CN114651894A - 一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法。本发明属于大豆蛋白加工领域。本发明提供一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法。本发明将豆类蛋白用气流超微粉碎机粉碎，然后再与多糖溶液混合，同时进行超声处理；接着与大豆油混合，使用高速乳化机，剪切均匀；再使用高压均质机或微射流高压均质机处理所得混合液，直至混合液成为稳定纳米乳液且粘度不再降低。本发明制备的多糖稳定豆类蛋白纳米乳液，所有原料组分均是食品级，安全无毒。制备的纳米乳液稳定性好，粒径为100‑400nm，室温下稳定时间不少于2个月，能长时间储存。本发明制备方法生产流程简便高效，无需加热，无有机溶剂，易于大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于大豆蛋白加工领域，具体涉及一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法。
背景技术
世界蛋白质产量的80％来自植物蛋白。其中，豆类蛋白质是其主要来源之一。豆类蛋白质资源丰富、价格相对低廉、富含氨基酸，并且含有多种人体必需氨基酸。此外，它还含有黄酮、酚类、维生素等生理活性物质。另外，豆类蛋白质中的球蛋白主要由7S和11S组成。它具有亲水性和亲油性的结构，可以吸附在油/水界面上，防止油滴聚集，能影响食品的乳化性能。大豆分离蛋白是目前应用最广泛的植物蛋白之一。除此之外，绿豆蛋白和豌豆蛋白也是人们食用的常见豆类。虽然豆类蛋白具有一定的乳化作用，但单一蛋白受环境因素影响极大，很难在纳米乳液两相之间维持稳定性，因此需要加需要添加稳定剂。传统的乳化剂主要是表面活性剂(如吐温80、山梨糖醇脂肪酸酯、磷脂等)。
目前现有技术中纳米乳液通常存在以下问题：(1)纳米乳液粒径较大；(2)乳液稳定性差，不利于长期保存，很快会出现分层，破乳等现象；(3)乳液粘度高，易用性差；(4)制备过程复杂，需要加热、冻干、旋转蒸发等处理，不易大规模生产。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，而提供一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法。
本发明的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将豆类蛋白用气流超微粉碎机粉碎，所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.2MPa～1.0MPa，粉碎气流为0.2MPa～1.0MPa，粉碎时间为20min～30min；
步骤2：将粉碎后的豆类蛋白溶解于磷酸盐缓冲液中，磁力搅拌1.5h～2.5h，得到蛋白溶液；
步骤3：将多糖溶解于去离子水中，然后磁力搅拌1.5h～2.5h，得到多糖溶液；
步骤4：将蛋白溶液和多糖溶液混合均匀，然后使用超声波细胞破碎仪对混合溶液进行超声处理，再加入大豆油，然后使用高速乳化机以11000rpm～13000rpm的转速高速剪切2min～4min，得到蛋白多糖混合液；
步骤5：使用高压均质机或微射流高压均质机对步骤4得到的蛋白多糖混合液进行高压均质处理，直至蛋白多糖混合液为稳定纳米乳液且粘度不再降低，得到稳定豆类蛋白纳米乳液。
进一步限定，步骤1中所述豆类蛋白为大豆分离蛋白、豌豆蛋白或绿豆蛋白。
进一步限定，步骤1中所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.6MPa，粉碎气流为0.8MPa，粉碎时间为25min。
进一步限定，步骤2中所述蛋白溶液中粉碎后的豆类蛋白的浓度为30mg/mL～45mg/mL。
进一步限定，步骤3中所述多糖为燕麦β-葡聚糖、低酰基结冷胶多糖或韦兰胶多糖。
进一步限定，步骤3中所述多糖溶液中多糖的浓度为0.15％～0.25％(w/v)。
进一步限定，步骤4中所述蛋白溶液和多糖溶液的体积比为1：(0.5～1.5)。
进一步限定，步骤4中所述超声处理的参数为：超声功率为360W～1080W，超声时间为3min～6min。
进一步限定，步骤4中所述蛋白多糖混合液中大豆油的体积分数为0.2％～0.3％。
进一步限定，步骤5中使用高压均质机进行高压均质处理的参数为：压力设置为40MPa～70MPa，循环均质2～4次。
进一步限定，步骤5中使用微射流高压均质机进行高压均质的参数为：压力设置为100MPa～130MPa，循环均质2～4次。
本发明相比现有技术的优点如下：
1)本发明利用气流超微粉碎技术，对豆类蛋白进行加工处理，增强了其乳化特性，再在超声处理的协同作用下显著提高了溶液的乳化性和稳定性，经本发明的超声处理后形成了稳定的网络结构。
2)本发明所得纳米乳液稳定性好，粒径小(100nm～400nm)，能长时间储存(室温下稳定时间不少于2个月)，成本低。
3)本发明制备方法生产流程简便高效，无需加热，无有机溶剂，易于大规模生产。
附图说明
图1为实施例1的稳定豆类蛋白纳米乳液的微观结构图；
图2为实施例2的稳定豆类蛋白纳米乳液的微观结构图；
图3为实施例3的稳定豆类蛋白纳米乳液的微观结构图；
图4为对比例1的乳液的微观结构图；
图5为对比例2的乳液的微观结构图；
图6为对比例3的乳液的微观结构图；
图7为对比例1-3和实施例1-3的样品放置两个月后的乳液外观；从左至右依次对应对比例1、对比例2、对比例3、实施例1、实施例2、实施例3；
图8为对比例1-3和实施例1-3的样品的粒径对比图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
实施例1：本实施例的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将大豆分离蛋白用气流超微粉碎机粉碎，所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.6MPa，粉碎气流为0.8MPa，粉碎时间为25min；
步骤2：将粉碎后的豆类蛋白溶解于磷酸盐缓冲液(pH 7.0，浓度为0.01mol/L)中，磁力搅拌2h，得到蛋白溶液，所述蛋白溶液中粉碎后的豆类蛋白的浓度为40mg/mL；
步骤3：将燕麦β-葡聚糖溶解于去离子水中，然后磁力搅拌2h，得到多糖溶液，所述多糖溶液中燕麦β-葡聚糖的浓度为0.2％(w/v)；
步骤4：将蛋白溶液和多糖溶液按1:1的体积比混合均匀，然后使用超声波细胞破碎仪对混合溶液进行超声处理，再加入大豆油，然后使用高速乳化机以12000rpm的转速高速剪切3min，得到蛋白多糖混合液，所述超声处理的参数为：超声功率为720W，超声时间为5min，所述蛋白多糖混合液中大豆油的体积分数为0.25％；
步骤5：使用微射流高压均质机对步骤4得到的蛋白多糖混合液进行高压均质处理，压力设置为120MPa，循环均质3次，直至蛋白多糖混合液为稳定纳米乳液且粘度不再降低，得到稳定豆类蛋白纳米乳液。
经测定，所得稳定豆类蛋白纳米乳液在室温下性质稳定，乳液粒径在200nm～300nm之间，样品中液滴的分布较为零散，且液滴的尺寸较小(参见图8)。在25℃条件下放置两个月后纳米乳液体系仍保持稳定，无油水相分离现象(参见图7)。
实施例2：本实施例的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将豌豆蛋白用气流超微粉碎机粉碎，所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.6MPa，粉碎气流为0.8MPa，粉碎时间为25min；
步骤2：将粉碎后的豆类蛋白溶解于磷酸盐缓冲液(pH 7.0，浓度为0.01mol/L)中，磁力搅拌2h，得到蛋白溶液，所述蛋白溶液中粉碎后的豆类蛋白的浓度为40mg/mL；
步骤3：将低酰基结冷胶多糖溶解于去离子水中，然后磁力搅拌2h，得到多糖溶液，所述多糖溶液中低酰基结冷胶多糖的浓度为0.2％(w/v)；
步骤4：将蛋白溶液和多糖溶液按1:1的体积比混合均匀，然后使用超声波细胞破碎仪对混合溶液进行超声处理，再加入大豆油，然后使用高速乳化机以12000rpm的转速高速剪切3min，得到蛋白多糖混合液，所述超声处理的参数为：超声功率为720W，超声时间为5min，所述蛋白多糖混合液中大豆油的体积分数为0.25％；
步骤5：使用微射流高压均质机对步骤4得到的蛋白多糖混合液进行高压均质处理，压力设置为120MPa，循环均质3次，直至蛋白多糖混合液为稳定纳米乳液且粘度不再降低，得到稳定豆类蛋白纳米乳液。
经测定，所得稳定豆类蛋白纳米乳液在室温下性质稳定，乳液粒径≤400nm，纳米乳液稳定性好，含有较小聚集体，但分布相对均匀(参见图8)。在25℃条件下放置两个月后纳米乳液体系仍保持稳定，无明显油水相分离现象(参见图7)。
实施例3：本实施例的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将绿豆蛋白用气流超微粉碎机粉碎，所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.6MPa，粉碎气流为0.8MPa，粉碎时间为25min；
步骤2：将粉碎后的豆类蛋白溶解于磷酸盐缓冲液(pH 7.0，浓度为0.01mol/L)中，磁力搅拌2h，得到蛋白溶液，所述蛋白溶液中粉碎后的豆类蛋白的浓度为40mg/mL；
步骤3：将韦兰胶多糖溶解于去离子水中，然后磁力搅拌2h，得到多糖溶液，所述多糖溶液中韦兰胶多糖的浓度为0.2％(w/v)；
步骤4：将蛋白溶液和多糖溶液按1:1的体积比混合均匀，然后使用超声波细胞破碎仪对混合溶液进行超声处理，再加入大豆油，然后使用高速乳化机以12000rpm的转速高速剪切3min，得到蛋白多糖混合液，所述超声处理的参数为：超声功率为720W，超声时间为5min，所述蛋白多糖混合液中大豆油的体积分数为0.25％；
步骤5：使用微射流高压均质机对步骤4得到的蛋白多糖混合液进行高压均质处理，压力设置为120MPa，循环均质3次，直至蛋白多糖混合液为稳定纳米乳液且粘度不再降低，得到稳定豆类蛋白纳米乳液。
经测定，所得稳定豆类蛋白纳米乳液在室温下性质稳定，乳液粒径在300nm左右，含有较小聚集体，但液滴的尺寸较小，分布相对均匀(参见图8)。在25℃条件下放置两个月后纳米乳液体系仍保持稳定，无明显油水相分离现象(参见图7)。
对比例1：本对比例与实施例1不同的是：不加入多糖。其他步骤及参数与实施例1相同。
经试验测定，所得乳液粒径在600nm左右(参见图8)。与本发明实验例所得纳米乳液相比，粒径偏大，液滴出现非常明显的聚集(参见图7)。
对比例2：本对比例与实施例1不同的是：省略步骤1。其他步骤及参数与实施例1相同。
经试验测定，所得乳液粒径在450nm左右(参见图8)。与本发明实验例所得纳米乳液相比，粒径偏大，乳液中含有较小聚集体，液滴的聚集程度同样明显增加，但分布相对均匀(参见图7)。
对比例3：本对比例与实施例1不同的是：不加入多糖且省略步骤5。其他步骤及参数与实施例1相同。
经试验测定，所得乳液粒径在20μm左右(参见图8)。与本发明实验例所得纳米乳液相比，粒径偏大，物理稳定性降低。在25℃条件下放置两个月后乳液体系油水相分离现象严重(参见图7左数第三个样品瓶)。
Claims (10)
1.一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：
步骤1：将豆类蛋白用气流超微粉碎机粉碎，所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.2MPa～1.0MPa，粉碎气流为0.2MPa～1.0MPa，粉碎时间为20min～30min；
步骤2：将粉碎后的豆类蛋白溶解于磷酸盐缓冲液中，磁力搅拌1.5h～2.5h，得到蛋白溶液；
步骤3：将多糖溶解于去离子水中，然后磁力搅拌1.5h～2.5h，得到多糖溶液；
步骤4：将蛋白溶液和多糖溶液混合均匀，然后使用超声波细胞破碎仪对混合溶液进行超声处理，再加入大豆油，然后使用高速乳化机以11000rpm～13000rpm的转速高速剪切2min～4min，得到蛋白多糖混合液；
步骤5：使用高压均质机或微射流高压均质机对步骤4得到的蛋白多糖混合液进行高压均质处理，直至蛋白多糖混合液为稳定纳米乳液且粘度不再降低，得到稳定豆类蛋白纳米乳液。
2.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤1中所述豆类蛋白为大豆分离蛋白、豌豆蛋白或绿豆蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤1中所述气流超微粉碎机粉碎参数为：进料气流为0.6MPa，粉碎气流为0.8MPa，粉碎时间为25min。
4.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤2中所述蛋白溶液中粉碎后的豆类蛋白的浓度为30mg/mL～45mg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤3中所述多糖为燕麦β-葡聚糖、低酰基结冷胶多糖或韦兰胶多糖，步骤3中所述多糖溶液中多糖的浓度为0.15％～0.25％(w/v)。
6.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤4中所述蛋白溶液和多糖溶液的体积比为1：(0.5～1.5)。
7.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤4中所述超声处理的参数为：超声功率为360W～1080W，超声时间为3min～6min。
8.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤4中所述蛋白多糖混合液中大豆油的体积分数为0.2％～0.3％。
9.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤5中使用高压均质机进行高压均质处理的参数为：压力设置为40MPa～70MPa，循环均质2～4次。
10.根据权利要求1所述的一种稳定豆类蛋白纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤5中使用微射流高压均质机进行高压均质的参数为：压力设置为100MPa～130MPa，循环均质2～4次。
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| CN104872498A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-02 | 华南理工大学 | 一种植物蛋白/大豆多糖纳米乳液及其制备方法 |
| CN112868652A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-01 | 浙江工业大学 | 一种含肉桂醛的抑制赭曲霉生长的乳液及其制备方法 |
| CN113115909A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-07-16 | 江南大学 | 一种高效回收并利用豌豆白蛋白制备乳液的方法 |
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2022
- 2022-02-28 CN CN202210190056.2A patent/CN114651894A/zh active Pending
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