm离心20min，上清液浓缩至固形物含量为15％，即为富含异黄酮的大豆肽液。

(3)以3:7(w/w)的比例配制卵磷脂，麦芽糊精混合溶液作为微胶囊壁材，1:1(w/w)的比例与异黄酮大豆肽液混合，45℃下搅拌30min，后150w超声处理20min，进行喷雾干燥，即得到富含异黄酮的微囊化大豆肽。

实施例2：

富含异黄酮的微囊化大豆肽制备方法如下：

(1)以料液比1:10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH 7.5～8.0，95℃下水热处理10min，8000rpm离心20min，得到粗豆粕液；

(2)配制16mg/ml的异黄酮分散液，以1:3(v/v)的比例与粗豆粕液混合，调节温度为50℃，pH为4.5加入酸性蛋白酶酶解4小时(酶量为底物质量的0.8％)，灭酶冷却后，8000rpm离心20min，上清液浓缩至固形物含量为15％，得到的上清即为富含异黄酮的大豆肽液。

(3)以3:7(w/w)的比例配制卵磷脂，阿拉伯胶混合溶液作为微胶囊壁材，1:1(w/w)的比例与异黄酮大豆肽液混合，45℃下搅拌30min，后150w超声处理20min，进行喷雾干燥，即得到富含异黄酮的微囊化大豆肽。

异黄酮含量的测定：取约0.1g的样品溶于1.5mL去离子水中，加入4.8mg木瓜蛋白酶，37℃下搅拌1h后向其加入1.8mL乙腈和0.1mL 1mol/LHCl，室温搅拌2h后10000g离心10min，上清液用0.22μm有机相滤膜过滤后通过高效液相色谱法测定。

异黄酮苷元溶解性的测定：配制4mg/ml的异黄酮苷元溶液，取0.1ml滴加到2ml不同浓度的大豆肽溶液(1，2.5，5，10，20mg/mL)和去离子水中并充分分散，离心(80000rpm,20min),取上清测定异黄酮苷元的含量。

异黄酮苷元的溶解性＝(上清中异黄酮苷元含量/添加的总量)×100％

包埋率测定：称取约0.06g微胶囊样品，加水1.5ml充分溶解，8000rpm离心10min，取上清200ul，加乙醇至2ml充分萃取，10000rpm离心10min，取上清测定异黄酮苷元(染料木素)含量。其中染料木素的标准曲线y＝0.1388x-0.0076，x、y分别为吸光值和浓度(μg/mL)；R2＝0.9991。

扫描电子显微镜观察微胶囊的形态，将微胶囊样品用双面胶带固定在样品盘上，用洗耳球吹去多余的粉末，在真空下对样品进行10nm喷金处理，扫描电镜工作电压为10kv。

吸湿性测定：称量铝盒重量M

感官评价测定：配制一系列浓度的奎宁标准溶液，浓度分别为0、8、16、24、32、40μg/mL，各浓度对应的分值分为0、2、4、6、8、10分。配制一系列浓度的氯化钠标准溶液，浓度分别为0、1、2、3、4、5mg/mL，各浓度对应的分值分为0、2、4、6、8、10分。对比样品(2％w/v，g/mL)与奎宁标准溶液，氯化钠标准溶液，按照标准分值评价待侧样品苦味与咸味，味道越强，分值越高，最终分值为两者相加。共有10位感官评价员(男性5人，女性5人)参与评分。

模拟胃消化：将猪胃蛋白酶溶于10mMHcl得到浓度为20mg/ml的酶液，冰浴保存。称取0.2克样品溶于5ml蒸馏水中，加入4mLSGF电解质原液混合，加入2.5uL 0.3M的CaCl

保留率(％)＝(上清中的含量/总的含量)×100％

表1为对比例1与实施例1中异黄酮糖苷和和苷元含量及溶解性

经计算，实施例1中的异黄酮皆以苷元形式存在，可能是酸性蛋白酶中残留有葡萄糖苷酶，可以将糖苷型异黄酮转化为苷元型；且相比于异黄酮苷元在纯水中的溶解度8.61％，实施例1中苷元溶解度为95.81％，提高约11倍。

表2为各对比例与实施例1、2各项性质表征

经计算，实施例1的微胶囊包埋率为52.53±0.93％，实施例2的包埋率为48.00±1.17％，微囊化大豆肽的不良风味和吸湿性相较于未包埋的大豆肽有不同程度的改善。体外模拟消化实验结果表明，对比例1单纯的异黄酮苷元经胃肠道消化后保留率极低，这与其在水中低溶解性相关；实施例1、实施例2经胃肠道消化后异黄酮苷元保留率极大提高，特别是在肠消化阶段，保留率达到90％以上。

实施例3：

富含异黄酮的微囊化大豆肽制备方法如下：

(1)以料液比1:10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH 7.5～8.0，95℃下水热处理10min，8000rpm离心20min，得到粗豆粕液；

(2)配制16mg/mL的异黄酮分散液，以1:3(v/v)的比例与粗豆粕液混合，

调节温度为50℃，pH为4.5加入酸性蛋白酶酶解4小时(酶量为底物质量的0.8％)，灭酶冷却后，8000rpm离心20min，上清液浓缩至固形物含量为15％，即为富含异黄酮的大豆肽液。

(3)以3:7(w/w)的比例配制卵磷脂，阿拉伯胶混合溶液作为微胶囊壁材，7:3(w/w)的比例与异黄酮大豆肽液混合，45℃下搅拌30min，后150w超声处理20min，进行喷雾干燥，即得到富含异黄酮的微囊化大豆肽。

实施例4：

富含异黄酮的微囊化大豆肽制备方法如下：

(1)以料液比1:10(w/v)向脱脂豆粕中加入去离子水，调节pH 7.5～8.0，95℃下水热处理10min，8000rpm离心20min，得到粗豆粕液；

(2)配制16mg/mL的异黄酮分散液，以1:3(v/v)的比例与粗豆粕液混合，

调节温度为50℃，pH为4.5加入酸性蛋白酶酶解4小时(酶量为底物质量的0.8％)，灭酶冷却后，8000rpm离心20min，上清液浓缩至固形物含量为15％，即为富含异黄酮的大豆肽液。

(3)以3:7(w/w)的比例配制卵磷脂，阿拉伯胶混合溶液作为微胶囊壁材，8:2(w/w)的比例与异黄酮大豆肽液混合，45℃下搅拌30min，后150w超声处理20min，进行喷雾干燥，即得到富含异黄酮的微囊化大豆肽。

表3为各对比例与实施例3、4各项性质表征

经计算，实施例3的微胶囊包埋率为45.43±0.56，实施例4的包埋率为41.36±0.72，微囊化大豆肽的不良风味和吸湿性相较于对比例2未包埋的大豆肽有不同程度的改善，且效果优于实施例2。体外模拟消化实验结果表明，对比例1单纯的异黄酮苷元经胃肠道消化后保留率极低，实施例3、实施例4经胃肠道消化后异黄酮苷元苷元保留率极大提高，特别是在肠消化阶段，保留率达到90％以上。

如上所述，本发明将豆粕水热处理后与异黄酮溶液混合进行酶解，灭酶离心后得到富含异黄酮的大豆肽作为芯材；将卵磷脂、阿拉伯胶、麦芽糊精作为微胶囊壁材包埋大豆肽，通过喷雾干燥制得富含异黄酮的微囊化大豆肽。本发明极大提高了异黄酮苷元的水溶性，同时改善了大豆肽的不良风味和易吸湿的特征，通过模拟体外胃肠道消化证明微囊化大豆肽可提高异黄酮苷元的生物利用率。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。