利用片段化玉米蛋白-單寧酸復(fù)合物乳化劑制備的維生素d納米乳液及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種具有保健意義的富含維生素 D的納米乳 液及其制備方法;富含維生素 D的納米乳液可用于功能性食品及澄清飲料等液態(tài)食品中。 技術(shù)背景
[0002] 液態(tài)體系中強(qiáng)化維生素 D是食品工業(yè)中一大難題，因為維生素 D在低脂或無脂產(chǎn)品 中的溶解度特別低。且維生素 D的加工性能特別差，其對光、氧氣和高溫等特別敏感，運(yùn)些環(huán) 境因素會導(dǎo)致維生素 D迅速異構(gòu)化或氧化，對其化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理活性產(chǎn)生不利的影響。在生 產(chǎn)過程、保藏過程中維生素 D的保留率很低。許多研究人員通過構(gòu)建不同的輸送載體來改善 維生素 D的加工性能，已有報道采用體外重組裝酪蛋白膠束，大豆分離蛋白-甲殼素復(fù)合輸 送載體和玉米醇溶蛋白-甲殼素復(fù)合輸送載體等來荷載維生素 D{Teng，Z.，Luo，Y.，&Wang, Q.(2013).Carboxymethyl chitosan-soy protein complex nanoparticles for the encapsulation and controlled release of vitamin D-3.Food Chemistry,141(I), 524-532；Luo,Y.,Teng,Z.,&Wang,Q.(2012).Development of Zein Nanoparticles Coated with Carboxymethyl Chitosn for Encapsulation and Controlled Release of Vitamin D3.Journal of Ag;ricul1:ural and Food 化emistry,60(3),836-843.}。所得的 納米顆粒荷載率低，復(fù)溶性差，制備工藝復(fù)雜，在食品加工和儲藏過程中維生素 D的存留率 低，且不適合應(yīng)用于液態(tài)食品，尤其是澄清飲料中，不能很好地解決食品工業(yè)上維生素 D強(qiáng) 化食品的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種納米尺寸，透明 度高，膠體穩(wěn)定性好，維生素 D的加工性能大大提高的維生素 D納米乳液的制備方法。
[0004] 本發(fā)明的另一目的為提供上述方法制備的富含維生素 D的納米乳液。
[0005] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有制備維生素 D納米顆粒荷載率低，維生素 D在加工和儲藏過程中 存留率不高，方法制備過程復(fù)雜，載體原料昂貴的缺陷，利用維生素 D為脂溶性的特性，將維 生素 D溶于玉米油中，并通過片段化玉米蛋白與單寧酸的相互作用制備復(fù)合物作為食品允 許使用乳化劑，通過簡單的加工工藝(超聲均質(zhì))得到納米乳液，制備的強(qiáng)化維生素 D的納米 乳液，動態(tài)學(xué)穩(wěn)定性高，油滴粒徑為納米尺寸(<2(K)nm)，透明度好，且所荷載的維生素 D在熱 處理等操作單元和儲藏過程中損失率低。
[0006] 本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] 利用片段化玉米蛋白-單寧酸復(fù)合物乳化劑制備的維生素 D納米乳液的方法，包括 如下步驟：
[000引（1)將玉米蛋白均勻分散于去離子水中，制成質(zhì)量濃度為l%g/mL~5%g/mL的分 散液；水浴加熱到40~60°C后調(diào)節(jié)到pH值為7.0~9.0，加入玉米蛋白質(zhì)量1 %~3 %的 Alcalase蛋白酶進(jìn)行酶解，在維持溫度W及抑恒定的條件下，酶解1.0-3.化;酶解完成后， 將物料pH值調(diào)到5.0~7.0，使酶滅活;將水解物離屯、除渣后，上清液過微濾膜后裝入截留分 子量為100~200Da的透析袋，在4°C條件下，于去離子水中透析24h，每隔8~10個小時更換 透析液一次。透析結(jié)束后經(jīng)過旋蒸濃縮和冷凍干燥處理獲得片段化玉米蛋白；
[0009] (2)將單寧酸粉末溶于5~50mM，pH 7.0的PBS溶液中，室溫下，用磁力攬拌器攬拌5 ~lOmin，使單寧酸充分溶解，加入片段化玉米蛋白，用磁力攬拌器攬拌5~60min，使單寧酸 和片段化玉米蛋白充分反應(yīng)，制備單寧酸/片段化玉米蛋白復(fù)合物溶液，其中單寧酸/片段 化玉米蛋白質(zhì)量比為0.1:1~0.5:1，片段化玉米蛋白質(zhì)量濃度為0.5~2.0%。加入溶解了 維生素 D的玉米油，維生素 D在玉米油中的濃度為6~24mg/g，得混合液，使溶解了維生素 D的 玉米油的質(zhì)量含量為1%~7%。將混合液體置于超聲波均質(zhì)器中均質(zhì)5~15min，其均質(zhì)頭 的直徑為95~120mm，頻率為20~50曲Z，得到維生素 D的納米乳液。
[0010]優(yōu)選地，步驟（1)中，所述分散液的質(zhì)量濃度為3%g/mL~5%g/mL。
[0011] 優(yōu)選地，步驟（1)所述的在加 Alcalase蛋白酶前物料水浴加熱到50°C;抑值調(diào)節(jié)為 9.0;優(yōu)選地，步驟(1)所述酶解時間為1.5~2.化。
[0012] 優(yōu)選地，步驟（1)將水解物離屯、除渣后，上清液過微濾膜后裝入截留分子量為 100化的透析袋。
[0013] 優(yōu)選地，步驟(2)所述單寧酸/片段化玉米蛋白復(fù)合物溶液中單寧酸與片段化玉米 蛋白的質(zhì)量比為0.2:1~0.4:1，其中片段化玉米蛋白在單寧酸/片段化玉米蛋白復(fù)合物溶 液中的質(zhì)量濃度為0.8~1.0%。
[0014] 優(yōu)選地，步驟（2)片段化玉米蛋白加入單寧酸溶液中，用磁力攬拌器攬拌10~ SOmin，使兩者充分反應(yīng)。
[0015] 維生素 D在玉米油中的溶解度很高。優(yōu)選地，步驟(2)所述的維生素 D溶于玉米油中 的濃度選用24mg/g，在保證維生素 D含量不發(fā)生重結(jié)晶的前提下采用更高的濃度，使本產(chǎn)品 在達(dá)到所應(yīng)用的商品所需維生素 D濃度的前提下，所需添加量更低。
[0016] 優(yōu)選地，步驟(2)所述混合液中，溶解了維生素 D的玉米油的質(zhì)量含量為3%~5%。
[0017] 本發(fā)明使用的原料可W是為玉米黃粉W及經(jīng)脫脂和除雜處理獲得的玉米濃縮蛋 白，W及商品化的玉米醇溶蛋白。
[0018] 本發(fā)明所述維生素 D納米乳液為油滴粒徑小于2(K)nm;在室溫下儲藏30d，其粒徑增 大O~IOnm，油滴粒徑保持<200nm納米尺寸，膠體穩(wěn)定性好;所述維生素 D納米乳液在強(qiáng)紫外 燈下照射1她，其荷載的維生素 D保留在90% W上;所述維生素 D納米乳液經(jīng)過己氏殺菌，所 荷載的維生素 D保留在95% W上。
[0019] 納米乳液是一種脂肪滴為納米尺寸(d<200nm)的乳液。納米乳液透明度高，動態(tài)學(xué) 穩(wěn)定性好，生物利用率高。特別地，納米乳液適合用于荷載疏水性活性成分(脂溶性維生素 或營養(yǎng)素），并可將其應(yīng)用于液態(tài)食品中，如澄清飲料，營養(yǎng)強(qiáng)化水，軟飲料或果汁。納米乳 液在當(dāng)代食品和飲料行業(yè)中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。而制備穩(wěn)定性高的納米乳液需要大量 的表面乳化劑。因此，尋找易得、價格低廉且食品許可的乳化劑，成為食品行業(yè)，尤其是飲料 行業(yè)的迫切需求。
[0020] 近幾年來，天然的食品蛋白經(jīng)過適當(dāng)酶解得到的蛋白水解物作為乳化劑的應(yīng)用得 到深入的研究。據(jù)報道，蛋白水解物與天然蛋白相比，其在油水界面具有更高的擴(kuò)散率，能 在界面上覆蓋更大的面積。片段化玉米蛋白富含谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸和脯氨酸，疏水性 氨基酸占55% W上，具有良好的界面活性。另一方面，單獨(dú)的蛋白水解物作為乳化劑，由于 其分子量小，界面上分子之間的相互作用弱，不能夠提供所需的界面剛度，不足W使乳液在 長時間的儲藏中保持穩(wěn)定。
[0021] 本發(fā)明認(rèn)識到單寧酸是水解型的單寧，因其具有大量的酪類基團(tuán)，所W分子質(zhì)量 很大。單寧酸是FDA認(rèn)可的可直接應(yīng)用于食品中的添加劑。單寧酸含有大量的徑基和簇基等 功能性基團(tuán)，能與蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨鍵相互作用、疏水相互作用等次級相互作用而形成復(fù)合物。 且蛋白質(zhì)-多酪復(fù)合物能夠聚集于油-水界面，其復(fù)合物能夠結(jié)合蛋白質(zhì)的表面活性和多酪 類物質(zhì)(如單寧酸)的抗氧化性。因此，利用蛋白與單寧酸的相互作用制備蛋白-單寧酸復(fù)合 物，經(jīng)過修飾的蛋白質(zhì)具有抗氧化性，經(jīng)過調(diào)控具有巨大的潛能獲得更好乳化性質(zhì)。而現(xiàn)有 技術(shù)關(guān)于蛋白質(zhì)水解物與單寧酸之間相互作用并制備復(fù)合物和作為乳化劑的研究卻鮮有 報道。
[0022] 本發(fā)明的關(guān)鍵在于利用片段化玉米蛋白與單寧酸的次級相互作用制備復(fù)合物作 為乳化劑，該乳化劑原料都為食品允許使用的材料。與單獨(dú)片段化玉米蛋白相比，該復(fù)合物 在油水界面上，分子間的相互作用更強(qiáng)烈，界面活性更高，在界面上能夠剛性和彈性更大的 界面膜，使形成的乳液非常穩(wěn)定且油滴粒徑為納米尺寸。而單寧酸具有抗氧化性，能夠防止 所荷載的油和維生素 D發(fā)生氧化變質(zhì)，且維生素 D溶解于玉米油中，并被包埋于界面膜中，其 加熱穩(wěn)定性和光學(xué)穩(wěn)定性也大大提高，從而提高維生素 D的加工穩(wěn)定性和儲藏穩(wěn)定