以MFGMP为乳化剂的富含β-CE稳定乳状液的形成及其体外消化研究

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β-胡萝卜素(β-CE)是一种重要的有机色素,属于类胡萝卜素家族中的一种,富含于蔬菜和水果中。β-胡萝卜素作为维生素A的前体物质具有丰富的营养价值。此外,β-胡萝卜素特有的化学结构能够有效的清除自由基,因此常作为抗氧化剂,具有解毒的功效。然而,β-胡萝卜素在水中的溶解性差以及在热、光和氧环境下的不稳定性使其在食品加工应用中受到限制,即在机械作用、热应力和储存过程中易发生异构化或氧化还原。近些年,越来越多的研究者将生物活性成分包封在乳状液输送系统中用来克服这些生物活性物质的低水溶性、不稳定易降解等缺陷。基于乳状液的输送系统特别适用于脂溶性生物活性成分的运载、保护和释放,如多不饱和脂肪酸、脂溶性维生素、β-胡萝卜素和类黄酮等。在乳状液输送系统中,乳化剂能够保护和运载脂溶性生物活性成分。  乳脂肪球膜蛋白(MFGMP)是从牛乳脂肪中提取的膜蛋白,是一种混合蛋白且含有多种有益的单个蛋白。MFGMP具有特殊的生物活性,如抗癌、抗菌、增强免疫力和体能等。此外,MFGMP具有两性性质,拥有一个亲水基团和一个疏水基团,因此MFGMP可以用作乳化剂运载脂溶性生物活性成分。MFGMP吸附在油滴表面,其电荷能够增加油滴间的静电排斥作用,进而防止油滴的絮凝、聚集。相比较低分子质量的蛋白,高分子量的MFGMP具有更高的油滴表面蛋白覆盖量,能够增加乳状液的稳定性。  将MFGMP作为乳化剂制备富含β-CE的乳状液,研究乳状液形成的影响因素,实验结果发现,随着MFGMP浓度的增加,富含β-CE的乳状液的粒径逐渐减小,乳状液无分层现象,说明MFGMP具有良好的乳化性。最终确定以MFGMP为乳化剂制备富含β-CE乳状液的形成条件为:油相选用大豆油、MFGMP浓度为3%、均质压力为100MPa、均质次数为5次、油水比为10%、β-CE的含量为0.02%。  对富含β-CE的乳状液在不同条件下的稳定性进行分析,研究发现:pH对乳状液的稳定性影响较大,当pH在6.0~10.0时乳状液较稳定;在一定的离子浓度(0~500mMNaCl)下,乳状液仍能保持相对稳定;富含β-CE乳状液具有很好的热稳定性,且MFGMP在很大程度上能保护β-CE在高温条件下免受降解;在不同温度下贮存25d的过程中,粒径虽然稍有增加,但没有显著性变化,说明乳状液较稳定。  通过体外静态模拟消化实验,对乳状液在各消化阶段(口腔、胃和小肠)的物化特性进行分析,实验结果表明:经口腔消化后的β-CE乳状液与初始液的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)和粒度分布基本相同,说明其物化特性变化不显著;经胃液消化后,从十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)可以看出大量的MFGMP被胃蛋白酶所酶解,从CLSM和粒度分布能够看出在胃消化过程中油滴开始聚集和絮凝,乳状液稳定性降低;在小肠消化阶段,乳状液中的油滴被胰脂肪酶酶解生成单甘油酯和游离脂肪酸,从小肠液消化后的CLSM和粒度分布图可以看出大量的油滴在小肠消化阶段被胰脂肪酶所消化,但仍存在少量粒径较大的油滴,这主要是因为经胰脂肪酶消化后的各消化产物及胆盐等物质的相互作用造成的。β-CE随着乳状液油滴的酶解而从油滴里逐渐释放出来,达到靶向释放,其释放程度约为80%。在小肠消化开始的10min内释放程度较大,此后释放程度变化不显著。
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