CN111887424B - 一种高稳定Pickering乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备高稳定Pickering乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤：使用乳清分离蛋白进行美拉德反应，得到乳清分离蛋白‑糖类复合物；将所述乳清分离蛋白‑糖类复合物进行酸热诱导，得到蛋白复合纤维溶液；以所述蛋白复合纤维溶液为乳化剂，制备得到所述高稳定Pickering乳液。本发明通过将WPI进行美拉德反应制备出蛋白‑糖类复合物，并在乙醇‑水溶液中酸热处理使复合物发生分子自组装产生抗氧化且稳定的蛋白复合纤维，用于包埋不饱和油脂并成功构建高稳定性的Pickering乳液体系。本发明制备的乳液体系具有较高的物理和氧化稳定性，对不饱和油脂具有良好的氧化保护作用。
Description
技术领域
本发明属于食品科学与工程技术领域，主要涉及一种高稳定Pickering乳液及其制备方法。
背景技术
乳蛋白是蛋白质的主要来源之一，其中乳清分离蛋白(WPI)因其多样化的功能和营养特性，得到了学者们的广泛研究。在WPI的功能特性中，其作为天然乳化剂的作用备受关注。然而，WPI的热稳定性差，在使用诸如巴氏灭菌和喷雾干燥等食品工业中常用的处理方式时会使蛋白发生变性，从而影响了其结构和功能，限制了其在工业规模的使用和推广。
因此，需要一种提高WPI热稳定性的方法，来满足食品工业生产的需求。
发明内容
为解决以上问题，本发明以乙醇-水溶液中纤维化乳清分离蛋白-糖类复合物为稳定剂制备一种姜黄素负载Pickering乳液。复合物可以在油滴外部形成致密界面层明显提高姜黄素在乳液中的降解稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种制备高稳定Pickering乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：使用乳清分离蛋白进行美拉德反应，得到乳清分离蛋白-糖类复合物；
S2：将所述乳清分离蛋白-糖类复合物进行酸热诱导，得到蛋白复合纤维溶液；
S3：以所述蛋白复合纤维溶液为乳化剂，制备得到所述高稳定Pickering乳液。
在一个优选实施方案中，S1中，所述乳清蛋白与乳糖进行美拉德反应，所述乳清分离蛋白-糖类复合物为WPI-Lac共价复合物。
优选地，S1包括以下步骤：
S11：将所述乳清分离蛋白与乳糖溶于水，搅拌混匀，得到WPI-Lac混合溶液；
S12：将所述WPI-Lac混合溶液冷冻干燥成粉末；
S13：将S12中得到的粉末于70℃下反应，得到所述WPI-Lac共价复合物。
在一个优选实施方案中，S2包括以下步骤：
S21：将所述WPI-Lac共价复合物分散于乙醇溶液中，得到WPI-Lac复合物溶液；
S22：将所述WPI-Lac复合物溶液pH调至酸性；
S23：将S22得到的酸性的WPI-Lac复合物溶液置于85℃下反应，冷却后得到所述蛋白复合纤维溶液。
在一个优选实施方案中，S21中所述乙醇溶液为乙醇含量为0-50％的乙醇水溶液。
在一个优选实施方案中，所述WPI-Lac复合物溶液中WPI-Lac的浓度为5mg/mL。
在一个优选实施方案中，S22中所述WPI-Lac复合物溶液的pH值调至2.0。
在一个优选实施方案中，S3包括以下步骤：
S31：将所述蛋白纤维复合溶液中的乙醇蒸发，并用水稀释至S21中所述WPI-Lac复合物溶液的体积，得到乳化剂；
S32：将所述乳化剂与不饱和油脂混合，均质后得到所述高稳定Pickering乳液。
本发明还提供了一种高稳定Pickering乳液，由上述方法制备得到。
本发明通过将WPI进行美拉德反应制备出蛋白-糖类复合物，并在乙醇-水溶液中酸热处理使复合物发生分子自组装产生抗氧化且稳定的蛋白复合纤维，用于包埋不饱和油脂并成功构建高稳定性的Pickering乳液体系。本发明制备的乳液体系具有较高的物理和氧化稳定性，对不饱和油脂具有良好的氧化保护作用。
附图说明
图1为蛋白纤维溶液中的蛋白纤维的原子力显微照片，其中，A和D为以10％乙醇溶液为溶剂制备的蛋白纤维溶液；B和E为以30％乙醇溶液为溶剂制备的蛋白纤维溶液；C和F为以50％乙醇溶液为溶剂制备的蛋白纤维溶液。
图2为乳清分离蛋白(A、B、C)和WPI-Lac复合纤维(D、E、F)制备的Pickering乳液分别在室温(A、D)、50℃(B、E)和90℃(C、F)处理30min后的激光共聚焦纤维照片，其中，第I列为FITC荧光标记蛋白水相，第II列为尼罗红荧光标记油相，第III列为由FITC和尼罗红荧光标记之后叠加的结构图像。
图3为共轭亚油酸(CLA)与用浓度分别为0％、10％、30％和50％的乙醇制备的Pickering乳液的POV值(A、B)和TBARS含量(C、D)随时间的变化曲线。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
1.WPI-Lac共价复合物的制备
将WPI与Lac以1:1(w/w)的比例溶于pH＝7.0的去离子水中，使固形物含量为5～10％，搅拌12h，溶液进行冷冻干燥得到冻干粉，将冻干粉末置于底部盛有饱和KBr(相对湿度79％)的干燥器中，调节温度至70℃，反应24h得到WPI-Lac共价复合物，所得样品于4℃干燥条件下保存待用。
2.蛋白复合纤维的制备
将WPI-Lac共价复合物粉末以5mg/mL的浓度完全分散于乙醇含量分别为0％，10％，30％和50％的乙醇-水混合溶液当中，采用酸解高温诱导方法制备蛋白复合纤维，用1M HCl调节溶液pH＝2.0，在85℃下用加热磁力搅拌器油浴加热24h，样品取出后立即冰水浴冷却30min，随后保存于冰箱备用。
结果如图1所示，WPI与WPI-Lac纤维均表现为蠕虫状，在相同的乙醇浓度下，WPI-Lac纤维比WPI纤维表现出更多的蠕虫状结构。
3.Pickering乳液的制备
将上述蛋白复合纤维溶液于旋转蒸发设备中蒸出乙醇，并再次将溶液稀释至5mg/mL，取不同乙醇浓度下制备的蛋白复合纤维溶液与油相(φ＝0.5)CLA放置于西林瓶中，利用高速分散机T-18均质(12000rpm，2min)得到Pickering乳液。
结果如图2所示，将新鲜制备的Pickering乳液分别在室温，以及50℃和90℃的水浴中保持30分钟，然后冷却至室温，通过观察热处理前后乳液微观结构变化来评估其热稳定性。在50℃条件下，50％乙醇诱导的WPI纤维稳定的Pickering乳液发生聚集，乳液结构稍微变形，并且乳液液滴尺寸显著增加。然而在90℃热处理后，CLSM图像中出现了黑色区域和大量不规则油滴，表面乳液结构遭到了严重的破坏，并且大部分水相已经沉淀并析出。然而，50％乙醇诱导WPI-Lac纤维稳定的Pickering乳液的微观结构在热处理后没有发生明显的变化，表明乙醇诱导形成的WPI-Lac纤维相比WPI纤维更有利于Pickering乳液热稳定性能的改善。
结果如图3所示，对乙醇诱导的不同纤维样品稳定的Pickering乳液在储藏过程中初级氧化物过氧化值(Peroxide value，POV)和次级氧化物硫代巴比妥酸反应物(Thiobarbituric acid reactive substances，TBARS)含量进行了测定。由WPI纤维稳定的Pickering乳液当中，未添加乙醇的原蛋白纤维稳定的Pickering乳液的POV值和TBARS含量增长速度最快，且POV和TBARS的浓度随储存时间的增加而逐渐增大。然而，由乙醇诱导改性的蛋白纤维稳定的Pickering乳液中POV和TBARS含量的生成得到了很好的抑制。同时，随着乙醇浓度的增加，对POV和TBARS含量生成的抑制作用越来越明显。另外，对于在不同乙醇条件下诱导改性的糖基化蛋白纤维稳定的Pickering乳液，糖基化作用极大地抑制了乳液中的POV和TBARS含量的生成。当乙醇浓度为10％时，其诱导改性的蛋白纤维所稳定的乳液中POV值和TBARS含量的抑制作用最为明显。随着乙醇浓度的进一步增加，与未添加乙醇诱导的原糖基化蛋白纤维稳定的Pickering乳液相比POV值和TBARS含量有所增加，然而仍小于未通过糖基化修饰的原蛋白纤维稳定的Pickering乳液的POV值和TBARS含量。因此，乙醇诱导下蠕虫状蛋白纤维的形成以及糖基化作用均能有效提高其稳定Pickering乳液的氧化稳定性，实现对CLA的氧化保护。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。凡落在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种制备高稳定Pickering乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：使用乳清分离蛋白进行美拉德反应，得到乳清分离蛋白-糖类复合物，所述乳清分离蛋白与乳糖进行美拉德反应，所述乳清分离蛋白-糖类复合物为WPI-Lac共价复合物；
S2：将所述乳清分离蛋白-糖类复合物进行酸热诱导，得到蛋白复合纤维溶液；
S3：以所述蛋白复合纤维溶液为乳化剂，制备得到所述高稳定Pickering乳液；
S2包括以下步骤：
S21：将所述WPI-Lac共价复合物分散于乙醇溶液中，得到WPI-Lac复合物溶液；
S22：将所述WPI-Lac复合物溶液pH调至酸性；
S23：将S22得到的酸性的WPI-Lac复合物溶液置于85℃下反应，冷却后得到所述蛋白复合纤维溶液；
S3包括以下步骤：
S31：将所述蛋白纤维复合溶液中的乙醇蒸发，并用水稀释至S21中所述WPI-Lac复合物溶液的体积，得到乳化剂；
S32：将所述乳化剂与不饱和油脂混合，均质后得到所述高稳定Pickering乳液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括以下步骤：
S11：将所述乳清分离蛋白与乳糖溶于水，搅拌混匀，得到WPI-Lac混合溶液；
S12：将所述WPI-Lac混合溶液冷冻干燥成粉末；
S13：将S12中得到的粉末于70℃下反应，得到所述WPI-Lac共价复合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S21中所述乙醇溶液为乙醇含量为0-50%的乙醇水溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述WPI-Lac复合物溶液中WPI-Lac的浓度为5 mg/mL。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S22中所述WPI-Lac复合物溶液的pH值调至2.0。
6.一种高稳定Pickering乳液，其特征在于，由权利要求1-5中任一项所述的方法制备得到。
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