纳豆激酶微胶囊的制备及其稳定性研究

论文摘要

纳豆激酶（Nattokinase, NK）是从传统发酵食品纳豆（Natto）中提取出来的一种中性丝氨酸蛋白酶,纳豆激酶体外溶栓效果显著,服用纳豆激酶能预防和抑制血栓产生、扩增。但是,液体酶稳定性差,容易失活。本研究的主要目的是确定制备纳豆激酶微胶囊的技术参数,建立提高纳豆激酶稳定性的工艺技术。试验中以液体深层发酵法制得的纳豆激酶液为原料,经超滤提取后采取单因素试验、正交试验、响应面数据分析等方法,研究复凝聚法、固定化法、环糊精包络法制备纳豆激酶微胶囊的工艺条件,并对微胶囊后纳豆激酶稳定性进行分析。1.超滤法分离纯化纳豆激酶的技术参数研究。研究了超滤系统中超滤压力、超滤温度、料液pH主要参数对膜通量的影响,确定超滤分离纳豆激酶的最佳工艺参数为:超滤压力0.25 Mp、料液温度37℃、料液pH 7;可得到比活力为5122.21 IU/mg、纯化倍数为1.26、回收率为95.7%的酶液,经电泳检测有一条带分子量与纳豆激酶分子量相同,为28 KD左右。采用超滤技术对纳豆激酶进行分离提纯,可提高酶活性及回收率,技术参数可行。2.复凝聚法制备纳豆激酶微胶囊及其稳定性的研究。以超滤技术提取的纳豆激酶液为原料,研究了微胶囊过程中壁材浓度、内相明胶浓度、外相明胶浓度、水油相体积比四个主要参数对纳豆激酶包埋率的影响,在单因素试验的基础上,对复凝聚法制得纳豆激酶的工艺条件进行优化,优化后的最佳工艺参数为:CMC浓度2%、外相明胶浓度0.7%、内相明胶浓度5%、水油相体积比0.6,纳豆激酶的包埋率为85.03%。通过电镜观察微胶囊形态可知,经过复凝聚法制备的纳豆激酶微胶囊为球形颗粒,结构紧密,形态较好;制得的纳豆激酶微胶囊对pH、温度的耐受性及稳定性都较原始纳豆激酶液明显提高;通过体外溶栓试验可知,纳豆激酶微胶囊溶栓率较原始纳豆激酶液低6.0%左右,说明将纳豆激酶制成微胶囊后并未改变其溶栓特性。3.固定化法制备纳豆激酶微胶囊及其稳定性的研究。采用单因素试验和正交试验对固定化纳豆激酶微胶囊技术参数进行优化。结果:最佳海藻酸钠浓度为3.0%、戊二醛浓度为0.30%、CaCl2浓度为0.14%,制得的纳豆激酶包埋率为86.83%。经过固定化法制备的纳豆激酶胶囊颗粒较大,呈球形,表面光滑,颗粒大小均一,形态较好;制得的纳豆激酶微胶囊对pH、温度的耐受性及稳定性都较原始纳豆激酶液明显提高,但是较复凝聚法制得的纳豆激酶微胶囊降低。通过体外溶栓试验可知,纳豆激酶微胶囊溶栓率较原始纳豆激酶液低1.90%左右。4.环糊精包络法制备纳豆激酶微胶囊及其稳定性的研究。采用单因素试验和二次旋转回归组合设计研究了芯壁比、β-环糊精浓度、固形物含量以及超声时间对纳豆激酶包埋率的影响,确定各因素对试验的影响顺序为:超声时间>壁材浓度>固形物含量>芯壁比。确定最佳工艺参数为芯壁比0.667,壁材浓度11.85%,固形物含量17.14%,超声时间26.64 min,该条件下得到的最大包埋率为69.52%;通过电镜观察微胶囊形态可知,纳豆激酶液被多孔淀粉吸附,经过环糊精包络后形成的微胶囊表面光滑,结构致密,呈球形。5.通过模拟胃环境的体外实验可知,在正常胃肠道的酸性环境中纳豆激酶微胶囊仍具有一定的酶活稳定性,三种包埋方法中,经过环糊精包络后活性最大达2451 IU/mg,而未经包埋的纳豆激酶活性几乎丧失。结论:通过纳豆激酶的三种包埋方法、储存稳定性、经济性及安全性方面的比较分析,确定环糊精包络法为制备纳豆激酶微胶囊及提高其稳定性的最佳方法,经过此种方法制成的纳豆激酶微胶囊包埋率为69.52%,最佳pH时的酶活回收率为85.17%,血栓溶解率为43.9%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 微胶囊化的目的和意义
• 1.3 选择微胶囊壁材的基本原则
• 1.4 食品中常用的微胶囊壁材
• 1.5 食品微胶囊化方法
• 1.6 纳豆激酶活性保持的研究进展
• 1.7 课题主要研究内容
• 第二章 超滤法提取纳豆激酶的技术参数优化
• 2.1 试验材料与设备
• 2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 复凝聚法制备纳豆激酶微胶囊的技术参数研究
• 3.1 试验材料与设备
• 3.2 复凝聚法制备纳豆激酶微胶囊的工艺
• 3.3 试验方法
• 3.4 结果与分析
• 3.5 纳豆激酶微胶囊的电镜观察
• 3.6 纳豆激酶微胶囊的稳定性分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 纳豆激酶固定化微胶囊制备技术参数研究
• 4.1 试验材料与设备
• 4.2 纳豆激酶微胶囊的制备工艺
• 4.3 试验方法
• 4.4 结果与分析
• 4.5 纳豆激酶微胶囊的形态观察
• 4.6 纳豆激酶微胶囊的稳定性分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 环糊精包络法制备纳豆激酶微胶囊的研究
• 5.1 试验材料与设备
• 5.2 纳豆激酶微胶囊的制备工艺
• 5.3 试验方法
• 5.4 结果与分析
• 5.5 纳豆激酶微胶囊的电镜观察
• 5.7 三种包埋方法的比较分析
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历