论文部分内容阅读
茶叶生产和初、精深加工过程中产生大量的副产物,既浪费资源,又污染环境。如何更好利用“茶渣”等副产物,使其“化废为宝”,成为茶叶加工中亟需解决的问题。为此,本研究从茶渣高值化利用角度出发,采用碱溶酸沉法从茶渣中提取非水溶性蛋白,对茶渣非水溶性蛋白（tea water-insoluble proteins,TWIP）功能特性、组成结构及其稳定皮克林（Pickering）乳液的机制进行深入分析,并利用TWIP稳定的Pickering乳液包埋递送不稳定的功能性成分,提高其生物利用度。主要研究结果如下:（1）不同来源TWIP具有疏水性及形成乳液的潜力。绿茶、乌龙茶和红茶TWIP的功能特性和结构组成研究结果表明,不同茶类的TWIP等电点均为3.5,吸油性均高于吸水性;蛋白质表面疏水性（≥1.35 F/mg.μmol/L）和疏水性氨基酸含量（≥57.82%）较高,TWIP具有高疏水性。扫描电镜、X射线衍射和傅里叶红外结果分析表明TWIP形貌不均一,无晶体,三者无规卷曲和α-螺旋差异较大。此外,TWIP氨基酸组成丰富,绿茶非水溶性蛋白（green tea water-insoluble proteins,GP）、乌龙茶非水溶性蛋白（oolong tea water-insoluble proteins,OP）、红茶非水溶性蛋白（black tea water-insoluble proteins,BP）的氨基酸组成满足WHO/FAO的理想蛋白质氨基酸评分模式中的营养评价。TWIP具有一定起泡性和乳化性,特别是GP具有形成良好乳液的潜力。（2）高压均质提高TWIP稳定的Pickering乳液的性能,促使其类似凝胶特性的形成。利用高速均质和高压均质两种乳化方式,在不同TWIP浓度（0.5%～4.0%）和油水比（2:8～6:4）下制备Pickering乳液的特性分析表明,不同乳化方式下,提高油水比和TWIP浓度均可降低TWIP稳定的Pickering乳液脂肪上浮。低能乳化下随浓度增加TWIP乳液桥联絮凝程度降低;高能乳化抑制TWIP浓度0.5%～3.0%下Pickering乳液的絮凝,而促进4.0%下絮凝。高能乳化可抑制不同油水比Pickering乳液桥联絮凝,增加其稳定性。TWIP稳定的Pickering乳液在不同TWIP浓度和油水比下均表现出“剪切稀释”,有物理交联为主所呈现出的类似凝胶特性。（3）热处理TWIP降低了Pickering乳液的稳定性,不利于其类似凝胶特性形成。热处理TWIP体积分布呈双峰分布,其悬液分散体系稳定。热处理促进了TWIP聚集,由体积分布和原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）观察结果表明在100℃和120℃下TWIP形成聚集体。通过测定6 mol/L尿素（Urea）、1.0%十二烷基苯磺酸钠（sodium dodecylsulfate,SDS）、30 mmol/L二硫苏糖醇（dithiothreitol,DTT）及其组合溶液中的TWIP粒径,分析TWIP颗粒间作用力表明,TWIP颗粒主要为疏水作用和氢键为主的非共价键及二硫键,使TWIP结构不易展开与重排而维持颗粒形态。经热处理,TWIP颗粒稳定Pickering乳液d4,3明显增大,促进4.0%TWIP稳定的Pickering乳液絮凝;提高热处理温度（100℃和120℃）Pickering乳液稳定性降低。经不同热处理,TWIP浓度3.0%和4.0%稳定的Pickering乳液表观粘度减小,TWIP稳定的Pickering乳液弹性模量（G’）和粘性模量（G’’）降低,表明其类似凝胶特性降低。（4）TWIP稳定的Pickering乳液可在较广的p H和离子强度下稳定且提高其类似凝胶特性。不同p H（3～11）和离子强度（0～400 mmol/L Na Cl）下TWIP稳定的Pickering乳液变化结果表明,在p H 3下,不能形成稳定乳液,在p H 5～11下TWIP稳定的Pickering乳液随p H增加,粒径分布向粒径减小方向偏移,贮藏7 d后,絮凝程度随p H增加而增加,表观粘度递增,表现出类似凝胶性质。随离子强度增加,TWIP悬液DH增大,TWIP形貌不规则,彼此靠近凝聚,促进TWIP稳定的Pickering乳液絮凝。随离子强度增加,TWIP稳定的Pickering乳液表观粘度增加,在离子强度200mmol/L以上时,表现出较好的类似凝胶特性。（5）TWIP稳定的Pickering乳液可明显提高其包埋白藜芦醇的稳定性及其生物利用度。浓度4.0%TWIP稳定的Pickering乳液对白藜芦醇（120μg/m L）包封率高达85%以上,经24 h紫外照射后,其包埋的白藜芦醇仍达80%以上。TWIP稳定的Pickering乳液包埋的白藜芦醇在模拟唾液、胃液体系中缓释效果较好,可达80%以上。在模拟肠液体系中的生物利用度远高于未包埋的白藜芦醇,可达10%以上。综上所述,TWIP可用于制备具有良好稳定性能的Pickering乳液,提高p H和离子强度可有效增强TWIP稳定的Pickering乳液类似凝胶特性。此外,TWIP稳定的Pickering乳液对于功能性成分白藜芦醇具有良好的保护缓释作用,提高其生物利用度。这些发现有利于食品级Pickering颗粒的开发应用,同时为茶叶副产物的高值化利用提供了应用研究基础。