一种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可食性蛋白稳定Pickering乳液的制备方法。该方法包括如下步骤：(1)将壳聚糖加入醋酸溶液中，充分水化；(2)将小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解；(3)将步骤(2)所得的物料加入步骤(1)的物料中，剪切均质；(4)将步骤(3)所得的物料蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为0.5％?5％；(5)将步骤(4)所得的物料在离心，弃沉淀取上清液；(6)将玉米油加入步骤(5)得到的物料中，剪切均质，得到稳定的Pickering乳液。本发明不含任何表面活性剂或有机溶剂，可以作为输送载体荷载和包封生物活性物质特别是脂溶性生物活性物质。
【专利说明】
一种可食性蛋白稳定Picker i ng乳液制备方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及了一种Pickering乳液，特别是涉及了一种可食性蛋白稳定Pickering乳液的制备方法。
技术背景
[0002]Pickering乳液是一种由固体粒子代替传统有机表面活性剂稳定乳液体系的新型乳液。其稳定机理主要为固体颗粒吸附于油水界面并形成固体颗粒单层或多层膜从而稳定乳液。与传统乳液相比，Pickering乳液具有强界面稳定性、减少泡沫出现、可再生、低毒、低成本等优势，因此在化妆品、食品、制药、石油和废水处理等行业已有广泛应用。
[0003]小麦醇溶蛋白(Gliadins)约占小麦面粉总量的4%?5%，是胚乳的主要IC藏蛋白。小麦醇溶蛋白是从小麦贮存蛋白中用60%?90%的乙醇溶解提取的分子量在25KD?10kD的一组蛋白质，由一组结构类似的单分子多肽蛋白质亚基所构成的混合物，而并非是单一物质，小麦醇溶蛋白(gliadin)是大宗粮油加工副产物谷朊粉的主要成分之一，是一类疏水性醇溶蛋白，具有两亲性，溶剂极性的改变会引发由两亲性驱动的gliadin分子自组装形成纳/微尺度的胶体粒子，它包含了大量的疏水和亲水结构群，使其能够在其表面进行多种形式的自组装。小麦醇溶蛋白缺乏人体的必需氨基酸营养价值低，所以综合开发利用率低，但是由于其具有两亲性质，可以作为包埋缓释的输送载体，具有良好的生物相容性，原材料丰富，价格低廉，小麦醇溶蛋白具有非常大的开发前景。
[0004]由表面活性剂稳定的传统乳液一般体系界面能很大，液滴会很快聚并最终分离为两相，因此往往需要表面活性剂来实现乳液的稳定。Pickering乳液是由固体颗粒稳定的一种新型乳液，目前在材料化工领域研究的比较多，固体颗粒通常有二氧化硅、PS微球、石蜡等。但无论是表面活性剂还是通常的固体颗粒都拥有一定的毒性或者负面影响，都是不可食性，或者对人体有一定的危害。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种无毒性，可食用，对人体无危害的小麦醇溶蛋白稳定Pickering乳液的制备方法。
[0006]本发明采用纯天然的小麦醇溶蛋白稳定乳液不仅原料易得价格低廉更重要的是对人体完全无毒副作用，且制备的乳液非常稳定。
[0007]本发明目的通过以下的技术方案来实现。
[0008]—种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，包括如下步骤:
[0009 ] (I)将相当于醋酸溶液质量0.01%~2%的壳聚糖加入醋酸溶液中，充分水化；
[0010](2)将相当于乙醇溶液质量0.5%-5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解；
[0011](3)将步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，剪切均质；所述步骤(2)所得物料体积为步骤(I)得到的物料体积的50%-200% ;
[0012](4)将步骤(3)所得的物料蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为
0.5%-5% ；
[0013 ] (5)将步骤(4)所得的物料在离心，弃沉淀取上清液；
[OOM] (6)将玉米油加入步骤(5)得到的物料中，剪切均质，得到稳定的Pickering乳液。
[0015]为进一步实现本发明目的，优选地，步骤(3)和步骤(6)所述的剪切均质的转速都为9500r/min一30000r/mino
[0016]优选地，所述的离心的转速为3000r/min-8000r/min。
[0017]优选地，所述蒸发为水浴旋转蒸发。
[0018]优选地，所述旋转蒸发的温度为30°C-60°C，转速为50r/min-200r/min。
[0019]优选地，所述步骤(I)中醋酸质量浓度为0.1 % -5 %。
[0020]优选地，所述步骤(2)中乙醇质量浓度为50%-80%。
[0021]优选地，所述玉米油与步骤(5)得到的物料体积比为1:9-9:1。
[0022]本发明所述小麦醇溶蛋白稳定Picker ing乳液制备方法具有以下优点和有益效果:
[0023](I)本发明所述小麦醇溶蛋白稳定Pickering乳液的制备方法中所采用的原材料都是天然的，对人体无任何毒副作用。制备小麦醇溶蛋白纳米颗粒所用的小麦醇溶蛋白和壳聚糖，制备乳液时的玉米油都是可食性的原材料，用于溶解壳聚糖和小麦醇溶蛋白的醋酸溶液和乙醇溶液绝大部分已挥发，极少残留，对人体无任何危害。
[0024](2)本发明所述小麦醇溶蛋白稳定Pi cker ing乳液的制备方法中其制备过程简单，操作简便，为药物靶向输送和功能性食品提供了一种新的思路。
[0025](3)本发明所述小麦醇溶蛋白稳定Picker ing乳液的制备方法中所制备的乳液能稳定2个月以上，小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒不可逆的附着于油水界面使乳液极其稳定，这为稳定荷载包埋活性物质奠定了基础。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例1不同小麦醇溶蛋白胶体颗粒浓度稳定50%油相的乳液粒径分布图；
[0027]图2是本发明实施例2小麦醇溶蛋白胶体颗粒质量浓度为2%，不同pH值稳定50%油相的乳液粒径分布图；
[0028]图3是本发明实施例3小麦醇溶蛋白胶体颗粒质量浓度为2%，不同NaCl盐离子溶度稳定50%油相的乳液粒径分布图；
[0029]图4-8是本发明实施例4玉米油体积占比分别为10%、20%、30%、40%和50%的乳液光学显微镜结果图。
【具体实施方式】
[0030]为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于实施例表述的范围。
[0031]实施例1
[0032]—种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，包括以下步骤:
[0033](I)制备醋酸质量浓度为1%的醋酸溶液，将相当于醋酸溶液质量0.05%的壳聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0034](2)配置乙醇质量浓度为70%的乙醇溶液，将相当于乙醇溶液质量2.5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0035](3)取相当于步骤(I)得到的物料体积100%的步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，转速6000r/min下剪切均质4min。
[0036](4)将步骤(3)所得的物料在40°C，75r/min条件下水浴旋转蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为2%。
[0037](5)将步骤(4)所得的物料在转速8000r/min下离心lOmin，弃沉淀取上清液。
[0038](6)用NaOH溶液调节步骤(5)所得物料的PH为5.0，取与调PH值后的物料体积比为1:1的玉米油加入调PH后的物料中，在20500r/min条件下剪切均质3min，制备得到乳液。
[0039]本实施例对步骤(4)中小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量溶度进行了梯度试验，质量溶度分别为:0.2 %、0.5 %、1.0 %、1.5 %、2.0 %，不同颗粒质量浓度所制备的乳液用粒径表征，结果如图1。由于颗粒浓度的不同直接影响乳液中颗粒在油水界面的形成，从而影响乳液的形成及乳液的稳定性。本实施例小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量溶度是在制备颗粒时旋转蒸发过程中不断通过电子天平称量其质量的变化来控制颗粒质量溶度。
[0040]本实施例制备得到的乳液类型(o/w或w/o)是通过观察乳液滴到水或油中的分散情况来判断。当把小麦醇溶蛋白胶体颗粒制备得到的乳液滴到水中后发现快速分散开来，相反滴到油中则不分散，成团聚状态，证明该乳液是水包油(o/w)型乳液，而且稳定剂是小麦醇溶蛋白胶体颗粒，所以本发明的乳液属于P i cker ing乳液。
[0041]同时本发明制备的Pickering乳液具有很强的稳定性，室温常规放置2个月仍未破乳;该乳液达到了可食性标准，制备乳液所用的原材料(小麦醇溶蛋白、壳聚糖、玉米油)均为可食，用于溶解壳聚糖和小麦醇溶蛋白的醋酸溶液和乙醇溶液绝大部分已挥发，极少残留，达到了可食的标准。
[0042]图1是利用英国马尔文公司Malvern3000粒度仪测定不同颗粒浓度稳定乳液的粒度的粒径分布曲线，0.5 %-2 %颗粒浓度制备的乳液其粒径主要分布在60μπι左右，能稳定放置2个月以上，当颗粒浓度为0.2%时其粒径大于ΙΟΟμπι，所制备的乳液只能稳定放置I个月，乳液粒径越小其稳定性越高，不易发生乳滴之间的聚并。现有技术制备的可食性Pickering乳液一般稳定性差，严重影响其应用价值(D6rick Rousseau.Trends in structuringedible emuls1ns with Pickering fat crystals[J].Current Opin1n in Colloid&Interface Science,2013,18:283-291)。
[0043]现代消费者越来越注重食品的功能性这就决定了现代食品工业必须朝着食品对人体营养和健康改善功能的方向发展，生物活性物质决定了食品的功能性所以大量的活性物质被运用于食品中。多不饱和脂肪酸(PUFAs)是一类非常重要的生物活性物质，欧洲食品安全局(EFSA)推荐摄入DHA和EPA有助于降低心血管疾病的发病率、促进婴幼儿心脑发育。但是HJFAs极容易氧化酸败，影响食品的品质、风味、货架期甚至安全性，丙二醛(MDA)等油脂氧化产物增加致癌和致突变风险。如何在食品中有效添加PUFAs并保持其稳定性是目前食品工业的一大技术难题。构建食物蛋白稳定乳状液输送系统是提高PUFAs的稳定性及生物效价的一个途径。本实施例制备的小麦醇溶蛋白稳定的乳状液完全符合要求，能够稳定2个月以上，有望稳定荷载脂性活性物质(如DHA、EPA、姜黄素、脂溶性维生素、β—胡萝卜素等)构建一套完全符合人体消化吸收特点的输送体系，提高活性物质的可及性和生物利用率。
[0044]实施例2
[0045]—种可食性蛋白稳定Pi cker ing乳液制备方法，包括以下步骤:
[0046](I)制备醋酸质量浓度为1%的醋酸溶液，将相当于醋酸溶液质量0.05%的壳聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0047](2)配置乙醇质量浓度为70%的乙醇溶液，将相当于乙醇溶液质量2.5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0048](3)取相当于步骤(I)得到的物料体积的100%的步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，转速6000r/min下剪切均质4min。
[0049](4)将步骤(3)所得的物料在40°C，75r/min条件下水浴旋转蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为2%。
[°°50] (5)将步骤(4)所得的物料在转速8000r/min下离心lOmin，弃沉淀取上清液。
[0051 ] (6)用NaOH调节PH值，取与调PH后的物料体积比为1:1的玉米油加入调PH后的物料中，在20500r/min条件下剪切均质3min制备得到乳液。
[0052]本实施例对步骤(6)中用NaOH调节复合颗粒的PH值并进行了梯度试验，PH值分别为:2.9、3、4、5、6、7、8、9，不同？田直所制备的乳液用粒径表征，结果如图2。由于复合胶体颗粒的表面电荷的大小对乳液的形成及其稳定性有着很大的影响，故调节颗粒不同PH值制备乳液研究其稳定性。
[0053]图2是利用Malvern3000粒度仪测定2%颗粒浓度不同PH值稳定乳液的粒度的粒径分布曲线。随着pH值的增加，乳液的粒径先增大后减小，pH=6.0时达到最大值，8卩60.8μm。对于PH小于等于3的乳液只能稳定放置一天，PH大于等于7的乳液也只能放置一周，而PH在4-6之间的乳液能稳定放置2个月以上。由于颗粒的pH值直接决定颗粒的带电情况，因而对Picker ing乳液的稳定性有着很大影响。
[0054]实施例3
[0055]一种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，包括以下步骤:
[0056](I)制备醋酸质量浓度为1%的醋酸溶液，将相当于醋酸溶液质量0.05%的壳聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0057](2)配置乙醇质量浓度为70%的乙醇溶液，将相当于乙醇溶液质量2.5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0058](3)取相当于步骤(I)得到的物料体积的100%的步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，转速6000r/min下剪切均质4min。
[0059](4)将步骤(3)所得的物料在40°C，75r/min条件下水浴旋转蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为2%。
[0000] (5)将步骤(4)所得的物料在转速8000r/min下离心lOmin，弃沉淀取上清液。
[0061 ] (6)向步骤(5)所得的物料中加入50mmo I /L的NaCl溶液。
[0062](7)用NaOH调节步骤(6)所得物料的PH为5.0，取与调PH后的物料体积比为1:1的玉米油加入调PH后的物料中，在20500r/min条件下剪切均质3min制备得到乳液。
[0063]本实施例对步骤(6)中加入NaCl溶液的浓度进行了梯度试验，分别为:OmmoI/L、10mmol/L、20mmol/L、50mmol/L、100!1111101/1^、2001]111101/1^0有石开究(13;[111<:8 B.P., LumsdonS.0.StabiIity of oil-1n-water emuls1ns stabilised by silica Particles[J].Physical Chemistry Chemical Physics，1999，I (12): 3007-3016)表明适量的盐离子添加有助于提高乳液的稳定性，过多的盐离子会使得胶体颗粒聚并影响颗粒的粒径从而影响乳液的形成及其稳定性。
[0064]图3利用Malvern 3000粒度仪测定2%颗粒浓度PH=5.0，加入不同浓度NaCl溶液稳定乳液的粒度的粒径分布曲线。不加入NaCl溶液的乳液和加入1mM NaCl的乳液2个月后破乳;而加入NaCl浓度大于等于20mM的乳液能够稳定3个月。但是当加入的NaCl大于500mM时不能形成稳定乳液，因为过多的盐离子会使得颗粒严重聚沉。
[0065]实施例4
[0066]—种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，包括以下步骤:
[0067](I)制备醋酸质量浓度为1%的醋酸溶液，将相当于醋酸溶液质量0.05%的壳聚糖加入醋酸溶液中，使其充分水化。
[0068](2)配置乙醇质量浓度为70%的乙醇溶液，将相当于乙醇溶液质量2.5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中使其充分溶解。
[0069](3)取相当于步骤(I)得到的物料体积的100%的步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，转速6000r/min下剪切均质4min。
[0070](4)将步骤(3)所得的物料在40°C，75r/min条件下水浴旋转蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为2%。
[0071 ] (5)将步骤(4)所得的物料在转速8000r/min下离心lOmin，弃沉淀取上清液。
[0072 ] (6)用NaOH或者HCI调节步骤(5)所得物料的PH为5.0，取与调PH后的物料体积比为1:9的玉米油加入调PH后的物料中，在20500r/min条件下剪切均质3min制备得到乳液。
[0073]本实施例对步骤(6)中玉米油所占体积比进行了梯度试验，油相与水相体积比分别为:1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3。
[0074]图4-8分别为玉米油体积占比为10%、20%、30%、40%和50%的稳定Pickering乳液光学显微镜图。随着油相占比的变大乳滴的密度也逐渐变大，在各个油相体积的乳液中均存在着或大或小的乳滴，而并非是统一均匀的。就总体而言，在油相体积等于10%时，乳滴的粒径最小，而油相体积在20%及30%时，乳滴的颗粒大小几乎是相同的，只是油相的增大会使得稍大粒径乳滴的出现。当油相体积大于30%后，乳滴的粒径就会随着油相的增加而增大，但是增大的程度不是特别明显，乳滴的粒径分布也相应变宽，不同油相乳液均能稳定2个月以上。
[0075]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或者等效流程交换，或直接或间接运用在其它的相关领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将相当于醋酸溶液质量0.01%~2%的壳聚糖加入醋酸溶液中，充分水化； (2)将相当于乙醇溶液质量0.5%-5%的小麦醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶解； (3)将步骤(2)所得的物料加入步骤(I)的物料中，剪切均质；所述步骤(2)所得物料体积为步骤(I)得到的物料体积的50%-200% ； (4)将步骤(3)所得的物料蒸发至小麦醇溶蛋白复合胶体颗粒的质量浓度为0.5%-5%； (5)将步骤(4)所得的物料在离心，弃沉淀取上清液； (6)将玉米油加入步骤(5)得到的物料中，剪切均质，得到稳定的Pickering乳液。2.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(6)所述的剪切均质的转速为9500r/min-30000r/min。3.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述的离心的转速为3000r/min-8000r/min。4.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述蒸发为水浴旋转蒸发。5.根据权利要求4所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述旋转蒸发的温度为30°C_60°C，转速为50r/min-200r/min。6.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中醋酸质量浓度为0.1 % -5 %。7.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中乙醇质量浓度为50%-80%。8.根据权利要求1所述的可食性蛋白稳定Picker ing乳液制备方法，其特征在于，所述玉米油与步骤(5)得到的物料体积比为1:9-9:1。
【文档编号】A23L33/185GK105853358SQ201610375510
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】尹寿伟, 曾涛, 杨晓泉
【申请人】华南理工大学