一種蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于包埋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)凝聚是指兩種或多種帶相反電荷的膠體混合體系在靜電相互作用下自發(fā)發(fā)生 液-液相分離的過(guò)程，其中富含聚電解質(zhì)的相稱為復(fù)凝聚相，另一相為溶劑相。目前在食 品領(lǐng)域研究得最多的是蛋白質(zhì)-多糖復(fù)凝聚體系。由于復(fù)凝聚反應(yīng)是基于聚電解質(zhì)之間 的靜電相互作用發(fā)生的，因此利用該法得到的復(fù)凝聚相及復(fù)凝聚微膠囊對(duì)影響靜電相互作 用的因素如環(huán)境PH和離子強(qiáng)度的穩(wěn)定性較差，在偏離復(fù)凝聚反應(yīng)最適pH及高離子強(qiáng)度下 容易發(fā)生解離，這在很大程度上限制了復(fù)凝聚微囊化方法在食品工業(yè)中的應(yīng)用，因此必須 采取措施來(lái)提高復(fù)凝聚相、尤其是復(fù)凝聚微膠囊的穩(wěn)定性。
[0003] 微囊化是復(fù)凝聚反應(yīng)最重要的應(yīng)用之一，已有大量學(xué)者對(duì)提高復(fù)凝聚微膠囊穩(wěn)定 性的措施進(jìn)行了研究，其中交聯(lián)是最常用的方法?？紤]到對(duì)安全性的要求，目前僅有少數(shù)幾 類交聯(lián)劑或交聯(lián)方法可用于食品工業(yè)。多酚類物質(zhì)如單寧酸和茶多酚含有豐富的游離酚羥 基可與蛋白質(zhì)和多糖形成氫鍵，因此可用于復(fù)凝聚微膠囊的交聯(lián)，但是這些化合物容易變 色且具有特征性的味道。京尼平是梔子苷經(jīng)葡萄糖苷酶水解后的產(chǎn)物，可與含_冊(cè)1 2的 物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此是一種優(yōu)良的天然生物交聯(lián)劑，但是其交聯(lián)產(chǎn)物呈藍(lán)色且價(jià)格昂貴。谷 氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能催化蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)反應(yīng)，已被廣泛用于復(fù)凝聚微膠囊的交聯(lián)，但其在 很多情況下的交聯(lián)效果不如戊二醛。
[0004] 因此，安全、高效、廉價(jià)的交聯(lián)方法已成為制約復(fù)凝聚微囊化技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng) 用的重要因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚 反應(yīng)的食品微膠囊體系及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)在蛋白質(zhì)溶液中加入可交聯(lián)聚合物海藻 酸鈉或果膠構(gòu)成聚陰離子混合物，以殼聚糖為聚陽(yáng)離子，調(diào)節(jié)PH值，使蛋白質(zhì)-殼聚糖-海 藻酸鈉或蛋白質(zhì)-殼聚糖-果膠之間發(fā)生復(fù)雜的復(fù)凝聚反應(yīng)，再加入Ca 2+，使復(fù)凝聚體系中 的-COO與Ca2+發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而得到交聯(lián)的蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚微膠囊體系。該體 系在pH4. 0溶液中不溶解或破裂，僅發(fā)生溶脹。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一種蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備方法，它包括以下步驟： (1) 配制蛋白質(zhì)/海藻酸鈉的混合溶液或蛋白質(zhì)/果膠的混合溶液；所述混合溶液中蛋 白質(zhì)和海藻酸鈉的質(zhì)量比為100:0. 2-100:10,蛋白質(zhì)和果膠的質(zhì)量比為100:0. 2-100:10 ; (2) 配制殼聚糖溶液，向步驟（1)的混合溶液中加入所述殼聚糖溶液，蛋白質(zhì)與殼聚 糖的質(zhì)量比為9:1-2:1，調(diào)節(jié)pH，低速攪拌使蛋白質(zhì)-殼聚糖-海藻酸鈉或蛋白質(zhì)-殼聚 糖-果膠之間通過(guò)靜電相互作用發(fā)生復(fù)凝聚反應(yīng)，離心收集下層復(fù)凝聚相； (3)向所述復(fù)凝聚相中加入含Ca2+的水溶液，使復(fù)凝聚體系中的-COO與Ca2+發(fā)生交聯(lián) 反應(yīng)，獲得交聯(lián)蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系。
[0007] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述蛋白質(zhì)為大豆分離蛋白、豌豆分離蛋白、酪蛋 白、牛血清白蛋白、乳球蛋白、絲蛋白、明膠、酪蛋白或乳清蛋白中的一種或幾種。
[0008] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（1)中混合溶液的pH在5. 0以上。
[0009] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（2)中殼聚糖溶液的濃度為0. 01%_1% (w/v)〇
[0010] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（2)中控制復(fù)凝聚反應(yīng)的pH為5. 0-6. 5。
[0011] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（3)Ca2+溶液中Ca2+的濃度為 0.09-0. 9mol/L〇
[0012] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（3)中Ca2+的來(lái)源為氯化鈣、乳酸鈣或磷 酸鈣中的一種。
[0013] 對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟（3)中交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為l_24h。
[0014] 本發(fā)明提供了所述的制備方法制得的蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系。
[0015] 所述的食品微膠囊體系在pH4. 0的鹽酸溶液中浸泡2h后的溶脹率為3. 9-9. 5。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是： 1、海藻酸鈉或果膠在Ca2+存在下可形成蛋盒狀的、對(duì)酸性環(huán)境具有良好穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將海藻酸鈉或果膠作為可交聯(lián)聚合物加入到蛋白質(zhì)-多糖復(fù)凝聚體系中構(gòu) 成三元復(fù)凝聚體系，然后再加入Ca2+來(lái)達(dá)到交聯(lián)的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)凝聚微膠囊 機(jī)械強(qiáng)度較差、在偏離復(fù)凝聚反應(yīng)最適PH值時(shí)易發(fā)生解離而失去穩(wěn)定性、以及Ca 2+交聯(lián)的 二元復(fù)凝聚體系穩(wěn)定性不夠的問(wèn)題，提高了蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系在酸性 條件下的穩(wěn)定性。
[0017] 2、本發(fā)明操作步驟簡(jiǎn)便，不需要像現(xiàn)有交聯(lián)技術(shù)中添加醛類有毒試劑作為交聯(lián) 劑，更不需要像添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶作為交聯(lián)劑時(shí)要調(diào)節(jié)微膠囊的PH值和溫度而容易引 起微膠囊壁材離解，而僅僅只需控制海藻酸鈉或果膠與Ca 2+的添加量及交聯(lián)時(shí)間即可。本 發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行、安全高效，易于規(guī)?；a(chǎn)，對(duì)于包埋各種功能性成分都具有廣闊 的市場(chǎng)前景。
[0018] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清 楚。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021] 首先將蛋白質(zhì)和海藻酸鈉(或果膠）按一定質(zhì)量比溶解于pH5. 0以上的水溶液中， 制備得到大豆分離蛋白/海藻酸鈉溶液(或大豆分離蛋白/果膠溶液）作為聚陰離子貯備 液；然后將殼聚糖溶解在1% (w/v)的醋酸溶液中，磁力攪拌4h，得到1% (w/v)的殼聚糖溶 液，以此溶液為聚陽(yáng)離子貯備液，使用前用1% (w/v)的醋酸溶液將殼聚糖溶液稀釋到所需 濃度。
[0022] 實(shí)施例1 本實(shí)施例中蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備方法包括以下步驟： 1、首先配制大豆分離蛋白/海藻酸鈉水溶液：將2. 1818g大豆分離蛋白與0. 2182g海 藻酸鈉混合溶解到去離子水中，保持大豆分離蛋白與海藻酸鈉的質(zhì)量比為100:10。采用 10% (w/v)氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值到8. 0,磁力攪拌器攪拌至完全溶解，定容至IOOmL后獲 得2. 4% (w/v)的大豆分離蛋白/海藻酸鈉水溶液。
[0023] 2、用1% (w/v)的醋酸溶液將1% (w/v)的殼聚糖溶液稀釋到0· 6% (w/v)，再與上 述2. 4% (w/v)的大豆分離蛋白/海藻酸鈉水溶液等體積混合，此時(shí)大豆分離蛋白與殼聚糖 的質(zhì)量比為3. 64:1，混合液中總固形物濃度為I. 5% (w/v)。調(diào)節(jié)混合液pH值到6. 0,低速 攪拌反應(yīng)30min，在3000r/min離心10min，收集下層復(fù)凝聚相； 3、加入Ca2+濃度為0. 45mol/L的氯化鈣溶液，使大豆分離蛋白-殼聚糖-海藻酸鈉復(fù) 凝聚體系中的-COO與Ca2+交聯(lián)16h，經(jīng)過(guò)冷凍干燥后即得到交聯(lián)的大豆分離蛋白-殼聚糖 復(fù)凝聚食品微膠囊體系。
[0024] 同時(shí)設(shè)置對(duì)比組，未加入海藻酸鈉、氯化鈣的大豆分離蛋白-殼聚糖復(fù)凝聚體系 在pH4. O溶液中2h內(nèi)全部離解，而本實(shí)施例制備的復(fù)凝聚食品微膠囊體系在pH4. O溶液中 浸泡2h后未發(fā)生離解，且溶脹率僅為5. 8。
[0025] 實(shí)施例2 本實(shí)施例中蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備方法包括以下步驟： 1、首先配制大豆分離蛋白/果膠溶液：將2. 3857g大豆分離蛋白與0. 0143g果膠混合 溶解到去離子水中，保持大豆分離蛋白與果膠的質(zhì)量比為100:0. 6。采用10% (w/v)氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH值到7. 0,磁力攪拌器攪拌至完全溶解，定容至IOOmL后獲得2. 4% (w/v)的 大豆分離蛋白/果膠水溶液。
[0026] 2、用1% (w/v)的醋酸溶液將1% (w/v)的殼聚糖溶液稀釋到0· 8% (w/v)，再與上 述2. 4% (w/v)大豆分離蛋白/果膠溶液等體積混合，此時(shí)大豆分離蛋白與殼聚糖糖的質(zhì) 量比為2. 98:1，溶液總固形物濃度為I. 6% (w/v)。調(diào)節(jié)混合液pH值到6. 3,低速攪拌反應(yīng) 30min，在3000r/min下離心10min，收集下層復(fù)凝聚相； 3、加入Ca2+濃度為0. 27mol/L的乳酸鈣溶液，使大豆分離蛋白-殼聚糖-果膠復(fù)凝聚 體系中的-COO與Ca2+交聯(lián)12h，經(jīng)過(guò)冷凍干燥后即得到交聯(lián)的大豆分離蛋白-殼聚糖復(fù)凝 聚食品微膠囊體系。
[0027] 同時(shí)設(shè)置對(duì)比組，未加入果膠、乳酸鈣的大豆分離蛋白-殼聚糖復(fù)凝聚體系在 pH4. O溶液中2h內(nèi)全部離解，而本實(shí)施例制備的復(fù)凝聚食品微膠囊體系在pH4. O溶液中浸 泡2h后未發(fā)生離解，且溶脹率僅為7. 2。
[0028] 實(shí)施例3 本實(shí)施例中蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備方法包括以下步驟： 1、首先配制豌豆分離蛋白/海藻酸鈉溶液：將〇. 〇857g豌豆分離蛋白與0. 0043g海藻 酸鈉混合溶解到去離子水中，保持豌豆分離蛋白與海藻酸鈉的質(zhì)量比為100:5.02。采用 10% (w/v)氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值到7. 0,磁力攪拌器攪拌至完全溶解，定容至IOOmL后獲 得0. 09% (w/v)的豌豆分離蛋白/海藻酸鈉水溶液。
[0029] 2、用1% (w/v)的醋酸溶液將1% (w/v)的殼聚糖溶液稀釋到0· 01% (w/v)，再與上 述0. 09% (w/v)豌豆分離蛋白/海藻酸鈉溶液等體積混合，此時(shí)豌豆分離蛋白與殼聚糖的 質(zhì)量比為8. 57:1，溶液總固形物濃度為0. 05%(w/v)。調(diào)節(jié)混合液pH值到6. 5,低速攪拌反 應(yīng)lh，3000r/min離心10min，收集下層復(fù)凝聚相； 3、加入Ca2+濃度為0. 18mol/L的磷酸鈣溶液，使豌豆分離蛋白-殼聚糖-海藻酸鈉復(fù) 凝聚體系中的-COO與Ca 2+交聯(lián)6h，經(jīng)過(guò)冷凍干燥后即得到交聯(lián)的豌豆分離蛋白-殼聚糖 復(fù)凝聚食品微膠囊體系。
[0030] 同時(shí)設(shè)置對(duì)比組，未加入海藻酸鈉、磷酸鈣的豌豆分離蛋白-殼聚糖復(fù)凝聚體系 在pH4. O溶液中2h內(nèi)全部離解，而本實(shí)施例制備的復(fù)凝聚食品微膠囊體系在pH4. O溶液中 浸泡2h后未發(fā)生離解，且溶脹率僅為9. 5。
[0031] 實(shí)施例4 本實(shí)施例中蛋白質(zhì)-殼聚糖復(fù)凝聚食品微膠囊體系的制備方法包括以下