乙醇诱导大豆β-伴球蛋白组装强化其乳化性能的途径及应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laotzu123
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在食品领域中,乳液研究一直受到广泛的关注。其中植物蛋白稳定的乳液迎合了大众对于天然健康、绿色环保的需求,广泛应用于食品、化妆品、制药、涂料与农业等领域。在这之中,大豆蛋白作为植物蛋白的典型代表,具有优异的乳化性和良好的生物相容性,在乳制品配方中得到越来越广泛的应用。然而蛋白基乳液易受到环境因素(如温度、pH、离子强度等)的影响,为改善蛋白基乳液的稳定性或提高蛋白的乳化性,研究者采取了多种途径,其中不乏物理、化学或生物改性等手段。乙醇处理法作为蛋白改性的一种物理手段,常被用于研究对蛋白结构的影响,但尚未见到利用乙醇改善大豆β-伴球蛋白(SC,大豆蛋白的主要贮藏球蛋白之一)乳化性的相关报道。因此,本文通过利用乙醇(20-80%,v/v)诱导SC聚集,显著改善了蛋白的乳化性能与界面稳定性,并基于此制备出蛋白-多酚共组装纳米颗粒,进而构建出具有优越抗氧化性能的Pickering高内相乳液(HIPEs)。首先,利用不同浓度(20-80%,v/v)的乙醇溶液对SC(1 wt%)进行改性处理,并对产物(E-SC)进行理化性质和结构特性的表征。然后利用E-SC稳定油相比例(φ)分别为0.2和0.8的乳液,进一步探究了乙醇处理对蛋白乳化性能和界面行为的影响。实验表明,乙醇能够诱导SC展开、重组及聚集,SC聚集程度与乙醇浓度呈正相关。乙醇使得蛋白颗粒粒径更大、结构更加紧凑、表面疏水性更高。聚集后的SC乳化性能和界面稳定性显著提升。E-SC浓度低至0.5 wt%时制备的乳液粒径仍较小,稳定的凝胶网络状HIPEs具有自我支撑能力且能抵抗6 M尿素干扰。稳定HIPEs的最低E-SC浓度可低至0.05 wt%。乳化性能的改善源于乙醇通过诱导SC聚集增强了其Pickering稳定效应,促进了桥联乳液的形成。结果表明,乙醇预处理可以通过增强SC的Pickering稳定性,作为一种有效改善SC乳化性能的改性方法。其次,在乙醇诱导SC解离和重组装过程中引入具有代表性的多酚(表没食子儿茶素没食子酸酯,EGCG),制备具有抗氧化功能的SC-EGCG共组装纳米颗粒,并对其理化性质和结构特性进行表征。实验表明,该法可获得形状呈球形的纳米级共组装颗粒。随着初始加入EGCG浓度的增大,共组装颗粒的粒径、EGCG荷载量、蛋白溶解度及表面带电量均逐渐增大,表面疏水性则急剧降低。EGCG的引入并未显著改变SC的二级结构。研究结果将有助于开发具有抗氧化能力的新型纳米颗粒及Pickering稳定剂。最后,利用上述制得的SC-EGCG共组装纳米颗粒作为抗氧化Pickering稳定剂,以富含多不饱和脂肪酸的亚麻籽油为油相,使用微射流或一步剪切均质法分别制备油相比例(φ)为0.2和0.8的乳液,研究了不同EGCG添加量对共组装纳米颗粒稳定乳液的影响。研究表明,基于SC-EGCG稳定的Pickering乳液具有良好的热稳定性、储藏稳定性,能有效抑制油相中β-胡萝卜素热降解和脂质氧化,其氧化保护能力与初始EGCG添加量呈正相关。该结果为制备功能化Pickering HIPEs并将其用于亲脂性保健食品、易氧化油脂的保护容器或生物活性物质递送体系提供一种新颖的策略。综上所述,本文不仅发现了乙醇诱导SC的解离和重组能够显著改善SC的乳化性和界面行为,提高SC稳定HIPEs的凝胶网络强度,证明了乙醇处理是开发具有优良乳化性能的大豆蛋白产品的一种有前途和有效的策略。而且也证实了乙醇处理的策略可用于构建大豆蛋白纳米颗粒,作为活性物质(如EGCG)的有效包封载体,得到的产物可作为双功能稳定剂。以上研究结果为制备食品级颗粒稳定的新型抗氧化Pickering HIPEs提供了一种新的途径,在食品或其他相关领域中具有广阔的应用前景。
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