利用超高压技术调控笼型蛋白包埋并提高花色苷稳定性的方法

本发明涉及食品科学与工程，具体地，本发明涉及利用超高压技术调控笼型蛋白包埋并提高花色苷稳定性的方法。

背景技术：

1、花色苷是果蔬中一类水溶性天然色素，不仅能赋予食物红、紫、蓝等颜色，还具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等健康功效。然而，花色苷结构不稳定，在食品加工和贮藏过程中容易降解，从而导致食品品质劣变。因此，开发花色苷稳定化策略将有助于相关食品的开发应用。

2、维持花色苷在加工及贮藏中稳定性的方法主要有分子内或分子间辅色、化学改性、生物工程、大分子与花色苷相互作用等技术。其中，分子内或分子间辅色反应速率低，化学改性存在有机试剂残留问题，生物工程技术尚未实现产业化，以上方法或多或少地存在局限性。

3、因此，在食品领域，需要寻找一种新的方法来提高花色苷的稳定性以适用于产业化。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。

2、本技术是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

3、包埋是使用壁材包裹活性物质制备微胶囊，从而实现控制释放的工艺。铁蛋白可作为包埋花色苷的壁材，从而利用包埋工艺提高花色苷的稳定性，其中去铁的蛋白质外壳能够形成空心笼结构，可将花色苷包埋在笼内空腔中。花色苷要进入铁蛋白内部空腔需要先解离笼型结构，常用的解离方法是酸化：铁蛋白能够在酸性环境中解离成亚基，恢复中性后通过自组装恢复笼型结构，在ph调控的解聚过程中，花色苷进入蛋白质内部空腔实现包埋。但是，发明人发现酸化法包埋条件苛刻且效率低下；会导致蛋白质不可逆的变性和损失，造成蛋白回收率低等问题；调节ph引入的成分需要后续去除，使制备工艺复杂、增添了残留风险。

4、而超高压技术能够使铁蛋白在超高压下解离成亚基，卸压后通过自组装恢复笼型结构，在超高压调控的解聚过程中，花色苷能够进入蛋白质内部空腔从而实现包埋。超高压技术是一种物理的非热加工技术，加工时将食品密封在柔性容器内，以水、油或其它液体作为传压介质，在常温或稍高于常温条件下进行100 mpa以上的加压处理，并维持一定时间。相比于酸化法包埋，超高压处理工艺简单、不引入新成分，且处理过程温和，不造成蛋白沉淀、对花色苷等热敏性小分子保护效果较好。

5、因此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种花色苷包埋方法。根据本发明的实施例，所述花色苷包埋方法包括：将具有笼型结构的蛋白质与花色苷进行混合处理；以及将混合处理产物进行超高压处理。相比于其它包埋方法，本发明的方法具有工艺简单、工艺参数在实际生产中易于实现、不引入新成分、不造成蛋白沉淀和保护热敏性成分的优势。超高压处理后得到的蛋白质-花色苷包埋物可作为稳定性更强的呈色物质及功能成分添加到食品中，同时该方法也为含有花色苷的液态食品加工提供新方案。

6、根据本发明的实施例，所述花色苷包埋方法还可以进一步包括如下附加技术特征的至少之一：

7、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质来源于植物。发明人经过实验发现，并非所有的具有笼型结构的蛋白质都适用于超高压包埋，动物源的铁蛋白包埋花色苷效率低于植物源的铁蛋白，因此，植物源的铁蛋白才能较好地包埋花色苷。

8、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质与seq id no:1具有至少50%同一性的氨基酸序列。

9、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质与seq id no:1具有至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%同一性的氨基酸序列。

10、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质选自铁蛋白。发明人经过实验发现，铁蛋白可以作为包埋花色苷的壁材，去铁的蛋白质外壳形成空心笼结构，可将花色苷包埋在笼内空腔中，从而提高花色苷的稳定性。

11、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质选自黄豆铁蛋白。发明人经过实验发现，当蛋白质选自黄豆铁蛋白时，才能实现较高比例的花色苷包埋效果。这一选择能够最大程度地发挥花色苷的稳定性和功能，为产品的质量和效果提供更好的保障。

12、根据本发明的实施例，所述具有笼型结构的蛋白质具有seq id no:1所示的氨基酸序列。因此，能够提高花色苷的包埋比例，进而提高花色苷的稳定性，为产品的质量和效果提供更好的保障。

13、需要说明的是，本发明所述的“花色苷”可为工业提取的纯品，也可为食品加工过程中获得的富含花色苷的原料。

14、根据本发明的实施例，所述花色苷为矢车菊素-3-o-葡萄糖苷。

15、根据本发明的实施例，所述混合处理产物中具有笼型结构的蛋白质与所述花色苷的质量比为（1~1.5）:1。因此，能够使花色苷的包埋比例较高，进而提高花色苷的稳定性，为产品的质量和效果提供更好的保障。

16、根据本发明的实施例，所述混合处理产物中具有笼型结构的蛋白质与所述花色苷的质量比为1:1、1.13:1、1.15:1、1.18:1、1.2:1、1.23:1、1.25:1、1.28:1、1.3:1、1.33:1、1.35:1、1.38:1、1.4:1、1.43:1、1.45:1、1.48:1、1.5:1等。

17、在实验过程中，发明人发现超高压的压强以及时间的选择对具有笼型结构的蛋白质包埋花色苷的包埋比例具有较大的影响作用。只有当超高压处理的压强达到一定阈值时才可使铁蛋白的笼型结构解离，从而包埋花色苷。增加处理压强可使笼型结构的解离更完全，从而提升包埋效果，但是压强过高会破坏铁蛋白结构，同时也难以在实际生产应用中实现。此外，超高压处理的时间需达到一定阈值时才可使铁蛋白的笼型结构解离，增加处理时间可以提升包埋效果，同时也应考虑实际生产效率和设备性能。因此，超高压处理的压强及时间的选择尤为重要。

18、根据本发明的实施例，所述超高压处理的压强为(300~600)mpa，时间为(10~40)min。因此，能够使蛋白质的笼型结构解离得更完全，使更多的花色苷进入到蛋白质的内腔中，从而提升包埋效果。

19、根据本发明的实施例，所述超高压处理的压强可以选自300mpa、320mpa、350mpa、380mpa、400mpa、420mpa、450mpa、480mpa、500mpa、520mpa、550mpa、580mpa、600mpa等。

20、根据本发明的实施例，所述超高压处理的时间可以选自10min、12min、15min、18min、20min、22min、25min、28min、30min、32min、35min、38min、40min等。

21、根据本发明的实施例，所述超高压处理的压强为(500~600)mpa，时间为(30~40)min。因此，能够使蛋白质的笼型结构解离得更完全，使更多的花色苷进入到蛋白质的内腔中，从而提升包埋效果。

22、在本发明的第二方面，本发明提出了一种提高花色苷稳定性的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：利用第一方面所述的方法将花色苷包埋在具有笼型结构的蛋白质中，从而提高所述花色苷的稳定性。通过采用本发明的方法，将花色苷包埋在蛋白质中，能够显著增强花色苷的稳定性。这种稳定性的提升对于延长产品的货架期具有重要意义，因为它可以有效地防止花色苷的降解和失活。此外，这一创新还能够显著提高产品的感官品质和功能价值。因此，本发明的方法为产品的稳定性、品质和功能带来了显著的提升，为市场竞争提供了优势。

23、在本发明的第三方面，本发明提出了一种蛋白质-花色苷包埋物。根据本发明的实施例，所述蛋白质-花色苷包埋物是通过第一方面所述的方法将花色苷进行包埋后获得的。通过本发明的方法获得的蛋白质-花色苷包埋物具有卓越的稳定性，为后续食品的加工和贮藏奠定了基础，这种稳定性的提升对于食品行业的相关应用具有重要意义，使花色苷能够在食品加工过程中得到有效保留，不易受到热处理、酸碱调节或其他加工条件的影响；此外，稳定的蛋白质-花色苷包埋物还为食品的贮藏提供了可靠的保障，延长了其在食品中的保鲜期，这使得食品生产商能够更长时间地保持产品的品质和营养价值，减少了浪费和损失。

24、在本发明的第四方面，本发明提出了一种食品组合物。根据本发明的实施例，所述食品组合物包括第三方面所述的蛋白质-花色苷包埋物作为食品添加剂。通过在食品组合物中加入此包埋物，能够有效地提高食品组合物的稳定性，使其能够在贮藏过程中保持更长的时间。这为食品行业提供了一种可靠的方法，以延长产品的货架期，减少食品损失。

25、在本发明的第五方面，本发明提出了一种食品加工或贮藏方法。根据本发明的实施例，所述方法包括将第三方面所述的蛋白质-花色苷包埋物与待加工食物进行混合处理，以便获得所述食品。通过采用此方法，能够使得到的食品具有较好的稳定性，使其能够在贮藏过程中更长时间地保持产品的品质和营养价值，延长产品的货架期，减少食品损失。

26、在本发明的第六方面，本发明提出了第一方面所述的花色苷包埋方法在富含花色苷的食品的加工及贮藏中的应用。因此，能够使得到的食品具有较好的稳定性，使其能够在贮藏过程中更长时间地保持产品的品质和营养价值，延长产品的货架期，减少食品损失。

27、有益效果：

28、（1）本发明的方法可使包埋比例达到13.75:1（花色苷与铁蛋白的摩尔比），有效提高花色苷的稳定性；

29、（2）本发明生产的蛋白质-花色苷包埋物可作为稳定性更强的呈色物质及功能成分添加到食品中，同时该方法也为含有花色苷的液态食品加工提供新方案；

30、（3）本发明的方法具有工艺简单、工艺参数在实际生产中易于实现、不引入新成分、不造成蛋白沉淀和保护热敏性成分的优势，能够提高生产效率、降低生产成本；

31、（4）本发明的方法可在包埋的同时实现杀菌、钝酶等作用。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。