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基于乳清分离蛋白O/W型乳状液的活性成分的定位和包埋研究

张海霞  
【摘要】:乳清分离蛋白(WPI)具有高营养价值和多种功能特性,许多报道建议将其作为可食用载体用于食品工业中。基于WPI稳定的O/W型乳状液已被广泛用作疏水活性成分的有效载体,用于改善活性成分的水溶性、环境敏感性和生物利用度等。然而,传统蛋白质O/W型乳状液由于比表面积大、界面蛋白层薄,因而内部油相氧化稳定性低;此外,传统蛋白质O/W型乳状液只被用作单一疏水活性成分的包埋载体。基于蛋白质乳化、聚集、配体结合等多种功能特性,将抗氧化剂包埋于乳状液的油-水界面层和水相中,不仅可以提高乳状液的氧化稳定性,而且可以实现同时包埋多种不同溶解特性的活性成分。本论文选择热变性的乳清分离蛋白(hWPI)作为乳化剂模型制备O/W型乳状液,将两亲性活性成分白藜芦醇包埋于O/W型乳状液体系中,研究白藜芦醇在乳状液中的包埋、定位和对乳状液氧化稳定性的影响。研究结果将为设计和开发具有高氧化稳定性的蛋白质O/W型乳状液共包埋载体体系提供理论指导。本课题主要研究内容和结果如下:1、构建hWPI稳定的葵花籽油乳状液,研究Ca~(2+)和阿拉伯胶对乳状液结构、白藜芦醇包埋和分配以及油脂氧化稳定性的影响。结果表明,高浓度的Ca~(2+)或阿拉伯胶可以显著提升hWPI乳状液在油-水界面的蛋白含量;添加Ca~(2+)和阿拉伯胶都会使白藜芦醇转移到更疏水的环境中;添加Ca~(2+)后可以提高油脂的氧化稳定性,高浓度的阿拉伯胶存在时会轻微降低葵花籽油氧化稳定性,乳状液包埋白藜芦醇后显著延缓了油脂的氧化程度。基于hWPI-Ca~(2+)-阿拉伯胶载体包埋白藜芦醇和维生素D_3,不仅具有较高的包埋率,而且两种活性成分不产生副作用,可以实现同时包埋。2、构建hWPI稳定的乳状液体系,以阿拉伯胶作为多糖模型,选取具有不同极性和不同白藜芦醇溶解能力的葵花籽油、牛至精油和薄荷精油作为内部油相,研究不同油脂类型和阿拉伯胶对乳状液结构、白藜芦醇在乳状液中总包埋率和分配的影响。相比hWPI稳定的精油乳状液,葵花籽油乳状液具有最高的界面蛋白含量。白藜芦醇在不同hWPI乳状液总包埋率顺序为:薄荷精油乳状液(~98%)葵花籽油乳状液(~66%)牛至精油乳状液(~48%)。在薄荷精油乳状液中,白藜芦醇主要被包埋于乳化油滴的内部油相中,且界面蛋白含量没有显著影响白藜芦醇在乳化油滴中的含量和在乳状液中的总包埋率;在葵花籽油和牛至精油乳状液中,白藜芦醇主要包埋于乳化油滴的蛋白质乳化层,且白藜芦醇在乳化层中含量随着界面蛋白含量增加而增加。阿拉伯胶可提高乳状液界面蛋白含量和白藜芦醇在葵花籽油和牛至精油油-水界面层的包埋率。白藜芦醇在以上乳状液体系中均有较高储藏稳定性,其中在薄荷精油乳状液中稳定性最高。3、构建白藜芦醇和鱼油的hWPI-多糖的共包埋乳状液体系,研究多糖浓度、种类和添加顺序对乳状液结构、活性成分包埋率和稳定性影响。当阿拉伯胶浓度≤0.50%,其浓度和添加方式对乳状液影响较小;乳状液粒径和电位绝对值随果胶浓度升高而显著增大,且当果胶浓度≤0.20%时,乳化前后添加影响相似;高浓度多糖在乳化后添加比乳化前具有更大的液滴粒径;乳化后添加果胶导致乳状液稳定性下降。低浓度多糖没有显著影响白藜芦醇的包埋率和稳定性;当多糖浓度≥0.50%可提高白藜芦醇的总包埋率和在乳化油滴中的含量,且果胶比阿拉伯胶作用更显著,但会导致白藜芦醇稳定性降低;多糖添加方式不影响白藜芦醇包埋。多糖对EPA和DHA的包埋率没有显著影响;乳化前添加低浓度的多糖可以轻微提高EPA和DHA的稳定性,高浓度多糖又降低了稳定性,但稳定性不依赖于多糖种类。hWPI鱼油乳状液可以显著提高鱼油的氧化稳定性,在乳化前添加0.05%阿拉伯胶,可以降低氧化产物含量;当阿拉伯胶浓度≥0.50%,会促进鱼油氧化;乳化前添加果胶可以提高鱼油氧化稳定性,且不依赖于浓度;乳化后添加阿拉伯胶对鱼油氧化稳定性影响不显著。hWPI鱼油乳状液包埋白藜芦醇后可以提高EPA和DHA储藏稳定性和鱼油氧化稳定性。


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