一种姜黄素皮克林乳液及其制备方法与应用

(一)本发明属于抑菌防霉领域，特别涉及姜黄素皮克林乳液及其制备方法与应用。背景技术：0、(二)背景技术1、姜黄素(curcumin，cur)是从姜黄根茎中提取的小分子多酚化合物，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等生理活性。姜黄素在世界卫生组织、联合国粮食及农业组织颁布的文件中被列为添加剂，我国《食品添加剂使用卫生标准》(gb 2760-1981)中也将其列为允许添加至食品中的天然色素之一，对细菌、真菌等食品中的污染菌存在光谱抑菌性(杨友洋，姜黄素对黄曲霉菌的生长抑制，合肥工业大学学报(自然科学版)，2024)。经过400-470nm波长光的激发，姜黄素可快速产生具有细胞毒性的ros，破坏污染微生物细胞，抑制污染菌生长(张鹏敏，壳聚糖/姜黄素光动力复合涂膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果及机理，食品科学，2023)。然而，姜黄素极不溶于水，限制了游离姜黄素与污染微生物的结合，降低了姜黄素的抗菌效率。2、肉桂醛(cinnamaldehyde，cn)是肉桂精油的主要成分，不仅具有良好的生理活性(抗高血糖、抗癌、抗氧化等)(褚鹿鹿,肉桂醛防治糖尿病的药理作用研究进展,现代药物与临床,2023；牟悦,肉桂醛调节肿瘤的作用及机制研究进展,中华中医药杂志,2023.)，还具有高效的抑菌性能，对动物饲料和人类食物中的食源性病原体存在普遍抑制性(mendelfriedman,chemistry,antimicrobial mechanisms,and antibiotic activities ofcinnamaldehyde against pathogenic bacteria in animal feeds and human foods,journal of agricultural and food chemistry,2017.)，能有效抑制各种污染微生物。肉桂醛的极性性质能高效溶解姜黄素，继而通过皮克林乳液包封，即可提高姜黄素及肉桂醛的水溶性、生物利用度，同时肉桂醛的加入增强了姜黄素的抑菌效果。3、皮克林乳液由胶体或固体颗粒稳定，固体颗粒在油水界面的不可逆吸附赋予其良好的稳定性(li xiaomin,fabrication and characterization of pickering emulsionsstabilized by octenyl succinic anhydride-modified gliadin nanoparticle,foodhydrocolloids,2019.)。壳聚糖(chitosan，cs)是自然界中仅次于纤维素的第二丰富的生物聚合物，来自甲壳类动物的外骨骼和食用菌，是世界上存在的极少数带正电荷的天然生物聚合物之一。玉米醇溶蛋白类蛋白质具有非极性氨基酸含量高、易形成胶体颗粒等特点，可制备稳定的皮克林乳液，将玉米醇溶蛋白与壳聚糖相互作用制备复合固体颗粒，可有效包封非水溶性成分制备成稳定的乳液体系(wang yan，citral and cinnamaldehyde-pickering emulsion stabilized by zein coupled with chitosan againstaspergillus.spp and their application in food storage，food chemistry，2023)。4、李辰等人的专利“一种蛋清蛋白壳聚糖姜黄素抑菌涂层的制备方法与应用”(cn117004318a)中显示，通过制备蛋清蛋白/壳聚糖/姜黄素复合抑菌涂层，喷涂至膜上，抗菌膜对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌显示出较其它方案略好的抑菌性，抑菌圈直径分别为10.2mm和11.1mm。但抗菌膜的形式限制了它在实际应用中的使用范围，姜黄素需与微生物接触才可最大程度地发挥杀菌效果，薄膜的使用无法有效保护不接触姜黄素的食品。5、肖波等人的专利“一种载姜黄素抗菌纤维膜及其制备方法”(cn107308137a)，利用静电纺丝制得一种载姜黄素抗菌纤维膜，对白色念珠菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌的抗菌效果达到93％以上。技术实现思路0、(三)技术实现要素：1、本发明目的是提供一种姜黄素皮克林乳液及其制备方法与应用，本发明在特定条件下制备的姜黄素皮克林乳液具有良好的杀菌效果，制备方法简单，有效解决了应用过程中姜黄素溶解度低、杀菌效率低的问题，同时光照显著增强了姜黄素的光驱动杀菌效果，进一步提高了杀菌能力。制备的乳液不仅对黄曲霉、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌表现出良好的抑制效果，同时能够有效改善黄曲霉污染的问题，杀菌范围广且杀菌效果良好。2、本发明采用的技术方案是：3、本发明提供一种姜黄素皮克林乳液，所述姜黄素皮克林乳液按如下步骤制备：4、(1)将壳聚糖加入乙酸水溶液，搅拌至透明(优选磁力搅拌器以1000r/min搅拌2h至透明)，获得壳聚糖溶液；5、(2)将玉米醇溶蛋白加入步骤(1)全部壳聚糖溶液中，再加入无水乙醇，搅拌混匀(优选磁力搅拌器以1000r/min搅拌2h)，再超声辅助溶解，得到混合油相，作为包封材料；6、(3)将姜黄素与肉桂醛混合均匀，得到姜黄素混合液；7、(4)磁力搅拌条件下，步骤(2)混合油相与姜黄素混合液，混合均匀，随即加入水，搅拌混合均匀，超声辅助均质，得到姜黄素皮克林乳液。8、进一步，步骤(1)乙酸水溶液质量浓度1-5％，优选1％；所述乙酸水溶液体积用量以壳聚糖质量计为0.1-1l/g，优选0.6l/g。9、进一步，步骤(2)无水乙醇体积用量以玉米醇溶蛋白质量计为50-100ml/g，优选70ml/g；所述玉米醇溶蛋白与步骤(1)壳聚糖质量比为10-30:1，优选20:1。10、进一步，步骤(2)超声辅助溶解是在功率600w、频率20khz条件下超声5min。11、进一步，步骤(3)姜黄素与肉桂醛质量比为1：10-100，优选1:50。12、进一步，步骤(4)中姜黄素混合液与混合油相体积比为1:10-50，优选1:25；姜黄素混合液与水的体积比为1:50-100，优选1:75。13、进一步，步骤(4)超声辅助均质是在功率400w，频率20khz(70％)条件下，冰浴超声处理10min。14、本发明还提供一种所述姜黄素皮克林乳液在制备杀菌剂中的应用，所述杀菌剂包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌杀菌剂。15、本发明还提供一种所述姜黄素皮克林乳液在制备防霉剂中的应用，所述防霉剂包括黄曲霉防霉剂。16、与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：17、本发明制备的姜黄素皮克林乳液具有良好的微观结构及稳定性，粒径为195.73±2.25nm，pdi为0.418±0.028，zeta电位为17.1±2.2mv，浊度为0.9020±0.4213，制备的乳液为均匀的黄色乳状液，在15天内保持良好的稳定性。18、本发明制备方法简单，成本低。19、本发明制备的姜黄素皮克林乳液对食品中的污染微生物存在普遍抑制效果，可在24h内100％抑制大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的生长；并且有效防止了花生中黄曲霉的污染情况，浓度为0.5μl/ml时即可显著降低黄曲霉孢子的萌发率，约为96.94％，cur-cn浓度为1μl/ml时表示出在7天内抑制黄曲霉孢子萌发的抑制效果。20、将姜黄素皮克林乳液涂覆于花生籽粒表面，并以420nm波长的紫外灯照射5min，可杀灭花生表面100％的黄曲霉，在培养7天后，花生仁中的带菌量较对照组降低81.91％，且霉变率为0％。21、本发明制备的姜黄素皮克林乳液使用过程中结合紫外光照，前期主要是姜黄素的光驱动杀菌发挥抑菌效果，姜黄素失去杀菌作用后，乳液中包封的肉桂醛缓慢释放，持续发挥杀菌效果，延长了乳液的杀菌时效性，并且有效解决了姜黄素使用条件限制等问题。