一种基于改变晶核表面活性提升乳清分离蛋白乳化稳定性的方法

本发明涉及乳液制备领域，具体涉及一种基于改变晶核表面活性提升乳清分离蛋白乳化稳定性的方法，利用晶核表面活性区域改变，提升乳清分离蛋白乳化稳定性。

背景技术：

1、蛋白质结构的变化会带来功能性质的改变，对于乳清蛋白而言，在常规处理（例如加热处理10 min）条件下，通过共价键与非共价键共同作用形成常规聚合物，这种结构通常是无序的、杂乱的。而在非常规处理条件下，如：低ph，90℃，10 h以上热处理条件下，蛋白质分子展开，二级结构——-折叠之间通过氢键、范德华力、疏水相互作用、键等非共价键堆叠形成有序的超分子结构，通常以纳米纤维的形态存在，结构紧密有序，均质后乳化性能略有提升，一般在20%左右，超分子在乳化性能上的结构优势会有所体现。从结构上看，与天然乳清蛋白及其常规聚合结构相比，超分子结构在表面疏水性和电荷数量上都有很大提升，应该更适合界面稳定的结构需求，然而，这种蛋白质组装结构分子刚性过强，柔性差，分子柔性仅是乳清蛋白常规聚合物的一半，不能满足界面分子变性展开的吸附需求，限制了其乳化性能的提升。

2、多酚是重要的植物次生代谢产物，广泛分布于蔬菜、水果、茶叶和咖啡中，常见的多酚如儿茶素、没食子酸、姜黄素、槲皮素、绿原酸等，多酚类物质具有很强的抗炎、抗菌和抗氧化特性。多酚可以与蛋白质相互作用，以没食子酸（ga）为例：ga与蛋白质的作用方式主要有两种：一种是在酸性条件下，通过非共价键与芳香族氨基酸或者羧基结合：另一种是在碱性条件下，通过共价键与氨基结合形成醌类物质。由于多酚自身结构、食物基质以及食品加工等因素的影响，多酚的生物利用性较差，从而影响了其在体内健康功效的发挥，近年来，许多研究报道都是通过食物多酚和蛋白质之间相互作用提升多酚的生物利用性。除此之外，现有技术中蛋白质与多酚相互作用，还可改善蛋白质的性能，在提高溶解性、凝胶强度、热稳定性、乳化性等方面都有一定应用。虽然ga与蛋白质的结合提高了ga生物利用率，但蛋白质的乳化性能仍然不尽人意。

3、发明人在前期研究中，针对自发组装方式所形成的乳清蛋白超分子结构刚性强、不利于乳化性能提升的问题做了改进，主要是通过多次循环诱导方法获得了结构松散的超分子聚合物，与自发组装方式相比，这种手段可以改善分子柔性，提升乳化性能。然而，这种通过多次循环诱导方式提升分子柔性的处理方法，改善乳化性能的程度有限，需要反复多次长时间加热处理，每循环一次在晶核表面的堆叠结构略有改变，需要多次循环才能获得有一定松散程度的超分子结构，该方法不能有效调控晶体结构的表面活性，超分子结构的松散程度只能依赖循环次数的增加，而具体次数也存在不确定性，例如有的处理整个过程需要90℃加热处理10 h，重复循环6次，耗能耗时，不易操作实施，而且，乳化性能提升幅度有限。

4、综上，如何有效调控超分子结构来提升乳清蛋白的乳化性能，是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在通过一种全新的蛋白质组装模式，提供一种更适合界面吸附的蛋白质结构，进一步提升乳清分离蛋白的乳化稳定性，并提供相应产品。用于解决如下的技术问题，如：乳清蛋白超分子结构刚性强，不利于乳化性能的提升，需要解决现有方法对结构调节的随机性、盲目性、不可控性，耗能耗时、不易实施、乳化稳定性提升不足等问题。

2、为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案

3、本发明第一个方面提供一种基于改变晶核表面活性提升乳清分离蛋白乳化稳定性的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

4、（1）乳清单体蛋白溶液的配制

5、取乳清分离蛋白溶于去离子水中，充分混合，调节ph值，在低温条件下高速离心，取上清液，用相同ph值的去离子水稀释，得到1-4g/100ml的乳清单体蛋白溶液；

6、（2）具有晶核结构的乳清蛋白超分子碎片的制备

7、将步骤（1）得到的部分乳清单体蛋白溶液，于高温水浴加热并搅拌处理，之后冷却至室温，经过高速均质，制备出具有晶核结构的乳清蛋白超分子碎片溶液；

8、（3）晶核-ga复合物溶液的制备

9、按照超分子碎片溶液（2）中所含蛋白质质量，加入没食子酸（ga），充分混合，获得通过非共价键结合的乳清蛋白超分子晶核-ga复合物溶液；

10、（4）晶核-ga诱导形成乳清蛋白超分子溶液

11、配制由晶核-ga复合物溶液（3）与步骤（1）乳清单体蛋白溶液组成的混合溶液，充分混合，调整ph值，高温水浴加热并搅拌处理，冷却至室温；

12、（5）将步骤（4）得到的乳清蛋白超分子溶液进行浓缩处理，冷冻干燥，得到高乳化稳定性的乳清分离蛋白。

13、在一个具体的实施方式中，所述步骤（1）调节ph值至1.5~2.5；所述的低温条件为1~4℃、离心转速为16000-20000 g，离心时间为15-30 min。

14、在另外一个具体的实施方式中，所述步骤（2）中的高温水浴为80~95℃，水浴加热搅拌处理的时间为8-20 h，所述的高速均质的条件为18000~20000 rpm高速均质1-2 min 。

15、在另外一个具体的实施方式中，所述步骤（3）加入ga的方式是：ga以8~12mg/g（gamg/蛋白质g）的质量浓度加入超分子碎片溶液，充分混合，在20~25°c下避光搅拌18~24h。

16、在另外一个具体的实施方式中，所述步骤（4）配制由晶核-ga复合物溶液（3）与步骤（1）乳清单体蛋白溶液组成的混合溶液，二者体积比为1:1~4；充分混合，调整ph值至1.5~2.5，80~95℃水浴加热并搅拌处理8~20 h，冷却至室温。

17、在另外一个具体的实施方式中，其中步骤（3）中，加入ga的方式是：ga以11mg/g（gamg/蛋白质g）的质量浓度加入超分子碎片溶液，25°c下避光磁力搅拌24 h。

18、在另外一个具体的实施方式中，其中步骤（4）配制由晶核-ga复合物溶液（3）与步骤（1）乳清单体蛋白溶液组成的混合溶液，二者体积比为1：1，充分混合。

19、在另外一个具体的实施方式中，其中步骤（2）和步骤（4）中的水浴温度为90℃；步骤（1）和步骤（4）中的ph为2.0。

20、在另外一个具体的实施方式中，重复步骤（4）进行诱导；优选的，所述的诱导次数为1次。

21、本发明第二个方面是提供本发明第一方面所述的方法制备得到的乳化稳定性显著提高的乳清分离蛋白。

22、本发明的第三个方面是提供没食子酸（ga）在削弱晶核表面活性、提高乳清分离蛋白乳化稳定性中的用途。

23、在一个具体的实施方式中，所述ga加入到具有晶核结构的乳清蛋白超分子碎片溶液中；优选的，ga以8~12mg/g（ga mg/蛋白质g）的质量浓度加入超分子碎片溶液，充分混合，在20~25°c下避光搅拌18~24h；更优选的，ga以11mg/g（ga mg/蛋白质g）的质量浓度加入超分子碎片溶液。

24、本发明取得的有益效果包括：

25、1、本发明能够有效调控晶核表面活性。实验中意外发现，在多种多酚中，ga能够最有效而又最精准地控制屏蔽程度，进而适度削弱晶核活性又不影响乳清单体蛋白在修饰后的晶核表面堆叠，这是其它种类多酚难以实现的。通过屏蔽削弱晶核表面活性实际上是微观且复杂的过程，精准调控存在相当的难度，而特定添加量的ga能够实现对晶核表面活性的精准调控。在实验过程中，ga添加量的选择存在难度，现有技术中也缺乏教导和指引方向，ga加入比例低，与晶核表面活性区域上氨基酸残基结合少，屏蔽程度低，对乳清单体蛋白在晶核表面堆叠能力的影响小，形成的超分子刚性结构改善不大，不利于乳化稳定性提升；相反，ga加入比例高，晶核表面结合的ga太多，对晶核活性的屏蔽过强，阻断了乳清单体蛋白在晶核表面的堆叠，抑制了超分子的形成，也无法改善乳化稳定性。

26、2．本发明在特定的工艺和参数条件下、同时利用没食子酸对晶核表面活性进行了恰当程度的削弱，从组装方式上改变了乳清蛋白超分子结构，更易于乳化稳定性的提升；耗能耗时低，更易于实施。

27、3．ga以8~12mg/g（ga mg/蛋白质g）的质量浓度加入到超分子碎片溶液，取得了难以预料的效果，屏蔽处理后对晶核表面活性削弱程度恰到好处，有效而精准，并且更多的ga得到结合，在乳化稳定性明显提升的同时，也赋予产品更强的营养功效。