一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010600966.4
(22)申请日 2020.06.29
(71)申请人 山东理工大学
地址 255086 山东省淄博市高新技术产业
开发区高创园A座313室
(72)发明人 李富军　董路路　张新华　石泽栋　
(51)Int.Cl.
A23B 7/154(2006.01)
A23P 10/30(2016.01)
(54)发明名称
一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法
(57)摘要
本发明提供了一种牛至精油纳米微胶囊的
制备方法，一种牛至精油纳米微胶囊的制备方
法，其主要步骤如下：先将明胶和阿拉伯胶分别
溶解，然后混合均匀，在混合溶液中加入牛至精
油，均质，再用10％的冰乙酸调pH至酸性后继续
搅拌一定时间后取出，冰水浴降温至10℃左右，
用10％的氢氧化钠pH至6.0，加入谷氨酰转氨酶，
继续搅拌固化，静置抽滤，得到纳米微胶囊溶液，
将纳米微胶囊溶液在-20℃预冷24 h后，再在1Pa
压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h，得
到固态纳米微胶囊。

本发明能够缓慢释放牛至精
油，
延长牛至精油作用时间。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 111616210 A 2020.09.04
C N 111616210
A
1.一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，原料包括牛至精油、明胶、阿拉伯胶、谷氨酰转氨酶（TGase ）、冰乙酸、氢氧化钠，其特征在于，以牛至精油为芯材，以明胶和阿拉伯胶为壁材，利用复合凝聚法包埋而成。

2.根据权利要求1所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法分为以下步骤：
（1）将明胶和阿拉伯胶分别溶解，然后混合，配成0.5％的均匀溶液；
（2）在步骤（1）中得到的混合溶液中加入牛至精油；
（3）将步骤（2）中得到的混合溶液在1000 r/min 下高速分散3 min，用10％的冰乙酸调pH至酸性后在适当的温度下继续搅拌一定时间后取出；
（4）将步骤（3）得到的混合溶液用冰水浴降温至10 ℃左右，用10％的氢氧化钠调pH至6.0，加入一定量的TGase，搅拌固化，静置抽滤，得到湿囊产物；
（5）将步骤（4）得到的湿囊产物平铺在培养皿中，在冰箱中预冷24 h后真空冷冻干燥，得到固态牛至精油纳米微胶囊。

3.根据权利要求2所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，明胶与阿拉伯胶的质量比为1：2～2：1，混合溶液的浓度为0.5％。

4.根据权利要求2所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，牛至精油与步骤（1）中明胶和阿拉伯胶的质量比为1：3～3：1。

5.根据权利要求2所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中的pH为4.8～5.2，搅拌温度为40～50℃，搅拌时间为20～40 min。

6.根据权利要求2所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的步骤（4）中的TGase与明胶的质量比为1：10～1：5，固化时间为3 h。

7.根据权利要求2所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的步骤（5）在-20℃预冷24 h后，再在1Pa压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h。

权　利　要　求　书1/1页CN 111616210 A
一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，属于食品加工技术领域。

背景技术
[0002]牛至精油是以唇形科植物牛至为原料，经过蒸馏等方法制取的天然植物精油。

有研究报道表明，牛至精油能够抑制草莓、菠萝、樱桃番茄等果蔬表面的灰霉菌等致病菌。

但牛至精油本身为挥发性液体，环境中浓度高时刺激性气味明显，应用于杀菌时不方便。

[0003]纳米微胶囊技术是以人工合成或天然的特殊材料为壁材，以固、液、气三种形态的活性物质为芯材，用壁材将芯材进行包埋处理，从而形成大小在纳米级别的一种微型胶囊，芯材通过溶出、扩散等方式能够缓慢的释放到环境中的一种技术。

目前，纳米微胶囊技术在食品、化工等领域应用较多，其中，复凝聚法复凝聚法制备纳米微胶囊是将两种带相反电荷胶体混合, 聚电解质复合物沉积在芯材周围形成纳米微胶囊, 此法条件温和, 操作简便，具有较高包埋率和较好缓释性能，是目前应用最多的纳米微胶囊制备方法。

[0004]本发明利用复凝聚法将牛至精油进行包埋，制备成牛至精油纳米微胶囊，有效解决了牛至精油挥发快、作用时效短的缺点，实现了牛至精油缓慢、可控的释放，延长了杀菌剂作用时间，使其能在低浓度下持续、长效的起到杀菌的作用，达到了杀菌保鲜的目的。

发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种牛至精油的纳米微胶囊，以方便牛至精油的保存和使用，并能使牛至精油的持续、平稳的释放以起到长效杀菌、抑菌的效果。

[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
（1）将明胶和阿拉伯胶分别溶解，然后混合均匀，明胶与阿拉伯胶的质量比为1：2～2：1，最终的混合溶液浓度为0.5％；
（2）在步骤（1）中得到的混合溶液中按芯壁比为1：3～3：1(w/w)加入牛至精油；
（3）将步骤（2）中得到的混合溶液在1000 r/min 下高速分散3 min，用10％的冰乙酸调pH至4.8～5.2，在40～50 ℃下继续搅拌20～40 min后取出；
（4）将步骤（3）得到的混合溶液用冰水浴降温至10 ℃左右，用10％的氢氧化钠调pH至6.0，按照TGase：明胶=1：2～4：1（w/w）加入TGase，搅拌固化3 h，静置抽滤，得到纳米微胶囊溶液；
（5）将步骤（4）得到的纳米微胶囊溶液在-20℃预冷24 h后，再在1 Pa压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h，得到固态纳米微胶囊。

[0007]所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其中，所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备步骤中各个工艺条件都是经过单因素实验得来，然后经过正交试验进行优化，得到优化方案。

[0008]所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其中，所使用的壁材为明胶和阿拉伯胶，属于天然高分子材料，其作用在于为牛至精油提供包埋率高、缓释性能好的包埋。

[0009]所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，其中，谷氨酰胺转氨酶为固化剂，可以有效催化蛋白质分子内部或之间的聚合和交联，提高纳米微胶囊中芯材的稳定性。

[0010]所述的一种牛至精油纳米微胶囊的制备方法，制备所得的牛至精油纳米微胶囊包埋率超过85％，平均粒径介于110-160 nm之间。

[0011]本发明的有益效果是：
（1）本发明的牛至精油纳米微胶囊具有缓释特性，可缓慢释放牛至精油，提高牛至精油利用效率，延长其作用时间等效果；
（2）本发明制备的一种牛至精油纳米微胶囊，以牛至精油为芯材，以明胶和阿拉伯胶为壁材，采用复凝聚法制备的纳米微胶囊，所用的原料无毒无害、安全可靠，制备工艺简单；
（3）本发明制备的牛至精油纳米微胶囊，经无纺布封装后即可使用，具有使用方便的特点；
（4）本发明制备的牛至精油纳米微胶囊能够抑制果蔬表层附着的病原菌如灰霉菌和青霉菌等的生长，减少果蔬腐烂。

附图说明
[0012]附图1：不同实施例下灰霉菌病斑直径变化。

[0013]附图2： 不同实施例下青霉菌病斑直径变化。

具体实施方式
[0014]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

[0015]实施例1
取1g明胶和2g阿拉伯胶，分别溶解，然后混合均匀，配制成300 mL 0.5％的混合溶液，然后在混合溶液中加入1.0 g 牛至精油，在1000 r/min 下高速分散3 min，用10％的冰乙酸调pH至4.9，在40 ℃下继续搅拌20 min后取出，然后用冰水浴降温至10 ℃左右，用10％的氢氧化钠调pH至6.0，加入0.3 g固化剂TGase，搅拌固化3 h，静置抽滤，得到湿囊产物，然后将湿囊产物平铺在培养皿中，在-20℃预冷24 h后，再在1 Pa压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h，得到固态纳米微胶囊。

[0016]新制得的一种牛至精油纳米微胶囊平均粒径为132±10 nm，包埋率为85.35，Zeta 电位为-39.6±0.7 mV。

[0017]实施例2
取1g明胶和1 g阿拉伯胶，分别溶解，然后混合均匀，配制成200 mL 0.5％的混合溶液，然后在混合溶液中加入2g 牛至精油，在1000 r/min 下高速分散3 min，用10％的冰乙酸调pH至4.8，在45 ℃下继续搅拌30 min后取出，然后用冰水浴降温至10 ℃左右，用10％的氢氧化钠调pH至6.0，加入0.4 g固化剂TGase，搅拌固化3 h，静置抽滤，得到湿囊产物，然后将湿囊产物平铺在培养皿中，在-20℃预冷24 h后，再在1 Pa压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h，得到固态纳米微胶囊。

[0018]新制得的一种牛至精油纳米微胶囊平均粒径为125±11 nm，包埋率为88.3%，Zeta 电位为-42.5±0.6 mV。

[0019]实施例3
取2 g明胶和1 g阿拉伯胶，分别溶解，然后混合均匀，配制成300 mL 0.5％的混合溶液，然后在混合溶液中加入6 g 牛至精油，在1000 r/min 下高速分散3 min，用10％的冰乙酸调pH至5.0，在50 ℃下继续搅拌40 min后取出，然后用冰水浴降温至10 ℃左右，用10％的氢氧化钠调pH至6.0，加入0.4 g固化剂TGase，搅拌固化3 h，静置抽滤，得到湿囊产物，然后将湿囊产物平铺在培养皿中，在-20 ℃ 预冷24 h后，再在1 Pa压力真空条件下冷冻干燥，时间不低于24 h，得到固态纳米微胶囊。

[0020]新制得的一种牛至精油纳米微胶囊平均粒径为129±9 nm，包埋率为86.7%，Zeta 电位为-38.7±0.7 mV。

[0021]将实施例1至3制备的一种牛至精油纳米微胶囊进行杀菌性能实验，具体方法如下：
实验例1本发明制备的一种牛至精油纳米微胶囊在抑制灰霉菌中的应用
将实施例1至3的牛至精油纳米微胶囊按照4%（W/W）的浓度加入马铃薯固体培养基（PDA）中，以不加牛至精油纳米微胶囊作为空白对照，然后在平板中央接种直径为6 mm的灰霉菌菌柄，放置于25℃培养。

培养期间灰霉菌病斑直径变化如附图1所示。

[0022]实验证明本发明牛至精油纳米微胶囊能够抑制灰霉菌的生长。

[0023]实验例2本发明制备的一种牛至精油纳米微胶囊在抑制青霉菌中的应用将实施例1至3的牛至精油纳米微胶囊按照4%（W/W）的浓度加入马铃薯固体培养基（PDA）中，以不加牛至精油纳米微胶囊作为空白对照，然后在平板中央接种直径为6mm的青霉菌菌柄，放置于25℃培养。

青霉菌病斑直径如附图2所示。

[0024]实验证明本发明牛至精油纳米微胶囊能够抑制青霉菌的生长。

[0025]实验例3 本发明一种牛至精油纳米微胶囊在杏果蔬贮藏保鲜中的应用挑选大小均匀，成熟度良好，无病虫害的杏20个，清洗晾干后放置在塑料桶内，然后按照果实种类的4%加入用无纺布封装的实施例1至3得到的牛至精油纳米微胶囊，以不加牛至精油纳米微胶囊作为空白对照，将塑料桶用薄膜封口，置于室温（25℃）下贮藏。

杏果实表面菌落总数如表1所示：
表1 不同实施例下杏果实货架期间的菌落总数。

[0026]*注：表中不同的小写字母表示在同一天内差异显著（LSD法，p＜0.05）。

[0027]表1结果表明牛至精油纳米微胶囊能够抑制杏果实表面菌落的生长。

[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例，凡是未脱离本发明技术方案内容，根据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明型技术方案的保护范围。

附图1
附图2。