一種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法

一種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種可食性蛋白穩定Pickering乳液的制備方法。該方法包括如下步驟：(1)將殼聚糖加入醋酸溶液中，充分水化；(2)將小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解；(3)將步驟(2)所得的物料加入步驟(1)的物料中，剪切均質；(4)將步驟(3)所得的物料蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為0.5％?5％；(5)將步驟(4)所得的物料在離心，棄沉淀取上清液；(6)將玉米油加入步驟(5)得到的物料中，剪切均質，得到穩定的Pickering乳液。本發明不含任何表面活性劑或有機溶劑，可以作為輸送載體荷載和包封生物活性物質特別是脂溶性生物活性物質。
【專利說明】
一種可食性蛋白穩定Picker i ng乳液制備方法
技術領域
[0001 ] 本發明涉及了一種Pickering乳液，特別是涉及了一種可食性蛋白穩定Pickering乳液的制備方法。
技術背景
[0002]Pickering乳液是一種由固體粒子代替傳統有機表面活性劑穩定乳液體系的新型乳液。其穩定機理主要為固體顆粒吸附于油水界面并形成固體顆粒單層或多層膜從而穩定乳液。與傳統乳液相比，Pickering乳液具有強界面穩定性、減少泡沫出現、可再生、低毒、低成本等優勢，因此在化妝品、食品、制藥、石油和廢水處理等行業已有廣泛應用。
[0003]小麥醇溶蛋白(Gliadins)約占小麥面粉總量的4%?5%，是胚乳的主要IC藏蛋白。小麥醇溶蛋白是從小麥貯存蛋白中用60%?90%的乙醇溶解提取的分子量在25KD?10kD的一組蛋白質，由一組結構類似的單分子多肽蛋白質亞基所構成的混合物，而并非是單一物質，小麥醇溶蛋白(gliadin)是大宗糧油加工副產物谷朊粉的主要成分之一，是一類疏水性醇溶蛋白，具有兩親性，溶劑極性的改變會引發由兩親性驅動的gliadin分子自組裝形成納/微尺度的膠體粒子，它包含了大量的疏水和親水結構群，使其能夠在其表面進行多種形式的自組裝。小麥醇溶蛋白缺乏人體的必需氨基酸營養價值低，所以綜合開發利用率低，但是由于其具有兩親性質，可以作為包埋緩釋的輸送載體，具有良好的生物相容性，原材料豐富，價格低廉，小麥醇溶蛋白具有非常大的開發前景。
[0004]由表面活性劑穩定的傳統乳液一般體系界面能很大，液滴會很快聚并最終分離為兩相，因此往往需要表面活性劑來實現乳液的穩定。Pickering乳液是由固體顆粒穩定的一種新型乳液，目前在材料化工領域研究的比較多，固體顆粒通常有二氧化硅、PS微球、石蠟等。但無論是表面活性劑還是通常的固體顆粒都擁有一定的毒性或者負面影響，都是不可食性，或者對人體有一定的危害。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種無毒性，可食用，對人體無危害的小麥醇溶蛋白穩定Pickering乳液的制備方法。
[0006]本發明采用純天然的小麥醇溶蛋白穩定乳液不僅原料易得價格低廉更重要的是對人體完全無毒副作用，且制備的乳液非常穩定。
[0007]本發明目的通過以下的技術方案來實現。
[0008]—種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法，包括如下步驟:
[0009 ] (I)將相當于醋酸溶液質量0.01%~2%的殼聚糖加入醋酸溶液中，充分水化；
[0010](2)將相當于乙醇溶液質量0.5%-5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解；
[0011](3)將步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，剪切均質；所述步驟(2)所得物料體積為步驟(I)得到的物料體積的50%-200% ;
[0012](4)將步驟(3)所得的物料蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為
0.5%-5% ；
[0013 ] (5)將步驟(4)所得的物料在離心，棄沉淀取上清液；
[OOM] (6)將玉米油加入步驟(5)得到的物料中，剪切均質，得到穩定的Pickering乳液。
[0015]為進一步實現本發明目的，優選地，步驟(3)和步驟(6)所述的剪切均質的轉速都為9500r/min一30000r/mino
[0016]優選地，所述的離心的轉速為3000r/min-8000r/min。
[0017]優選地，所述蒸發為水浴旋轉蒸發。
[0018]優選地，所述旋轉蒸發的溫度為30°C-60°C，轉速為50r/min-200r/min。
[0019]優選地，所述步驟(I)中醋酸質量濃度為0.1 % -5 %。
[0020]優選地，所述步驟(2)中乙醇質量濃度為50%-80%。
[0021]優選地，所述玉米油與步驟(5)得到的物料體積比為1:9-9:1。
[0022]本發明所述小麥醇溶蛋白穩定Picker ing乳液制備方法具有以下優點和有益效果:
[0023](I)本發明所述小麥醇溶蛋白穩定Pickering乳液的制備方法中所采用的原材料都是天然的，對人體無任何毒副作用。制備小麥醇溶蛋白納米顆粒所用的小麥醇溶蛋白和殼聚糖，制備乳液時的玉米油都是可食性的原材料，用于溶解殼聚糖和小麥醇溶蛋白的醋酸溶液和乙醇溶液絕大部分已揮發，極少殘留，對人體無任何危害。
[0024](2)本發明所述小麥醇溶蛋白穩定Pi cker ing乳液的制備方法中其制備過程簡單，操作簡便，為藥物靶向輸送和功能性食品提供了一種新的思路。
[0025](3)本發明所述小麥醇溶蛋白穩定Picker ing乳液的制備方法中所制備的乳液能穩定2個月以上，小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒不可逆的附著于油水界面使乳液極其穩定，這為穩定荷載包埋活性物質奠定了基礎。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明實施例1不同小麥醇溶蛋白膠體顆粒濃度穩定50%油相的乳液粒徑分布圖；
[0027]圖2是本發明實施例2小麥醇溶蛋白膠體顆粒質量濃度為2%，不同pH值穩定50%油相的乳液粒徑分布圖；
[0028]圖3是本發明實施例3小麥醇溶蛋白膠體顆粒質量濃度為2%，不同NaCl鹽離子溶度穩定50%油相的乳液粒徑分布圖；
[0029]圖4-8是本發明實施例4玉米油體積占比分別為10%、20%、30%、40%和50%的乳液光學顯微鏡結果圖。
【具體實施方式】
[0030]為更好地理解本發明，下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明，但本發明的保護范圍并不限于實施例表述的范圍。
[0031]實施例1
[0032]—種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法，包括以下步驟:
[0033](I)制備醋酸質量濃度為1%的醋酸溶液，將相當于醋酸溶液質量0.05%的殼聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0034](2)配置乙醇質量濃度為70%的乙醇溶液，將相當于乙醇溶液質量2.5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0035](3)取相當于步驟(I)得到的物料體積100%的步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，轉速6000r/min下剪切均質4min。
[0036](4)將步驟(3)所得的物料在40°C，75r/min條件下水浴旋轉蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為2%。
[0037](5)將步驟(4)所得的物料在轉速8000r/min下離心lOmin，棄沉淀取上清液。
[0038](6)用NaOH溶液調節步驟(5)所得物料的PH為5.0，取與調PH值后的物料體積比為1:1的玉米油加入調PH后的物料中，在20500r/min條件下剪切均質3min，制備得到乳液。
[0039]本實施例對步驟(4)中小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量溶度進行了梯度試驗，質量溶度分別為:0.2 %、0.5 %、1.0 %、1.5 %、2.0 %，不同顆粒質量濃度所制備的乳液用粒徑表征，結果如圖1。由于顆粒濃度的不同直接影響乳液中顆粒在油水界面的形成，從而影響乳液的形成及乳液的穩定性。本實施例小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量溶度是在制備顆粒時旋轉蒸發過程中不斷通過電子天平稱量其質量的變化來控制顆粒質量溶度。
[0040]本實施例制備得到的乳液類型(o/w或w/o)是通過觀察乳液滴到水或油中的分散情況來判斷。當把小麥醇溶蛋白膠體顆粒制備得到的乳液滴到水中后發現快速分散開來，相反滴到油中則不分散，成團聚狀態，證明該乳液是水包油(o/w)型乳液，而且穩定劑是小麥醇溶蛋白膠體顆粒，所以本發明的乳液屬于P i cker ing乳液。
[0041]同時本發明制備的Pickering乳液具有很強的穩定性，室溫常規放置2個月仍未破乳;該乳液達到了可食性標準，制備乳液所用的原材料(小麥醇溶蛋白、殼聚糖、玉米油)均為可食，用于溶解殼聚糖和小麥醇溶蛋白的醋酸溶液和乙醇溶液絕大部分已揮發，極少殘留，達到了可食的標準。
[0042]圖1是利用英國馬爾文公司Malvern3000粒度儀測定不同顆粒濃度穩定乳液的粒度的粒徑分布曲線，0.5 %-2 %顆粒濃度制備的乳液其粒徑主要分布在60μπι左右，能穩定放置2個月以上，當顆粒濃度為0.2%時其粒徑大于ΙΟΟμπι，所制備的乳液只能穩定放置I個月，乳液粒徑越小其穩定性越高，不易發生乳滴之間的聚并。現有技術制備的可食性Pickering乳液一般穩定性差，嚴重影響其應用價值(D6rick Rousseau.Trends in structuringedible emuls1ns with Pickering fat crystals[J].Current Opin1n in Colloid&Interface Science,2013,18:283-291)。
[0043]現代消費者越來越注重食品的功能性這就決定了現代食品工業必須朝著食品對人體營養和健康改善功能的方向發展，生物活性物質決定了食品的功能性所以大量的活性物質被運用于食品中。多不飽和脂肪酸(PUFAs)是一類非常重要的生物活性物質，歐洲食品安全局(EFSA)推薦攝入DHA和EPA有助于降低心血管疾病的發病率、促進嬰幼兒心腦發育。但是HJFAs極容易氧化酸敗，影響食品的品質、風味、貨架期甚至安全性，丙二醛(MDA)等油脂氧化產物增加致癌和致突變風險。如何在食品中有效添加PUFAs并保持其穩定性是目前食品工業的一大技術難題。構建食物蛋白穩定乳狀液輸送系統是提高PUFAs的穩定性及生物效價的一個途徑。本實施例制備的小麥醇溶蛋白穩定的乳狀液完全符合要求，能夠穩定2個月以上，有望穩定荷載脂性活性物質(如DHA、EPA、姜黃素、脂溶性維生素、β—胡蘿卜素等)構建一套完全符合人體消化吸收特點的輸送體系，提高活性物質的可及性和生物利用率。
[0044]實施例2
[0045]—種可食性蛋白穩定Pi cker ing乳液制備方法，包括以下步驟:
[0046](I)制備醋酸質量濃度為1%的醋酸溶液，將相當于醋酸溶液質量0.05%的殼聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0047](2)配置乙醇質量濃度為70%的乙醇溶液，將相當于乙醇溶液質量2.5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0048](3)取相當于步驟(I)得到的物料體積的100%的步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，轉速6000r/min下剪切均質4min。
[0049](4)將步驟(3)所得的物料在40°C，75r/min條件下水浴旋轉蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為2%。
[°°50] (5)將步驟(4)所得的物料在轉速8000r/min下離心lOmin，棄沉淀取上清液。
[0051 ] (6)用NaOH調節PH值，取與調PH后的物料體積比為1:1的玉米油加入調PH后的物料中，在20500r/min條件下剪切均質3min制備得到乳液。
[0052]本實施例對步驟(6)中用NaOH調節復合顆粒的PH值并進行了梯度試驗，PH值分別為:2.9、3、4、5、6、7、8、9，不同？田直所制備的乳液用粒徑表征，結果如圖2。由于復合膠體顆粒的表面電荷的大小對乳液的形成及其穩定性有著很大的影響，故調節顆粒不同PH值制備乳液研究其穩定性。
[0053]圖2是利用Malvern3000粒度儀測定2%顆粒濃度不同PH值穩定乳液的粒度的粒徑分布曲線。隨著pH值的增加，乳液的粒徑先增大后減小，pH=6.0時達到最大值，8卩60.8μm。對于PH小于等于3的乳液只能穩定放置一天，PH大于等于7的乳液也只能放置一周，而PH在4-6之間的乳液能穩定放置2個月以上。由于顆粒的pH值直接決定顆粒的帶電情況，因而對Picker ing乳液的穩定性有著很大影響。
[0054]實施例3
[0055]一種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法，包括以下步驟:
[0056](I)制備醋酸質量濃度為1%的醋酸溶液，將相當于醋酸溶液質量0.05%的殼聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0057](2)配置乙醇質量濃度為70%的乙醇溶液，將相當于乙醇溶液質量2.5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0058](3)取相當于步驟(I)得到的物料體積的100%的步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，轉速6000r/min下剪切均質4min。
[0059](4)將步驟(3)所得的物料在40°C，75r/min條件下水浴旋轉蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為2%。
[0000] (5)將步驟(4)所得的物料在轉速8000r/min下離心lOmin，棄沉淀取上清液。
[0061 ] (6)向步驟(5)所得的物料中加入50mmo I /L的NaCl溶液。
[0062](7)用NaOH調節步驟(6)所得物料的PH為5.0，取與調PH后的物料體積比為1:1的玉米油加入調PH后的物料中，在20500r/min條件下剪切均質3min制備得到乳液。
[0063]本實施例對步驟(6)中加入NaCl溶液的濃度進行了梯度試驗，分別為:OmmoI/L、10mmol/L、20mmol/L、50mmol/L、100!1111101/1^、2001]111101/1^0有石開究(13;[111<:8 B.P., LumsdonS.0.StabiIity of oil-1n-water emuls1ns stabilised by silica Particles[J].Physical Chemistry Chemical Physics，1999，I (12): 3007-3016)表明適量的鹽離子添加有助于提高乳液的穩定性，過多的鹽離子會使得膠體顆粒聚并影響顆粒的粒徑從而影響乳液的形成及其穩定性。
[0064]圖3利用Malvern 3000粒度儀測定2%顆粒濃度PH=5.0，加入不同濃度NaCl溶液穩定乳液的粒度的粒徑分布曲線。不加入NaCl溶液的乳液和加入1mM NaCl的乳液2個月后破乳;而加入NaCl濃度大于等于20mM的乳液能夠穩定3個月。但是當加入的NaCl大于500mM時不能形成穩定乳液，因為過多的鹽離子會使得顆粒嚴重聚沉。
[0065]實施例4
[0066]—種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法，包括以下步驟:
[0067](I)制備醋酸質量濃度為1%的醋酸溶液，將相當于醋酸溶液質量0.05%的殼聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0068](2)配置乙醇質量濃度為70%的乙醇溶液，將相當于乙醇溶液質量2.5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0069](3)取相當于步驟(I)得到的物料體積的100%的步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，轉速6000r/min下剪切均質4min。
[0070](4)將步驟(3)所得的物料在40°C，75r/min條件下水浴旋轉蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為2%。
[0071 ] (5)將步驟(4)所得的物料在轉速8000r/min下離心lOmin，棄沉淀取上清液。
[0072 ] (6)用NaOH或者HCI調節步驟(5)所得物料的PH為5.0，取與調PH后的物料體積比為1:9的玉米油加入調PH后的物料中，在20500r/min條件下剪切均質3min制備得到乳液。
[0073]本實施例對步驟(6)中玉米油所占體積比進行了梯度試驗，油相與水相體積比分別為:1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3。
[0074]圖4-8分別為玉米油體積占比為10%、20%、30%、40%和50%的穩定Pickering乳液光學顯微鏡圖。隨著油相占比的變大乳滴的密度也逐漸變大，在各個油相體積的乳液中均存在著或大或小的乳滴，而并非是統一均勻的。就總體而言，在油相體積等于10%時，乳滴的粒徑最小，而油相體積在20%及30%時，乳滴的顆粒大小幾乎是相同的，只是油相的增大會使得稍大粒徑乳滴的出現。當油相體積大于30%后，乳滴的粒徑就會隨著油相的增加而增大，但是增大的程度不是特別明顯，乳滴的粒徑分布也相應變寬，不同油相乳液均能穩定2個月以上。
[0075]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所做的等效結構或者等效流程交換，或直接或間接運用在其它的相關領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種可食性蛋白穩定Pickering乳液制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將相當于醋酸溶液質量0.01%~2%的殼聚糖加入醋酸溶液中，充分水化； (2)將相當于乙醇溶液質量0.5%-5%的小麥醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解； (3)將步驟(2)所得的物料加入步驟(I)的物料中，剪切均質；所述步驟(2)所得物料體積為步驟(I)得到的物料體積的50%-200% ； (4)將步驟(3)所得的物料蒸發至小麥醇溶蛋白復合膠體顆粒的質量濃度為0.5%-5%； (5)將步驟(4)所得的物料在離心，棄沉淀取上清液； (6)將玉米油加入步驟(5)得到的物料中，剪切均質，得到穩定的Pickering乳液。2.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(6)所述的剪切均質的轉速為9500r/min-30000r/min。3.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述的離心的轉速為3000r/min-8000r/min。4.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述蒸發為水浴旋轉蒸發。5.根據權利要求4所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述旋轉蒸發的溫度為30°C_60°C，轉速為50r/min-200r/min。6.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中醋酸質量濃度為0.1 % -5 %。7.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中乙醇質量濃度為50%-80%。8.根據權利要求1所述的可食性蛋白穩定Picker ing乳液制備方法，其特征在于，所述玉米油與步驟(5)得到的物料體積比為1:9-9:1。
【文檔編號】A23L33/185GK105853358SQ201610375510
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】尹壽偉, 曾濤, 楊曉泉
【申請人】華南理工大學