本發明屬于納米材料和食品工程領域，具體涉及一種蝦青素復合納米顆粒及其制備方法與應用。

背景技術：

1、蝦青素(astaxanthin，ast)是一種天然類胡蘿卜素，廣泛分布于蝦、蟹、微藻等海洋、水產食品原料中，有著比玉米黃質、葉黃素、胡蘿卜素、生育酚等更強的抗氧化活性，有清除機體自由基、抗癌、預防和治療心腦血管疾病、降血糖、延緩衰老等多種生理健康功效。由于蝦青素在體內無法合成，只能通過膳食攝取，因而近年來在食品、生物醫藥、化妝品等領域的應用備受關注。蝦青素分子含有11個不飽和共軛雙鍵，具有疏水性強，穩定性較差，容易被光、氧和熱等影響而失去活性等特點，導致其存在腸胃滯留時間短、釋放速度快，口服生物利用度低等缺陷，嚴重制約了蝦青素在食品和醫藥領域的應用。

2、利用食品級納米顆粒遞送系統是增加蝦青素穩定性、實現其在體內的運輸與緩慢釋放、提高其生物利用度和生物活性的有效途徑。已有報道可以利用大豆蛋白、環糊精、乳鐵蛋白、脂類物質等為載體，制備微膠囊、納米乳液、脂質體等實現對蝦青素的包埋、裝載、體內運輸及釋放，但是天然蛋白質對蝦青素的負載能力有限，因而現有技術仍存在蝦青素納米體系的容易聚集、穩定性差、抗氧化活性低、在體內的釋放難以控制、且工藝復雜、生產成本高等技術瓶頸。因而仍需要通過物理、化學、生物改性等方式對天然蛋白進行不同類型的拆卸和重新組裝，以提高蝦青素的抗氧化活性及其在體內的生物利用度。

3、殼寡糖(chitooligosaccharides，cos)是殼聚糖的降解產物，由2-20個聚合度寡糖組成，含有大量的羥基和氨基，具有比殼聚糖更好的水溶性和生物活性，尤其是聚合度2～7的殼寡糖還具有良好的血腦屏障穿透能力，在功能食品、生物醫藥領域的應用潛力巨大。本發明采用低聚合度殼寡糖可與工業化生產的玉米醇溶蛋白(zein)通過反溶劑共沉淀法制備蝦青素復合納米顆粒，可實現了蝦青素和殼寡糖在水溶性，化學穩定性、抗氧化功能、生物利用度等方面的協同增效，對于推動蝦青素在食品、藥品和化妝品行業中的工業化應用具有重要意義。且操作簡單，經濟實用，其市場前景及其廣闊。

技術實現思路

1、本發明目的在于針對現有技術中存在的不足，提供一種蝦青素復合納米顆粒及其制備方法，該納米顆粒提高了蝦青素的包埋率、負載量、溶解性、抗氧化活性、生物利用度，實現了蝦青素和殼寡糖抗氧化功能的協同增效。

2、為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

3、本發明提供一種蝦青素復合納米顆粒，所述蝦青素復合納米顆粒由玉米醇溶蛋白、殼寡糖、蝦青素通過反溶劑共沉淀法，以疏水作用、靜電作用、氫鍵為驅動力組裝形成。

4、一種蝦青素復合納米顆粒，所述復合納米顆粒的平均粒徑在70～120nm，電位33.3～46.5mv。

5、本發明還提供一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

6、(1)將殼寡糖溶解于ph為3～5的蒸餾水中，再加入無水乙醇，得殼寡糖乙醇溶液；

7、(2)將玉米醇溶蛋白與步驟(1)得到的殼寡糖乙醇溶液混合，充分攪拌均勻，用無水乙醇調節玉米醇溶蛋白濃度，再調節ph至3～5，得到蛋白糖混合液；

8、(3)將蝦青素溶解于二氯甲烷溶劑，然后與步驟(2)得到的蛋白糖混合液混合均勻，在室溫下置于磁力攪拌器于500～1000r/min轉速下攪拌20～40min，再加入1.5～3倍體積的蒸餾水，混合均勻，再調節ph至3～5，得蝦青素復合納米顆粒分散液；

9、(4)將步驟(3)得到的蝦青素復合納米顆粒分散液旋轉蒸發去除乙醇，再離心去除未反應的原料，將上清液冷凍干燥，得到蝦青素復合納米顆粒。

10、優選地，步驟(1)中，所述殼寡糖的聚合度為2～7。

11、優選地，步驟(1)中，所述殼寡糖乙醇溶液中，殼寡糖的濃度為0.5～2mg/ml，乙醇的終濃度為60％～90％。

12、優選地，步驟(2)中，所述玉米醇溶蛋白在蛋白糖混合液中的濃度為10～25mg/ml。

13、優選地，步驟(3)中，所述蝦青素復合納米顆粒分散液中，殼寡糖、玉米醇溶蛋白、蝦青素的質量比為5～20∶100∶0.5～2.5。

14、本發明還提供一種上述方法制備的蝦青素復合納米顆粒在食品、保健品、藥物中的應用。

15、優選地，所述蝦青素復合納米顆粒在制備抗氧化功能食品、抗氧化藥物中的應用。

16、本發明技術制備的蝦青素復合納米顆粒，具有很高的抗氧化活性，且蝦青素在胃腸道具有緩釋特性，其營養健康功效強，市場開發潛力巨大。

17、相對于現有技術，本發明的優點如下：

18、1)本發明制備的納米顆粒由玉米醇溶蛋白、殼寡糖、蝦青素通過反溶劑共沉淀法形成，由氫鍵、靜電作用、疏水作用力共同維持了納米粒子的穩定性，解決了單純玉米醇溶蛋白負載蝦青素存在的作用力弱、粒徑大、穩定性差、荷載效率低等技術難題。

19、2)本發明納米顆粒對蝦青素有較高的負載量與包封率，改善了蝦青素的水溶性，其腸道緩釋性能顯著優于游離蝦青素，在提高蝦青素生物利用度的同時，還實現了蝦青素和殼寡糖抗氧化功能的協同增效。

20、3)本發明納米顆粒的粒徑小(70～120nm)，相比于大尺寸納米顆粒而言，有更大的比表面積可以修飾更多的配體，也更容易透過血腦屏障發揮其營養健康功效，具有良好的藥物傳遞效果，市場開發潛力較大。

技術特征：

1.一種蝦青素復合納米顆粒，其特征在于，所述蝦青素復合納米顆粒由玉米醇溶蛋白、殼寡糖、蝦青素通過反溶劑共沉淀法，以疏水作用、靜電作用、氫鍵作為驅動力組裝形成。

2.根據權利要求1所述的一種蝦青素復合納米顆粒，其特征在于，所述復合納米顆粒的平均粒徑為70～120nm，電位為33.3～46.5mv。

3.根據權利要求1或2所述的一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述殼寡糖的聚合度為2～7。

5.根據權利要求3所述的一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述殼寡糖乙醇溶液中，殼寡糖的濃度為0.5～2mg/ml，乙醇的終濃度為60％～90％。

6.根據權利要求3所述的一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述玉米醇溶蛋白在蛋白糖混合液中的濃度為10～25mg/ml。

7.根據權利要求3所述的一種蝦青素復合納米顆粒的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述蝦青素復合納米顆粒分散液中，殼寡糖、玉米醇溶蛋白、蝦青素的質量比為5～20∶100∶0.5～2.5。

8.根據權利要求1～7任一項所述的蝦青素復合納米顆粒在食品、保健品、藥物中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述蝦青素復合納米顆粒在制備抗氧化功能食品、抗氧化藥物中的應用。

技術總結
本發明公開了一種蝦青素復合納米顆粒及其制備方法與應用，屬于納米材料和食品工程技術領域。該蝦青素復合納米顆粒由蝦青素、殼寡糖、玉米醇溶蛋白通過反溶劑共沉淀法，以疏水作用、靜電作用、氫鍵作為驅動力組裝形成。本發明蝦青素復合納米顆粒對蝦青素的負載量與包封率高，且有很高的抗氧化活性，顯著改善了蝦青素的水溶性與胃腸道緩釋性能，在提高蝦青素生物利用度的同時，還實現了蝦青素和殼寡糖抗氧化功能的協同增效，且粒徑小，穩定性高、制備方法簡易方便，在食品、藥品等領域具有良好的市場應用前景。

技術研發人員：馬艷弘,江寧,賈飛鴻,楊慧晶,莊高芊,王成,孫榮雪,劉錢媛
受保護的技術使用者：江蘇省農業科學院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28