一種水溶性蛋白-植物甾醇納米顆粒及制備與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性食品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒及制備與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]植物留醇是固醇的類似物，被列為功能性油脂，常溫下位微白色粉末，無臭無味，熔點(diǎn)可達(dá)130?140°C，自然界中存在的植物留醇有游離性和酯化性。植物留醇是與膽固醇具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物功能的植物化合物，研究表明植物留醇在抑制腫瘤、防治心臟病、抗癌、防治前列腺疾病和調(diào)節(jié)免疫功能等方面都有重要作用，最引人矚目的是降膽固醇功效。每日劑量2-3克植物留醇已被證明可降低5-15%低密度脂蛋白膽固醇。2000年9月，美國FDA已經(jīng)批準(zhǔn)添加植物甾醇的食品和植物甾醇酯的食品可以使用“有益健康”的標(biāo)簽，植物甾醇在食品中是可以安全使用的。植物留醇的膳食來源主要包括植物油，堅(jiān)果，種子和谷物等。由于植物留醇無法在體內(nèi)合成，因此只能從膳食或藥物中攝取。由于植物留醇的結(jié)構(gòu)特性，在水中不溶，因此對(duì)于植物留醇而言，大大限制其在功能性食品、乳制品、飲料等中的應(yīng)用。因此如何提高植物留醇的水溶解性是膳食補(bǔ)充植物留醇的一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。
[0003]目前針對(duì)于提高植物留醇的水溶性和生物利用率的研究主要集中于將植物甾醇添加到脂質(zhì)體中，用于提高植物留醇水溶性的方法主要有乳液、固體分散脂質(zhì)體包埋、環(huán)糊精包埋等，但是這些方法制備的植物留醇仍然難以達(dá)到較高的水溶性，并且在外形口感等方面有所限制，且某些原料并非天然物質(zhì)存在安全隱患等因素，因此在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中存在一定的問題，研究一種簡(jiǎn)單、安全的提高其水溶性的方法亟需提出。
[0004]研究表明，許多食物源蛋白質(zhì)可與疏水性生物活性物質(zhì)通過乳化-蒸發(fā)技術(shù)可形成粒徑較小的納米顆粒，從而提高這些活性物質(zhì)在水相中的溶解性和穩(wěn)定性，如β-胡蘿卜素/大豆蛋白納米顆粒，胡蘿卜素/酪蛋白納米顆粒，胡蘿卜素/乳清蛋白納米顆粒等，然而用蛋白質(zhì)包埋性質(zhì)與植物留醇通過乳化-蒸發(fā)技術(shù)形成納米顆粒的研究還未出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒的制備方法，旨在利用蛋白質(zhì)的納米包埋性質(zhì)及蛋白質(zhì)與植物甾醇的相互作用，快速、有效的形成納米顆粒，進(jìn)而達(dá)到解決植物留醇在水相中溶解性差的技術(shù)瓶頸問題。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的水溶性蛋白-植物甾醇納米顆粒。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供上述水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒在制備功能食品及藥品中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]—種水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒的制備方法，包括以下制備步驟:
[0010](1)按照固液比(千克:升)為(0.1?1.0):10的比例將酪蛋白酸納、大豆分離蛋白或乳清濃縮蛋白分散溶解于去離子水中，然后將其置于0?10°C溫度下水化6?12小時(shí)，得到蛋白質(zhì)溶液；
[0011](2)按照固液比(克:升)為(0.5?5):1將植物留醇分散溶解于正己烷中得到植物甾醇溶液；
[0012](3)按體積比為(10?100): 100將植物甾醇溶液加入到蛋白質(zhì)溶液中，然后經(jīng)均質(zhì)和微射流處理，得到混合乳液；
[0013](4)將步驟(3)所得混合乳液中的正己烷蒸除，冷凍干燥，得到水溶性蛋白-植物甾醇納米顆粒。
[0014]優(yōu)選地，步驟(1)中所述固液比為(0.1?0.3): 10;所述的水化溫度優(yōu)選為4°C。
[0015]優(yōu)選地，步驟(2)中所述的固液比為5:1;所述將植物留醇分散溶解于正己烷是指在40?45°C加熱、磁力攪拌條件下充分溶解3?lOmin;更優(yōu)選攪拌溫度為45°C，溶解時(shí)間為3?5min。
[0016]優(yōu)選地，步驟(3)中所述的均質(zhì)是指在轉(zhuǎn)速為3000rpm?8000rpm的條件下進(jìn)行均質(zhì)3?lOmin;更優(yōu)選在轉(zhuǎn)速為5000?8000rpm條件下均質(zhì)5min。
[0017]優(yōu)選地，步驟(3)中所述的體積比為(10?40):100。
[0018]優(yōu)選地，步驟(3)中所述的微射流是指在壓力為30?80MPa下進(jìn)行微射流1?3次；更優(yōu)選在壓力為40MPa條件下微射流1次。
[0019]優(yōu)選地，步驟(4)中所述正己烷蒸除的方式為在40?45°C溫度及0.08?0.1MPa真空度條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除正己烷;更優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度為45°C，真空度為0.09?0.1MPa。
[0020]步驟(4)中所述的冷凍干燥前，還添加去離子水將蒸除正己烷的乳液稀釋至蒸發(fā)前的質(zhì)量。
[0021 ] 一種水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒，通過上述制備方法制備得到。
[0022]上述水溶性蛋白-植物留醇納米顆粒在制備功能食品及藥品中的應(yīng)用。
[0023]本發(fā)明的關(guān)鍵在于將溶有較高含量植物留醇的正己烷高效分散于含有蛋白質(zhì)的溶液中，利用蛋白質(zhì)乳化性，將正己烷溶液包裹起來，進(jìn)而形成微小乳滴，再除去正己烷形成納米顆粒。本發(fā)明全程不涉及任何非食品級(jí)化學(xué)添加劑，全部使用天然或合成的食品材料，具有安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。制備得到的高分散性植物留醇納米顆粒制品，不僅可以作為食品添加劑添加到乳制品、飲料中，還可以作為功能因子應(yīng)用于保健食品或藥品的研發(fā)。
[0024]本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0025](1)本發(fā)明采用蛋白質(zhì)包埋植物留醇凍干后制備的納米顆粒，所采用的大豆分離蛋白、乳清蛋白、酪蛋白酸鈉是食品體系中廣泛應(yīng)用的蛋白質(zhì)，天然安全，且均具有營養(yǎng)價(jià)值高、功能性質(zhì)好、安全無毒的優(yōu)點(diǎn)，因此制備的植物留醇納米顆?？烧J(rèn)為是安全可食用的；
[0026](2)本發(fā)明利用蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)和其良好的包埋性，包埋植物留醇制備植物甾醇納米顆粒，可以極大的提高植物留醇的水溶性和荷載率；
[0027](3)本發(fā)明所得水溶性蛋白-植物甾醇納米顆粒產(chǎn)品粒徑較小，水溶性好，包埋率高，在水中復(fù)溶性較好，可作為功能因子用于功能食品或藥品的生產(chǎn)中，大大提高了植物甾醇的可利用性；
[0028](4)本發(fā)明的制備方法所涉及的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、安全、要求低，是一種綠色的生產(chǎn)技術(shù)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0030]實(shí)施例1
[0031](1)常溫及機(jī)械攪拌或磁力攪拌條件下，按照固液比(千克:升)為0.1:10的比例將大豆分離蛋白分散溶解于去離子水中，然后將其置于4°C冰箱中充分水化6小時(shí)，最后離心去除不溶物，得到蛋白質(zhì)溶液；
[0032](2)按照固液比(克:升)為5:1將植物留醇加入到正己烷中，在45°C加熱、磁力攪拌條件下充分溶解4min，得到植物留醇溶液；
[0033](3)按體積比為10:100將植物留醇溶液加入到蛋白質(zhì)溶液中，在轉(zhuǎn)速為5000rpm的條件下進(jìn)行均質(zhì)5min，然后將均質(zhì)好的乳液在壓力為40MPa下進(jìn)行微射流，微射流次數(shù)為1次，得到混合乳液；
[0034](4)將步驟(3)所得混合乳液收集于蒸餾瓶中，在45°C、0.09MPa真空度條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除正己烷，收集濃縮液并用去離子水稀釋至蒸發(fā)前的質(zhì)量，最后凍干，即可得到大豆分離蛋白-植物留醇納米顆粒。
[0035]本實(shí)施案例制得的食品級(jí)蛋白-植物留醇納米顆粒為白色粉末，其對(duì)植物留醇的包埋率為92.83%,荷載量為每克固形物荷載植物留醇50.44毫克。粒徑測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干燥前及復(fù)溶后的顆粒平均粒徑分別為204.5nm和235.7nm，PdI在復(fù)溶前后均在0.231?0.243之間，說明大豆分離蛋白-植物留醇納米顆粒具有良好的復(fù)溶性和分散性。熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明，在4°C、25°C、60°C下放置一周后粒徑分別為237.7nm、248.6nm、260.3nm，粒徑均無太大變化，包埋率也均達(dá)到90%以上。以上數(shù)據(jù)表明，本實(shí)施例的大豆分離蛋白-植物留醇納米顆?？捎行У靥岣咧参锪舸嫉乃苄浴?br>[0036]實(shí)施例2
[0037](1)常溫及機(jī)械攪拌或磁力攪拌條件下，按照固液比(千克:升)為0.1:10的比例將乳清濃縮蛋白分散溶解于去離子水中，然后將其置于4°C冰箱中充分水化10小時(shí)，最后離心