一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液及其制备

摘要

本发明属于高内相乳液的技术领域，公开了一种壳聚糖‑酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液及其制备。所述方法：1)采用醋酸水溶液将壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液；采用水将酪蛋白磷酸肽配成溶液，得到酪蛋白磷酸肽溶液；2)将壳聚糖溶液与酪蛋白磷酸肽溶液混合，并进行剪切均质，获得包含纳米颗粒的体系；3)调节包含纳米颗粒的体系的pH为4～6，再与油脂混合，剪切乳化，获得壳聚糖‑酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液。本发明的乳液稳定性高，储藏时间达到六个月以上不发生反乳破乳漏油现象，且抗氧化性能良好。

权利要求

1.一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）采用醋酸水溶液将壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液；采用水将酪蛋白磷酸肽配成溶液，得到酪蛋白磷酸肽溶液；

（2）将壳聚糖溶液与酪蛋白磷酸肽溶液混合，并进行剪切均质，获得包含纳米颗粒的体系；

（3）调节包含纳米颗粒的体系的pH为4 6，再与油脂混合，剪切乳化，获得壳聚糖-酪蛋~白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液；步骤（3）中调节pH的体系与油脂的体积比为1:3 1:5。

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2.根据权利要求1所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述壳聚糖的用量为醋酸溶液质量的0.6% 1.2%；

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步骤（1）中所述酪蛋白磷酸肽的用量为水质量的0.1%  0.6%；

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步骤（2）中壳聚糖溶液与酪蛋白磷酸肽溶液的体积比为1:1。

3.根据权利要求1所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述剪切均质的转速3000rpm  6000rpm，剪切均质的时间为3min 5min；

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步骤（3）中所述油脂为玉米油或亚麻籽油。

4.根据权利要求1所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述剪切乳化的转速为8000rpm 12000rpm，剪切乳化~的时间为30s  80s。

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5.根据权利要求1所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述醋酸水溶液的质量浓度为1% 3%。

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6.一种由权利要求1 5任一项所述制备方法得到的壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗~粒稳定Pickering高内相乳液。

7.根据权利要求6所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液在食品、药品领域和化妆品领域中的应用。

说明书

一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内

相乳液及其制备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种Pickering乳液，具体涉及一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液及其制备方法。

背景技术

[0002] Pickering乳液是一种由固体粒子代替传统有机表面活性剂稳定体系的乳液，具有多种类型，如o/w，w/o，甚至复合型。其稳定机理主要为固体颗粒吸附于油水界面并形成固体颗粒单层或多层膜从而稳定乳液。Pickering乳液拥有与传统表面活性剂稳定的乳液相同的性质特征，在一定程度上可作为传统乳液的替代者应用于各领域中。传统乳液使用的表面活性剂往往有一定的副作用，在化妆品、药品、食品等领域的使用受到了限制。而由固体颗粒稳定的Pickering乳液相对安全、低毒。因此Pickering乳液在化妆品、食品、制药、石油和废水处理等行业已有广泛应用。

[0003] 壳聚糖CS是一种碱性阳离子多糖，由甲壳素通过碱性脱乙酰作用得到。其来源丰富，具有良好的生物相容性、生物可降解性、抑菌性等特点被广泛引用在很多领域。酪蛋白经胰蛋白酶消化后得到含有磷酸化丝氨酸残基的酪蛋白磷酸肽CPP，其具有多种生理活性功能，如络合矿物质，提高Ca、Fe、Zn等的吸收，提高人体免疫力，抑制癌细胞增长，作为可食用抗氧化剂。

[0004] 本发明将带正电的壳聚糖CS与带负电的酪蛋白磷酸肽CPP复合制备成结构稳定的纳米颗粒，然后将纳米颗粒用来制备稳定的Pickering乳液。本发明的乳液未添加表面活性剂，但是所获得乳液稳定性高，储藏时间长，而且抗氧化性能好。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的缺点和不足，本发明目的在于提供一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液及其制备方法。本发明的乳液将液态油转变成固态油，且无添加表面活性剂但是能稳定长达六个月以上；在热加速促氧化中，壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液具有良好的抗氧化性能。

[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0007] 一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0008] (1)采用醋酸水溶液将壳聚糖配成溶液，获得壳聚糖溶液(CS溶液)；采用水将酪蛋白磷酸肽配成溶液，得到酪蛋白磷酸肽溶液(CPP溶液)；

[0009] (2)将壳聚糖溶液与酪蛋白磷酸肽溶液混合，并进行剪切均质，获得包含纳米颗粒的体系；

[0010] (3)调节包含纳米颗粒的体系的pH为4～6，再与油脂混合，剪切乳化，获得壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液。

[0011] 步骤(1)中所述醋酸水溶液的质量浓度为1％～3％；壳聚糖的用量为醋酸溶液质量的0.6％～1.2％。

[0012] 步骤(1)中所述酪蛋白磷酸肽的用量为水质量的0.1％～0.6％。

[0013] 步骤(2)中壳聚糖溶液与酪蛋白磷酸肽溶液的体积比为1:1。

[0014] 步骤(2)中所述剪切均质的转速3000rpm～6000rpm，剪切均质的时间为3min～5min。

[0015] 步骤(3)中所述油脂为玉米油或亚麻籽油。

[0016] 步骤(3)中调节pH的体系与油脂的体积比为1:3～1:5；步骤(3)中所述剪切乳化的转速为8000rpm～12000rpm，剪切乳化的时间为30s～80s。

[0017] 步骤(3)中所述pH采用氢氧化钠溶液调节，氢氧化钠溶液的质量浓度为0.5％～2％。

[0018] 所述壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液通过上述方法制备得到。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

[0020] (1)本发明基于壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液，成功的将液态油转变为固态油，无任何表面活性剂。

[0021] (2)本发明的壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液稳定性高，储藏时间达到六个月以上不发生破乳漏油现象。

[0022] (3)本发明中用于稳定Pickering高内相乳液的壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒均为天然物质，且具有多种优异的生理生化功能性质，绿色、天然、健康。

[0023] (4)本发明的壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液在热加速促氧化中具有良好的抗氧化性能。

附图说明

[0024] 图1为实施例1中新制CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液倒置外观图；从左往右依次分别为0.3％CS-0.05％CPP、0.3％CS-0.1％CPP、0.3％CS-0.15％CPP、0.3％CS-0.2％CPP、0.3％CS-0.25％CPP、0.3％CS-0.3％CPP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液；

[0025] 图2为实施例1中放置6个月的CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液倒置外观图；从左往右依次分别为0.3％CS-0.05％CPP、0.3％CS-0.1％CPP、0.3％CS-0.15％CPP、0.3％CS-0.2％CPP、0.3％CS-0.25％CPP、0.3％CS-0.3％CPP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液；

[0026] 图3为对比例1中新制0.3％CS稳定的Pickering高内相乳液倒置外观图；

[0027] 图4为对比例1中放置24小时的0.3％CS稳定的Pickering高内相乳液外观图；

[0028] 图5为实施例2中不同CPP质量浓度的CS-CPP纳米复合颗粒稳定的Pickering高内相乳液的离心外观图；从左往右依次分别为0.3％CS-0.05％CPP、0.3％CS-0.1％CPP、0.3％CS-0.15％CPP、0.3％CS-0.2％CPP、0.3％CS-0.25％CPP、0.3％CS-0.3％CPP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液离心后外观图；

[0029] 图6～11分别为实施例3中0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液应力扫描图；G'表示弹性模量，G"表示粘性模；

[0030] 图12为实施例4中0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液以及单纯亚麻籽油在60℃恒温热处理10天油脂中氢过氧化物含量变化曲线；

[0031] 图13为实施例4中0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液以及单纯亚麻籽油在60℃恒温热处理10天油脂中丙二醛含量变化曲线。

具体实施方式

[0032] 为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明的实施方式不限于此。

[0033] 实施例1

[0034] 一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0035] (1)准确称取0.06g壳聚糖CS溶解于10ml质量浓度为1％的醋酸溶液，得到质量浓度为0.6％的CS溶液；

[0036] (2)将0.02g酪蛋白磷酸肽CPP溶解于10ml超纯水中，得到质量浓度为0.2％的CPP溶液；

[0037] (3)将步骤(1)所得CS溶液加入到步骤(2)所得CPP溶液中，转速4000r/min下剪切3min，得到质量浓度为0.3％CS-0.1％CPP的复合纳米颗粒；

[0038] (4)调节步骤(3)所得溶液pH值为5.0；

[0039] (5)取1.2ml步骤(4)所得溶液和4.8ml玉米油混合，剪切乳化转速为8000r/min，时间为60s，得到壳聚糖-酪蛋白磷酸肽稳定Pickering高内相乳液。

[0040] 本实施例对步骤(2)中CPP的质量浓度进行了梯度试验，质量浓度分别为：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％，得到不同CPP质量浓度的CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液(即分别记为0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP)。观察乳液在新制和6个月后的倒置外观分别如(新制乳液倒置外观图)、图2(放置6个月乳液倒置外观图)所示。不管是在新制还是在6个月后的倒置，高内相乳液形成了凝胶，从液态转变为固态，乳液能够随着瓶子进行倒置即倒置前在瓶子的下方，倒置后在瓶子的上方。

[0041] 对比例1

[0042] 壳聚糖稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0043] (1)准确称取0.03g壳聚糖CS溶解于10ml质量浓度为1％的醋酸溶液，得到质量浓度为0.3％的CS溶液；

[0044] (2)调节步骤(1)所得溶液pH值为5.0；

[0045] (3)取1.2ml步骤(2)所得溶液和4.8ml玉米油混合，剪切乳化转速为8000r/min，时间为60s，得到壳聚糖稳定Pickering高内相乳液。

[0046] 本对比例制备的乳液在新制时进行倒置实验，倒置外观图见图3；新制0.3％CS稳定的Pickering高内相乳液进行倒置后，乳液为液态，倒置的前后乳液一直处于瓶子的下方；放置24小时，对比例制备的乳液外观图如图4所示，放置24小时后，0.3％CS稳定的Pickering高内相乳液完全破乳。总之，由0.3％CS在pH值为5.0时制备的Pickering高内相乳液并不稳定，新制的乳液不能实现倒置，在放置24h后乳液完全破乳。

[0047] 实施例1制备得到的乳液类型(o/w或w/o)是通过观察乳液滴到水和油中的分散情况来判断的。把壳聚糖-酪蛋白磷酸肽纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液滴到水中后发现乳液可分散开，滴到油中聚成球状，说明该乳液是o/w型乳液，而该乳液制备过程中的稳定剂是壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒，所以本发明的乳液属于o/w型Pickering乳液。

[0048] 由图1和图2可知，分别由0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、

[0049] 0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP在pH值为5.0时的纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液新制和放置储存长达6个月均能实现倒置，该高内相乳液形成了凝胶，从液态转变为固态。由图3和4可知，对比例1中由0.3％CS在pH值为5.0时制备的Pickering高内相乳液并不稳定，新制的乳液不能实现倒置，在放置24h后乳液完全破乳。由此可以看出，单独使用质量浓度为0.3％的CS在pH值为5.0时不能形成Pickering高内相乳液，而添加少量的CPP，利用CS与CPP形成的复合纳米颗粒便可制备稳定的Pickering高内相乳液。

[0050] 实施例2

[0051] 一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0052] (1)准确称取0.06g壳聚糖CS溶解于10ml质量浓度为1％的醋酸溶液，得到质量浓度为0.6％的CS溶液；

[0053] (2)将0.02g酪蛋白磷酸肽CPP溶解于10ml超纯水中，得到质量浓度为0.2％的CPP溶液；

[0054] (3)将步骤(1)所得CS溶液加入到步骤(2)所得CPP溶液中，转速4000r/min下剪切3min，得到质量浓度为0.3％CS-0.1％CP的复合纳米颗粒；

[0055] (4)调节步骤(3)所得溶液pH值为5.0；

[0056] (5)取1.2ml步骤(4)所得溶液和4.8ml玉米油混合，剪切乳化转速为8000r/min，时间为60s，得到壳聚糖-酪蛋白磷酸肽稳定Pickering高内相乳液。

[0057] 本实施例对步骤(2)中CPP的质量浓度进行了梯度试验，质量浓度分别为：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％，得到不同CPP质量浓度的CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液(即分别记为0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP)，分别取1.5ml乳液10000rpm下离心10min。

[0058] 本实施例通过观察离心后乳液的状态来表征其离心稳定性。

[0059] 图5是本实施例中不同CPP质量浓度的CS-CPP纳米复合颗粒稳定的Pickering高内相乳液的离心外观图。所有乳液经10000rpm下离心10min后底部均有水析出。除了0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液保持完整性以外，其余乳液表面均有油滴出现，表明不同CPP质量浓度的CS-CP复合纳米颗粒对其稳定的Pickering高内相乳液稳定性有一定影响。

[0060] 实施例3

[0061] 一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0062] (1)准确称取0.06g壳聚糖CS溶解于10ml质量浓度为1％的醋酸溶液，得到质量浓度为0.6％的CS溶液；

[0063] (2)将0.02g酪蛋白磷酸肽CPP溶解于10ml超纯水中，得到质量浓度为0.2％的CPP溶液；

[0064] (3)将步骤(1)所得CS溶液加入到步骤(2)所得CPP溶液中，转速4000r/min下剪切3min，得到质量浓度为0.3％CS-0.1％CP的复合纳米颗粒；

[0065] (4)调节步骤(3)所得溶液pH值为5.0；

[0066] (5)取1.2ml步骤(4)所得溶液和4.8ml玉米油混合，剪切乳化转速为8000r/min，时间为60s，得到壳聚糖-酪蛋白磷酸肽稳定Pickering高内相乳液。取1ml乳液进行流变学特性测试，温度为25℃，应力扫描频率设定为1Hz。

[0067] 本实施例对步骤(2)中CPP的质量浓度进行了梯度试验，质量浓度分别为：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％，得到不同CPP质量浓度的CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液(即分别记为0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP)，分别取1ml乳液进行流变学特性测试，温度为25℃，应力扫描频率设定为1Hz，得到应力扫描图。

[0068] 图6～11分别为0.3％CS-0.05％CP、0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.15％CP、0.3％CS-0.2％CP、0.3％CS-0.25％CP、0.3％CS-0.3％CP复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液应力扫描图。由图可看出，弹性模量G’大于粘性模量G”，表明此状态下的高内相乳液为凝胶状乳液,呈现以粘弹性为主的凝胶性质。该流变学测试表明壳聚糖-酪蛋白磷酸肽稳定的Pickering高内相乳液具有非常好的凝胶性质，实现从液态油脂向固态油脂的转变，可取代具有反式酸的固态油脂，非常具有应用价值，在食品、药品领域和化妆品领域等都具有巨大的应用前景。

[0069] 实施例4

[0070] 一种壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定Pickering高内相乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0071] (1)准确称取0.06g壳聚糖CS溶解于10ml质量浓度为1％的醋酸溶液，得到质量浓度为0.6％的CS溶液；

[0072] (2)分别将0.02g、0.04g酪蛋白磷酸肽CPP溶解于10ml超纯水中，得到质量浓度为0.2％、0.4％的CPP溶液；

[0073] (3)将步骤(1)所得CS溶液加入到步骤(2)所得CPP溶液中，转速4000r/min下剪切3min，分别得到质量浓度为0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP的复合纳米颗粒；

[0074] (4)调节步骤(3)所得溶液pH值为5.0；

[0075] (5)取1.2ml步骤(4)所得溶液和4.8ml亚麻籽油混合，剪切乳化转速为8000r/min，时间为60s，分别得到0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液。

[0076] (6)将步骤(5)Pickering高内相乳液与4.8ml亚麻籽油置于60℃烘箱中恒温促氧化处理10天，探究壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液抗氧化性能。

[0077] 图12、13分别为0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液以及单纯亚麻籽油在60℃恒温促氧化处理10天油脂中氢过氧化物、丙二醛含量变化。

[0078] 亚麻籽油含有很多不饱和脂肪酸，60℃恒温促氧化0.3％CS-0.1％CP、0.3％CS-0.2％CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液以及单纯亚麻籽油，探究CS-CP复合纳米颗粒稳定的高内相乳液的抗氧化性能。促氧化前5d各组之间氢过氧化物含量无显著差异，因纯亚麻籽油仅表面暴露于空气，内部不具有界面，CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液，呈凝胶状态，不具有流动性，油脂包裹在内部阻止了部分氧化。60℃恒温促氧化5天后，单纯亚麻籽油氢过氧化物及丙二醛含量显著增大，CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液在10天60℃恒温促氧化后，氢过氧化物、丙二醛含量显著低于单纯亚麻籽油。CPP通过含有磷酸基团的丝氨酸残基螯合金属离子、清除自由基具有一定的抗氧化性能。此外，CS-CP复合纳米颗粒在油滴表面形成了界面网络屏障，阻止促氧化剂与油脂的接触，一定程度上抑制了油脂氧化。因此，CS-CP复合纳米颗粒稳定的Pickering高内相乳液在实现从液态油脂向固态油脂的转变基础之上，赋予了油脂一定程度的抗氧化性能。

[0079] 最后需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。