CN105310066B - 一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液及制法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明属于食品加工技术领域，公开了一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液及制法。其制备方法为：将植物酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2～3h，调整溶液pH 2.0～4.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液；然后将天然脂溶性色素溶于油脂中，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中进行搅拌、均质得到乳液；将均质后的乳液在80～90℃加热0.5～1h，得到包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液。本发明的纳米乳液天然色素含量高、含糖量低、分布的粒径小、酸性条件下稳定性好，可用于功能食品及保健品的开发。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液及制法。
背景技术
纳米乳液具有抗沉降和抗乳析动力学稳定性，是脂溶活性物质很好的包埋和输送载体，天然脂溶性色素如番茄红素是一种具有极强清除自由基能力的脂溶性活性物质。蛋白稳定的乳液对例如pH、离子强度和温度等环境压力非常敏感，当乳液中pH值接近蛋白等电点和/或较高盐浓度时，蛋白吸附层的静电斥力降低，因此发生聚结和絮凝。蛋白质吸附层在油-水界面可以防止液滴凝聚和稳定乳液。
水溶性大豆多糖可以从加工过程中产生的废料粕中提取，其不仅具有膳食纤维所具有的功能特性，还其他优越性能，如发泡稳定性、高水溶性、乳化及稳定性、抗粘结性、高温稳定、成膜性能以及酸性条件下对蛋白颗粒的稳定作用等。同时，多糖还含有少量的疏水蛋白，这有助于它的界面活性。据调查，市面上已有利用大豆可溶性多糖的益生菌饮料，利用大豆水溶性多糖作为酸性饮料乳液的乳化剂和稳定剂是当今市场的需求与发展趋势。
植物蛋白是重要的植物蛋白资源，营养价值高，在肉制品、乳制品等诸多领域应用十分广泛。但由于植物蛋白在其等电点附近会发生沉淀，不能有效地发挥功能作用，此外为了巴氏杀菌或者消毒，乳液被热处理，蛋白质变性而发生液滴聚结进而发生絮凝，从而限制了植物蛋白在食品和饮料行业中的应用。随着人们对食品的营养、健康、以及多样性等要求越来越全面，研究在酸性条件下具有优越稳定性的蛋白乳液变得尤为重要。
天然脂溶性色素如番茄红素是植物中所含的一种天然色素，是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一，不仅具有抗癌抑癌的功效，而且对于预防心血管疾病、动脉硬化等各种成人病、增强人体免疫系统以及延缓衰老等都具有重要意义。由于番茄红素易受氧、光、金属离子、pH等因素的影响，故它的应用受到很大限制，而利用蛋白/多糖复合物包裹番茄红素可以有效避免各因素对它的影响，大大提高人体内吸收。因此，基于大豆多糖包埋有番茄红素的纳米乳液在能够满足人们对食品的营养、健康、多样化的需求的基础上，还能保持清爽酸甜的口感，具有很好的市场前景。
与化学结合相比，蛋白/多糖静电作用是一种绿色过程。McClements等发现乳液稳定性可以通过添加多糖，从而形成一种均质后的吸收蛋白层的界面络合物，也就是形成“双层”或者“逐层”涂覆微滴而改善。交联的多糖包衣层可以通过避免界面复合物分解而增加乳液的稳定性。Corredig和他的同事们报道，大豆水溶性多糖包衣可以在中性pH和在pH3.0-4.0范围内，增强大豆蛋白隔离乳液的稳定性。利用蛋白和多糖相互作用形成的蛋白/多糖复合物能够有效的发挥两者的共同作用，改善蛋白的一些缺陷，因此，基于蛋白/多糖复合物所制备的许多体系有着优异的性能。据了解，包埋有番茄红素的蛋白/多糖纳米乳液没有相关产业化生产的报道，对活性物质包埋、保护和释放研究也仅限于科研。
在本发明中，利用大豆酸溶蛋白(acid soluble soy protein,ASSP)与可溶性大豆多糖(soy soluble polysaccharides，SSPS)的静电复合作用，制备包埋有脂溶性色素的纳米乳液。高压均质是用于生产纳米乳剂的最有效和高通量的粉碎系统，也可以离解蛋白质胶体的聚合以及破坏球状蛋白的四级和三级结构。由此可以得到大豆蛋白/大豆多糖复合乳液在不同pH值和离子强度介质中，表现出长期稳定性。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液。
本发明的另一目的在于提供一种上述包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液，所述纳米乳液是将天然脂溶性色素溶于油脂后，加入到植物酸溶蛋白和大豆多糖的混合溶液中，通过均质乳化、加热反应得到。
所述的天然脂溶性色素为番茄红素、姜黄素等脂溶性色素中的一种。
所述的油脂优选玉米油、色拉油或橄榄油。
所述的植物酸溶蛋白包括大豆酸溶蛋白、豌豆酸溶蛋白、芸豆酸溶蛋白等在等电点可溶的酸溶蛋白。
上述包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，包括以下制备步骤：
将植物酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2～3h，调整溶液pH 2.0～4.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液；然后将天然脂溶性色素溶于油脂中，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中进行搅拌、均质得到乳液；将均质后的乳液在80～90℃加热0.5～1h，得到包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液。
所述的植物酸溶蛋白与可溶性大豆多糖的质量比为1:(1～5)，优选1:(4～5)；植物酸溶蛋白与混合溶液的重量体积比为0.5％。
所述的调整溶液pH是指用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH。
优选地，所述油脂的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml；天然脂溶性色素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.04～0.08g/100ml，更优选0.05～0.06g/100ml。
所述的搅拌是指在10000rpm下搅拌1min；所述的均质是指利用高压微射流纳米均质机在300～800bar压力下均质1～3min；优选在500bar压力下均质3min。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所制备的包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液非常稳定，且色素含量高、含糖量低、分布的粒径小、酸性条件下稳定性好；
(2)本发明的制备工艺简单，反应过程容易控制，生产周期短，设备投资和生产成本低；
(3)本发明的制备方法不添加有毒有害试剂，绿色安全。
附图说明
图1为本发明实施例4所得纳米乳液的透射电子显微镜(TEM)测量图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中的植物酸溶蛋白通过以下方法制备：采用双酶法(参考文献：郭睿.功能性大豆蛋白的制备及应用[D].广州:华南理工大学,2012.)，稍做改进。低温脱脂豆粕(大豆豆粕、豌豆豆粕、芸豆豆粕)100目过筛后称取50g，用高速粉碎机磨成粉状，加入去离子水0.5L，用HCL调pH为7.0，充分搅拌。搅拌2h之后4000g、25℃离心20min，取上清液调至pH4.5，溶液出现乳白色沉淀。将溶液2000g、25℃离心20min，取沉淀，加入湿重5倍的去离子水，调pH 4.5，45℃恒温水浴30min。加入蛋白酶溶液，恒温水浴酶解30min后，升温至85℃恒温水浴灭酶20min。之后，在37℃，调至pH 3.5条件下，植酸酶(500u/g,5000u/ml)酶解30min，反应结束后120℃处理15min灭酶，冷却至室温，8000g离心20min，上清液冷冻干燥，得植物酸溶蛋白(大豆酸溶蛋白、豌豆酸溶蛋白、芸豆酸溶蛋白)。
以下实施例中所使用的可溶性大豆多糖购于福建味博食品有限公司；番茄红素和姜黄素购于中粮屯河股份有限公司；罗汉果甜苷购于陕西慧科植物开发有限公司。
以下实施例得到的包埋脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的粒径测试方法如下：乳液稀释使蛋白浓度为7.5×10-3mg/ml，利用激光散射仪在90°散射角下分析测量纳米粒度，测量温度25℃，每个样品至少重复测量三次取平均值。
实施例1
将大豆酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2h，用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH为2.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液，控制混合溶液中大豆酸溶蛋白的重量体积比为0.5％，大豆酸溶蛋白与大豆多糖的质量比为1:1；然后将番茄红素溶于玉米油后，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中，控制玉米油的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml，番茄红素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.05g/100ml，在10000rpm下搅拌1min，然后利用高压微射流纳米均质机在300bar压力下均质1min得到乳液；将均质后的乳液在80℃加热0.5h得到包埋番茄红素的大豆酸溶蛋白/大豆多糖纳米乳液。所得纳米乳液的粒径为472.34nm。
实施例2
将豌豆酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2.5h，用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH为3.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液，控制混合溶液中豌豆酸溶蛋白的重量体积比为0.5％，豌豆酸溶蛋白与大豆多糖的质量比为1:3；然后将番茄红素溶于色拉油后，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中，控制色拉油的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml，番茄红素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.05g/100ml，在10000rpm下搅拌1min，然后利用高压微射流纳米均质机在500bar压力下均质2min得到乳液；将均质后的乳液在85℃加热1h得到包埋番茄红素的豌豆酸溶蛋白/大豆多糖纳米乳液。所得纳米乳液的粒径为369.41nm。
实施例3
将芸豆酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌3h，用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH为4.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液，控制混合溶液中芸豆酸溶蛋白的重量体积比为0.5％，芸豆酸溶蛋白与大豆多糖的质量比为1:4；然后将番茄红素溶于玉米油后，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中，控制玉米油的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml，番茄红素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.06g/100ml，在10000rpm下搅拌1min，然后利用高压微射流纳米均质机在800bar压力下均质1min得到乳液；将均质后的乳液在90℃加热0.5h得到包埋番茄红素的芸豆酸溶蛋白/大豆多糖纳米乳液。所得纳米乳液的粒径为387.54nm。
实施例4
将大豆酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2h，用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH为3.5，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液，控制混合溶液中大豆酸溶蛋白的重量体积比为0.5％，大豆酸溶蛋白与大豆多糖的质量比为1:5；然后将姜黄素溶于玉米油后，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中，控制玉米油的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml，姜黄素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.06g/100ml，在10000rpm下搅拌1min，然后利用高压微射流纳米均质机在500bar压力下均质1min得到乳液；将均质后的乳液在85℃加热0.5h得到包埋番茄红素的大豆酸溶蛋白/大豆多糖纳米乳液。所得纳米乳液的粒径为376.33nm。
本实施例纳米乳液的透射电子显微镜(TEM)测量图如图1所示(测试电压：80千伏，将ASSP浓度5mg/ml，ASSP/SSPS比例1:5的复合乳液稀释5000倍沉积在镀碳铜网格上，用磷钨酸染色处理后放至通风处干燥24h)。由图1可以看出，本发明得到的包埋脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液微滴分布均匀，无聚集现象，说明本发明得到的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液具有良好的稳定性，且分布粒径较小。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
将植物酸溶蛋白和可溶性大豆多糖分别溶解于去离子水中，搅拌2～3h，调整溶液pH2.0～4.0，分别得到蛋白储液和多糖储液，将蛋白储液加入到多糖储液中混合均匀得到混合溶液；然后将天然脂溶性色素溶于油脂中，与罗汉果甜苷一起加入到上述混合溶液中进行搅拌、均质得到乳液；将均质后的乳液在80～90℃加热0.5～1h，得到包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液；
所述的植物酸溶蛋白是指大豆酸溶蛋白、豌豆酸溶蛋白或芸豆酸溶蛋白；所述的天然脂溶性色素为番茄红素或姜黄素；所述的油脂是指玉米油、色拉油或橄榄油。
2.根据权利要求1所述的一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述的植物酸溶蛋白与可溶性大豆多糖的质量比为1:(1～5)；植物酸溶蛋白与混合溶液的重量体积比为0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述的调整溶液pH是指用总酸浓度为0.1mol/L的柠檬酸、苹果酸和柠檬酸钠的混合溶液调整溶液pH。
4.根据权利要求1所述的一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述油脂的加入量相对于混合溶液的质量体积比为3g/100ml；天然脂溶性色素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.04～0.08g/100ml。
5.根据权利要求4所述的一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述天然脂溶性色素的加入量相对于混合溶液的质量体积比为0.05～0.06g/100ml。
6.根据权利要求1所述的一种包埋天然脂溶性色素的植物蛋白/大豆多糖纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述的搅拌是指在10000rpm下搅拌1min；所述的均质是指利用高压微射流纳米均质机在300～800bar压力下均质1～3min。
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