利用片段化玉米蛋白-单宁酸复合物乳化剂制备的维生素d纳米乳液及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品加工技术领域，设及一种具有保健意义的富含维生素 D的纳米乳 液及其制备方法;富含维生素 D的纳米乳液可用于功能性食品及澄清饮料等液态食品中。 技术背景
[0002] 液态体系中强化维生素 D是食品工业中一大难题，因为维生素 D在低脂或无脂产品 中的溶解度特别低。且维生素 D的加工性能特别差，其对光、氧气和高溫等特别敏感，运些环 境因素会导致维生素 D迅速异构化或氧化，对其化学结构和生理活性产生不利的影响。在生 产过程、保藏过程中维生素 D的保留率很低。许多研究人员通过构建不同的输送载体来改善 维生素 D的加工性能，已有报道采用体外重组装酪蛋白胶束，大豆分离蛋白-甲壳素复合输 送载体和玉米醇溶蛋白-甲壳素复合输送载体等来荷载维生素 D{Teng，Z.，Luo，Y.，&Wang, Q.(2013).Carboxymethyl chitosan-soy protein complex nanoparticles for the encapsulation and controlled release of vitamin D-3.Food Chemistry,141(I), 524-532；Luo,Y.,Teng,Z.,&Wang,Q.(2012).Development of Zein Nanoparticles Coated with Carboxymethyl Chitosn for Encapsulation and Controlled Release of Vitamin D3.Journal of Ag;ricul1:ural and Food 化emistry,60(3),836-843.}。所得的 纳米颗粒荷载率低，复溶性差，制备工艺复杂，在食品加工和储藏过程中维生素 D的存留率 低，且不适合应用于液态食品，尤其是澄清饮料中，不能很好地解决食品工业上维生素 D强 化食品的需求。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种纳米尺寸，透明 度高，胶体稳定性好，维生素 D的加工性能大大提高的维生素 D纳米乳液的制备方法。
[0004] 本发明的另一目的为提供上述方法制备的富含维生素 D的纳米乳液。
[0005] 本发明克服了现有制备维生素 D纳米颗粒荷载率低，维生素 D在加工和储藏过程中 存留率不高，方法制备过程复杂，载体原料昂贵的缺陷，利用维生素 D为脂溶性的特性，将维 生素 D溶于玉米油中，并通过片段化玉米蛋白与单宁酸的相互作用制备复合物作为食品允 许使用乳化剂，通过简单的加工工艺(超声均质)得到纳米乳液，制备的强化维生素 D的纳米 乳液，动态学稳定性高，油滴粒径为纳米尺寸(<2(K)nm)，透明度好，且所荷载的维生素 D在热 处理等操作单元和储藏过程中损失率低。
[0006] 本发明的目的通过如下技术方案实现：
[0007] 利用片段化玉米蛋白-单宁酸复合物乳化剂制备的维生素 D纳米乳液的方法，包括 如下步骤：
[000引（1)将玉米蛋白均匀分散于去离子水中，制成质量浓度为l%g/mL~5%g/mL的分 散液；水浴加热到40~60°C后调节到pH值为7.0~9.0，加入玉米蛋白质量1 %~3 %的 Alcalase蛋白酶进行酶解，在维持溫度W及抑恒定的条件下，酶解1.0-3.化;酶解完成后， 将物料pH值调到5.0~7.0，使酶灭活;将水解物离屯、除渣后，上清液过微滤膜后装入截留分 子量为100~200Da的透析袋，在4°C条件下，于去离子水中透析24h，每隔8~10个小时更换 透析液一次。透析结束后经过旋蒸浓缩和冷冻干燥处理获得片段化玉米蛋白；
[0009] (2)将单宁酸粉末溶于5~50mM，pH 7.0的PBS溶液中，室溫下，用磁力揽拌器揽拌5 ~lOmin，使单宁酸充分溶解，加入片段化玉米蛋白，用磁力揽拌器揽拌5~60min，使单宁酸 和片段化玉米蛋白充分反应，制备单宁酸/片段化玉米蛋白复合物溶液，其中单宁酸/片段 化玉米蛋白质量比为0.1:1~0.5:1，片段化玉米蛋白质量浓度为0.5~2.0%。加入溶解了 维生素 D的玉米油，维生素 D在玉米油中的浓度为6~24mg/g，得混合液，使溶解了维生素 D的 玉米油的质量含量为1%~7%。将混合液体置于超声波均质器中均质5~15min，其均质头 的直径为95~120mm，频率为20~50曲Z，得到维生素 D的纳米乳液。
[0010]优选地，步骤（1)中，所述分散液的质量浓度为3%g/mL~5%g/mL。
[0011] 优选地，步骤（1)所述的在加 Alcalase蛋白酶前物料水浴加热到50°C;抑值调节为 9.0;优选地，步骤(1)所述酶解时间为1.5~2.化。
[0012] 优选地，步骤（1)将水解物离屯、除渣后，上清液过微滤膜后装入截留分子量为 100化的透析袋。
[0013] 优选地，步骤(2)所述单宁酸/片段化玉米蛋白复合物溶液中单宁酸与片段化玉米 蛋白的质量比为0.2:1~0.4:1，其中片段化玉米蛋白在单宁酸/片段化玉米蛋白复合物溶 液中的质量浓度为0.8~1.0%。
[0014] 优选地，步骤（2)片段化玉米蛋白加入单宁酸溶液中，用磁力揽拌器揽拌10~ SOmin，使两者充分反应。
[0015] 维生素 D在玉米油中的溶解度很高。优选地，步骤(2)所述的维生素 D溶于玉米油中 的浓度选用24mg/g，在保证维生素 D含量不发生重结晶的前提下采用更高的浓度，使本产品 在达到所应用的商品所需维生素 D浓度的前提下，所需添加量更低。
[0016] 优选地，步骤(2)所述混合液中，溶解了维生素 D的玉米油的质量含量为3%~5%。
[0017] 本发明使用的原料可W是为玉米黄粉W及经脱脂和除杂处理获得的玉米浓缩蛋 白，W及商品化的玉米醇溶蛋白。
[0018] 本发明所述维生素 D纳米乳液为油滴粒径小于2(K)nm;在室溫下储藏30d，其粒径增 大O~IOnm，油滴粒径保持<200nm纳米尺寸，胶体稳定性好;所述维生素 D纳米乳液在强紫外 灯下照射1她，其荷载的维生素 D保留在90% W上;所述维生素 D纳米乳液经过己氏杀菌，所 荷载的维生素 D保留在95% W上。
[0019] 纳米乳液是一种脂肪滴为纳米尺寸(d<200nm)的乳液。纳米乳液透明度高，动态学 稳定性好，生物利用率高。特别地，纳米乳液适合用于荷载疏水性活性成分(脂溶性维生素 或营养素），并可将其应用于液态食品中，如澄清饮料，营养强化水，软饮料或果汁。纳米乳 液在当代食品和饮料行业中的应用越来越受到关注。而制备稳定性高的纳米乳液需要大量 的表面乳化剂。因此，寻找易得、价格低廉且食品许可的乳化剂，成为食品行业，尤其是饮料 行业的迫切需求。
[0020] 近几年来，天然的食品蛋白经过适当酶解得到的蛋白水解物作为乳化剂的应用得 到深入的研究。据报道，蛋白水解物与天然蛋白相比，其在油水界面具有更高的扩散率，能 在界面上覆盖更大的面积。片段化玉米蛋白富含谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸和脯氨酸，疏水性 氨基酸占55% W上，具有良好的界面活性。另一方面，单独的蛋白水解物作为乳化剂，由于 其分子量小，界面上分子之间的相互作用弱，不能够提供所需的界面刚度，不足W使乳液在 长时间的储藏中保持稳定。
[0021] 本发明认识到单宁酸是水解型的单宁，因其具有大量的酪类基团，所W分子质量 很大。单宁酸是FDA认可的可直接应用于食品中的添加剂。单宁酸含有大量的径基和簇基等 功能性基团，能与蛋白质产生氨键相互作用、疏水相互作用等次级相互作用而形成复合物。 且蛋白质-多酪复合物能够聚集于油-水界面，其复合物能够结合蛋白质的表面活性和多酪 类物质(如单宁酸)的抗氧化性。因此，利用蛋白与单宁酸的相互作用制备蛋白-单宁酸复合 物，经过修饰的蛋白质具有抗氧化性，经过调控具有巨大的潜能获得更好乳化性质。而现有 技术关于蛋白质水解物与单宁酸之间相互作用并制备复合物和作为乳化剂的研究却鲜有 报道。
[0022] 本发明的关键在于利用片段化玉米蛋白与单宁酸的次级相互作用制备复合物作 为乳化剂，该乳化剂原料都为食品允许使用的材料。与单独片段化玉米蛋白相比，该复合物 在油水界面上，分子间的相互作用更强烈，界面活性更高，在界面上能够刚性和弹性更大的 界面膜，使形成的乳液非常稳定且油滴粒径为纳米尺寸。而单宁酸具有抗氧化性，能够防止 所荷载的油和维生素 D发生氧化变质，且维生素 D溶解于玉米油中，并被包埋于界面膜中，其 加热稳定性和光学稳定性也大大提高，从而提高维生素 D的加工稳定性和储藏稳定