本發(fā)明屬于生物技術領域，特別涉及一種水穩(wěn)定DHA微膠囊及其制備方法和應用。

背景技術：

DHA，即二十二碳六烯酸，是人體非常重要的不飽和脂肪酸，主要來源藻油和魚油。因為DHA所含有的多個不飽和雙鍵，使得DHA極易氧化，對周圍環(huán)境如光、熱、氧等不穩(wěn)定。因此，通過微膠囊技術將DHA包埋起來，隔絕氧、光等的接觸，掩蔽DHA的腥味，提高其穩(wěn)定性和應用性。

目前市售的微膠囊壁材大都是水溶性的，在應用到水溶液中時，微膠囊的囊壁溶解并以“液態(tài)膜”的形式包圍在芯材物質的周圍，實際上形成了乳狀液。芯材以這種形式存在時，極易受到液體環(huán)境中的其他物質成分或者加熱作用出現(xiàn)破乳的現(xiàn)象，乳化液一旦破乳，內部的芯材便失去了保護，而且，微膠囊的囊壁在液化狀態(tài)下的抗氧化及掩蔽不良風味的能力也遠遠低于固態(tài)粉末囊壁。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種水穩(wěn)定DHA微膠囊，通過酪蛋白酸鈉改良玉米醇溶蛋白自發(fā)卷曲形成的納米顆粒，能夠提高納米顆粒在水相中的分散性，以改良后的納米顆粒對DHA藻油或魚油進行包埋，提高其在水溶液中的分散性和穩(wěn)定性，并為加工貯藏提供便利，擴大其應用范圍。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種水穩(wěn)定DHA微膠囊，所述微膠囊的壁材為玉米醇溶蛋白納米顆粒，芯材為藻油或魚油。

進一步的，所述微膠囊的平均粒徑為1.8μm～2.2μm。

所述的水穩(wěn)定DHA微膠囊的制備方法，包括以下步驟：

1)玉米醇溶蛋白納米顆粒壁材在制備：

將玉米醇溶蛋白(Zein)溶于乙醇水溶液中，酪蛋白酸鈉(NaCas)溶于水中，接著將溶有玉米醇溶蛋白的乙醇溶液以細流狀傾倒入攪拌中的NaCas溶液中，充分拌后，去除乙醇和不溶物，得到壁材溶液備用；

2)DHA微膠囊的制備

將芯材，即藻油或魚油，加到上述步驟1)制備好的壁材溶液中，用高速剪切機進行剪切處理，得到的乳狀液經(jīng)冷凍干燥處理，即得到微膠囊粉末產(chǎn)品。

進一步的，所述玉米醇溶蛋白與酪蛋白酸鈉的質量比為1∶0.5～2。

進一步的，所述芯材與壁材的質量比為1∶5～10。

進一步的，步驟1)中利用旋轉蒸發(fā)方式去除乙醇，利用離心處理去除不溶物。

進一步的，步驟2)中所述剪切處理的條件為19000r/min，剪切2-5min。

所述微膠囊可添加到乳制品中。

本發(fā)明的另一目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種DHA牛奶，牛奶中添加所述的水穩(wěn)定DHA微膠囊，所述微膠囊的添加量為。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術的有益效果為：

1、本發(fā)明所述的DHA微膠囊，通過酪蛋白酸鈉改良玉米醇溶蛋白自發(fā)卷曲形成的納米顆粒，能夠提高納米顆粒在水相中的分散性，以改良后的納米顆粒對DHA藻油或魚油進行包埋，提高其在水溶液中的分散性和穩(wěn)定性，并為加工貯藏提供便利，擴大其應用范圍。

2、將本發(fā)明所述的水穩(wěn)定DHA微膠囊添加到牛奶中，得到的DHA牛奶經(jīng)穩(wěn)定分析儀掃描，確定添加DHA微膠囊并未引起牛奶的不穩(wěn)定變化，實用性良好。

附圖說明

圖1為不同貯藏溫度下藻油和微膠囊在第50天的過氧化值；

圖2為55℃下藻油和微膠囊過氧化值隨時間的變化；

圖3為不同貯藏溫度下藻油和微膠囊在第50天的P-茴香胺值；

圖4為55℃下藻油和微膠囊P-茴香胺值隨時間的變化；

圖5為不同貯藏溫度下藻油和微膠囊在第50天的DHA保留率；

圖6為55℃下藻油和微膠囊DHA保留率隨時間的變化；

圖7為不同pH值環(huán)境下的微膠囊顆粒貯藏穩(wěn)定性(左市售，右自制)；

圖8為微膠囊顆粒在水溶液中的浸出油增加量；

圖9為牛奶1的背散射光強變化曲線；

圖10為牛奶2的背散射光強變化曲線；

圖11為牛奶3的背散射光強變化曲線。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供了一種水穩(wěn)定DHA微膠囊，其制備方法包括以下步驟：

1)玉米醇溶蛋白納米顆粒壁材在制備：

將0.5g玉米醇溶蛋白(Zein)溶于25ml 85％的乙醇水溶液中，酪蛋白酸鈉(NaCas)溶于去離子水中，接著將溶有玉米醇溶蛋白的乙醇溶液以細流狀傾倒入攪拌中的NaCas溶液中，充分拌后，旋轉蒸發(fā)去除乙醇，通過4000g離心10min除去少量不溶物，得到壁材溶液備用；

2)DHA微膠囊的制備

按照芯壁比1∶7，將芯材(藻油)加到上述步驟1)制備好的壁材溶液中，用高速剪切機進行19000r/min剪切處理3min，得到的乳狀液經(jīng)冷凍干燥處理24h，即得到微膠囊粉末產(chǎn)品。

為了得到玉米醇溶蛋白與酪蛋白酸鈉的最佳比例，按照不同比例制備改良納米顆粒，具體檢測結果如下表所示：

表1 不同NaCas/Zein比例對顆粒形成的影響

表1描述的是壁材納米顆粒的性質，根據(jù)顆粒得率、復溶前后粒徑、節(jié)約樣品用量綜合考慮選擇1.5的比例，粒徑過大是因為顆粒產(chǎn)生聚集，正是因為添加NaCas吸附在顆粒的表面，為顆粒提供空間位阻作用，阻止了顆粒的進一步聚集，使得顆粒更加穩(wěn)定。根據(jù)上表的檢測結果選用NaCas∶Zein＝1.5，并檢測該比例下制備得到的微膠囊粉末產(chǎn)品復溶至乳狀液和水溶液的平均粒徑，如表2所示。

表2 微膠囊平均粒徑

為測定制備得到的DHA微膠囊的貯藏穩(wěn)定性，檢測了不同貯藏條件下DHA微膠囊的過氧化值、P-茴香胺值、DHA保留率，具體結果分析如下：

將微膠囊和藻油在4℃、20℃、45℃、55℃下貯藏，測定過氧化值，貯藏過程中過氧化值的變化如圖1、圖2所示?？梢钥吹剑?5℃整個貯藏期間，微膠囊和藻油的過氧化值都保持上升的趨勢。在貯藏初期，藻油的過氧化值為0.34meq/kg，微膠囊的過氧化值為0.42meq/kg，兩者初期的過氧化值相差不大，顯然冷凍干燥加工并沒有更多地促進油脂的氧化。貯藏10天后，藻油的POV值顯著高于微膠囊的POV值，藻油的氧化速度明顯加快。根據(jù)食用植物油衛(wèi)生標準(GB2716-2005)規(guī)定油脂的過氧化值不得超過19.7meq/kg。在第50天時，藻油的POV值在各個溫度分別達到12.82meq/kg、16.7meq/kg、26.34meq/kg、50.43meq/kg，在高溫環(huán)境下已經(jīng)超標。而微膠囊的POV值在各個溫度分別達到5.47meq/kg、6.78meq/kg、11.67meq/kg、19.23meq/kg，顯然未超標。在同等貯藏時間內，油脂的過氧化值遠遠高于微膠囊的過氧化值，可見，Zein-NaCas可以有效保護芯材油脂。

將微膠囊和藻油在4℃、20℃、45℃、55℃下貯藏，測定P-茴香胺值，貯藏過程中P-茴香胺值的變化如圖3、圖4所示。AV值代表油脂中醛、酮等二級產(chǎn)物的多少，AV值越大，表示油脂劣敗程度越嚴重。由圖可知，微膠囊和藻油在整個貯藏期間內的AV值都保持上升趨勢。其中，低溫貯藏下的藻油和微膠囊的AV值變化幅度較小，高溫55℃藻油和微膠囊的AV值變化最大，分別從0.31、0.35上升到了17.32、12.24，明顯微膠囊的AV值上升趨勢緩于藻油AV值的上升趨勢。

由圖5、圖6可以看出，溫度越高，藻油和微膠囊的DHA保留率下降速度越快，有研究表明，溫度對促進油脂優(yōu)化有著很重要的作用，在20-60℃范圍內，溫度每提高10℃，油脂的氧化速度就會加快一倍。相比較下，溫度的升高對藻油的影響很大，55℃高溫貯藏20天后，DHA保留率僅為51.12％，90天后未檢測出DHA。微膠囊的DHA保留率下降速度慢，溫度的升高加快了芯材分子的布朗運動，藻油芯材逸出囊壁的速度也隨之加快，并且溫度越高對壁材產(chǎn)生的破壞越大，壁材對藻油的保護作用減弱，導致DHA保留率在高溫貯藏期內下降速度加快，而在低溫4℃貯藏環(huán)境下，微膠囊DHA的保留率在90天后仍在90％以上，因此在貯藏過程中應盡量地避免高溫環(huán)境。

將自制微膠囊產(chǎn)品和市售微膠囊產(chǎn)品等濃度溶解后，取500μL移入不同pH值的10mL水溶液中，貯藏期間的外觀、油脂浸出含量如圖7、圖8所示。在10天內檢測水溶液體系下油脂浸出含量，可以看到，自制微膠囊水溶液中的油脂含量從0.04mg增加到0.05mg，市售微膠囊水溶液油脂含量從0.01mg增加到0.023mg，市售油脂增量大于自制微膠囊。pH值對顆粒體系的貯藏穩(wěn)定性有很大的影響。Zein與NaCas形成的納米顆粒的等電點在5.0左右，所以，很容易地發(fā)現(xiàn)，在pH5.0的條件下，自制微膠囊的水溶液經(jīng)過35天的貯藏后都產(chǎn)生了沉淀絮凝，但是市售微膠囊體系沉淀現(xiàn)象更為嚴重。在pH6.0、pH7.0、pH8.0的環(huán)境下，自制微膠囊和市售微膠囊的水溶液都有良好的穩(wěn)定性，未發(fā)生沉淀絮凝等現(xiàn)象。所以，自制微膠囊在應用中應避免過酸環(huán)境，作為食品配料可用于弱酸性食品體系(如牛奶)中。

實施例2

本實施例提供了一種DHA牛奶，牛奶中添加實施例1所述的水穩(wěn)定DHA微膠囊，所述微膠囊的添加量為每50ml牛奶中添加0.5g所述的水穩(wěn)定DHA微膠囊。

穩(wěn)定性動力學指數(shù)(Turbisxan Stability Index，TSI)反映的是樣品在整個放置時間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合。變化幅度越大，穩(wěn)定性動力學指數(shù)越大，系統(tǒng)就越不穩(wěn)定。表3給出了牛奶樣品12h內的TST值。從表中可以看出，3個樣品的牛奶TST指數(shù)從整體到局部并沒有顯著性差異，也就是說，兩種微膠囊的加入，并沒有引起整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

表3 牛奶樣品12h的TSI值

將牛奶1、添加自制微膠囊的牛奶2、添加市售微膠囊的牛奶3放入穩(wěn)定分析儀中進行24小時掃描測定，得到的背散射光強度變換曲線如圖9～圖11。如果樣品不穩(wěn)定，表現(xiàn)在微觀上便是濃度或者顆粒粒徑發(fā)生變化，相應的背散射光強度也發(fā)生變化。圖的左邊為樣品池的底部，右邊代表樣品池的頂部，中間部分代表樣品池的中間。從圖中可以看出，在牛奶1、牛奶2、牛奶3三個樣品底部和頂部都出現(xiàn)了澄清層和上浮層，這是牛奶本身脂肪球大小不均勻所產(chǎn)生的現(xiàn)象。同時，在樣品池的中部也未發(fā)生顆粒的聚并和絮凝現(xiàn)象，說明自制微膠囊和市售微膠囊的添加并沒有引起牛奶的不穩(wěn)定變化。