一种鱼皮明胶和原花青素复合的稳态化乳液制备方法

本发明属于乳液制备，具体涉及一种鱼皮明胶和原花青素复合的稳态化乳液制备方法。

背景技术：

1、脂溶性活性物质主要有维生素、类黄酮、多酚类、胡萝卜素、多不饱和脂肪酸等。近年来，人们发现脂溶性活性物质如二十碳五烯酸、十二碳六烯酸、藻黄嘌呤等在预防人类疾病中发挥着积极作用。它们具有降压、抗炎、抗癌等对人体健康有益的生物活性。异硫氰酸苄酯(bitc)是一类广泛存在于十字花科植物和木瓜植物中的脂溶性活性物质，具有抗癌、抗菌、抗氧化、降血脂、降血糖等功能，应用前景广阔。然而，脂溶性化合物的性能受到生物利用度差、化学不稳定性和水溶性低的限制，其独特功能的发挥仍然是一个重大挑战。在食品加工中，乳液常被用作生物活性物质的载体，脂溶性活性物质可以通过专门设计的乳液输送系统达到一定程度的体内保护和释放效果，从而提高其生物利用度。乳液输送系统对脂溶性活性物质的高效负载极大地拓展了脂溶性活性物质在功能食品中的应用。因此，需要设计一种乳液输送系统来包埋脂溶性活性物质，以提高脂溶性活性物质的应用范围。

技术实现思路

1、技术问题：

2、脂溶性活性物质对人体健康具有十分重要的作用，而脂溶性化合物的性能受到生物利用度差、化学不稳定性和水溶性低的限制，所以，需要一种对脂溶性活性物质实现高含量和高稳定包埋的乳液输送系统。

3、技术方案：

4、本发明以鱼皮明胶为乳化剂，原花青素作为稳定剂，对脂溶性活性物质进行包埋，得到一种利用鱼皮明胶和原花青素分子间作用力制备复合载体、构筑可包埋脂溶性活性物质的稳态化乳液。本发明制备的乳液与相同条件下单纯鱼皮明胶制备的乳液相比稳定性更好，脂溶性活性物质包埋率更高。

5、鱼皮明胶是从鱼皮中提取的一种易溶于水的天然多肽聚合物。鱼皮明胶具有一定的乳化性能，可用于构建水包油乳液。多酚的加入对提高乳液质量有重要作用。蛋白质与酚类化合物有两种相互作用机制，即共价相互作用和非共价相互作用。位于蛋白质侧链的氨基酸被氧化还原反应产生的羟基自由基氧化后与多酚发生共价相互作用，从而形成共价复合物。可用抗坏血酸法、过氧化氢法和自由基接枝法等方法制备蛋白质-多酚共价复合物。蛋白质-多酚非共价结合包括疏水相互作用、氢键、范德华力和分子间相互作用等。这类相互作用比共价结合弱。蛋白质-多酚共价及非共价复合物可以在油滴表面形成膜，防止油滴氧化，提高乳液的稳定性。蛋白质与多酚经过不同结合方式所形成的复合乳液的性能可能会存在一些差异，如抗氧化活性、乳化活性、乳液稳定性等。

6、原花青素又称缩合单宁，是一种多酚类物质，通常存在于水果、蔬菜、坚果、豆类和谷物中，具有抗炎、调节免疫、降血糖、降血压等对人体健康有益的生理活性功能。原花青素在分子结构上含有大量羟基，是具有良好蛋白亲和性的小分子物质，因此，可以通过与蛋白质形成复合物来提高乳液稳定性。

7、本发明制备的鱼皮明胶-原花青素共价和非共价复合物，以其为复合载体制备乳液输送系统，可以提高脂溶性活性物质的利用率。

8、本发明的目的在于提供一种鱼皮明胶和原花青素复合的稳态化乳液的制备方法，包括如下步骤：

9、s1、水相的制备：配制鱼皮明胶溶液，加入过氧化氢水溶液和l-抗坏血酸匀速搅拌混合，之后加入原花青素混合，得到水相；

10、s2、油相的制备：将脂溶性活性物质溶解于食用油中，得到油相；

11、s3、混合：将步骤s1制备的水相与步骤s2制备的油相混合，进行高速分散处理，然后均质，制得稳态化乳液。

12、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中鱼皮明胶溶液的质量浓度为0.5～1.5％。

13、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中过氧化氢水溶液的浓度为5～15mol/l。

14、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中过氧化氢水溶液和鱼皮明胶溶液的体积比为0～1:100。

15、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中l-抗坏血酸与鱼皮明胶的质量比为0～1:2。

16、具体的，当在步骤s1中添加过氧化氢水溶液和l-抗坏血酸时，上述方法制备得到的是鱼皮明胶、原花青素的共价复合物；

17、当在步骤s1中不添加过氧化氢水溶液和l-抗坏血酸时，上述方法制备得到的是鱼皮明胶、原花青素的非共价复合物。

18、优选的，所述步骤s1中过氧化氢水溶液和鱼皮明胶溶液的体积比为0:100。

19、优选的，所述步骤s1中l-抗坏血酸与鱼皮明胶的质量比为0:2。

20、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中匀速搅拌的时间为2～3h。

21、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中鱼皮明胶与原花青素的质量比为1:0.0075～0.06。

22、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中加入原花青素后的混合时间为30～40h。

23、作为本发明的一种实施方式，步骤s1中，当要添加过氧化氢水溶液和l-抗坏血酸时，需要在得到水相前进行透析操作。

24、进一步的，透析是使用3000～3500da的透析袋中进行流水冷浴40～48h。

25、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s2中食用油包括玉米油、大豆油、葵花籽油、菜籽油和橄榄油中的一种或多种。

26、具体可选的，所述步骤s2中食用油为玉米油。

27、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s2中脂溶性活性物质包括维生素、类黄酮、异硫氰酸苄酯、胡萝卜素中的一种或多种。

28、具体可选的，脂溶性活性物质为异硫氰酸苄酯。

29、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s2中油相中的脂溶性活性物质的浓度为1～10mg/ml。

30、优选的，作为本发明的一种实施方式，所述步骤s2中油相中的脂溶性活性物质的浓度为5～6mg/ml。

31、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s3中油相和水相体积比为1:5～15。

32、优选的，所述步骤s3中油相和水相体积比为1:8～12。

33、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s3中高速分散处理的参数为8000～15000r/min，高速分散的时间为1～4min。

34、作为本发明的一种实施方式，其特征在于，所述步骤s3中均质的参数为8000～14000psi，均质的次数为4～8次。

35、本发明提供基于上述方法制备的稳态化乳液。

36、本发明还提供上述稳态化乳液在食品领域中的应用。

37、本发明的有益效果是：

38、(1)bitc是一种有益于人体健康的生物活性物质，但由于其生物利用度差、化学不稳定性和水溶性低等缺点限制了其在食品中的应用。利用乳液递送bitc是一种成本较低，能够减缓bitc挥发、增强稳定性并提高其生物利用率的方法，在食品工业中具有较好的应用前景。本发明选用的鱼皮明胶是通过水解水产鱼类的胶原蛋白获得的一种易溶于水的蛋白质，鱼皮明胶具有大量的亲水部位和疏水部位，这使得其具备了亲油、亲水的性质，当鱼皮明胶吸附到油水界面后可以减小界面张力，从而表现出一定的乳化特性，但单一蛋白构筑的乳液稳定性易受环境影响。原花青素是主要存在于自然界的水果以及一些植物种子和花朵中的多酚类物质，具有较强的抗氧化、抗炎等生理功效。蛋白质与多酚的共价和非共价相互作用可导致蛋白质的二级结构和理化性质发生变化，形成抗氧化性、乳化性强的复合物，从而提高乳液的抗氧化性和稳定性，构筑鱼皮明胶-原花青素共价及非共价复合乳液输送系统来保护脂溶性活性物质不被降解，可应用到功能食品等领域，具有良好的应用前景。

39、(2)本发明研究发现与单纯鱼皮明胶溶液相比，随着原花青素添加浓度的增加，鱼皮明胶-原花青素共价及非共价复合物的接触角逐渐增大且接近90度，结果表明当原花青素浓度达到0.06％时，更能稳定乳液，纳米颗粒更能够稳定在油水界面处，且与非共价复合物相比，共价复合物更有利于乳液的稳定(图1～图10)。原花青素浓度为0.06％时，共价作用下的乳化活性和乳化稳定性分别升至43.34±0.51m2/g(图11)和41.47±0.52min(图12)；在非共价作用下的乳化活性和乳化稳定性分别升至39.55±0.76m2/g(图13)和57.45±0.62min(图14)。相较于单纯鱼皮明胶，鱼皮明胶在与原花青素复合后，乳化活性和乳化稳定性均有显著提高(p<0.05)(图11～图14)。在贮藏14天过程中，与单纯鱼皮明胶乳液相比，原花青素加入后显著减小了复合乳液的粒径(p<0.05)(图15、图17)，且随着原花青素添加浓度的增加，复合乳液粒径逐渐减小，复合乳液zeta电位有所下降，与鱼皮明胶-原花青素非共价复合乳液相比，鱼皮明胶-原花青素共价复合乳液有更低的电位值，说明非共价复合乳液比共价复合乳液稳定性更好(图16、图18)；鱼皮明胶-原花青素共价及非共价复合乳液在贮藏期间没有发生明显分层现象(图19～图28)；荧光显微镜观察到不同浓度的原花青素与鱼皮明胶复合构筑的乳液油滴分布都较均匀，无大量聚集现象(图29～图38)。经过14天贮藏，当原花青素浓度为0.06％时，鱼皮明胶-原花青素非共价复合乳液对脂溶性活性物质(bitc)的保留率最高(图39、图40)，说明此条件下鱼皮明胶-原花青素非共价复合乳液表现出对脂溶性活性物质(bitc)更好的保护作用。