[發明專利]一種以納米淀粉粒子為骨架的智能水凝膠加工方法

有效

• 申請號: 201810368070.0
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108676177B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 繆銘;江波;齊陽;劉瑤;張濤;金征宇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L3/02;C08L89/00;C08K5/1545
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種以納米淀粉粒子為骨架的智能水凝膠加工方法，屬于營養健康食品技術領域。本發明以樹枝化水溶性淀粉粒子為骨架，利用糖基轉移酶的轉苷擴鏈?糖鏈纏結反應，獲得空間網狀結構的智能化水凝膠。本發明的產品具有良好復水性、生物相容性、凝膠強度強、酶促響應不可逆、pH響應可逆且能運載多元營養因子的智能淀粉基水凝膠。本發明的水凝膠可保護和控制釋放食品功能因子，應用范圍可涉及到食品、生物載藥、功能性材料等方面。

技術領域

本發明涉及一種以納米淀粉粒子為骨架的智能水凝膠加工方法，屬于營養健康食品技術領域。

背景技術

隨著人們對健康保健意識的不斷增強，各類營養健康食品的研發層出不窮，新型的營養物質載體材料的需求更是十分迫切。以仿生特性而著稱的水凝膠是諸如藥物遞送、干細胞治療等生物醫學應用的主要材料，常被用于藥物負載、組織工程、環境保護等方面。生物基水凝膠由于具備可再生性、環境友好性、生物相容性、良好吸附性等優點，成為研究熱點，得到了國內外的研究者們的廣泛關注。

近年來，對于生物基水凝膠的研究，更多涉及蛋白基水凝膠，蛋白質來源廣泛、更是天然的親水高分子。例如：Gil等將明膠和無定形絲纖蛋白混合合成蛋白基水凝膠。但是，蛋白基水凝膠仍存在著不少缺點，例如力學性能不夠好、熱穩定性差等。基于此，更多研究者從多糖大分子角度研究，開發了可應用于醫療衛生、食品及化妝品、農業及環保領域等的多糖基水凝膠，高分子多糖水凝膠的研究與應用近年來得到迅速發展，但主要研究領域仍然集中在生物醫學方面，并且研究方向逐漸轉向提高水凝膠的材料性能、功能特性、凝膠形成機理和功能材料模擬等方面。因此，建立新型智能淀粉基水凝膠研制將能夠擴寬水凝膠領域的應用范圍。

目前，淀粉基水凝膠的制備有了一定的發展，均向智能化水凝膠的制備、應用等方面轉變。例如，張洪珊等研究了叔氨淀粉基pH敏感水凝膠以羥乙基淀粉為原料，通過功能性改性合成叔氨基pH敏感淀粉衍生物，并以此為原料合成一系列叔氨基淀粉基pH敏感水凝膠。該制備方法，過程繁瑣，且凝膠的形成過程需要交聯劑、催化劑等等，具有一定毒性。此外，其制備過程決定了該水凝膠的應用范圍，無法酶促降解，用于染料吸附與環境凈化等等。孔曉峰等研制了pH敏感性多孔半纖維素水凝膠及其藥物釋放的性能。以聚乙二醇為致孔劑，利用自由基聚合法制備具有多孔結構的半纖維素接枝共聚丙烯酰胺水凝膠，該水凝膠具有多孔結構和pH值敏感性，能夠實現藥物的控制釋放。其中，致孔劑和交聯劑在水凝膠形成起著重要作用，致孔劑PEG的量嚴重影響形成水凝膠的負載含量，交聯劑的用量決定著凝膠的凝膠強度，水凝膠形成的可控因素較多。本發明人深入調查和研究了現有技術并對淀粉類水凝膠加工方法進行了研究，最終我們發現一種以納米淀粉粒子為骨架的智能水凝膠加工方法。基于上述發現提出了本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以納米淀粉粒子為骨架的智能水凝膠加工方法，是一種保護功能活性成分、提高其生物利用有效性及增強緩釋功效新型材料的加工方法。該方法具有生產工藝簡單、技術先進、安全性高的優點，制備得到的水凝膠產品是具有良好復水性、生物相容性、凝膠強度強、酶促響應不可逆、pH響應可逆、能運載多元營養因子且營養物質緩釋的智能淀粉基水凝膠，可用于保護和控制釋放食品功能因子，應用范圍可涉及到食品、生物載藥、功能性材料等方面。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：一種適用于保護和調節釋放功能性物質的淀粉基水凝膠的生物制備技術，是以來源于生物合成的淀粉粒子或天然可溶性植物淀粉為原料，利用糖基轉移酶的轉苷擴鏈-糖鏈纏結反應，獲得空間網狀結構的智能化水凝膠。

在一種實施方式中，所述納米級智能淀粉基水凝膠的加工方法，包括：

(1)將水溶性淀粉粒子配制成質量濃度為0.2～1％的均一溶液；

(2)按照每10mg水溶性淀粉粒子添加50～100mg提供葡萄糖的供體分子和50～200U糖基轉移酶，攪拌均勻，在溫度35～40℃下反應12～24h后冷卻，靜置成膠。