一种醇溶蛋白-多糖复合颗粒的制备方法和应用与流程

本发明属于新材料与功能食品技术领域，特别涉及一种醇溶蛋白-多糖复合颗粒的制备方法和应用。

背景技术：

传统乳液通常是以小分子表面活性剂或高分子聚合物为乳化剂降低两种互不相溶液体的界面张力，从而形成均匀的体系，广泛应用于食品、药品、石油化工等领域。pickering(皮克林)乳液是由固体颗粒代替表面活性剂而稳定的乳液体系。与传统乳液相比，pickering乳液具有以下优点：能够避免或减少表面活性剂的使用，降低了成本；毒性小，安全性高，减少了对人体和环境的危害；固体颗粒在油水界面上的粘附作用不可逆，具有较强稳定性，不易受外界环境(ph、温度、离子强度等)的影响，颗粒粒径具有可控性。因此，pickering乳液在食品领域具有重要的应用价值。但是，目前对于稳定pickering乳液的固体颗粒的研究主要集中在无机粒子或是合成粒子，限制了pickering乳液在食品工业中的应用。因此，开发环境友好型、可再生和可生物降解的食品级胶体颗粒用于稳定pickering乳液已成为目前的研究热点。

玉米醇溶蛋白是玉米中存在的主要贮藏蛋白质，分子结构中含有大量的疏水性氨基酸，使其具有两亲性，有独特的自组装特性，并且具有良好的生物相容性和生物粘附性。因此，玉米醇溶蛋白颗粒可被用作pickering乳液的稳定剂。但是，单一玉米醇溶蛋白制备的pickering乳液不稳定，呈明显分层现象，很难应用于食品体系。已有研究结果表明，醇溶蛋白质溶解在乙醇水溶液后，采用反溶剂沉淀法在水相中形成胶体颗粒，然后通过非共价相互作用与亲水性多糖生成复合胶体颗粒用于稳定pickering乳液。但是，反溶剂沉淀法制备玉米醇溶蛋白-多糖复合颗粒需将玉米醇溶蛋白乙醇水溶液注射或者逐滴添加到多糖水溶液中，过程参数难以控制，且浓缩过程耗时耗能。目前有关玉米醇溶蛋白与多糖的研究主要集中于亲水性多糖，与两亲性多糖相互作用的研究尚属空白。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种醇溶蛋白-多糖复合颗粒的制备方法和应用，具体技术方案如下：

一种醇溶蛋白-多糖复合颗粒的制备方法，其特征在于，将玉米醇溶蛋白乙醇水溶液、藻酸丙二醇酯乙醇水溶液在搅拌下等体积混合得到混合溶液，所述混合溶液经减压旋蒸、离心得到醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散液，干燥后制得醇溶蛋白-多糖复合颗粒；

所述醇溶蛋白-多糖复合颗粒作为固体乳化剂制备pickering乳液。

所述玉米醇溶蛋白、藻酸丙二醇酯原料均为食品级。

所述玉米醇溶蛋白乙醇水溶液用玉米醇溶蛋白和乙醇水溶液混合得到，所述藻酸丙二醇酯乙醇水溶液用藻酸丙二醇酯和乙醇水溶液混合得到；每1ml玉米醇溶蛋白乙醇水溶液中含有玉米醇溶蛋白0.1～50mg。

所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为60％～90％。

所述混合溶液中玉米醇溶蛋白与藻酸丙二醇酯质量比为40:1～1:2；所述混合溶液的搅拌时间为1～8h。

所述减压旋蒸的温度为35～65℃，旋转速度为200～800r/min，压力为-0.1mpa；所述离心速度为1500～6500rad/min，离心时间为10～60min。

所述醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散液中复合颗粒浓度为0.25～10％。

所述干燥的方式为真空冷冻干燥，预冻处理1～12h，预冻温度为-20～-50℃，干燥时间为1～12h。

所述制备方法制备的醇溶蛋白-多糖复合颗粒在pickering乳液中的应用，所述醇溶蛋白-多糖复合颗粒作为固体乳化剂制备pickering乳液，具体为：将所述醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散液与油相混合，剪切乳化后得到pickering乳液。

所述醇溶蛋白-多糖复合颗粒水分散液为所述制备方法制备的醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散液，或为所述制备方法制备的醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散于水中得到的分散液。

所述油相为食用油和/或中链脂肪酸甘油酯。

所述油相与醇溶蛋白-多糖复合颗粒分散液混合的体积比为1:9～4:1；所述剪切速度为7000～18000rpm，时间为2～10min。

所述pickering乳液中复合颗粒浓度为0.25～10％。

本发明的有益效果为：

(1)本发明中玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯通过静电、疏水以及氢键作用形成复合颗粒，颗粒粒度均匀在200～600nm，具有较好的润湿性，三相(水相-油相-固相)接触角在80～95度之间；

(2)利用本发明玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒作为固体乳化剂制备的pickering乳液，玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒能够在油滴表面形成致密的包裹层，油滴粒径均匀在10～120μm，有效阻止油滴的聚集和奥氏熟化，制备的pickering乳液具有较好的热稳定性和贮藏稳定性，且具有可食用性，避免了传统乳化剂对人体健康的危害；

(3)本发明制备的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒，原料为食品级，具有可食性且来源广泛，制备方法简单易控，且生产中所用乙醇可循环利用，绿色无污染、能耗少，加工成本低，适合工业化生产。

附图说明

附图1为实施例1玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒的sem图；

附图2为实施例2玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯的三相接触角图；

附图3为实施例2玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯pickering乳液clsm图。

具体实施方式

本发明提供了一种醇溶蛋白-多糖复合颗粒的制备方法和应用，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

按照下述步骤制备醇溶蛋白-多糖复合颗粒：

(1)将0.1g玉米醇溶蛋白加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为60％)中，常温搅拌至充分溶解，得到玉米醇溶蛋白乙醇水溶液；

(2)将0.005g藻酸丙二醇酯(玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯质量比为20：1)分散在50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为60％)中，磁力搅拌至完全溶解，得到藻酸丙二醇酯乙醇水溶液；

(3)在搅拌的条件下将步骤(1)所得玉米醇溶蛋白乙醇水溶液加入到步骤(2)所得藻酸丙二醇酯乙醇水溶液中，混合后搅拌2h得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯混合物乙醇水溶液；

(4)采用乳化蒸发法制备复合颗粒：利用减压旋转蒸发仪在45℃，300r/min，压力为-0.1mpa条件下减压旋蒸，除去乙醇和部分水；然后在2000rpm转速下离心30min，以除去较大颗粒，即得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液，干燥后制得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒。

经上述方法得到的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液中复合颗粒的浓度为1.5％，颗粒的三相接触角为85°，颗粒粒径为200-300nm；复合颗粒的sem图具体如图1所示，从图1可以看出，颗粒粒径均一，无团聚现象。

以所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒为稳定剂制备pickering乳液：将所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散于水中得到的分散液作为水相，或直接将步骤(4)所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液为水相；以中链脂肪酸甘油酯为油相，将油相添加到水相中，油相体积分数为40％(v/v)，8000rpm下剪切3min制得pickering乳液。所得pickering乳液的油滴粒径为20～60μm，在70℃加热处理30min后，乳液油滴粒径维持20～60μm；放置30天后，未出现分层现象，具有较好的热稳定性和贮藏稳定性。

实施例2

按照下述步骤制备醇溶蛋白-多糖复合颗粒：

(1)将0.3g玉米醇溶蛋白添加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为70％)中，常温搅拌至完全分散，得到玉米醇溶蛋白乙醇水溶液；

(2)将0.03g藻酸丙二醇酯(玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯质量比为10：1)添加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为70％)中，磁力搅拌至完全溶解，得到藻酸丙二醇酯乙醇水溶液；

(3)在搅拌的条件下将步骤(1)所得玉米醇溶蛋白乙醇水溶液加入到步骤(2)所得藻酸丙二醇酯乙醇水溶液，混合后搅拌3h得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯混合物乙醇水溶液；

(4)采用乳化蒸发法制备复合颗粒：利用减压旋转蒸发仪在50℃，400r/min，压力为-0.1mpa条件下减压旋蒸，除去乙醇和部分水；然后在3000rpm转速下离心20min除去较大颗粒，即得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液，干燥后制得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒。

经上述方法得到的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯分散液中复合颗粒的浓度为1.0％，复合颗粒的三相接触角为90°，颗粒粒径为200-400nm；复合颗粒的三相接触角图如图2所示。

以所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒为稳定剂制备pickering乳液：将所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散于水中得到的分散液作为水相，或直接将步骤(4)所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液为水相；以中链脂肪酸甘油酯为油相，将油相添加到水相中，油相体积分数为50％(v/v)，10000rpm下剪切3min制得pickering乳液。所得pickering乳液的油滴粒径为20～30μm，在80℃加热处理30min后，乳液未出现分层和析油现象，油滴粒径维持20～30μm；放置30天后，乳液未出现分层现象和析油现象，具有较好的热稳定性和贮藏稳定性；所得pickering乳液clsm图如图3所示。

实施例3

按照下述步骤制备醇溶蛋白-多糖复合颗粒：

(1)将0.5g玉米醇溶蛋白添加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为75％)中，常温搅拌至完全分散，得到玉米醇溶蛋白乙醇水溶液；

(2)将0.1g藻酸丙二醇酯(玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯质量比为5：1)添加在50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为75％)中，磁力搅拌至完全溶解，得到藻酸丙二醇酯乙醇水溶液；

(3)在搅拌的条件下将步骤(1)所得玉米醇溶蛋白乙醇水溶液加入到步骤(2)所得藻酸丙二醇酯乙醇水溶液中，混合后搅拌3.5h得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯混合物乙醇水溶液；

(4)采用乳化蒸发法制备复合颗粒：利用减压旋转蒸发仪在55℃，600r/min，压力为-0.1mpa条件下减压旋蒸，去除乙醇和部分水；然后在3500rpm转速下离心25min去除较大颗粒，即得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液，干燥后制得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒。

经上述方法得到的玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯分散液中复合颗粒的浓度为1.5％，颗粒的三相接触角93°，颗粒粒径为300-400nm。

以所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒为稳定剂制备pickering乳液，将所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散于水中得到的分散液作为水相，或直接将步骤(4)所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液为水相；以食用玉米油为油相，将油相添加到水相中，油相体积分数为60％(v/v)，12000rpm下剪切4min制得pickering乳液。所得pickering乳液的油滴粒径为20～40μm，在85℃加热处理30min后，乳液未出现分层和析油现象，油滴粒径维持20～40μm；放置30天后，乳液未出现分层和析油现象，具有较好的热稳定性和贮藏稳定性。

实施例4

按照下述步骤制备醇溶蛋白-多糖复合颗粒：

(1)将0.6g玉米醇溶蛋白添加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为85％)中，常温搅拌至完全分散，得到玉米醇溶蛋白乙醇水溶液；

(2)将0.3g藻酸丙二醇酯(玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯质量比为2：1)添加到50ml乙醇水溶液(乙醇的体积分数为85％)中，磁力搅拌至完全溶解，得到藻酸丙二醇酯乙醇水溶液；

(3)在搅拌的条件下，将步骤(1)所得玉米醇溶蛋白乙醇水溶液加入到步骤(2)所得藻酸丙二醇酯乙醇水溶液中，混合后搅拌4h得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯乙醇水溶液；

(4)采用乳化蒸发法制备复合颗粒：利用减压旋转蒸发仪在60℃，800r/min，压力为-0.1mpa条件下减压旋蒸，去除乙醇和部分水；然后在3500rpm转速下离心25min除去较大颗粒，即得到玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液，干燥后制得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒。

所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯分散液中复合颗粒的浓度为2.5％，颗粒的三相接触角92°，颗粒粒径为500-600nm；

以所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒为稳定剂制备pickering乳液：将所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散于水中得到的分散液作为水相，或直接将步骤(4)所得玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯复合颗粒分散液为水相；以食用大豆油为油相，将油相添加到水相中，油相体积分数为75％(v/v)，15000rpm下剪切5min制得pickering乳液。所得高内相pickering乳液的油滴粒径为40～80μm，在95℃加热处理30min后，乳液未出现分层和析油现象，油滴粒径维持40～80μm；放置30天后，乳液未出现分层和析油现象，具有较好的热稳定性和贮藏稳定性。