大豆蛋白-芦丁复合乳状液的稳定性及其对β-胡萝卜素缓释效应的研究

大豆蛋白—芦丁复合乳状液的稳定性及其对β-胡萝卜素缓释效应的研究大豆分离蛋白是安全优质的食品蛋白来源之一,被广泛应用于食品乳化体系中。大豆蛋白乳状液对环境因素较为敏感,在加工过程中,热处理几乎不可避免,从而导致蛋白变性。本论文以大豆蛋白和芦丁颗粒为研究主体,利用二者的界面竞争吸附行为构建致密的复合界面膜,达到改善乳状液稳定性,并能包埋和缓释β-胡萝卜素的目的。课题首先研究了天然大豆蛋白NSP和不同聚集程度的热变性蛋白HSP乳化过程中在油水界面的吸附。蛋白样品分别在1-5%(w/v)浓度下加热,然后都稀释到0.3%(w/v)。研究表明,影响大豆蛋白的乳化性质的因素,不仅有加热处理,还有蛋白浓度、均质速率、离子强度等。在浓度1%,3%和5%(w/v)下加热制备的样品H1,H3和H5,尽管它们之间界面张力差别不大,但相比于NSP,它们的聚集体含量、表面疏水性、水力学半径都依次上升。在高浓度下加热的蛋白有着更小的乳状液粒径。增大均质速率,可提高油水界面的蛋白吸附比例,降低界面蛋白浓度。在不同均质速率下,NSP和HSP的界面总蛋白负载量与水相中的未吸附蛋白浓度化有线性关系。盐离子强度上升后,乳状液的油滴粒径、蛋白吸附百分比和界面蛋白浓度都增大,但盐离子浓度0.1M时粒径最小。改变均质速率或盐离子强度,蛋白聚集体和非聚集体在界面上都有不同的吸附行为。所以大豆蛋白在O/W界面的吸附,不能简单视为聚集体和非聚集体独立吸附行为的总和。接着利用荧光光谱法、界面张力法、ITC法等,检测了SPI和芦丁之间的相互作用,并采用界面流变法研究芦丁对SPI界面膜性质的影响。实验制备的芦丁颗粒的平均水力学半径为29.9nm,悬浮液能在一定时间内保持相对稳定。芦丁导致大豆蛋白荧光猝灭,它可通过疏水性相互作用与大豆蛋白的芳香族氨基酸残基结合在一起,形成SPI-芦丁复合物。ITC实验显示SPI与芦丁在水溶液中的作用过程是放热反应,可自发进行。芦丁的添加可显著降低NSP的油水界面张力,但对HSP影响微乎其微。可能是由于芦丁颗粒可竞争取代NSP,与NSP共同吸附至油水界面。而HSP有着更强的界面吸附能力,芦丁颗粒难以在界面上取代它,只能吸附在HSP吸附层的外侧,所以界面张力仅取决于HSP界面浓度。芦丁的添加,降低了NSP膜的弹性模量;但对HSP的影响要小于NSP。课题还研究了芦丁对SPI乳化性质的影响,以乳状液微观结构、油滴粒径分布、zeta电位值、界面蛋白和芦丁的吸附量、乳状液流变行为、界面蛋白组成等作为指标,比较NSP-芦丁和HSP-芦丁复合乳状液的不同之处。芦丁的加入,没有增加乳状液液滴的粗糙度,反而略微减小了油滴粒径,共聚焦显微镜更直观地验证了粒径检测的结果。SPI乳状液的zeta电位值随芦丁浓度的增加而增加。NSP乳状液相比于HSP乳状液,有着较高的芦丁界面积聚量。当芦丁添加量达到0.2mg/mL时,NSP油滴界面有超过42.1%的界面蛋白被取代。复合乳状液呈剪切变稀行为,属于假塑性流体。所有HSP乳状液的粘度都高于NSP乳状液。随着芦丁含量的上升,NSP乳状液样品粘度对剪切速率的敏感性增强。SDS电泳显示,芦丁颗粒对界面大豆蛋白的取代不具有明显的选择性。利用芦丁来提高大豆蛋白稳定性,是本课题最重要的研究目的,所以重点考察了复合乳状液在不同理化条件下的物理稳定性(贮藏稳定性、酸碱稳定性、离子稳定性、冻融稳定性等)和氧化稳定性(脂肪氧化等),并在讨论实验结果的基础上阐明复合界面膜的结构特征与乳状液稳定性之间的内在作用机理。芦丁的添加,明显提高大豆蛋白乳状液的贮藏稳定性、酸碱稳定性、离子稳定性;但没有能提高冻融稳定性。NSP-芦丁复合乳状液中脂质过氧化物和己醛的生成量大幅度下降,HSP乳状液稳定性没有因为芦丁的添加而得到显著提高,可能是由于芦丁在其界面的富集含量较低,且与芦丁的分布位置有关。推测在NSP乳状液中,芦丁在界面上竞争性取代大豆蛋白,形成了致密的NSP-芦丁混合界面吸附层。而在HSP乳状液中,蛋白聚集体导致界面膜不均匀且疏松多孔,大多数芦丁颗粒可能结合在HSP蛋白层的外侧,而不能直接接触油水界面,因此,芦丁不能有效发挥对HSP乳状液的稳定效果。鉴于NSP-芦丁复合乳状液良好的稳定性,考虑将其应用于脂溶性功能物质的输送载体。实验中将β-胡萝卜素溶于油相中,研究NSP-芦丁复合乳状液对β-胡萝卜素的包埋稳定性及体外消化过程的影响。研究表明,包埋β-胡萝卜素不影响大豆蛋白-芦丁