一种蛋白质-CoQ10复合物及其制备方法和应用技术领域
本发明涉及生物活性物质或功能因子纳米生物制品，以及功能性食品的生
产工艺技术领域，具体是指一种利用蛋白质纳米包埋性质制备水溶性辅酶Q10
(CoQ10)的生产方法。
背景技术
辅酶Q10(CoQ10)，化学名称为2，3-二甲基-5-甲基-6-癸异戊烯基苯醌，
是一种脂溶性的苯醌类化合物，其结构类似于维生素K。许多研究表明，CoQ10
具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、改善记忆等作用，可用于预防和治疗心血
管疾病和神经退化疾病。还有研究表明，CoQ10与心率失常、高血压、AIDS、
哮喘及其他呼吸道疾病、帕金森和亨廷顿氏舞蹈综合症、肺病、过敏等疾病密
切相关。正常情况下，人体内酪氨酸通过结合维生素B2、B6、B12等八种维
生素和几种微量元素经过多级反应，可自身合成CoQ10，但是这种生物合成能
力会随着年龄的增长和身体健康状态下降而下降，膳食补充CoQ10对这类特殊
人群是十分必要的。然而CoQ10的分子高疏水性阻碍了人体对其的吸收，导致
口服CoQ10的生物利用率极低，因此如何提高CoQ10的水溶解性和生物效价是
膳食补充CoQ10首先要解决的问题。
目前应用于克服CoQ10疏水性的方法有固体分散、脂质体包埋、乳液、
PMMA纳米颗粒、环糊精包埋、牛血清白蛋白水解肽复合物等，但是这些方
法制备的CoQ10仍然难以达到较高的水相分散性和生物效价，甚至所用的原料
为非天然物质，具有一定的安全隐患，不适用于食品体系中。因此研究一种简
易、安全、有效的提高CoQ10水溶解性和稳定性的方法亟待解决。
研究表明，许多食物源蛋白质可与疏水性生物活性物质相互作用形成纳米
复合物，从而提高这些活性物质在水相中的溶解性和稳定性，例如大豆蛋白/
姜黄素纳米复合物、β-乳球蛋白/姜黄素纳米复合物、酪蛋白/二十二碳六烯酸
(DHA)纳米颗粒等。然而利用蛋白质纳米包埋性质制备水溶性CoQ10的研究还
未见报道。
发明内容
本发明提出一种利用蛋白质纳米包埋性质制备蛋白质-CoQ10复合物及其
制备方法，旨在利用蛋白质的纳米包埋性质及蛋白质与CoQ10的相互作用，快
速、有效的形成纳米复合物，进而达到解决CoQ10在食品及相关领域中应用的
溶解性差、易光降解和生物利用率低的难题。
一种蛋白质-CoQ10复合物的制备方法，包括如下步骤：
第一步按照固液比0.1～1.0:10千克/升将蛋白质分散并溶解于去离子水
中，搅拌2～4小时后，于4～8℃充分水化，调节pH至中性，最后离心去除不
溶物，得蛋白分散液；
第二步将CoQ10按照固液比1～20:1克/升分散于无水乙醇中，在30～
40℃加热、搅拌条件下充分溶解；
第三步于常温搅拌的条件下，按体积分数比为5～100:100将CoQ10乙醇
溶液逐滴加入第一步制得的蛋白分散液中，之后继续搅拌3～6小时，离心，
收集上清液；
第四步将上清液真空旋转蒸发去除乙醇，收集浓缩液并用去离子水稀释
至浓缩前体积，最后干燥，即得到蛋白质-CoQ10复合物。
所述蛋白质为酪蛋白酸钠、大豆分离蛋白和乳清浓缩蛋白中的一种或两种
以上的混合物。
所述第一步的固液比为0.1～0.3:10千克/升。
所述第二步CoQ10的质量浓度为10～20克/升。
所述第三步的体积分数比为25～67:100。
所述第四步的真空条件为40～45℃、0.08～0.1MPa。
所述第一步水化的时间为6～12小时。
该方法的关键是使CoQ10高效分散并结合于酪蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白
等蛋白质，进而形成具有纳米尺度大小的蛋白复合物。该方法除了采用无水乙
醇溶解CoQ10之外，不涉及任何非食品级化学添加剂，而在实际工业中可采用
食用酒精代替无水乙醇，因此本方法具有安全可靠的优点。制备得到的高荷载
CoQ10的蛋白质制品，不仅可以作为功能因子应用于保健食品或药品的研发，
还可以作为基料应用于例如酸奶、蛋白饮料等食品加工中。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点和有益效果：
(1)本发明采用蛋白质纳米载体技术制备水溶性CoQ10，酪蛋白酸钠、
大豆分离蛋白和乳清浓缩蛋白等都是食品体系中广泛应用的蛋白质，均具有营
养价值高、功能性质好、安全无毒的优点，因此制备的蛋白质-CoQ10复合物是
安全的。
(2)本发明利用蛋白质的纳米包埋性质和乙醇水溶液的适度变性作用促
进蛋白质与CoQ10的结合，形成酪蛋白酸钠、大豆分离蛋白或乳清浓缩蛋白
-CoQ10复合物，可以极大的提高CoQ10的溶解性和稳定性。
(3)本发明涉及的生产工艺简单、安全，是一种绿色的生产技术。
(4)本发明生产的蛋白质-CoQ10复合物可作用功能因子用于功能食品或
药品的生产中。
附图说明
图1为酪蛋白酸钠-CoQ10复合物中颗粒的粒径分布图。
图2为酪蛋白酸钠-CoQ10复合物中颗粒的原子力显微镜图。
图3为大豆分离蛋白-CoQ10复合物中颗粒的粒径分布图。
图4大豆分离蛋白-CoQ10复合物中颗粒的原子力显微镜图。
图5为乳清浓缩蛋白-CoQ10复合物中颗粒的粒径分布图。
图6为乳清浓缩蛋白-CoQ10复合物中颗粒的原子力显微镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方
式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
第一步按照千克:升(固液比)0.2:10将酪蛋白酸钠分散并溶解于去离子
水中，搅拌2小时后，放置于4℃冰箱中充分水化12小时，调节pH至中性，
离心去除不溶物，得到酪蛋白酸钠溶液。
第二步将CoQ10按照克:升(固液比)20:1分散于无水乙醇中，在40℃加
热、磁力搅拌条件下充分溶解。
第三步于常温在机械搅拌或磁力搅拌的条件下，按体积分数比为25:100
将CoQ10乙醇溶液逐滴加入酪蛋白酸钠溶液中，之后继续搅拌4小时，离心去
除一些不溶物，去除沉淀和上浮物，收集上清液。
第四步将上清液收集于蒸馏瓶中，在40℃、0.08MPa真空度条件下旋转
蒸发去除乙醇，收集浓缩液并用去离子水稀释至浓缩前体积，最后冻干，即可
得到酪蛋白酸钠-CoQ10复合物。得到的稀释液为黄白色液体，每克蛋白的
CoQ10荷载量达174.48毫克。通过动态光衍射和原子力显微镜分析(图1、2)
发现，酪蛋白酸钠-CoQ10以平均粒径为225nm的颗粒形态存在。通过紫外光
照射试验和模拟胃肠道消化试验发现，与酪蛋白酸钠结合后，经254nm和
365nm紫外灯光照2小时，CoQ10的光降解率由27.17％(游离CoQ10)减少至
7.98％；经模拟的胃液和肠液先后消化后，CoQ10的生物转化率由1.48％(游
离CoQ10)提高至36.09％。冻干粉复溶后，有少许游离CoQ10析出，溶液呈黄
白色，可见与酪蛋白酸钠复合可显著提高CoQ10在水相中的溶解性和稳定性。
实施例2
第一步按照千克:升(固液比)0.16:10将大豆分离蛋白分散并溶解于去离
子水中，搅拌2小时后，放置于4℃冰箱中充分水化6小时，调节pH至中性，
离心去除不溶物，得大豆分离蛋白溶液。
第二步将CoQ10按照克:升(固液比)2.5:1分散于无水乙醇中，在30℃
加热、磁力搅拌条件下充分溶解。
第三步于常温在机械搅拌或磁力搅拌的条件下，按体积分数比为67:100
将CoQ10乙醇溶液逐滴加入大豆分离蛋白溶液中，之后继续搅拌3小时，离心
去除一些不溶物，去除沉淀和上浮物，收集上清液。
第四步将上清液收集于蒸馏瓶中，在45℃、0.1MPa真空度条件下旋转
蒸发去除乙醇，收集浓缩液并用去离子水稀释至浓缩前体积，最后冻干，即可
得到大豆分离蛋白-CoQ10复合物。得到的稀释液为浅黄白色液体，每克蛋白的
CoQ10荷载量达91.39毫克。通过动态光衍射和原子力显微镜分析(图3、4)
发现，大豆分离蛋白-CoQ10以平均粒径为173nm的颗粒形态存在。通过紫外
光照射试验和模拟胃肠道消化试验发现，与大豆分离蛋白结合后，经254nm
和365nm紫外灯光照2小时，CoQ10的光降解率由27.17％(游离CoQ10)减
少至9.69％；经模拟的胃液和肠液先后消化后，CoQ10的生物转化率由1.48％
(游离CoQ10)提高至10.05％。冻干粉复溶后，有少许游离CoQ10析出，溶液
呈浅黄白色，可见与大豆分离蛋白复合可显著提高CoQ10在水相中的溶解性和
稳定性。
实施例3
第一步按照千克:升(固液比)0.2:10将乳清浓缩蛋白分散并溶解于去离
子水中，搅拌2小时后，放置于4℃冰箱中充分水化10小时，调节pH至中性，
离心去除不溶物，得乳清浓缩蛋白溶液。
第二步将CoQ10按照克:升(固液比)20:1分散于无水乙醇中，在40℃加
热、磁力搅拌条件下充分溶解。
第三步于常温在机械搅拌或磁力搅拌的条件下，按体积分数比为25:100
将CoQ10乙醇溶液逐滴加入乳清浓缩蛋白溶液中，之后继续搅拌4小时，离心
去除一些不溶物，去除沉淀和上乳物，收集上清液。
第四步将上清液收集于蒸馏瓶中，在45℃、0.1MPa真空度条件下旋转
蒸发去除乙醇，收集浓缩液并用去离子水稀释至浓缩前体积，最后冻干，即可
得到乳清浓缩蛋白-CoQ10复合物。得到的稀释液为黄白色液体，每克蛋白的
CoQ10荷载量达218.13毫克。通过动态光衍射和原子力显微镜分析(图5、6)
发现，乳清浓缩蛋白-CoQ10以平均粒径为220nm的颗粒形态存在。通过紫外
光照射试验和模拟胃肠道消化试验发现，与乳清浓缩蛋白结合后，经254nm
和365nm紫外灯光照2小时，CoQ10的光降解率由27.17％(游离CoQ10)减
少至9.44％；经模拟的胃液和肠液先后消化后，CoQ10的生物转化率由1.48％
(游离CoQ10)提高至33.65％。冻干粉复溶后，有少许游离CoQ10析出，溶液
呈黄白色，可见与乳清浓缩蛋白复合可显著提高CoQ10在水相中的溶解性和稳
定性。