CN116869079A - 一种耐热型蛋白产品及其制备方法与用途 - Google Patents

一种耐热型蛋白产品及其制备方法与用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热型蛋白产品及其制备方法与用途。所述蛋白产品为醇溶蛋白微纳米粒子，本发明所提供的醇溶蛋白微纳米粒子，通过醇溶蛋白、脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物之间的组装，形成特殊粒子结构。所述醇溶蛋白微纳米粒子其水溶液在制备过程中具有良好的流体输送特性，并展示出特殊的触变性。由该粒子形成的水溶液或油水乳液具有良好的热稳定性和结构稳定性。

Description

一种耐热型蛋白产品及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于食品加工领域，具体涉及一种蛋白产品及其制备方法与用途，尤其涉及一种耐热型蛋白产品及其制备方法与用途。
背景技术
目前已知醇溶蛋白通过其自身自组装可以形成胶体粒子，即为该蛋白的超分子自组装体。该类蛋白可用于构建油-水乳液或其充气体系，或者作为活性成分的递送载体等多种用途。前种情况(乳液或充气体系)包含通过食品加工获得的食用奶油、动植物乳、涂抹酱料等众多产品系列。以食用奶油为例，传统植脂奶油主要通过在一定温度下氢化植物油或动植物硬脂或其分提、混合、酯交换油脂中的饱和脂肪结晶、聚结并形成网络，从而赋予其产品质构。然而，此类油基中反式脂肪酸、饱和脂肪酸含量高，会增加人们患心脏疾病、Ⅱ型糖尿病等疾病的风险。在传统奶油体系中，当使用不饱和油脂直接替代原先的氢化或高饱和油脂时，因消除了固体脂肪网络，奶油很难充气成型，也难以达到终产品对塑性、硬度等关键指标的要求。基于一些醇溶蛋白粒子的乳液展现出解决上述因反式脂肪酸和饱和脂肪酸替代造成传统脂肪网络结构崩解问题的良好效果。但是，该类乳液在热加工中普遍存在粒子凝聚、相分离等失稳问题，不但严重危害生产，也会使如搅打奶油等产品丧失充气特性，大大限制了其产业应用。这就涉及到蛋白粒子在水相中以及乳液体系中的热稳定性。而蛋白粒子在水相中的热稳定性也对上述“递送载体”的功能产生影响。
在现有技术中，用于蛋白分子的结构活性保护一般有以下途径：(1)采取海藻糖、蔗糖、低聚糖、硫脲、氨基酸、多元醇、明胶、牛血清白蛋白、水解乳蛋白等组成的耐热保护剂来保护蛋白基产品在加热时的活性结构。这方面有诸多报道，如WO2019028976A1、CN107281481B、CN102430126B、CN101357941B等。通常认为耐热保护剂中的聚合物在组方中主要起到保护的作用(WO2019028976A1)。(2)对蛋白质的残基进行修饰，比如通过巯基的氧化、还原、增加磺酸基团、糖基化修饰、通过非天然二硫键或氨基酸突变的引入等途径(WO2019033775A1、CN102341497B、CN1109139C、CN106420666A、CN112126629B)。(3)与表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、碳二亚胺介导的偶联反应与多酚共价接枝、阴离子多糖或其衍生物，以及酪朊酸钠、明胶等蛋白质形成复合物(CN112121178B、CN106692978B、CN110025002B、CN115299601A、CN113475620A)，或者在模板剂辅助下先形成中空结构纳米粒子并负载疏水功能因子，而后再与多糖与蛋白溶液混合获得复合中空粒子并提升功能因子的热稳定性(CN114948902B)。(4)酸化加热获得耐热的水溶性蛋白质(CN102172258B)，或者通过部分酶法降解(CN102987442B)。(5)CN113683796A公开一种具有一定耐热性的复合微凝胶，即向包含羧甲基淀粉和玉米醇溶蛋白的聚合物溶液中加入三偏磷酸钠和氢氧化钠经水浴形成凝胶，低温过夜并粉碎过筛后获得。(6)通过微胶囊技术，比如CN1284602C公开一种通过先从酸化脱脂牛乳中分离活性免疫球蛋白，再添加单甘酯、蔗糖酯、卵磷脂、明胶、阿拉伯胶等单一或组合物均质，而后真空浓缩并加入壁材中干燥获得产品。(7)还包括有其他加热过滤等方法，比如CN1257951C公开的在醇溶液中50-70℃保温6-8小时并过滤后由滤液获得具有一定耐热性的醇溶蛋白。
但是，以上技术的作用对象大多为水溶性蛋白分子，并且无论是保护剂的使用还是蛋白残基的修饰都涉及到与蛋白种类和食品体系是否兼容，即是否适用于醇溶蛋白或乳液体系或乳液泡沫体系、产品的食用安全性以及法规等方面的限制。对于其中一部分应用对象为醇溶性蛋白的技术来说，上述公开技术中有一部分针对提升蛋白复合物(粒子)的耐热性，或者提升由蛋白复合物(粒子)所构建乳液的耐热性。
对于蛋白复合物具有热稳定性的情况，比如，CN112121178B公开的一种水溶性玉米醇溶蛋白-EGCG共价复合物，CN113475620A公开的一种玉米醇溶蛋白-多酚共价复合物，以及CN106692978B公开的一种玉米醇溶蛋白/蛋白质-多糖静电复合物核/壳型纳米载体及其制备方法和在包埋醇溶性成分的应用等。所以，现有技术中醇溶蛋白主要通过“共价”作用或“静电”作用与其他组分形成复合物，并且该类复合物的耐热性仅体现在以“包埋”载体为主要应用目的。此外，对于通过“静电”作用形成的多糖和蛋白复合物，其形成过程主要依赖pH环境，两种组分间的结合强度以及复合物的粒径尺寸都会受到pH的影响，这会进一步影响不同pH条件下乳液中复合物的耐热性。
对于由蛋白复合物构建乳液耐热性的情况，此时由于醇溶蛋白并不能溶解在水相或油相中，它们主要靠由其自组装体吸附在油水界面来发挥稳定作用。CN110025002B公开的醇溶蛋白-多糖复合颗粒作为固体乳化剂用于制备高内相Pickering乳液并可在多个加热温度下油滴粒径范围维持不变。但是，一方面高内相乳液为分散相(油相)占比不低于74％的乳液，该类乳液不适用于奶油等低内相乳液的情况(常见于油相占比＜50％)，并且当高内相乳液稳定时，以相同乳液配方组成中低乳液时往往不能稳定，比如出现乳析现象；另一方面，粒径对乳液稳定性的影响并不只跟粒径分布的上下限数值有关，而且还要关注以平均粒径为代表的总体尺寸的变化。
然而，对于基于醇溶蛋白粒子的具有充气功能的(低内相)乳液体系，目前并没有现有技术能够赋予该类体系在热加工中具有高稳定性，并且热加工后仍能够保留充气功能，且使得充气乳液具有良好的可塑性。
发明内容
本发明要解决的技术问题不但在于克服基于醇溶蛋白粒子的(低内相)乳液热稳定性不佳的缺陷，而且还要保留乳液充气的功能和充气乳液的可塑性。发明人通过研究不仅发现了实现以上要求的醇溶蛋白粒子及其乳液的制备技术，而且还发现本发明的醇溶蛋白粒子既本身具有热稳定性高的特点，而且其水相体系(无油相)在加热后又具有充气形成可塑性弱弹性体的新功能。
首先，本发明提供一种醇溶蛋白粒子。
本发明所提供的醇溶蛋白粒子，为醇溶蛋白微纳米粒子。
所述醇溶蛋白微纳米粒子为醇溶蛋白与脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物形成的复合物。
进一步的，所述醇溶蛋白微纳米粒子中，醇溶蛋白、脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物的质量比可为1：(0.18-1.5)：(0.08-1.82)；具体可为1：(0.33-0.93)：(0.47-1.5)；
进一步的，所述醇溶蛋白可以来自于玉米、小麦、高粱、燕麦、小米、大麦醇溶蛋白中的一种或几种组合；
进一步的，所述醇溶蛋白微纳米粒子的粒径分布范围为100nm-100μm；
进一步的，所述醇溶蛋白微纳米粒子的红外光谱在约3324cm-1、1651cm-1、1599cm-1、1539cm-1、1388cm-1、1177cm-1、1090cm-1和1040cm-1处有特征峰；
进一步的，所述脂肪酸与多元醇的酯化物包括脂肪酸、其他有机酸与多元醇的酯化物，如柠檬酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘油酯等，
所述脂肪酸与多元醇的酯化物具体可为单脂肪酸与多元醇的酯化物，更具体可为单饱和脂肪酸与多元醇的酯化物；
进一步的，所述脂肪酸与多元醇的酯化物，其脂肪酸链上碳原子数大于等于8，优选12-22；
进一步的，所述脂肪酸与多元醇的酯化物包含棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸、辛酸与甘油、山梨醇、木糖醇所成酯化物中的一种或几种组合，具体可为：木糖醇酐单硬脂酸酯、单月桂酸甘油酯、单棕榈酸山梨醇酯、单双硬脂酸甘油酯中至少一种；
进一步的，所述脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物为饱和脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物，具体可为单饱和脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物；
进一步的，所述羟基脂肪酸至少包含一个羟基和一个羧基，其碳链上的碳原子数小于等于6；
进一步的，与羟基脂肪酸酯化的脂肪酸，其碳链上碳原子数大于等于8；优选的，其碳链上碳原子数12-22。
进一步的，所述脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物包含棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸、辛酸与柠檬酸或其金属盐、氨基酸或其金属盐、乳酸或其金属盐所成酯化物中的一种或几种组合，具体可为：柠檬酸硬脂酰酯、硬脂酰谷氨酸钠、椰油酰甘氨酸钠、硬脂酰乳酸钠中至少一种。
第二方面，本发明还提供上述醇溶蛋白粒子的制备方法。
本发明所提供的醇溶蛋白粒子的制备方法，包括如下步骤：
1)将醇溶蛋白和脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物溶于有机溶剂-水溶液中反应一定时间，得到料液；
2)将所述料液与水混合，得到醇溶蛋白微纳米粒子溶液；
3)将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液浓缩或干燥，获得浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液或醇溶蛋白微纳米粒子粉末。
上述方法步骤1)还可以包括将醇溶蛋白用微波处理的操作；
上述方法步骤1)还包括将脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物分步加入到有机溶剂-水溶液中的操作。
上述方法步骤1)中，醇溶蛋白：脂肪酸与多元醇的酯化物：脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物：有机溶剂-水溶液的质量比为1：(0.18-1.5)：(0.08-1.82)：(15-40)；具体可为1：(0.33-0.93)：(0.47-1.5)：(15-30)；
所述有机溶剂-水溶液中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮中的至少一种，有机溶剂的浓度为65-85v/v％，所述有机溶剂-水溶液的温度为40-75℃；
所述反应的时间可为15-40min；
上述方法步骤2)中水与步骤1)中有机溶剂-水溶液的质量比可为(40-70)：(15-40)；
上述方法步骤3)中，浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液质量浓度为不低于5.1％，在温度为50-60℃，真空度为-0.095-(-0.08)MPa下浓缩；
所述干燥为喷雾干燥，优选地，进风温度：130-180℃，出风温度：40-60℃。
第三方面，本发明提供上述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液。
本发明所提供的醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液，包括将上述浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液直接使用，或者将上述醇溶蛋白微纳米粒子粉末配制成水溶液后使用；
所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液中醇溶蛋白微纳米粒子的浓度为0.5-20w/w％；
进一步的，当所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液浓度为5w/w％时，其在70℃下加热30min后平均粒径的增加值＜36％；
进一步的，当所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液浓度为5w/w％时，其在加热后的搅打起泡率为1.2-2.8，质构强度为1.1-1.6N。
第四方面，本发明提供了上述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液及其制备方法。
本发明所提供的醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液通过包括如下步骤的方法制备得到：
(1)以上述浓缩的醇溶蛋白微纳米粒子溶液，或者由上述醇溶蛋白微纳米粒子粉末配制成的水溶液为醇溶蛋白溶液A；
(2)将用于乳液制备的油脂加热至50-80℃；
(3)在25-65℃的温度下将步骤(2)的所述油脂与步骤(1)制得的醇溶蛋白溶液A搅拌混合，形成预乳化液；
(4)将步骤(3)获得的所述预乳化液采用两级均质处理，得到醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液。
上述方法步骤(2)中，醇溶蛋白溶液A与油脂的质量比为：1:0.05-1:1；
所述油脂具体可为：植物油、动物油脂、人工合成油脂；
所述油脂可为大豆油、花生油、菜籽油、核桃仁油、亚麻油、红花籽油、五味子油、青嵩籽油、橄榄油、沙棘籽油、玉米胚芽油、葡萄籽油、葵花油、罗勒籽油、蓖麻籽油、杜仲籽油、元宝枫籽油、茶油、翅果油、核桃油、牡丹籽油、DHA藻油、南瓜籽油、小麦胚油、番茄籽油、汉麻籽油、紫苏籽油、长柄扁桃油、生姜油、山桐子油、油莎豆油、盐肤木果油、食用橡胶籽油、盐地碱蓬籽油、美藤果油、文冠果油、藻油、鱼油、鲸油、虾油、奶油(动物乳)、骨油、肝油、合成中碳链脂肪酸甘油三酯、合成中长碳链脂肪酸甘油三酯等；
上述方法步骤(4)中，一级均质压力可为15MPa，二级均质压力可为5MPa。
上述方法制得的醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液，其形成油水乳液加热后的搅打起泡率为1.5-3.5，质构强度为0.98-1.7N。
所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液在90℃下加热30min后平均粒径的增加值＜9.5％。
上述醇溶蛋白微纳米粒子、所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液及所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液在制备非氢化、低饱和植脂奶油及乳脂奶油中的应用也属于本发明的保护范围。
在富含不饱和脂肪酸的油脂中加入所述醇溶蛋白微纳米粒子、所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液及所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液能够提高其热稳定性和结构稳定性。
本发明具有如下优点：
1.本发明提供的醇溶蛋白微纳米粒子，通过醇溶蛋白、脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物之间的组装，形成特殊粒子结构(图5)，由该粒子形成的水溶液或油水乳液具有良好的热稳定性。根据图中示例，对比复合物粒子和各组分的光谱在波数3324cm-1、1651cm-1、1599cm-1、1539cm-1、1388cm-1处的峰值，并对比1177cm-1、1090cm-1和1040cm-1处的峰强度，可知三种组分间发生相互作用，并且临近粒子外层的脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物之间为交错混合排列。当所述可充气水溶液浓度为5w/w％时，其在70℃下加热30min后平均粒径的增加值＜36％；用其构建的可充气乳化液在90℃下加热30min后平均粒径的增加值＜9.5％。本发明中的可充气粒子水溶液和乳化液在加热过程及加热后均无任何物质析出，无“分层”或相分离现象，且在食品常见pH范围下均具有良好的热稳定性。这不仅仅对蛋白质在热处理过程中分子结构的稳定有益，更重要是的提升醇溶蛋白微纳米粒子(复合物粒子)本身热稳定性和结构稳定性，为其自身水溶液的充气性、所构建油水乳化液的稳定性和充气性等功能保留提供了支撑。
2.本发明提供的醇溶蛋白微纳米粒子，其水溶液在制备过程中具有良好的流体输送特性，并展示出特殊的触变性，通过温度和重力等环境条件触发其凝胶性，而且该过程具有可逆性。该特性与以往醇溶蛋白基的粒子溶液区别明显。该特性不但可用于食品领域中的填料、涂膜等用途，而且由于该体系在不含油脂的条件下仍然获得充气功能和可塑性可以降低食物中的能量摄入，并且该粒子的结构依然可以作为功能因子的载体赋予食品更高的健康属性。此外，该特性还可应用于日化、医药等诸多领域。
3.本发明提供的醇溶蛋白微纳米粒子，其水溶液与油脂形成的乳化液具有良好的充气功能。使用特定的醇溶蛋白微纳米粒子来提供乳化的作用，并通过由包裹该粒子的乳滴及外层粒子间的相互作用提供气泡的稳定和对整体充气乳液结构强度的支撑。更重要的是，由本发明醇溶蛋白微纳米粒子稳定的乳液在加热后仍然最大程度的保留充气和结构强度的功能。一级均质压力为15MPa，二级均质压力为5Mpa，所得醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液的搅打起泡率可以达到1.5-3.5；并且可快速打发，打发稳定时间可达3-4min以上。本发明充气乳液的硬度可达到0.98-1.7N完全满足充气乳化产品的应用要求，并且保型性好多日放置后形态无明显变化。由此，可稳定富含不饱和脂肪酸的油脂，获得非氢化、低饱和植脂奶油，或者其具有更高搅打稳定性的乳脂奶油，或者可用于蛋糕涂抹、焙烤制品的馅料填充、饮料装饰等多种用途。另外，相比乳液体系中常见的亲水性蛋白，本发明采取结合脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物的技术方案所形成复合物粒子对醇溶蛋白在乳液热稳定性方面有专一适用性。
附图说明
图1为本发明实施例4、对比例1(1)、(2)中蛋白(粒子)复合物水溶液的图像(从左到右的顺序)；
图2为本发明实施例4、对比例1(1)、(2)中蛋白(粒子)复合物水溶液在加热前后的粒径分布图；
图3为本发明实施例4、实施例5、对比例1(1)、(2)和(3)中蛋白(粒子)复合物水溶液加热前后充气凝胶的图像(从左到右的顺序；上：加热前，下：加热后)；
图4为本发明实施例1、2、4的乳液在加热后充气凝胶的图像(上图，从左到右的顺序)，以及对比例2(1)和(2)乳液加热后的图像(下图，从左到右的顺序)；
图5为本发明实施例4以及所用组分单体的傅里叶红外光谱图(由下及上依次为：醇溶蛋白复合物粒子，醇溶蛋白(组分1)、单双硬脂酸甘油酯(组分2)、硬脂酰乳酸钠(组分3)。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
在本发明的实施例中，醇溶蛋白微纳米粒子以及应用充气溶液、充气乳化液的相关属性测定通过以下方法完成：
溶液中粒子质量浓度测定：根据GB 5009.3食品中水分测定，抽取少量重量为W0的粒子溶液，对其中的水分进行测定，获得干燥后的样品重量为W1，溶液中粒子的质量浓度(CNP)按下式计算。
粒径分布测定：使用粒径分析仪(日本岛津，SALD-2300)在室温下测量粒度分布，分散剂为超纯水，分散剂的折射率和样品分别为1.30和1.50，扫描次数为3。使用测量单元的表面积进行的，每个样品测量至少两次。使用Wing SALD II软件进行数据分析。
热稳定性：通过下式计算样品加热前后平均粒径的变化百分比，
其中，D1为样品加热前平均粒径(μm)，D2为样品加热后平均粒径(μm)。数值越大说明样品的热稳定性越低。
充气与搅打起泡率测试：使用电动手持式打蛋器(Netmego，N180)于1100rpm搅打1分钟，然后在1300rpm下搅打2分钟，获得充气样品。在搅打过程中，奶油的温度保持在≈10℃以下。样品的搅打起泡率根据Allen，Murray和Dickinson的方法评估并稍有修正(K.E.Allen,B.S.Murray,E.Dickinson.Development of a model whipped cream:Effects of emulsion droplet liquid/solid character and added hydrocolloidFood Hydrocolloids,22(4)2008,690-699)。搅打起泡率定义为以百分比表示的气液重量比，根据以下公式计算：
其中W1和W2分别是搅打前后测量容器中样品的重量(g)。
质构测试(硬度)：用BROOKFIELD CT34500和TA32/1000探头在压缩模式下测定充气样品硬度，并使用TexturePro CT V1.8 Build 31进行测试分析。其他参数设置为：测试速度＝3mm/s；探头起始位置＝25mm；距离＝23毫米。样品在90°内锥夹具中涂布均匀无气泡，硬度单位用N表示。
傅里叶变换红外光谱测定：将样品冷冻干燥后，使用溴化钾压片法在美国NICOLETIS10-FTIR(Thermo Scientific公司)进行测定。光谱检测范围:4000～400cm-1，分辨率:4cm-1，扫描次数:32。
实施例1
一种醇溶蛋白微纳米粒子，其制备方法包括如下步骤：
将1重量份玉米醇溶蛋白使用100W微波处理30s后，与0.18重量份木糖醇酐单硬脂酸酯和1.82重量份柠檬酸硬脂酰甘油酯溶于60℃30重量份的75v/v％乙醇水溶液中搅拌反应40min，得到料液；将所述料液与50重量份的水混合，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液在-0.095MPa，50℃下浓缩，获得5.10w/w％浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液。浓缩醇溶蛋白微纳米粒子的干物质组分与制备中所添加比例一致。
不同浓度醇溶蛋白微纳米粒子水溶液均具有可充气性和触变性(可逆充气凝胶性)。为便于评测粒子水溶液的热稳定性、凝胶性等特性，本实施例及其他实施例与相关对比例均通过稀释、浓缩或溶解等操作，将粒子水溶液的浓度调配为5.0w/w％。所述粒子水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(增大)百分比为9％。所述粒子水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为2.2和2.3，质构强度分别为1.4N和1.5N。
使用上述未经加热的5.0w/w％的醇溶蛋白微纳米粒子水溶液70g，与30g 50℃大豆油混合，在25℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比为6.4％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率为2.8，质构强度为1.7N。
实施例2
一种醇溶蛋白微纳米粒子，其制备方法包括如下步骤：
将1重量份玉米醇溶蛋白与0.33重量份单月桂酸甘油酯和0.57重量份柠檬酸硬脂酰甘油酯、0.10重量份硬脂酰谷氨酸钠溶于75℃15重量份的65v/v％乙醇水溶液中搅拌反应15min，得到料液；将所述料液与40重量份的水混合，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液进行喷雾干燥(进风温度149℃、出风温度40℃)，获得醇溶蛋白微纳米粒子粉末。醇溶蛋白微纳米粒子粉末的干物质组分与制备中所添加比例一致。
将粒子水溶液的浓度调配为5.0w/w％。所述粒子水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(增大)百分比为31％。所述粒子水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为1.2和1.2，质构强度分别为1.1N和1.1N。
使用上述未经加热的5.0w/w％的醇溶蛋白微纳米粒子溶液70g，与30g60℃大豆油混合，在35℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比为7.7％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率为1.6，质构强度为0.98N。
实施例3
一种醇溶蛋白微纳米粒子，其制备方法包括如下步骤：
将1重量份玉米醇溶蛋白使用200W微波处理20s后，与0.42重量份单棕榈酸山梨醇酯、0.03重量份硬脂酰谷氨酸钠、0.05重量份椰油酰甘氨酸钠溶于50℃40重量份的70v/v％丙酮水溶液中搅拌反应20min，得到料液；将所述料液与60重量份的水混合，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液在-0.08MPa，60℃下浓缩，获得9.70w/w％浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液。浓缩醇溶蛋白微纳米粒子的干物质组分与制备中所添加比例一致。
将粒子水溶液的浓度调配为5.0w/w％。所述粒子水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(增大)百分比为36％。所述粒子水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为1.3和1.4，质构强度分别为1.0N和1.1N。
使用上述未经加热的5.0w/w％的醇溶蛋白微纳米粒子水溶液70g，与30g 80℃大豆油混合，在65℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比为9.5％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率为1.5，质构强度为1.1N。
实施例4
一种醇溶蛋白微纳米粒子，其制备方法包括如下步骤：
将1重量份玉米醇溶蛋白与0.93重量份单双硬脂酸甘油酯和0.47重量份硬脂酰乳酸钠溶于40℃20重量份的85v/v％乙醇水溶液中搅拌反应25min，得到料液；将所述料液与60重量份的水混合，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液进行喷雾干燥(进风温度130℃、出风温度52℃)，获得醇溶蛋白微纳米粒子粉末。醇溶蛋白微纳米粒子粉末的干物质组分与制备中所添加比例一致。
将粒子水溶液的浓度调配为5.0w/w％。所述粒子水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(增大)百分比为20％。所述粒子水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为2.7和2.8，质构强度分别为1.2N和1.3N。
使用上述未经加热的5.0w/w％的醇溶蛋白微纳米粒子水溶液70g，与30g80℃大豆油混合，在40℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比为7.1％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率为3.5，质构强度为1.4N。
实施例5
一种醇溶蛋白微纳米粒子，其制备方法包括如下步骤：
将0.5重量份小麦醇溶蛋白、0.5重量份高粱醇溶蛋白与0.5重量份单月桂酸甘油酯、0.5重量份单双硬脂酸甘油酯、0.5重量份单山嵛酸甘油酯于40℃30重量份的80v/v％丙酮水溶液中搅拌反应30min，得到料液；将所述料液与70重量份的水混合加入1.3重量份硬脂酰乳酸钠和0.20重量份椰油酰甘氨酸钠，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液进行喷雾干燥(进风温度180℃、出风温度60℃)，获得醇溶蛋白微纳米粒子粉末。醇溶蛋白微纳米粒子粉末的干物质组分与制备中所添加比例一致。粒子的分布范围为100nm-100μm(其他实施例相同)。
将粒子水溶液的浓度调配为5.0w/w％。所述粒子水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(增大)百分比为14％。所述粒子水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为2.4和2.3，质构强度分别为1.5N和1.6N。
使用上述未经加热的5.0w/w％的醇溶蛋白微纳米粒子水溶液70g，与30g60℃大豆油混合，在45℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比为5.9％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率为3.2，质构强度为1.5N。
实施例6
将实施例1中均质后的乳液(加热前)分为三份，并分别调节pH至5、6、7，再经过90℃30min加热后于冷藏温度下保存。所述乳液在加热后的平均粒径变化(增大)百分比分别为6.8％、6.3％和6.1％。所述加热乳液经过打发后的搅打起泡率分别为2.7、2.7和2.8，质构强度为1.8N、1.7N和1.5N。
对比例1(与实施例4对比)
(1)将1重量份酪蛋白与0.93重量份单双硬脂酸甘油酯和0.47重量份硬脂酰乳酸钠溶于40℃20重量份的水中搅拌反应25min，得到料液；再使用60重量份的水稀释所述料液，获得酪蛋白复合物溶液。将所述酪蛋白复合物溶液进行喷雾干燥(进风温度130℃、出风温度52℃)，获得酪蛋白复合物粉末。将酪蛋白复合物粉末按照5.0w/w％复溶为水溶液，该水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化(减小)百分比为89％，且出现了沉淀。所述酪蛋白复合物水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为0.7和0.6，质构强度分别为0.47N和0.51N。
(2)将上述酪蛋白更换为大豆分离蛋白，其他组成与操作相同获得大豆蛋白复合物粉末。将大豆蛋白复合物粉末按照5.0w/w％复溶为水溶液，该水溶液在70℃下加热30min后平均粒径变化百分比为71％，且出现了沉淀。所述大豆蛋白复合物水溶液在加热前后经过打发后的搅打起泡率分别为0.2和0.6，质构强度分别为0.35N和0.55N。
(3)将1重量份玉米醇溶蛋白溶于40℃20重量份的85v/v％乙醇水溶液中，得到料液；将所述料液与60重量份的水混合，获得醇溶蛋白微纳米粒子溶液。将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液进行喷雾干燥(进风温度130℃、出风温度52℃)，获得醇溶蛋白微纳米粒子粉末。将玉米醇溶蛋白粒子粉末按照5.0w/w％复溶为水溶液，该水溶液在70℃下加热30min后无法打发。
通过以上对比例，一方面说明本发明热稳定性的技术方案对醇溶蛋白相比亲水性蛋白更为有效；另一方面，一般来讲在食品中应用的充气凝胶应具有一定质构强度(＞0.95N)以支撑其可塑性，以上对比也说明本专利的醇溶蛋白粒子才能在加热前后均具有形成充气凝胶的功能。并且，已有公开技术中并未有使醇溶蛋白粒子溶液具有可逆充气凝胶性的效果。
对比例2(与实施例4对比)
使用对比例1(1)中未经加热的5.0w/w％酪蛋白复合物溶液70g，与30g 80℃大豆油混合，在40℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热不能形成稳定的乳液。
使用对比例1(2)中未经加热的5.0w/w％大豆蛋白复合物溶液70g，与30g 80℃大豆油混合，在40℃下经过预乳化和均质后(15MPa/5MPa)得到乳液，再经过90℃30min加热不能形成稳定的乳液。
相比实施例可见，在该类乳液体系中，相比乳液体系中常见的亲水性蛋白，本发明采取结合脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或、脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物的技术方案所形成复合物粒子对醇溶蛋白在乳液热稳定性方面有专一适用性。
对比例3
分别使用以下(1)中的玉米醇溶蛋白复合纳米载体和(2)中的玉米醇溶蛋白-EGCG共价复合物和实施例4的方法配制粒子水溶液(分别为粒子水溶液1和2)，则粒子水溶液1和2均没有本发明特有的触变性，不能在充气后形成可逆的凝胶。
分别使用以下(1)中的玉米醇溶蛋白复合纳米载体和(2)中的玉米醇溶蛋白-EGCG共价复合物和实施例6的方法制备乳化液(分别为乳化液1和2)，并分别调节乳化液pH至5、6、7，再经过90℃30min加热。乳化液1在上述pH条件下加热后的平均粒径变化百分比分别为72.3％、69.8％、59.4％，乳化液2在上述pH条件下加热后的平均粒径变化百分比分别为77.3％、76.9％、62.2％。上述情况下已不适合作为充气用途。
(1)【CN106692978B】将姜黄素和玉米醇溶蛋白溶解在85％(v/v)的乙醇-水溶液中，然后以注射器注射到pH4.0的水中，玉米醇溶蛋白的乙醇-水溶液：酸性水的体积比范围为1:4，加入玉米醇溶蛋白的乙醇-水溶液的同时，以磁力搅拌器搅拌，搅拌器的转速800转/min，完全加入后继续搅拌3min，以旋转蒸发器蒸发除去乙醇，并加入相同体积的酸性水以补充到蒸发前的体积，制得玉米醇溶蛋白纳米载体分散液。配制浓度0.2％(w/v)的果胶溶液和0.2％(w/v)明胶溶液(采用加热搅拌溶解的方法)，然后将相同浓度的果胶溶液和明胶溶液混合，使最终的蛋白质-多糖混合液中多糖﹕蛋白质的比例为7﹕3，调节混合溶液pH至5.0形成复合物。将上述制备的玉米醇溶蛋白纳米载体分散液分散到蛋白质-多糖混合溶液中，混合的体积比1:1，将形成的复合纳米载体分散液经冷冻干燥或喷雾干燥可制得纳米载体粉末。
(2)【CN112121178B】①称量取4.0g玉米醇溶蛋白粉末于100ml超纯水中，在磁力搅拌下调节溶液的pH到12.0，搅拌过夜，充分溶解待用。②称取量0.2g EGCG于100ml的超纯水中，磁力搅拌，充分溶解待用。③将步骤①和②得到的澄清溶液等体积混合，将溶液的pH值调节至12.0，搅拌均匀待用。④将步骤③得到的溶液在常温下敞口搅拌反应24h，使溶液和空气充分接触，同时在制备过程中维持反应体系的pH值为12.0并充分反应，生成玉米醇溶蛋白-EGCG共价化合物。将步骤④得到的反应液置于透析袋内，放在磁力搅拌器上透析。将透析后的溶液进行真空冷冻干燥，得到玉米醇溶蛋白-EGCG共价复合物固体样品。
对比例4
(1)使用实施例2的制备方法，将单月桂酸甘油酯、柠檬酸硬脂酰甘油酯、硬脂酰谷氨酸钠的量分别调整为0.10重量份、0.01重量份和0.00188重量份。其形成的粒子水溶液和乳液在对应加热环节中5-10min即发生失稳和蛋白析出无法具备充气的功能。
(2)使用实施例2的制备方法，将单月桂酸甘油酯、柠檬酸硬脂酰甘油酯、硬脂酰谷氨酸钠的量分别调整为4.0重量份、2.29重量份和1.52重量份。对其形成的粒子水溶液和乳液在加热后分别搅打充气，粒子水溶液的搅打起泡率为2.5，质构强度为0.4N，乳液的搅打起泡率为3.2，质构强度为0.6N，不具备可塑且稳定的形态。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。

Claims (10)

1.醇溶蛋白微纳米粒子，为醇溶蛋白与脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物形成的复合物，
其中，所述醇溶蛋白微纳米粒子中，醇溶蛋白、脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物的质量比为1：(0.18-1.5)：(0.08-1.82)。
2.根据权利要求1所述的醇溶蛋白微纳米粒子，其特征在于：所述醇溶蛋白微纳米粒子的粒径分布范围为100nm-100μm；
所述脂肪酸与多元醇的酯化物包括脂肪酸、其他有机酸与多元醇的酯化物；
所述脂肪酸与多元醇的酯化物，其脂肪酸链上碳原子数大于等于8；
具体地，所述脂肪酸与多元醇的酯化物包含棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸、辛酸与甘油、山梨醇、木糖醇所成酯化物中的一种或几种组合；
所述脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物为饱和脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物；
所述羟基脂肪酸至少包含一个羟基和一个羧基，其碳链上的碳原子数小于等于6；
与羟基脂肪酸酯化的脂肪酸，其碳链上碳原子数大于等于8；
具体地，所述脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物包含棕榈酸、山嵛酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸、辛酸与柠檬酸或其金属盐、氨基酸或其金属盐、乳酸或其金属盐所成酯化物中的一种或几种组合。
3.制备权利要求1或2所述的醇溶蛋白微纳米粒子的方法，包括如下步骤：
1)将醇溶蛋白和脂肪酸与多元醇的酯化物、脂肪酸或脂肪醇与羟基脂肪酸或氨基酸(或其盐)的酯化物溶于有机溶剂-水溶液中反应一定时间，得到料液；
2)将所述料液与水混合，得到醇溶蛋白微纳米粒子溶液；
3)将所述醇溶蛋白微纳米粒子溶液浓缩或干燥，获得浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液或醇溶蛋白微纳米粒子粉末。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述有机溶剂-水溶液中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮中的至少一种，有机溶剂的浓度为65-85v/v％，所述有机溶剂-水溶液的温度为40-75℃；
所述反应的时间为15-40min；
步骤2)中水与步骤1)中有机溶剂-水溶液的质量比为(40-70)：(15-40)；
步骤3)中，浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液质量浓度为不低于5.1％，在温度为50-60℃，真空度为-0.095-(-0.08)MPa下浓缩。
5.醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液，包括将权利要求4中的浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液直接使用，或者将权利要求4中的醇溶蛋白微纳米粒子粉末配制成水溶液后使用。
6.根据权利要求5所述的可充气水溶液，其特征在于：所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液中醇溶蛋白微纳米粒子的浓度为0.5-20w/w％；
当所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液浓度为5w/w％时，其在70℃下加热30min后平均粒径的增加值＜36％；
当所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液浓度为5w/w％时，其在加热后的搅打起泡率为1.2-2.8，质构强度为1.1-1.6N。
7.醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液，通过包括如下步骤的方法制备得到：
(1)以权利要求4中的浓缩醇溶蛋白微纳米粒子溶液，或者由权利要求4中的醇溶蛋白微纳米粒子粉末配制成的水溶液为醇溶蛋白溶液A；
(2)将用于乳液制备的油脂加热至50-80℃；
(3)在25-65℃的温度下将步骤(2)的所述油脂与步骤(1)制得的醇溶蛋白溶液A搅拌混合，形成预乳化液；
(4)将步骤(3)获得的所述预乳化液采用两级均质处理，得到醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液。
8.根据权利要求7所述的可充气乳化液，其特征在于：步骤(2)中，醇溶蛋白溶液A与油脂的质量比为：1:0.05-1:1；
上述方法步骤(4)中，一级均质压力为15MPa，二级均质压力为5MPa。
9.根据权利要求7或8所述的可充气乳化液，其特征在于：一级均质压力为15MPa，二级均质压力为5MPa，所得醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液，其形成油水乳液加热后的搅打起泡率为1.5-3.5，质构强度为0.98-1.7N；
一级均质压力为15MPa，二级均质压力为5MPa，所得醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液在90℃下加热30min后平均粒径的增加值＜9.5％。
10.权利要求1或2所述醇溶蛋白微纳米粒子、权利要求5或6所述醇溶蛋白微纳米粒子的可充气水溶液及权利要求7-9中任一项所述的醇溶蛋白微纳米粒子的可充气乳化液在制备非氢化、低饱和植脂奶油及乳脂奶油中的应用。
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