納豆微膠囊的制備及其穩(wěn)定性

,,,

(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016;2.青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016;3.青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海西寧 810016;4.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西咸陽 712100)

納豆微膠囊的制備及其穩(wěn)定性

張杰1,2,3,葛武鵬4,*,楊希娟1,2,3,黨斌1,2,3

(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016;2.青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016;3.青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海西寧 810016;4.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西咸陽 712100)

研究以納豆為對象,通過單因素實(shí)驗(yàn),考察明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、混合壁材溶液配比、壁材芯材配比對微膠囊包埋率的影響,優(yōu)化出納豆微膠囊制備的最優(yōu)工藝,并對制備得到的微膠囊產(chǎn)品穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠/阿拉伯膠比為1∶3,壁芯比為10∶1,此時,微膠囊包埋率最高為93.91%±0.21%。掃描電鏡圖像結(jié)果表明微膠囊表面呈現(xiàn)不規(guī)則形狀,而內(nèi)部為疏松的、不規(guī)則的孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。微膠囊產(chǎn)品的pH、溫度穩(wěn)定性均得到了提高,本研究為納豆及納豆激酶新產(chǎn)品的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

納豆激酶,微膠囊,工藝優(yōu)化,穩(wěn)定性

納豆是一種有著幾千年歷史的傳統(tǒng)發(fā)酵食品[1],具有很多保健功能如抗腫瘤、溶血栓、抗氧化、抗菌、防治骨質(zhì)疏松、降血壓、美容等[2]。納豆枯草芽孢桿菌是納豆的生產(chǎn)菌種[3],具有分解蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等大分子物質(zhì)的能力[4-5],其代謝產(chǎn)物納豆激酶(Nattokinase,NK)為發(fā)酵食品納豆中提取出的一種單鏈多肽酶[6],由275個氨基酸殘基組成,分子質(zhì)量約為28 kDa,在pH6～12條件下穩(wěn)定存在,在酸性條件下無活性[7]。其功能特性已得到大量文獻(xiàn)證實(shí),其溶栓及抑制血栓形成效果較為突出[8-11],不但能直接作用于纖溶蛋白,還能激活體內(nèi)纖溶酶原,加強(qiáng)內(nèi)源性纖溶酶的作用效果,從而更有效地發(fā)揮溶栓性能。同時兼具安全性好、成本低、作用迅速、經(jīng)口服后可迅速入血[12]及在胃腸的穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[13-16]。納豆激酶作為一種微生物代謝產(chǎn)物具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景[17-19]。

近幾年,世界很多國家也都加入到納豆的研究工作中,而國內(nèi)的研究重點(diǎn)主要集中在對發(fā)酵條件的優(yōu)化[20-21]、生產(chǎn)菌株的誘變處理[22-23]、基因改良[24-26]等方面的研究,對于功能成分—納豆激酶的提取利用方面的研究較少[27-28]。在實(shí)際生產(chǎn)利用中,由于納豆激酶的特殊性,在酸性條件無活性、堿性條件下較穩(wěn)定,高溫處理易喪失其活力,大大減弱了納豆激酶在加工方面的優(yōu)勢。當(dāng)前,已有部分學(xué)者為保持納豆激酶活力對其進(jìn)行微膠囊化研究[29-32],不僅達(dá)到了提高其穩(wěn)定性的目的,而且將制劑添加到各種食品、藥品等中擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[33-34]。但目前,加工利用途徑僅限于對納豆激酶的提取、包埋,對于利用納豆中其他營養(yǎng)成分、活菌來說都是極大的損失,對其整體的研究尚未見報道。因此,本研究在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)上,以保持納豆激酶活性為目標(biāo),提高納豆利用率、減少經(jīng)濟(jì)損失為宗旨,以微膠囊包埋率為測定指標(biāo),對壁材溶液質(zhì)量濃度(明膠溶液、阿拉伯膠溶液)、兩種壁材溶液配比、壁材芯材配比進(jìn)行研究,優(yōu)化出納豆微膠囊制備的最優(yōu)工藝,并對制備得到的微膠囊產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性分析,旨在得到包埋率較高的納豆微膠囊制品,為相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供支撐。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

納豆枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilisnatto)BSCZ-4 實(shí)驗(yàn)室分離菌株;尿激酶(5 kU) 購自北京雅安達(dá)生物技術(shù)有限公司;凝血酶(1000 U/支)、牛纖維蛋白原 購自Sigma公司;明膠 食品級，山東梁山萬達(dá)生物科技有限公司;阿拉伯膠(食品級) 康達(dá)食品工程有限公司;牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉等 均為國產(chǎn)分析純;黃豆 購自楊凌超市;菌種培養(yǎng)基:液體培養(yǎng)基 蛋白胨5.0 g,牛肉膏3.0 g,NaCl 5.0 g,蒸餾水1.0 L,pH7.0;斜面培養(yǎng)基 蛋白胨5.0 g,牛肉膏3.0 g,NaCl 5.0 g,瓊脂15.0 g,蒸餾水1.0 L,pH7.0。

DRP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;SW-CJ-2D型(實(shí)用垂直新穎)雙人凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;ES-315型高壓蒸汽殺菌鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司;FA2004型電子天平 長沙湘平科技發(fā)展有限公司;精密pH儀 德國賽多利斯股份公司;SPH-200B型搖床 西安禾普生物科技有限公司;HC-3018型高速離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;LGJ-25C型冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司;JYL-C051型榨汁機(jī) 九陽股份有限公司;S-3400型電子掃描顯微鏡 深圳市方特科技有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 種子液的制備 用接種環(huán)挑取斜面菌種兩環(huán),接種于裝有100 mL液體種子培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中,37 ℃、150 r/min搖床培養(yǎng)15 h。

1.2.2 納豆傳統(tǒng)發(fā)酵工藝流程[35]黃豆→篩選、清洗→浸泡(24 h)→分裝入三角瓶→高壓蒸汽蒸煮(121 ℃、20 min)→冷卻→接菌(接種量為8%)→37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h→放入冰箱中后熟(24 h)→成熟納豆。

1.2.3 微膠囊的制備 采用明膠和阿拉伯膠為復(fù)合壁材,對納豆?jié){進(jìn)行包埋。將兩種壁材物質(zhì)分別加入一定量的超純水,配制成一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液,并在60 ℃水浴中溶脹,使其完全溶解后將兩種壁材溶液在60 ℃下按一定比例充分混合均勻。繼續(xù)攪拌,并加入一定量的芯材溶液(納豆以1∶1的比例加入超純水,用榨汁機(jī)將其打漿),待其混和均勻后,繼續(xù)攪拌1 h。攪拌結(jié)束后將混合物倒入培養(yǎng)皿中冷凍干燥,經(jīng)粉碎、過100目篩,得到微膠囊制品。

1.2.4 微膠囊制備單因素實(shí)驗(yàn) 在明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、阿拉伯膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、壁材溶液配比(明膠與阿拉伯膠體積比v/v)為1∶1、壁芯比(壁材與芯材體積比v/v)為5∶1的恒定條件下,分別考察明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、3%、4%、5%、6%,阿拉伯膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、3%、4%、5%、6%,壁材溶液配比(明膠與阿拉伯膠體積比v/v)為1∶5、1∶3、1∶1、3∶1、5∶1),壁芯比(壁材與芯材體積比v/v)為2∶1、5∶1、10∶1、15∶1對微膠囊包埋率的影響。

1.2.5 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為了研究不同因素之間的綜合效應(yīng),選擇明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、壁材配比、壁芯比為因素,包埋率為評價指標(biāo),優(yōu)化微膠囊制備工藝,正交實(shí)驗(yàn)的各因素水平見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

1.2.6 微膠囊微觀結(jié)構(gòu)的測定 采用掃描電子顯微鏡(SEM)對納豆微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。將少許微膠囊粉末撒于貼了雙面膠的樣品臺上,吹去多余的粉末。對微膠囊進(jìn)行噴金處理,再利用掃描電鏡進(jìn)行掃描,觀察微膠囊的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。

取一定量的微膠囊產(chǎn)品置于研缽中進(jìn)行適當(dāng)研磨后,用導(dǎo)電膠將研磨的微膠囊樣品粉末黏在SEM載物臺上,樣品表面噴金,30 min后將載物臺置于SEM中,加速電壓為15 kV。

1.2.7 微膠囊穩(wěn)定性研究

1.2.7.1 pH對微膠囊穩(wěn)定性的影響 分別稱取微膠囊產(chǎn)品及納豆粉末樣品各1.0 g溶于10 mL無水乙醇中,制得溶液,分別調(diào)節(jié)溶液pH分別為4.0、6.0、7.0、8.0、10.0,于室溫放置5 h后測定納豆激酶保留率。

1.2.7.2 溫度對微膠囊穩(wěn)定性的影響 將制備得到的微膠囊產(chǎn)品及納豆粉末樣品用錫箔袋真空包裝,分別置于20、40、60、80、100 ℃水浴中,放置4 h后測定納豆激酶保留率。

1.2.7.3 貯藏期對微膠囊穩(wěn)定性的影響 將微膠囊產(chǎn)品及納豆粉末樣品用錫箔袋真空包裝,分別置于冷凍條件(-20 ℃),冷藏條件(4 ℃),常溫條件(25 ℃)與高溫條件(42 ℃)放置45 d,定期分別取樣,考察不同溫度和時間對微膠囊穩(wěn)定性的影響。

1.2.8 微膠囊產(chǎn)品指標(biāo)測定

1.2.8.1 納豆激酶酶活力測定 采用纖維蛋白平板法測定酶活力值。以尿激酶為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可得回歸方程:y=0.003x+0.3937,相關(guān)系數(shù)R2=0.9976。式中:y為溶解圈面積,x為酶活力值。

1.2.8.2 微膠囊包埋率的測定 a.表面芯材酶活力的測定[36]:稱取1.0 g制備好的微膠囊,將其放入布氏漏斗中抽濾,并且用注射器在微膠囊表面滴加超純水1 mL以沖洗表面,同時沖洗漏斗通道,最后定容至5 mL,并采用瓊脂糖-纖維蛋白法測定其酶活。

b.產(chǎn)品芯材總酶活力的測定:稱取1.0 g制備好的微膠囊,邊攪拌邊加入超純水50 mL,使之完全溶解,并測定其酶活力值。

1.2.8.3 微膠囊中納豆激酶保留率的測定 選擇微膠囊中納豆激酶保留率為指標(biāo),其計算公式如下:

納豆激酶保留率(%)=處理后納豆激酶酶活力/處理前納豆激酶酶活力×100

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以三次獨(dú)立樣品測定的平均值表示;采用DPS 6.55軟件進(jìn)行分析,統(tǒng)計分析采用F檢驗(yàn),多重比較采用LSD法;p<0.05被認(rèn)定為存在顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的明膠溶液和阿拉伯膠溶液對包埋率的影響 為了提高微膠囊的包埋率,本研究以明膠溶液和阿拉伯膠溶液為壁材,研究二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)對其包埋率的影響,結(jié)果如圖1和圖2。從圖1可以看出,明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對微膠囊包埋率影響顯著,當(dāng)明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時,其包埋率達(dá)到最大為93.78%±0.35%。由圖2可知,隨著阿拉伯膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,其微膠囊包埋率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,基本趨于平穩(wěn),阿拉伯膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時,包埋率最大為93.39%±1.74%。這可能是由于當(dāng)壁材溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低時,不足以將芯材溶液包埋在壁材溶液之中,經(jīng)冷凍干燥后有大量芯材處于微膠囊表面,使得包埋率較低;而當(dāng)壁材溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大,所形成的混合物較為粘稠,同樣的攪拌制備方法不能將其充分混合,導(dǎo)致包埋率下降[37]。

圖1 明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對包埋率影響

圖2 阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對包埋率的影響

2.1.2 壁材溶液配比對包埋率的影響 在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,選擇單一的壁材并不能達(dá)到較高的包埋效果,因此,通常選擇兩種或兩種以上的壁材復(fù)配,同時由于壁材的組成及比例決定了微膠囊制品的某些特性指標(biāo),所以探究其壁材溶液的配比顯得尤為重要。本研究以明膠和阿拉伯膠溶液為壁材溶液,研究二者的比例對包埋率的影響,結(jié)果見圖3。由圖3可知,當(dāng)二者復(fù)配比例為1∶1時,其包埋率最大為90.09%±0.76%,且明顯高于其他配比。在壁材的選擇上,明膠具有良好的成膜性和乳化性,阿拉伯膠本身為增稠劑,添加到整個體系中使得其黏度增大。當(dāng)阿拉伯膠含量過多,會導(dǎo)致物料黏度過大[38],不利于芯材的分散,致使包埋率下降。而當(dāng)明膠過高、阿拉伯膠少時,形成微膠囊表面較為松散,包埋效果差。

圖3 明膠與阿拉伯膠比對包埋率的影響

2.1.3 壁材芯材比對包埋率的影響 壁芯比對微膠囊包埋率的影響如圖4所示。由圖4可知,隨著壁芯材比例從2∶1變化到15∶1時,微膠囊的包埋率呈現(xiàn)上升趨勢。當(dāng)壁芯比為10∶1時,微膠囊的包埋率達(dá)到最大為93.73%±0.78%。其原因可能是隨著壁材比例的逐漸增加,形成的微膠囊囊壁致密,有利于微膠囊包埋率升高;而當(dāng)壁材比例繼續(xù)增加,芯材流動性變差,出現(xiàn)黏著現(xiàn)象;同時壁材比例過高,芯材較少,壁材沒有充分利用,致使包埋率較低[37]。

圖4 壁芯比對包埋率的影響

2.2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、壁材配比、壁芯比因素,使用正交設(shè)計對微膠囊包埋條件進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果分析見表2與表3。

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

表3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析表

注:*表示差異顯著(p<0.05);**表示差異極顯著(p<0.01)。

由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果和方差分析表可以看出,阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)(A)、明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)(B)、明膠/阿拉伯膠比(C)與壁材芯材比(D)此四個因素對納豆激酶活力的影響主次順序?yàn)楸诓男静谋?阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)>明膠/阿拉伯膠比>明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)。即壁芯比對微膠囊包埋率影響最大,達(dá)到極顯著水平,其次為阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、明膠/阿拉伯膠比,而明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響最小。微膠囊包埋最佳條件為A2B3C1D3,即阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠/阿拉伯膠比為1∶3,壁芯比為15∶1。

2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到其最優(yōu)組合為A2B3C1D3,進(jìn)行多次重復(fù)性(n=3)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),測得微膠囊包埋率為90.49%±0.62%。其所得到的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果低于正交實(shí)驗(yàn)第6組合,同時對正交實(shí)驗(yàn)第6組進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),測得其微膠囊包埋率為93.91%±0.21%。因此選擇A2B3C1D2為最優(yōu)組合,在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價值。

2.4微膠囊的顯微結(jié)構(gòu)

圖5 微膠囊結(jié)構(gòu)的SEM圖

圖5為正交實(shí)驗(yàn)得到最優(yōu)微膠囊制備工藝所得的納豆微膠囊顆粒在掃描電鏡下所得到的微膠囊微觀結(jié)構(gòu)。由圖5(a)可知,以阿拉伯膠、明膠為壁材制備出的微膠囊顆粒呈現(xiàn)不規(guī)則形狀,組織分布較為均勻,有較少量芯材物質(zhì)暴露于外壁表面。圖5(b)、圖5(c)為微膠囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的SEM圖,微膠囊內(nèi)部呈現(xiàn)疏松的、不規(guī)則的孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中圖5(c)為枯草芽孢桿菌在微膠囊內(nèi)部包埋情況,大部分枯草芽孢桿菌其桿狀菌體結(jié)構(gòu)被明膠和阿拉伯膠壁材包覆,且共同位于微膠囊內(nèi)部疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,包埋效果較好。在實(shí)際應(yīng)用過程中,微膠囊對其能起到一定的保護(hù)作用,避免環(huán)境等因素降低其活性。

2.5微膠囊穩(wěn)定性結(jié)果

2.5.1 pH對微膠囊穩(wěn)定性的影響 在實(shí)際加工生產(chǎn)中,外界因素對原料加工性能存在顯著影響,因此研究微膠囊的穩(wěn)定性是勢在必行的。pH對微膠囊穩(wěn)定性的影響,結(jié)果見圖6。由圖6可知,pH在4～7范圍內(nèi),微膠囊化前后,納豆激酶保留率隨著pH的增加呈現(xiàn)上升的趨勢;在pH7～8范圍內(nèi),納豆激酶受pH影響相對較小,符合納豆激酶在堿性條件下相對穩(wěn)定存在,在酸性條件下無活性的性質(zhì)。但總體變化趨勢上表現(xiàn)為微膠囊產(chǎn)品的納豆激酶保留率明顯高于納豆粉末樣品。結(jié)果表明,微膠囊化能夠減輕pH對納豆激酶的影響,提高納豆激酶的穩(wěn)定性。

圖6 pH對納豆微膠囊化前后穩(wěn)定性的影響

2.5.2 溫度對微膠囊穩(wěn)定性的影響 溫度對微膠囊穩(wěn)定性的影響見圖7。由圖7可知,隨著處理溫度的不斷升高,納豆微膠囊化前后其保留率均呈現(xiàn)下降的趨勢,在40 ℃時,微膠囊中納豆激酶保留率為92.06%,納豆粉末中其保留率僅為50.27%;在80 ℃時,微膠囊中納豆激酶保留率為69.84%,納豆粉末中其保留率為44.96%。從結(jié)果中可以明顯看出,微膠囊化的納豆激酶在同等條件下具有更高的穩(wěn)定性,更利于實(shí)際生產(chǎn)加工利用。

圖7 溫度對納豆微膠囊化前后穩(wěn)定性的影響

2.5.3 貯藏期及貯藏溫度對微膠囊穩(wěn)定性的影響 貯藏期及貯藏溫度對微膠囊穩(wěn)定性的影響結(jié)果如圖8。從圖8可知,隨著貯藏時間的延長,納豆激酶保留率均呈現(xiàn)下降的趨勢,且當(dāng)貯藏溫度較高時,納豆激酶保留率下降較為迅速;當(dāng)貯藏溫度處于低溫狀態(tài)(4 ℃、-20 ℃)時,微膠囊較為穩(wěn)定,且在4 ℃與-20 ℃處納豆激酶保留率較為接近。在貯藏30 d,-20 ℃下,納豆激酶保留率為76.13%。與此同時,納豆粉末在4 ℃下隨著貯藏時間的增加,納豆激酶的保留率迅速下降,當(dāng)貯藏25 d后4 ℃貯藏的納豆激酶保留率最低,下降速率最快。綜合而言,微膠囊包埋效果較好,納豆激酶損失相對較小,可為實(shí)際貯藏應(yīng)用提供依據(jù)。

圖8 貯藏期及溫度對納豆微膠囊穩(wěn)定性的影響

3 結(jié)論

以納豆微膠囊為研究對象,旨在確定微膠囊制備最佳參數(shù)。最佳參數(shù)為:阿拉伯膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,明膠/阿拉伯膠比為1∶3,壁芯比為10∶1時,制備得到的微膠囊包埋率達(dá)到最高為93.91%±0.21%。

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)的最佳參數(shù)制備出微膠囊制品,通過電子掃描顯微鏡得到其微觀結(jié)構(gòu),微膠囊表面呈現(xiàn)不規(guī)則形狀,而內(nèi)部為疏松的、不規(guī)則的孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過微膠囊化處理,納豆激酶在實(shí)際生產(chǎn)加工中對pH、溫度的穩(wěn)定性均得到了顯著地提高,有了明顯的改善;并確定出適宜貯藏期及貯藏溫度(30 d,-20 ℃,納豆激酶保留率為76.13%),為開發(fā)納豆及納豆激酶新產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

[1]Xu J P,Du M,Yang X L,et al. Thrmbolytic effectsinvivoof nattokinase in a carrageenan-induced rat model of thrombosis[J].Acta Haematologica,2014,132(2):247-253.

[2]Sumi H,Hamada H,Tsushima H,et al. A novel fibrinolytic enzyme(nattokinase)in the vege

Table cheese natto;atypical and popular soy-bean food in the Japanese diet[J]. Experientia,1987,43(10):1110-1111.

[3]Kwon E Y,Kim K M,Kim M K,et al. Production of nattokinase by high cell density fed-batch culture ofBacillussubtilis[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering,2011,34(7):789-793.

[4]王雪妍,孫玉飛,馮菲,等.一株高產(chǎn)納豆激酶菌株的鑒定與分析[J].生物技術(shù)通報,2016(1):187-194.

[5]張杰,葛武鵬,張靜,等.高產(chǎn)納豆激酶的枯草芽孢桿菌優(yōu)選及發(fā)酵工藝條件優(yōu)化[J].食品工業(yè)科技,2015,36(8):202-205,209.

[6]李淑英,趙仲麟,聶瑩,等.納豆激酶研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2013,15(4):139-143.

[7]Fujita M,Ohnish K,Takaoka S. Antihypertensive effects of continuous oral administration of nattokinase and its fragments in spontaneously hypertensive rats[J]. Biological Pharmaceutical Bulletin,2011,34(11):1696-1701.

[8]Fujita M,Hong K,Ito Y,et a1.Thrombolytic effect of nattokinase on a chemically induced thrombosis model in rat[J].Biol Pharm Bull,1995,18(10):1387-1391.

[9]平谷一,中西晃一朗,須見洋行.血栓溶解劑[P].日本公開特許89 180834,1989.

[10]Kamiya S,Haglmori M,Ogasawara M,et al.Invivoevaluation method of the effect of nattokinase on carrageenan induced tail thrombosis in a rat model[J]. Acta Haematologica,2010,124(4):218-224.

[11]Pylaev T E,Khanadeev V A,Khlebtsov B N,et al. Colorimetric and dynamic light scattering detection of DNA sequences by using positively charged gold nanospheres:a comparative study with gold nanorods[J]. Nanotechnology,2011,22(28):285501.

[12]Essam Kotb. Fibrinolytic Bacterial Enzymes with Thrombolytic Activity[M].Springer Briefs in Microbiology,2012:35-43.

[13]王常蘇,孫曉彤,余潔,等.納豆激酶高活性菌株BN-05鑒定及發(fā)酵工藝優(yōu)化[J].中國釀造,2014,33(1):91-95.

[14]Ero M P,Ng C M,Mihailovski T,et al. A pilot study on the serum pharmacokinetics of nattokinase in humans following a single,oral,daily dose[J]. Altern Ther Health Med,2013,19(3):16-19.

[15]馬國興,潘峰,王慶波,等.納豆激酶分子結(jié)構(gòu)與潛在應(yīng)用價值分析[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報,2016,35(4):342-349.

[16]張杰,葛武鵬,陳瑛,等.納豆激酶高產(chǎn)菌株的選育及固態(tài)發(fā)酵技術(shù)[J].食品科學(xué),2016,37(3):151-156.

[17]郭穎,孔繁東,祖國仁,等.納豆激酶溶栓功效及開發(fā)應(yīng)用前景[J].食品工業(yè)科技,2007,28(3):225-228.

[18]Murakami K,Yamanaka N,Ohnishi K,et al. Inhibition of angiotensin I converting enzyme by subtilisin nat(nattokinase)in natto,a Japanese traditional fermented food[J]. Food & Function,2012,3(6):674-678.

[19]Liu J G,Xing J M,Chang T S,et al. Optimization of nutritional conditions for nattokinase production byBacillusnattoNLSSE using statistical experimental methods[J]. Process Biochemistry,2005,40(8):2757-2762.

[20]譚銘勝,厲大偉,鄧元元,等.納豆芽孢桿菌固體發(fā)酵條件及其優(yōu)化研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2015,31(35):84-90.

[21]吳婷婷,丁玉勇.納豆芽孢桿菌最適發(fā)酵條件的研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2016,409(11):59-61.

[22]夏麗,沙維,張麗萍.紫外線誘變選育高產(chǎn)納豆激酶菌株的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工:創(chuàng)新版,2010,206(4):29-31,34.

[23]劉新梅,高宇,董明盛.原生質(zhì)體紫外誘變選育納豆激酶高產(chǎn)菌株[J].食品科學(xué),2005,26(11):49-52.

[24]Nakamura T K,Yamagata Y H,Ichishima E J.Nucleotide sequence of the subtilisin NAT gene,apr N,ofBacillussubtilis(natto)[J].Biosci Biotech Biochem,1992,56(11):1869-1871.

[25]Ai H X,Zhang L,Zhang X G,et al. Prokaryotic expression,purification and characterization of nattokinase[J]. Journal of Microbiology,2017,37(1):20-27.

[26]韓慧明,李詠梅.納豆激酶基因在大腸桿菌中的表達(dá)及活性分析[J].中國生物工程雜志,2014,34(10):49-54.

[27]關(guān)海琳.藥食兩用納豆激酶的研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)世界,2014(2):88-89.

[28]徐慧,吳暉,尹志娜,等.層析法分離純化納豆激酶[J].食品科技,2013,38(4):241-244.

[29]孫建華,曲曉軍,王金英,等.納豆激酶微膠囊的研制初探[J].黑龍江科學(xué),2016,7(19):13-15.

[30]程云.納豆激酶的酶學(xué)特性及其微膠囊的制備研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015.

[31]陳景鑫.納豆激酶微膠囊的制備及其穩(wěn)定性研究[D].大慶:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué),2010.

[32]Hsieh C W,Lu W C,Hsieh W C,et al. Improvement of the stability of nattokinase usingγ-polyglutamic acid as a coating material for microcapsulation[J]. LWT-Food Science and Technology,2009,42(1):144-149.

[33]Wei X T,Luo M F,Xie Y C,et al. Strain screening,fermentation,separation,and encapsulation for production of nattokinase functional food[J]. Appl Biochem Biotechnol,2012,168:1753-1764.

[34]Dong X Y,Kong F P,Yuan G Y,et al. Optimisation of preparation conditions and properties of phytosterol liposome-encapsulating nattokinase[J]. Nat Prod Res,2012,26(6):548-556.

[35]甘露,崔松松,倪敬田,等.納豆固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化[J].食品工業(yè)科技,2013,34(17):210-213.

[36]張娜,趙新淮.蛋白酶微膠囊制備工藝及在干酪成熟中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2010,41(2):151-156.

[37]王麗,蔣美娟,任丹丹,等.海帶類胡蘿卜素微膠囊的制備工藝研究[J].食品工業(yè)科技,2015,36(7):219-223.

[38]高薇薇,張澤生,錢俊,等.山楂果原花青素的微膠囊化研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36(1):68-72.

Preparationandstabilityofthenattomicrocapsules

ZHANGJie1,2,3,GEWu-peng4,*,YANGXi-juan1,2,3,DANGBin1,2,3

(1.Academy of Agriculture and Forestry,Qinghai University,Xining 810016,China;2.Qinghai Academy of Agriculture and Forestry,Xining 810016,China;3.Tibetan Plateau Key Laboratory of Agric-Product Processing in Qinghai,Xining 810016,China;4.College of Food Science and Engineering,Northwest A&F University,Xianyang 712100,China)

This study was based on natto as main material. Single factor experiments were used to examine the influence of proportions of gelatin,arabic gum to coating wall,the ratio of the mixed wall materials and the ratio of the wall-cord materials on microencapsulation efficiency. Then the optimal process of natto microcapsules was optimized,and the stability of the microcapsules was analyzed. The results showed that the optimal process parameters were as follows:arabic gum of 5%,gelatin of 5%,the ratio of gelatin/arabic gum of 1∶3,the ratio of wall-cord materials of 10∶1. Under these conditions,the highest rate of microencapsulated was 93.91%±0.21%. The irregular surface and the porous and loose inner structure of microcapsules were observed by scanning electron microscopy(SEM). The microcapsules were more s

Table than the native nattokinase by the pH and temperature. It would lay the foundation for the development of new products of natto and nattokinase.

nattokinase;microcapsule;process optimization;stability

2017-04-21

張杰(1989-)，女，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：發(fā)酵及生物技術(shù)，E-mail:zjzj89zjzj@163.com。

*

葛武鵬(1965-)，男，博士，副教授，研究方向：乳品科學(xué)及生物技術(shù)，E-mail:josephge@sina.com。

青海省農(nóng)林科學(xué)院創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2016-NKY-01)；青海省科技廳創(chuàng)新平臺建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目(2017-ZJ-Y31)；咸陽市重大科技計劃項(xiàng)目(K332015121)。

TS201.1

B

1002-0306(2017)22-0157-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.031