CN113491329A - 一种基于明胶基乳液包埋脂溶性功能物质配料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质制备功能性食品加工配料的方法。本发明配料的制备方法为：将脂溶性功能物质溶解于食用油中；明胶室温下溶胀1 h后于60℃搅拌30 min得到2.0 wt%的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2%谷氨酰胺转氨酶，45℃交联1~2 h，得到交联明胶溶液。将交联明胶溶液和溶有脂溶性功能物质的食用油混合，油相体积分数为75%~85%，15000 rpm高速分散60 s，得到包埋脂溶性功能物质的明胶乳液，再经121℃，20 min灭菌得到明胶乳液配料。本次发明提供了一种新的脂溶性功能物质包载方法，可提升脂溶性功能成分的稳定性和生物利用度，该配料适用于有一定粘度的水相食品体系，可实现水相食品体系同时富集脂溶性和水溶性营养物质。
Description
技术领域
本发明具体涉及明胶乳液利用领域，具体为一种基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质配料的制备方法。
背景技术
乳状液是指由互不相容的两种液体组成的分散体系，其中一相（内相）以小液滴的形式分散到另一相（外相）中，广泛应用于日常生活及工业化产品中，如牛奶、化妆品、洗涤剂等。乳液包埋具有隔离、防护、靶向控释和风味保持等多种作用，在食品工业中，许多应用受限的食品配料及功能成分以乳状液为载体添加到食品中，可以在不影响食品体系稳定性的前提下提升食品品质。
乳液属于热力学不稳定体系，在热和重力作用下会产生相分离，表现为乳液的分层、沉降、絮凝、破乳。由胶体颗粒稳定的乳液成为皮克林乳液，由于油水界面的不可逆吸附作用，胶体颗粒稳定的乳液比表面活性剂稳定乳液表现出更高的稳定性。食品工业中，以蛋白质和多糖制备的纳米颗粒稳定的皮克林乳液研究尤为广泛。与其他颗粒相比，蛋白质颗粒具有良好的乳化性、生物相容性以及生物可降解性，在食品级乳液中具有优秀的应用前景。
明胶是通过动物胶原蛋白部分水解得到的肽和蛋白质的混合物，具有良好的两亲性能、优异的生物相容性，易于获得，生产成本低，关于明胶基乳液的研究受到了众多研究人员的关注。明胶纳米颗粒、明胶/表面活性剂复合物、明胶/壳聚糖复合颗粒以及明胶/乳清蛋白复合纳米颗粒等都被证实可较好地稳定乳液。但明胶热稳定性较差，经加热处理后会使明胶乳液稳定性下降，表现为明胶基乳液的破乳。
谷氨酰胺转氨酶（TG酶）是一种具有活性中心的单体蛋白质，可催化蛋白质多肽发生分子内和分子间发生共价交联，从而改善蛋白质的结构和性质，如提高蛋白质的发泡性，乳化性，乳化稳定性，热稳定性、保水性和凝胶能力等，进而改善食品的风味、口感、质地和外观。TG酶催化明胶分子中谷氨酰胺和赖氨酸间交联，形成共价交联键，以提高明胶乳化性、乳化稳定性和热稳定性，使包埋了脂溶性物质的明胶基乳液能够保持良好的高温灭菌稳定性和沸水浴稳定性，实现明胶乳液的扩大化生产，促进其在食品工业中的应用。
发明内容
鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于明胶稳定的乳状液包埋脂溶性功能物质的方法，目的之二在于制备一种包埋脂溶性功能物质的明胶乳液配料，该配料具有较好的热稳定性，能承受食品工业中热加工处理。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质配料的制备方法，所诉方法包括如下步骤：
步骤（1）明胶溶液制备：明胶室温下溶胀后，加热搅拌，得到明胶溶液；
步骤（2）谷氨酰胺转氨酶（TG酶）交联明胶：待明胶溶液冷却到室温后，加入TG酶在一定温度下交联，得到TG酶交联明胶溶液；
步骤（3）溶解脂溶性活性物质：将脂溶性功能物质加入到食用油中，搅拌溶解，得到溶解脂溶性功能物质的食用油；
步骤（4）油水相混合：将步骤（2）得到的TG酶交联明胶溶液加入到步骤（3）制得的溶解脂溶性功能物质的食用油中，此时油水两相分离，溶液分层，上层为油相，下层为水相；
步骤（5）乳状液制备：将步骤（4）得到的油水混合物经高速分散器均质后，得到包埋脂溶性功能物质的明胶基乳液；
步骤（6）包装灭菌：将步骤（5）得到的包埋脂溶性功能物质的明胶基乳液真空包装后灭菌，得到能长期保存的包埋脂溶性功能物质明胶基乳液配料。
优选地，步骤（1）中明胶溶液具体制备方法为：将2 g明胶加入到100mL水中，室温下溶胀1 h后加热温到60℃，搅拌30 min，以得到浓度为2.0 wt %的明胶溶液。
优选地，步骤（2）中TG酶添加量为明胶质量的0.2 %，交联温度为45℃，时间为1~2。
优选地，步骤（3）中所述油相为大豆油、花生油、橄榄油、葵花籽油中的至少一种。
优选地，步骤（4）中交联后的明胶溶液沿容器壁加入到溶解脂溶性功能物质的食用油中。
优选地，步骤（4）中油相的体积分数为75 %~85 %。
优选地，步骤（5）高速分散条件为15000 rpm，60 s。
优选地，步骤（6）采用真空包装方式，灭菌条件为121℃，20 min。
由所述的方法制备基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质的配料。
本发明的有益效果在于：本发明提供了基于明胶基乳液包埋脂溶性功能物质的配料制备方法。该方法以明胶溶液为水相，油相可以是大豆油、花生油、橄榄油、葵花籽油等食用油中的任意一种，将脂溶性功能物质溶解于油后，通过一步均质法制备明胶基乳液，提供了一种新的脂溶性物质包载方法。选用TG酶促进明胶分子内和分子间交联，提高明胶基乳液的热稳定性，使之能够承受热加工处理，而不出现破乳等不良现象，保持良好的乳液稳定性。该方法工艺简单，成本低，耗时短，所用设备要求不高且能源消耗较少，可进行工业化大规模生产，为一种绿色环保的加工方式。脂溶性功能物质经明胶乳液包埋后，可提升脂溶性功能成分的稳定性和生物利用度，适用于有一定粘度的水相食品体系，可实现水相食品体系同时富集脂溶性和水溶性营养物质。同时该方法可以包埋任何脂溶性物质，在未来的食品、药品、化妆品行业都具有广阔的发展前景。
附图说明
图1 为实施例1~4制备的明胶基乳液外观和微观图片。
图2为实施例1和实施例5~6制备的明胶乳液的外观图片（其中A为正置；B为倒置）和光学显微镜图片（C）。
图3为实施例7~9制备的明胶乳液的外观和微观图片
图4为实施例10~12制得的包埋辣椒素的明胶基乳液外观和微观图片。
图5为溶解于大豆油中的辣椒素与负载于具有不同TG酶交联时间（0 ~ 4 h）的明胶基HIPEs中的辣椒素的生物可及性。
图6为实例13制备的麻辣酸奶图片。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液；然后将2.0 wt %的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数为75 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液。
实施例2
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液；然后将2.0 wt %的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为80 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液
实施例3
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液；然后将2.0 w t%的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为85 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液。
实施例4
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液；然后将2.0 wt %的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为90 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液。
实施例5
将0.5 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30min得到0.5 wt%的明胶溶液；然后将0.5 wt %的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为75 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液
实施例6
将1.0 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30min得到1.0 wt%的明胶溶液；然后将1.0 wt %的明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为75 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液。
实施例7
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt%的明胶溶液，于45℃保温1 h；然后将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为75 %，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，于121℃，灭菌20 min得到明胶基乳液。
实施例8
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2 % TG酶，于45℃交联1 h，得到2.0 wt % TG酶交联明胶溶液；然后将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为75%，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，于121℃，灭菌20 min得到明胶基乳液。
实施例9
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt%的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2% TG酶，于45℃交联2 h，得到2.0wt% TG酶交联明胶溶液；然后将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到大豆油中，油相体积分数分别为75%，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到明胶基乳液。
实施例10
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt%的明胶溶液；选择含3 mg/mL辣椒素的大豆油为油相，将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到溶解辣椒素的大豆油中，油相体积分数分别为75 %，在高速分散器15000rpm的条件下均质60 s，得到包埋辣椒素的明胶基乳液。经真空包装后，121℃，20 min得到包埋辣椒素的明胶基乳液配料。
实施例11
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2% TG酶，于45℃交联1 h，得到2.0 wt % TG酶交联明胶溶液；选择含3 mg/mL辣椒素的大豆油为油相，将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到溶解辣椒素的大豆油中，油相体积分数分别为75%，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到包埋辣椒素的明胶基乳液。经真空包装后，121℃，20min得到包埋辣椒素的明胶基乳液配料。
实施例12
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2% TG酶，于45℃交联2 h，得到2.0 wt % TG酶交联明胶溶液；选择含3 mg/mL辣椒素的大豆油为油相，将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到溶解辣椒素的大豆油中，油相体积分数分别为75%，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到包埋辣椒素的明胶基乳液。经真空包装后，121℃，20min得到包埋辣椒素的明胶基乳液配料。
实施例13
将2 g明胶溶解于100 mL水中，室温下溶胀1 h后，于60℃水浴条件下搅拌30 min得到2.0 wt %的明胶溶液，冷却到室温后加入明胶质量0.2% TG酶，于45℃交联2 h，得到2.0 wt % TG酶交联明胶溶液；选择含3 mg/mL辣椒素的橄榄油和花椒油为油相，其中花椒油体积分数为10%，橄榄油体积分数为65%，将2.0 wt %的TG酶交联明胶溶液加入到溶解辣椒素的橄榄油和花椒油中，在高速分散器15000 rpm的条件下均质60 s，得到包埋辣椒素的麻辣味明胶基乳液。经真空包装后，121℃，20min得到包埋辣椒素的明胶基乳液配料。
以全脂牛奶为原料，加入3%脱脂奶粉，6~8%的蔗糖，充分搅拌溶解后，95℃，5 min灭菌，待冷却到42~43℃后加入全脂牛奶质量1.0 %的酸奶发酵剂（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌），于42~43℃ 发酵3~4 h，发酵结束后，加入酸奶质量1~2%麻辣味明胶基乳液配料，150r/min，搅拌3min，得到麻辣酸奶。
由图1可以知，2.0 wt%的明胶溶液能够稳定油相体积比为75 %~85 %的乳液，当油相体积分数为90%时，2.0 wt%的明胶乳液稳定的乳液不呈乳白色。由图2可知，明胶浓度高于0.5 wt%后，可形成凝胶状乳液，明胶浓度越高（2.0 wt%），乳液液滴越小，乳液分散越均匀。由图3可知，未经TG酶交联的明胶乳液经过121℃，20min灭菌处理后，油相析出，而经明胶经TG酶交联1~2 h后，灭菌后明胶基乳液保持良好的外观形态，具有较好的热加工稳定性。由图4可知，辣椒素溶解于大豆油后，未对明胶基乳液的外观和微观结构带来明显影响，实现了对脂溶性物质的包埋。由图5可知，直接溶解在大豆油中的辣椒素的生物可及性最低（30.48%），经明胶基乳液包埋后，辣椒素的生物可及性升高，在明胶基乳液体系中，经TG酶交联后，辣椒素的生物可及性升高。由图6可知，麻辣酸奶在表观形态上与普通酸奶没有明显差异，其麻辣感温和不刺激。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质配料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下制备步骤：
步骤（1）明胶溶液制备：明胶室温下溶胀后，加热搅拌，得到明胶溶液；
步骤（2）谷氨酰胺转氨酶（TG酶）交联明胶：待明胶溶液冷却到室温后，加入TG酶在一定温度下交联，得到TG酶交联明胶溶液；
步骤（3）溶解脂溶性功能物质：将脂溶性功能物质加入到食用油中，搅拌溶解，得到溶解脂溶性功能物质的食用油；
步骤（4）油水相混合：将步骤（2）得到的TG酶交联明胶溶液加入到步骤（3）制得的溶解脂溶性功能物质的食用油中，此时油水两相分离，溶液分层，上层为油相，下层为水相；
步骤（5）乳状液制备：将步骤（4）得到的油水混合物经高速分散器均质后，得到包埋脂溶性功能物质的明胶基乳液；
步骤（6）包装灭菌：将步骤（5）得到的包埋脂溶性功能物质的明胶基乳液真空包装后灭菌，得到能长期保存的包埋脂溶性活性功能物质明胶基乳液配料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中明胶溶液具体制备方法为：将2 g明胶加入到100 mL水中，室温下溶胀1 h后加热到60℃，搅拌30 min，以得到浓度为2.0 wt%的明胶溶液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中TG酶添加量为明胶质量的0.2 %，交联温度为45℃，时间为1~2 h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述油相为大豆油、花生油、橄榄油、葵花籽油中的至少一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中交联后的明胶溶液沿容器壁加入到溶解脂溶性功能物质的食用油中。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中油相的体积分数为75 %~85 %。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）高速分散器均质条件为15000 rpm，60 s。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（6）采用真空包装方式，灭菌条件为121℃，20 min。
9.一种基于明胶乳液包埋脂溶性功能物质配料的制备，其特征在于：通过权利要求1～9任一项所述的方法制备得到。
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