一種殼聚糖-Nisin核殼微球及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于水產(chǎn)品保鮮的殼聚糖-NiSin核殼微球及其制備方法，并將殼聚糖-Nisin核殼微球用于魚類的保鮮。
【背景技術(shù)】
[0002]殼聚糖應(yīng)用廣泛，目前越來(lái)越多應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)包括藥物輸送、基因傳遞、傷口痊愈、抗菌應(yīng)用、組織工程、疫苗的傳遞。殼聚糖的諸多應(yīng)用歸功于它優(yōu)異的功能多樣性，它能以溶液、凝膠及納米或微粒的形式得以利用。殼聚糖納米/微粒系統(tǒng)可在促進(jìn)基因、蛋白質(zhì)生物制劑和抗原的遞迭等特別功能方面得到應(yīng)用。當(dāng)開發(fā)殼聚糖納米/微粒系統(tǒng)應(yīng)用于藥物或者蛋白質(zhì)的傳遞時(shí)，對(duì)粒徑、粒度分布、表面電荷等特性的控制十分重要，因?yàn)檫@些參數(shù)對(duì)釋放動(dòng)力學(xué)有重要影響。但是，由于市售殼聚糖分子量大、水溶性差，而使其應(yīng)用受到極大限制。
[0003]天然抗菌肽是一類廣泛存在于自然界中的小肽類物質(zhì)，是機(jī)體先天性免疫的主要成分，對(duì)細(xì)菌、真菌、寄生蟲、病毒、腫瘤細(xì)胞等有著廣泛的抑制作用。隨著抗生素耐藥微生物的出現(xiàn)，抗菌肽在醫(yī)藥行業(yè)和食品添加劑行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中，乳酸鏈球菌素(Nisin)已獲得國(guó)標(biāo)允許在部分食品中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。然而Nisin的生物學(xué)活性經(jīng)常因?yàn)榕c食物中的某些成分(如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和促代謝酶等)相互作用而喪失，嚴(yán)重影響其功效；另外，Nisin抗菌譜窄且只能在pH低的條件下發(fā)揮活性。
[0004]水產(chǎn)品具有味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者的青睞。但是，由于水產(chǎn)品自身蛋白質(zhì)和水含量較高，在加工、運(yùn)輸、貯藏等環(huán)節(jié)易被微生物污染而腐敗。因此，水產(chǎn)品保鮮主要是控制水產(chǎn)品中微生物的生長(zhǎng)繁殖。目前，我國(guó)水產(chǎn)品保鮮主要有物理法和化學(xué)法。物理法主要是通過(guò)低溫、輻照、氣調(diào)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，化學(xué)法則是利用化學(xué)防腐劑。其中，低溫保鮮存在溫度設(shè)定要求高，配套設(shè)施投資較大等缺點(diǎn)，限制了其在水產(chǎn)品中的應(yīng)用?；瘜W(xué)防腐劑的使用使得微生物產(chǎn)生抗藥性而影響抑菌效果，且化學(xué)防腐劑還會(huì)在水產(chǎn)品中殘留，存在安全隱患。物理和化學(xué)法保鮮遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)鮮活水產(chǎn)品及其制品的需求，因此，天然、無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)適用的水產(chǎn)品保鮮劑具有巨大的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服Nisin抗菌譜窄，且只能在pH低的條件下發(fā)揮活性等缺點(diǎn)，提供一種殼聚糖-Nisin核殼微球及其制備方法與應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種殼聚糖-Nisin核殼微球，所述殼聚糖-Nisin核殼微球的核是Nisin顆粒，殼是分子量為5W~10W的殼聚糖，微球的粒徑為600?I10nm0
[0007]上述殼聚糖-Nisin核殼微球的制備方法包括以下步驟制備:
Cl)殼聚糖溶液的制備:將l_3g殼聚糖溶于0.9L純水中，混合均勻后加入9~18ml的無(wú)水冰醋酸，得到殼聚糖溶液； (2)殼聚糖-Nisin懸浮液的制備:向上述殼聚糖溶液中加入Nisin，所述Nisin與殼聚糖質(zhì)量比為1:1?3，待混合均勻后，以0.5~6ml/min的速度加入0.1L濃度為0.5M沉淀鹽溶液，再加入5~10ml的吐溫80作為非離子穩(wěn)定劑，在磁力攪拌下攪拌2-5h ；
(3)干燥:將步驟(2)所得的懸浮液離心lOmin，棄去上清液，將沉淀物保存于_80°C冰箱中，凍干，最后得到殼聚糖-Nisin核殼微球。
[0008]進(jìn)一步地，所述沉淀鹽溶液為檸檬酸鈉水溶液或硫酸鈉水溶液。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟3中，懸浮液離心的轉(zhuǎn)速為4000r/min以上。
[0010]上述殼聚糖-Nisin核殼微球的應(yīng)用為:將殼聚糖-Nisin核殼微球用于保鮮條件為中性或堿性的水產(chǎn)品的保鮮。
[0011]本發(fā)明在酸性條件下用殼聚糖對(duì)乳酸鏈球菌進(jìn)行包埋，形成包合物，降低其空間阻力，提高其穩(wěn)定性，增強(qiáng)其抗菌活力，降低環(huán)境影響，使其功效在不同環(huán)境中得到保證，同時(shí)具有良好的生物相容性、低毒性、生物可降解性等優(yōu)點(diǎn)。非常適合于水產(chǎn)品，特別是黃魚鯧魚和帶魚的保鮮。具體包括以下有益效果:
(1)本發(fā)明Nisin顆粒外包覆殼聚糖，形成殼聚糖-Nisin核殼結(jié)構(gòu)，包覆后的顆粒大小為600~1100nm，而細(xì)菌等微生物的大小約為微米級(jí)，這樣便于Nisin和細(xì)菌間的特異性作用和靜電作用，提高了其抑菌效果；
(2)殼聚糖本身也具備良好的成膜性和抑菌作用，用殼聚糖包覆Nisin不僅提高了Nisin的殺菌作用，同時(shí)，殼聚糖的成膜性有利于防腐劑(Nisin)在水產(chǎn)品表面形成一個(gè)致密的隔離膜，將水產(chǎn)品與外界細(xì)菌隔離。此外，殼聚糖-Nisin核殼微球相當(dāng)于一個(gè)控釋系統(tǒng)，芯材Nisin的釋放速度具有可控性，能延長(zhǎng)其抑菌時(shí)間，最大程度上保持水產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)和感官特性，延長(zhǎng)其貨架期。
[0012](3)本發(fā)明用殼聚糖對(duì)Nisin進(jìn)行包埋，形成的殼聚糖-Nisin核殼微球與游離態(tài)Nisin相比，空間阻力下降，穩(wěn)定性提高，抗菌活力增強(qiáng)，在中性或堿性的食品基質(zhì)也能發(fā)揮良好的抑菌活性，改善了 Nisin只能在pH低的條件下才能發(fā)揮抑菌活性的缺點(diǎn)，大大提高了其使用范圍和效率，為Nisin在水產(chǎn)品中的保鮮開辟了新的道路。
[0013](4)通過(guò)控制核殼材料的配比、沉淀鹽的添加速度、反應(yīng)時(shí)間，相比于現(xiàn)有技術(shù)，大大提高了對(duì)Nisin包埋率。
[0014](5)本發(fā)明提供的一種適用于水產(chǎn)品保鮮的殼聚糖包埋Nisin的制備方法簡(jiǎn)單易行，工藝合理。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1本發(fā)明工藝流程示意圖；
圖2a為未包埋Nisin的殼聚糖顆粒的SEM圖，圖2b為實(shí)施例1制備得到的殼聚糖-Nisin核殼微球的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]不同于現(xiàn)有的包埋技術(shù)，本發(fā)明制備殼聚糖-Nisin核殼微球的基于以下原理:殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基、氨基及部分乙酰氨基等基團(tuán)，在稀酸中，其中的_順2被質(zhì)子化為-NH3+,破壞分子中原有氫鍵和晶格，殼聚糖溶解，此時(shí)殼聚糖成為一種帶正電荷的線形聚電解質(zhì)。由于Nisin分子末端含有氨基和羧基，且Nisin分子通過(guò)硫醚鍵形成五個(gè)內(nèi)環(huán)，具有兩親結(jié)構(gòu)。因此，殼聚糖中的-OH可與Nisin中的-COOH作用，Nisin的疏水區(qū)域處于核心位置，親水區(qū)域與殼聚糖相鄰，殼聚糖處于最外層。由當(dāng)加入沉淀鹽后，使得殼聚糖的溶解度下降，處于外層的殼聚糖分子主鏈由于布朗運(yùn)動(dòng)而形成球形膠束，隨著攪拌的