一种抑制油脂高温氧化的纳米复合胶束的制备方法及应用

本发明涉及w/o/w型纳米复合胶束，尤其是一种抑制油脂高温氧化的纳米复合胶束的制备方法及应用，属于食品。

背景技术：

1、煎炸食品酥脆可口，受到广大消费者的青睐，是饮食结构中的重要组成部分。天然抗氧化剂因其健康、高效的抗氧化性能已被广泛用于延长油炸产品的保质期。然而，由于天然抗氧化剂的热稳定性差，在高温油脂中会快速降解，严重限制了其在煎炸油中的抗氧化效果。因此，通过不同技术对抗氧化剂进行包封，是缓解其在煎炸过程中分解的一种新趋势。

2、目前已有一些针对单一抗氧化剂的包封技术。溶剂法是指利用抗氧化剂在特定的食用溶剂中溶解能力强的特点，先将其溶解在溶剂中做成浓缩抗氧化剂，再添加到油脂中；乳化法是指将其制成w/o型乳化剂添加在食品中；微胶囊法是指将抗氧化剂包埋在壁材中以缓解活性成分的快速氧化降解。然而，现有包封技术普遍选择阿拉伯胶、麦芽糊精等多糖作为壁材，且制备的包封物存在热稳性低、装载率低等问题，很难应用于高温油炸过程。而极性差异大的抗氧化剂往往具有更大的协同效应，但这种协同效应很难在油脂加工过程中得到实现。

3、总的来说，目前缺少一种能够高效共包埋极性不同的抗氧化剂的方法，用于油脂高温抗氧化过程，如用于煎炸过程增强煎炸油的稳定性，降低油炸过程中油脂氧化和健康危害物的形成，以提高油炸产品的品质，保障油炸食品的安全。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明使用热稳性不同的乙酰纤维素、大豆卵磷脂均一粒子，在水包油包水(w/o/w)型胶束体系中实现由茶多酚和生育酚组成的复合抗氧化剂的共包埋，通过在不同热氧化阶段释放复合抗氧化剂，改善了茶多酚和生育酚在高温油脂中的应用缺陷。进一步地，本发明对壁材组合、抗氧化剂复配比例等进行优化，采用纳米复合胶束制备及喷雾干燥联用技术使得制备的纳米复合胶束的热稳定性高、应用范围广。

2、本发明提供了一种抑制油脂高温氧化的纳米复合胶束的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤1)：壁材、芯材准备；壁材包括乙酰纤维素、大豆卵磷脂；芯材包括水溶性茶多酚、脂溶性生育酚；

4、步骤2)：纳米复合胶束制备：以乙酰纤维素为壁材，制备共包埋茶多酚、生育酚的第一种w/o型纳米胶束，以大豆卵磷脂为壁材，制备共包埋茶多酚、生育酚的第二种w/o型纳米胶束，以两种w/o型纳米胶束，制备对应的两种w/o/w纳米复合胶束；

5、步骤3)：将步骤2)制备的两种w/o/w纳米复合胶束以1：1(w/w)复配进行喷雾干燥得到包埋茶多酚、生育酚的复合抗氧化剂粉末。

6、在本发明的一种实施方式中，所述步骤2)所述纳米复合胶束制备步骤为：

7、步骤i)：

8、将茶多酚溶于水，得到内水相，

9、将乙酰纤维素、聚甘油聚蓖麻油酸酯和α-生育酚分散于葵花籽油制得油相，将油相和内水相按质量比为(1.2～3)：1预混搅拌，依次通过高速剪切、高压均质、挤出、间接冰浴超声，制备第一种w/o型纳米胶束；参照第一种w/o型纳米胶束的制备方法，以大豆卵磷脂为壁材，制备第二种w/o型纳米胶束；

10、聚甘油聚蓖麻油酸酯作为乳化剂，用于制备稳定的w/o型胶束；葵花籽油作为油相分散相，用于承载包埋的水溶性抗氧化剂(茶多酚)，葵花籽油作为油炸用油的代表油脂，具有较高的不饱和度，氧化速度相对更快，选用葵花籽油作为油炸体系时在制备纳米胶束时即选用葵花籽油作为油相分散相，若油炸体系为其他油脂，分散相应选用对应的油脂；

11、步骤ii)：

12、将乙酰纤维素、阿拉伯胶、果胶混合溶于水，得到制得外水相，

13、在搅拌条件下，将步骤i)制得的第一种w/o纳米胶束与外水相按质量比(1.1～1.9)：1进行预混搅拌，依次通过高速剪切、高压均质、挤出、间接冰浴超声，制得茶多酚、生育酚共包埋的第一种w/o/w纳米复合胶束；

14、外水相中，相对于水，阿拉伯胶浓度为1～2％(w/w)，果胶浓度为0.5～1.5％(w/w)，二者的作用都是作为乳化剂，使w/o/w型纳米复合胶束更加稳定；

15、参照第一种w/o/w纳米复合胶束的制备方法，以大豆卵磷脂代替乙酰纤维素作为壁材，制备第二种w/o/w纳米复合胶束。

16、在本发明的一种实施方式中，油相中，相对于葵花籽油，生育酚的浓度为1.25～4.5％(w/w)，乙酰纤维素(或大豆卵磷脂)的浓度为5～7％(w/w)，聚甘油聚蓖麻油酸酯的浓度为2～8％(w/w)；内水相中，相对于水，茶多酚的浓度为1.25～4.5％(w/w)；外水相中，相对于水，乙酰纤维素(或大豆卵磷脂)的浓度为6～8％(w/w)；相对于水，阿拉伯胶的浓度为1～2％(w/w)，果胶的浓度为0.5～1.5％(w/w)。

17、在本发明的一种实施方式中，所述内水相ph值为6.8～8.0。

18、在本发明的一种实施方式中，所述步骤i)、ii)中预混搅拌的速度为500～1300rpm，时间为3～10min；剪切速度为8000～20000rpm，时间为1～2min；高压均质的压力15～30mpa；挤出采用装配有多孔聚碳酸酯滤膜的高压挤出装置，工作压力为1mpa，膜的直径为47mm，平均孔径为0.22～15μm，挤出次数为1～3次；间接冰浴超声的温度为0℃，频率为45～50hz，功率240w，时间为15～25min。

19、在本发明的一种实施方式中，所述步骤i)和ii)中的物料在制备纳米复合胶束的间歇过程中均放置于冰水浴中。

20、在本发明的一种实施方式中，所述步骤3)喷雾干燥条件为进风压力为20～23kpa，进风温度为150～180℃，进料速度为3～6ml/min。

21、本发明还提供抗氧化油脂，是添加了复合抗氧化剂粉末的油脂，所述油脂可以是葵花籽油、棕榈油、花生油；复合抗氧化剂在葵花籽油中的总浓度为200～230ppm。

22、有益效果：

23、(1)本发明使用乙酰纤维素、大豆卵磷脂、聚甘油聚蓖麻油酸酯、阿拉伯胶溶液等组分，通过优化包封配方，创新性应用w/o/w多重乳液体系实现了不相溶性复合抗氧化剂的高效共包埋纳米复合胶束。

24、(2)本发明的复合抗氧化剂粉末由两种w/o/w纳米复合胶束复配干燥得到，这两种w/o/w纳米复合胶束分别采用大豆卵磷脂、乙酰纤维素为壁材。大豆卵磷脂和乙酰纤维素具有不同的热降解温度，大豆卵磷脂热降解温度为150～170℃，乙酰纤维素热降解温度为220～230℃，可以在油脂高温氧化过程的不同阶段释放包封的抗氧化剂，当大豆卵磷脂释放的抗氧化剂由于热降解或反应消耗导致抗氧化力变弱时，耐高温的乙酰纤维素开始释放新的抗氧化剂，氧化过程的长效抗氧化作用。

25、(3)本发明的w/o/w纳米复合胶束可以实现不同溶解性的抗氧化剂如茶多酚、生育酚的共包埋，所得抗氧化剂体系的胶束均匀一致，粒径小，包封率高，稳定性良好，兼具茶多酚、生育酚和乙酰纤维素、大豆卵磷脂的多种功效，可以应用于功能性食品的开发。

26、(4)本发明通过w/o/w纳米复合胶束将具有协同效应的双重抗氧化剂—生育酚、茶多酚按照最佳比例复配，再将分别采用大豆卵磷脂、乙酰纤维素为壁材的两种w/o/w纳米复合胶束进行喷雾干燥得到复合抗氧化剂粉末，应用于180℃氧化体系时，显著提高了抗氧化剂在高温应用场景如油炸体系中的热稳定性和分散性，降低了热氧化油总极性物质含量，延长了油炸油使用时间。

27、(5)本发明采用制备方法工艺简单，易操作，成本低。