蛋清蛋白—壳聚糖乳液的制备及负载β-胡萝卜素稳定性研究

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:titan19871102
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近年来,乳液在食品、饮料和制药等行业的应用越来越广泛。乳液不仅能够将非水溶性物质包埋其中以提高其生物利用度,而且具有较好的稳定性,可用于延长商品的货架期。蛋清蛋白产量丰富、资源广泛,与其他乳品相比,其氨基酸组成与人体蛋白质氨基酸模式最接近,具有极高的营养价值,同时兼具良好的功能特性。目前食品级Pickering颗粒主要由乳清蛋白、大豆分离蛋白等原料制备,蛋清蛋白鲜少作为乳化剂/稳定剂用于乳液体系中。本研究以蛋清蛋白为原料,采用超声联合转谷氨酰胺酶(Glutamine transaminase,TG酶)对蛋清蛋白进行改性,通过高压均质技术制备蛋清蛋白凝胶颗粒(Egg white protein gel particles,EWP-GP),并用EWP-GP、壳聚糖作为乳液稳定剂制备蛋清蛋白Pickering乳液、蛋清蛋白-壳聚糖双重乳液,并探究三种乳液(单层乳液、混合乳液、双层乳液)中β-胡萝卜素的热稳定性变化、体外消化特性及储藏稳定性。主要研究结果和结论如下:(1)采用热凝胶法制备EWP-GP,探究超声功率和TG酶处理对EWP-GP表面特性的影响。颗粒粒径随超声功率增加而呈先下降后上升趋势,超声(240 W)-TG酶改性制备的EWP-GP具有最小的粒径为287 nm,360 W超声功率的EWP-GP的粒径为412 nm,而普通的EWP-GP的粒径为435 nm。三种条件下制备的EWP-GP的Zeta-电位值的绝对值均大于30 m V,具有良好的静电稳定性。浊度试验表明氢键是维持EWP-GP的主要作用力,在所有作用力中占据主导地位。荧光光谱和颗粒的三相接触角表明,超声(240 W)-TG酶改性制备的EWP-GP具有较好的表面疏水性和湿润性,在该条件下制备的颗粒的乳化性为73.5%,而普通的EWP-GP的乳化性为40.2%,较空白提高了82.8%。因此240 W超声功率处理10 min联合TG酶改性是制备EWP-GP的有效手段,此条件下制备的颗粒适用于Pickering乳液的生产。(2)以EWP-GP作为乳液稳定剂制备Pickering乳液,探究EWP-GP浓度和油相比例对Pickering乳液特性的影响。乳液的粒径随着EWP-GP浓度的增加而降低,且油相比例越大乳液粒径越大,乳液表面电位越大,但乳液的乳析指数越小。油相比例为20%时乳液粒径为28.1μm,乳析指数为51.6%,油相比例为40%时乳液粒径为47.4μm,乳析指数为14.2%,乳液的离心稳定性随着EWP-GP浓度的增大而增大,随着油相比例的增大而减小。综上,EWP-GP的浓度为4%,油相体积分数为40%时,蛋清蛋白Pickering具有较好的乳液特性。在蛋清蛋白Pickering乳液的基础上通过层层自组装技术制备蛋清蛋白-壳聚糖双层乳液,探究壳聚糖浓度对双层乳液的影响。在溶液p H值为6时,EWP-GP和壳聚糖表面电势相反,电势绝对值均大于10 m V,此条件为双层乳液的较优制备条件。随着壳聚糖浓度的增加,双层乳液的粒径显著增大,乳液表面电位则由负值转为正值,壳聚糖浓度为0.6%时,双层乳液表面电位接近0,说明壳聚糖分子通过静电引力吸附在Pickering乳液表面形成双层乳液。双层乳液的表观黏度随剪切速率的增加均呈现降低的趋势,即表现出剪切稀释的现象,符合非牛顿流体特性,且乳液的G’总是高于G’’,且二者不发生交叉现象,表明乳液中形成了以弹性为主导的凝胶网络结构。(3)以EWP-GP和壳聚糖为乳液稳定剂,制备了负载β-胡萝卜素的单层乳液、混合乳液和双层乳液,探究三种乳液(单层乳液、混合乳液、双层乳液)的β-胡萝卜素稳定性变化。单层乳液和混合乳液在热处理后粒径发生显著变化,β-胡萝卜素的保留率显著降低,而双层乳液在20~60℃下处理30 min其粒径无明显变化,在80℃时双层乳液的β-胡萝卜素的保留率仍高达74%。体外消化过程中,双层乳液能保持乳液结构,而混合乳液和单层乳液分别在90 min、120 min出现破乳现象,三种乳液中β-胡萝卜素的生物可给率分别为:双层乳液(40.2%)>单层乳液(34.3%)>混合乳液(25.5%)。储藏15天内,三种乳液粒径均显著增大,较新鲜乳液分别增大了27.9%、30.2%、16.1%。双层乳液对β-胡萝卜和油脂的保护效果最佳,在储藏15天后,β-胡萝卜素的保留率达到50.3%,乳液中油脂的POV值为39.3meq/Kg。结果表明双层乳液具有较好的热稳定性、抗消化稳定性和储藏稳定性。
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