一種殼聚糖-Nisin核殼微球及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于水產品保鮮的殼聚糖-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】
[0002]殼聚糖應用廣泛，目前越來越多應用于生物醫學包括藥物輸送、基因傳遞、傷口痊愈、抗菌應用、組織工程、疫苗的傳遞。殼聚糖的諸多應用歸功于它優異的功能多樣性，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/微粒系統可在促進基因、蛋白質生物制劑和抗原的遞迭等特別功能方面得到應用。當開發殼聚糖納米/微粒系統應用于藥物或者蛋白質的傳遞時，對粒徑、粒度分布、表面電荷等特性的控制十分重要，因為這些參數對釋放動力學有重要影響。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，是機體先天性免疫的主要成分，對細菌、真菌、寄生蟲、病毒、腫瘤細胞等有著廣泛的抑制作用。隨著抗生素耐藥微生物的出現，抗菌肽在醫藥行業和食品添加劑行業得到越來越廣泛的應用。其中，乳酸鏈球菌素(Nisin)已獲得國標允許在部分食品中進行實際應用。然而Nisin的生物學活性經常因為與食物中的某些成分(如蛋白質、脂質和促代謝酶等)相互作用而喪失，嚴重影響其功效；另外，Nisin抗菌譜窄且只能在pH低的條件下發揮活性。
[0004]水產品具有味道鮮美，營養價值高等特點，深受消費者的青睞。但是，由于水產品自身蛋白質和水含量較高，在加工、運輸、貯藏等環節易被微生物污染而腐敗。因此，水產品保鮮主要是控制水產品中微生物的生長繁殖。目前，我國水產品保鮮主要有物理法和化學法。物理法主要是通過低溫、輻照、氣調等方式來實現，化學法則是利用化學防腐劑。其中，低溫保鮮存在溫度設定要求高，配套設施投資較大等缺點，限制了其在水產品中的應用。化學防腐劑的使用使得微生物產生抗藥性而影響抑菌效果，且化學防腐劑還會在水產品中殘留，存在安全隱患。物理和化學法保鮮遠遠不能滿足人們對鮮活水產品及其制品的需求，因此，天然、無毒、經濟適用的水產品保鮮劑具有巨大的優勢。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服Nisin抗菌譜窄，且只能在pH低的條件下發揮活性等缺點，提供一種殼聚糖-Nisin核殼微球及其制備方法與應用。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的: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]進一步地，所述步驟3中，懸浮液離心的轉速為4000r/min以上。
[0010]上述殼聚糖-Nisin核殼微球的應用為:將殼聚糖-Nisin核殼微球用于保鮮條件為中性或堿性的水產品的保鮮。
[0011]本發明在酸性條件下用殼聚糖對乳酸鏈球菌進行包埋，形成包合物，降低其空間阻力，提高其穩定性，增強其抗菌活力，降低環境影響，使其功效在不同環境中得到保證，同時具有良好的生物相容性、低毒性、生物可降解性等優點。非常適合于水產品，特別是黃魚鯧魚和帶魚的保鮮。具體包括以下有益效果:
(1)本發明Nisin顆粒外包覆殼聚糖，形成殼聚糖-Nisin核殼結構，包覆后的顆粒大小為600~1100nm，而細菌等微生物的大小約為微米級，這樣便于Nisin和細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，殼聚糖的成膜性有利于防腐劑(Nisin)在水產品表面形成一個致密的隔離膜，將水產品與外界細菌隔離。此外，殼聚糖-Nisin核殼微球相當于一個控釋系統，芯材Nisin的釋放速度具有可控性，能延長其抑菌時間，最大程度上保持水產品的營養和感官特性，延長其貨架期。
[0012](3)本發明用殼聚糖對Nisin進行包埋，形成的殼聚糖-Nisin核殼微球與游離態Nisin相比，空間阻力下降，穩定性提高，抗菌活力增強，在中性或堿性的食品基質也能發揮良好的抑菌活性，改善了 Nisin只能在pH低的條件下才能發揮抑菌活性的缺點，大大提高了其使用范圍和效率，為Nisin在水產品中的保鮮開辟了新的道路。
[0013](4)通過控制核殼材料的配比、沉淀鹽的添加速度、反應時間，相比于現有技術，大大提高了對Nisin包埋率。
[0014](5)本發明提供的一種適用于水產品保鮮的殼聚糖包埋Nisin的制備方法簡單易行，工藝合理。
【附圖說明】
[0015]圖1本發明工藝流程示意圖；
圖2a為未包埋Nisin的殼聚糖顆粒的SEM圖，圖2b為實施例1制備得到的殼聚糖-Nisin核殼微球的SEM圖。
【具體實施方式】
[0016]不同于現有的包埋技術，本發明制備殼聚糖-Nisin核殼微球的基于以下原理:殼聚糖分子結構中含有大量的羥基、氨基及部分乙酰氨基等基團，在稀酸中，其中的_順2被質子化為-NH3+,破壞分子中原有氫鍵和晶格，殼聚糖溶解，此時殼聚糖成為一種帶正電荷的線形聚電解質。由于Nisin分子末端含有氨基和羧基，且Nisin分子通過硫醚鍵形成五個內環，具有兩親結構。因此，殼聚糖中的-OH可與Nisin中的-COOH作用，Nisin的疏水區域處于核心位置，親水區域與殼聚糖相鄰，殼聚糖處于最外層。由當加入沉淀鹽后，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動而形成球形膠束，隨著攪拌的