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抗胃環境脅迫的高穩定性玉米內源組分乳液製備步驟及界麵張力測定
來源:中國農業科學院農產品加工研究所 瀏覽 20 次 發布時間:2024-08-12
食品藥品通常需要將成分遞送到腸道中進行吸收利用,乳液是一種很好的營養成分遞送體係,通過製備成小液滴的水包油形式,可以極大提高液滴的比表麵積,從而有利於後續油滴在腸道的吸收利用。然而由於胃中pH較低,且存在生物酶環境複雜、溫度高、胃蠕動等環境脅迫,乳液往往會失穩甚至破乳,會造成乳液粒徑增加、吸收利用效率低、營養物質暴露受損等,從而導致營養功能大打折扣。現有技術缺少在消化道中的觀察,從而無法製備有效的胃穩定乳液以遞送營養物質。專利CN202010448118.6用豌豆分離蛋白與菊粉在90℃條件下反應1-3h,使其發生美拉德反應,生成的結合物穩定乳液後以氯化鈣交聯製備乳液凝膠具備高胃環境下的穩定性,一方麵用豌豆分離蛋白與菊粉結合的美拉德反應產物需要高溫條件下生成,另一方麵高胃環境下的穩定性是通過氯化鈣交聯形成致密的凝膠網絡實現,而非乳液本身。目前為止,尚未有抗胃環境脅迫的高穩定乳液的製備的報道。
下麵提供一種抗胃環境脅迫的高穩定性玉米內源組分乳液及其製備方法和應用,上述乳液具有較高的乳化能力和穩定性,在胃液消化階段能夠抵抗胃酸的高酸性化學脅迫、消化酶的生物脅迫、胃蠕動和人體內高溫的物理脅迫等,實現對功能組分的保護,並將其順利遞送至腸道中。
製備步驟:
以玉米為原料,經幹燥磨粉、除油、分級除雜、堿溶酸沉提取、透析、幹燥後粉碎製得玉米穀蛋白;經濕法提取後粉碎製得玉米澱粉;經幹燥磨粉、索氏提取後製得玉米油。
使用胰蛋白酶對玉米穀蛋白進行酶解,酶濃度為80500 U/g玉米穀蛋白,溫度為50°C,pH為8,反應1.5 h,製得水解度為2%的玉米穀蛋白酶解產物。將玉米穀蛋白酶解產物溶於4°C水,水合2h,酶解產物與水的重量比為0.5:1,製得第一物料。
使用辛烯基琥珀酸酐OSA對玉米澱粉進行改性,製得取代度為0.020的OSA改性玉米澱粉,將其與水混合獲得第二物料。
將第一物料與第二物料混合,其中玉米穀蛋白酶解產物和OSA改性玉米澱粉的重量比為0.5:1,二者總質量與水的重量比為0.1:1,調節pH至7,4℃反應2h,製得第三物料。
將玉米油加入第三物料中獲得第四物料,其中玉米油的用量為45重量%。隨後將第四物料在常溫下進行剪切處理,剪切速率為12000 r/min,時間為5min。即獲得玉米內源組分乳液。
此方法的優點:
(1)以玉米穀蛋白酶解產物為原料,將其與OSA改性玉米澱粉和玉米油複合,玉米穀蛋白酶解後,暴露出更多的親水氨基酸,親水性大大提高,有利於更好地穩定油水界麵;同時在酸性條件下,酶解蛋白產物的電位也明顯上升,有利於與OSA改性澱粉建立強相互作用;玉米穀蛋白的初始分子量較大,在胃消化過程中能更有效地抵抗消化酶的生物脅迫和胃蠕動的物理脅迫等。用OSA改性玉米澱粉,既能夠提高玉米澱粉的乳化能力,降低界麵壓力、幫助穩定界麵,又能夠賦予玉米澱粉負電位,使其與正電玉米穀蛋白酶解物建立靜電相互作用,在胃消化中提高抵抗生物酶、胃蠕動、鹽離子等複雜的脅迫環境。因此,可以得到各組分相互作用較強的玉米內源組分乳液,其具有較高的乳化能力和穩定性,能有效降低乳液粒徑,在貯藏過程中能顯著提高乳液的穩定性和保質期;
(2)製備的玉米內源組分乳液在胃液消化階段能夠抵抗胃酸的高酸性化學脅迫、消化酶的生物脅迫、胃蠕動和人體內高溫的物理脅迫等,同時能夠抵抗前期的複雜口腔環境脅迫,在胃脅迫環境中有效防止液滴絮凝聚集甚至破乳、降低油水界麵的界麵張力、維持界麵模量、界麵穩定性和粒徑穩定性,進而實現對功能組分的保護,將其順利遞送至腸道中進行腸道吸收,避免其在胃內苛性環境下被破壞;
(3)以水溶性低、乳化效果差、市場利用價值低的玉米穀蛋白作為主要原料,提高其利用價值;且方法綠色環保,工藝簡單,適合工業化生產。
重點內容:
界麵張力和界麵模量的測定:采用界麵張力儀測量儀測量油水界麵的界麵張力和界麵模量。使用蠕動泵對水相液體進行更換,依次為不同樣品的水溶液、口腔消化液、胃消化液、小腸消化液。
上述測試結果列於表1-3。
根據表1-3的數據可知,采用本方法製備的玉米內源組分乳液具有粒徑小、穩定性好、乳化能力強、降低油水界麵張力等優點,能夠在胃液消化階段抵抗胃環境脅迫,實現對功能組分的保護。進一步地,當玉米穀蛋白酶解產物的水解度在優選的1-4%範圍內,乳液具有更高的穩定性。