CN111528451B - 基于改性磷虾油的食品乳化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于改性磷虾油的食品乳化剂及其制备方法。所述改性磷虾油，将磷虾油进行糖基化和酶解化处理，降低磷虾油的粘度，制备得到改性磷虾油。本发明基于改性磷虾油制备了一款高营养的天然食品乳化剂，拓宽了磷虾油在食品中的应用。本发明采用酶法水解磷虾油中的甘油三酯和磷脂，且进行磷脂糖基化，有效降低磷虾油的黏度，同时产生的甘油二酯和单甘脂可以增强磷虾油乳化性能。本发明拓宽了磷虾油在食品中的应用，同时提供了一种天然高营养的食品乳化剂。
Description
技术领域
本发明属于水产高价值食品技术领域，具体涉及基于改性磷虾油的食品乳化剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着陆地资源及近海渔业资源的不断衰竭，磷虾因其丰富的营养价值及巨大的生物资源量而受到世界瞩目，成为渔业开发的重要经济目标物种。磷虾油作为一种深海油脂，是 EPA 和 DHA 的良好来源。南极磷虾油最早出现于 2003 年的美国市场。2008年，南极磷虾油获得美国 FDA 的GRAS认证。随后在 2009 年，被欧盟批准为新食品原料，可用于食品、膳食补充剂和特殊医疗食品。我国国家卫生健康委员会也于 2013 年认定南极磷虾油为新食品原料。2016 年，欧盟再一次修订了南极磷虾油的使用范围，除普通人群外，新增孕妇和乳母人群，这一举措有望推动南极磷虾油在母婴市场的应用。可以看出，南极磷虾油作为一种新兴海洋脂质，短短数十年已经极具市场吸引力，发展前景不容小觑。
食品乳化剂是指能改善乳化体系中各种构成相之间的表面张力，形成均匀分散体系或乳化体系的物质，也称为表面活性剂。中国已经批准使用的食品乳化剂有司盘、吐温类、硬脂酰乳酸钠钙、硬脂酰乳酸钠、三聚甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖酯、大豆磷脂、月桂酸单甘油酯等三十多个产品，中国乳化剂产品超过了3万吨，世界食品乳化剂消费量已经超过了40万吨。中国食品乳化剂产品的品种和用量还远远少于国外。
因此，开发多种功能的乳化剂新品种，丰富中国食品乳化剂的内在功能应该成为业界开发新产品的导向。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于改性磷虾油的食品乳化剂，另一目的是提供该食品乳化剂的制备方法，以弥补现有技术的不足。
磷虾油中含有磷脂和甘三酯具有作为乳化剂的基础，同时含有虾青素等抗氧化物质使得稳定性好不易氧化，因此磷虾油具有作为食品乳化剂的潜力。但磷虾油粘度高疏水性强等原因使得磷虾油在作为食品乳化剂方面受到限制。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种改性磷虾油，将磷虾油进行糖基化和酶解化处理，降低磷虾油的粘度，制备得到改性磷虾油。
进一步的，利用磷脂酶D和糖对磷虾油中的磷脂进行糖基化，利用磷脂酶和脂肪酶酶解磷虾油，从而降低磷虾油的粘度。
一种基于改性磷虾油的食品乳化剂，该食品乳化剂为改性磷虾油，具体改性方法为对磷虾油进行糖基化和酶解。
进一步的，所述糖基化是对磷虾油中的磷脂进行糖基化处理，利用磷脂酶D和单糖对磷虾油中的磷脂进行糖基化。
进一步的，所述改性磷虾油的粘度为30~60mPa·g。
进一步的，所述改性磷虾油的制备方法，包括如下步骤，
（1）配制缓冲溶液，将糖、脂肪酶和磷脂酶溶于缓冲液中作为水相，磷虾油溶于有机溶剂中作为有机相，将水相和有机相充分混合；
（2）将混合物置于一定温度下，搅拌并充分反应；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到改性磷虾油。
进一步的，所述步骤（1）中的缓冲液为pH 2-12的磷酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲液中的一种。
进一步的，所述步骤（1）中添加的糖的浓度为1%~40%，脂肪酶的浓度为0.1~2%，磷脂酶的浓度为0.1~2%。
进一步的，所述步骤（1）中的加入糖为单糖，具体为葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、核糖中的一种或多种混合；也可以选择双糖或寡糖，如果糖和蔗糖等，但是加入单糖的糖基化效果较好。
进一步的，所述步骤（1）中的加入中的脂肪酶为Lipozyme RM IM、Novozym435、Lipozyme435其中的一种或多种混合。
进一步的，所述步骤（1）中的磷脂酶为磷脂酶D，再选择加入磷脂酶A1或磷脂酶A2中的一种或两种混合。
进一步的，所述步骤（1）中的有机溶剂为异己烷、己烷、乙酸乙酯、丙酮、丁烷一种或多种混合。
进一步的，所述步骤（1）中的磷虾油在有机相中的浓度为1-40%。
进一步的，所述步骤（1）中的水相和有机相的比例为1:1-1:4。
进一步的，所述步骤（2）中反应温度为20-40℃，反应时间为0.1-48 h。
进一步的，所述步骤（3）中去除有机相的方法为旋转蒸发或减压浓缩。本发明的优点和技术效果：
本发明基于改性磷虾油制备了一款高营养的天然食品乳化剂，拓宽了磷虾油在食品中的应用。本发明采用酶法水解磷虾油中的甘油三酯和磷脂，且进行磷脂糖基化，有效降低磷虾油的黏度，同时产生的甘油二酯和单甘脂可以增强磷虾油乳化性能。本发明拓宽了磷虾油在食品中的应用，同时提供了一种天然高营养的食品乳化剂。
磷虾油对人体健康具有诸多益处，包括抗炎、预防心血管疾病、保护神经系统和抗癌等作用，酶法水解和糖基化反应安全性高，经过改性后磷虾油黏度降低，乳化性能增强，能够作为食品乳化剂使用添加。
具体实施方式
以下通过案例进一步对本发明的技术方案进行说明，应理解以下仅为本发明示例性说明，并不局限与本发明权利要求的保护范围。
实施例1 改性磷虾油的制备
一种改性磷虾油的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制pH=5.6醋酸钠缓冲溶液，添加10%葡萄糖、1%Lipozyme435和1%磷脂酶D溶于缓冲液中作为水相，20%磷虾油溶于丙酮中作为有机相，将水相和有机相充分混合，水相与有机相比为1:2；
（2）将混合物置于37℃下，搅拌反应12 h；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到五种改性磷虾油乳化剂。
实施例2：
一种改性磷虾油的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制pH=5.6醋酸钠缓冲溶液，添加9%糖果糖、1%Lipozyme435和1.5%磷脂酶D溶于缓冲液中作为水相，20%磷虾油溶于丙酮中作为有机相，将水相和有机相充分混合，水相与有机相比为1:2；
（2）将混合物置于37℃下，搅拌反应10 h；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到五种改性磷虾油乳化剂。
实施例3
一种改性磷虾油的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制pH=5.6醋酸钠缓冲溶液，添加8%糖半乳糖、0.8%Lipozyme435和2%磷脂酶D溶于缓冲液中作为水相，20%磷虾油溶于丙酮中作为有机相，将水相和有机相充分混合，水相与有机相比为1:2；
（2）将混合物置于37℃下，搅拌反应14 h；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到五种改性磷虾油乳化剂。
实施例4
一种改性磷虾油的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制pH=5.6醋酸钠缓冲溶液，添加11%甘露糖、1.2%Lipozyme435和1%磷脂酶D溶于缓冲液中作为水相，20%磷虾油溶于丙酮中作为有机相，将水相和有机相充分混合，水相与有机相比为1:2；
（2）将混合物置于37℃下，搅拌反应16 h；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到五种改性磷虾油乳化剂。
实施例5
一种改性磷虾油的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制pH=5.6醋酸钠缓冲溶液，添加12%核糖、1%Lipozyme435和1%磷脂酶D溶于缓冲液中作为水相，20%磷虾油溶于丙酮中作为有机相，将水相和有机相充分混合，水相与有机相比为1:2；
（2）将混合物置于37℃下，搅拌反应10 h；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到五种改性磷虾油乳化剂。
实施例6：改性前后磷虾油粘度分析
实验与仪器：流变仪为市购常规仪器。
取实施例1制备的改性磷虾油，测定改性前后粘度的变化，结果如表2所示。
表1 改性前后磷虾油粘度
| 样品 | 改性前磷虾油 | 改性葡萄糖磷虾油 | 改性果糖磷虾油 | 改性半乳糖磷虾油 | 改性甘露糖磷虾油 | 改性后核糖磷虾油 |
| 粘度（mPa·g） | 117.6±2.3 | 65.3±4.3 | 75.5±1.2 | 82.6±2.1 | 89.1±1.9 | 77.4±3.1 |
由该表可得：改性后磷虾油的粘度降低至原粘度的24~55%左右，极大地降低了磷虾油粘度，添加5种单糖制备的改性磷虾油黏度均降低，其中，添加葡萄糖制备的改性磷虾油制备黏度降低最显著，能够作为食品乳化剂使用。
实施例7：改性前后磷虾油作为乳化剂制备水包油乳液
实验与仪器：磁力搅拌器，超声乳化仪，马尔文2000粒度分布仪，高速离心机均为市购常规仪器。
取实施例1-5制备的改性磷虾油，将改性磷虾油与植物油混合溶液高速剪切20000转/分钟，剪切2分钟，制备粗乳液；
将粗乳液进行超声处理。用20kHz的超声探头进行40~80W cm-2，将超声探头深入粗乳液，据底面3mm，处理6分钟，得到乳液。
使用去离子水作为分散剂，参数设置为温度25℃，用马尔文粒度仪测量乳液粒径，结果如表2所示。
表2 改性前后磷虾油制备乳液粒径
| 样品 | 磷虾油制备乳液 | 改性葡萄糖磷虾油乳液 | 改性果糖磷虾油乳液 | 改性半乳糖磷虾油乳液 | 改性甘露糖磷虾油乳液 | 改性后核糖磷虾油乳液 |
| 粒径（nm） | 332.6±4.4 | 132.6±3.1 | 232.4±6.4 | 272.1±4.8 | 293.1±2.3 | 221.6±3.1 |
粒径越小乳液稳定性越高，由上表结果可以看出：5种改性磷虾油制备的乳液粒径均比磷虾油制备的乳液粒径小，其中，改性葡萄糖磷虾油制备乳液的粒径最小，作为乳化剂效果最好。
通过上述实施例可得，本发明能够提供一种可作为食品乳化剂的改性磷虾油。
Claims (4)
1.一种改性磷虾油，其特征在于，将磷虾油进行糖基化和酶解化处理，降低磷虾油的粘度，制备得到改性磷虾油；所述改性磷虾油的制备方法，包括如下步骤：
（1）配制缓冲溶液，将糖、脂肪酶和磷脂酶溶于缓冲液中作为水相，磷虾油溶于有机溶剂中作为有机相，将水相和有机相充分混合；糖的浓度为1%~40%，脂肪酶的浓度为0.1~2%，磷脂酶的浓度为0.1~2%；
（2）将混合物置于20℃-40℃温度下，搅拌并充分反应；
（3）反应完成后，静置待有机相和水相分层，取有机相层，将有机溶剂除去即得到改性磷虾油；
其中，所述糖为单糖；所述脂肪酶为Lipozyme435；所述磷脂酶为磷脂酶D。
2.权利要求1所述的改性磷虾油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的缓冲液为pH 2-12的磷酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲液中的一种。
3.权利要求1所述的改性磷虾油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的磷虾油在有机相中的浓度为1-40%。
4.权利要求1所述的改性磷虾油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的水相和有机相的比例为1:1-1:4。
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