薏苡仁油纳米乳的制备及其在饮料中的应用

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薏苡仁油是一种具有多种生理活性的功能性油脂,但是薏苡仁油的水溶性较差,易被氧化,环境适应力差,生物利用率低,很大程度上限制了其在食品以及医药等领域上的应用。因此,如何通过构建合适的食品运载体系,改善薏苡仁油水溶性较差,易被氧化,环境适应力差的缺点,提高其生物利用度,是非常有意义的研究课题。目前,采用蛋白质-多糖复合乳化剂制备薏苡仁油纳米乳(CSO-NEs)的报道较少。本课题以蛋白质和多糖为乳化剂,制备CSO-NEs。主要研究结果如下:(1)乳清蛋白(WPI)分别和魔芋葡甘露聚糖(KGM)、山药多糖(YP)、灵芝多糖(GLP)、香菇多糖(LNT)复配作为乳化剂制备CSO-NEs,通过单因素实验优化得到CSO-NEs的最佳配方:WPI浓度为3.5%,LNT浓度为0.15%,制备出来的CSO-NEs粒径为285.6 nm,PDI为0.264,ζ-电位为-32.4 m V,在光学显微镜和透射电镜观察下,粒径分布均匀,无聚集、絮凝等现象。(2)研究了环境因素(p H,离子强度,加热-冷却循环,贮藏温度和时间)对CSO-NEs的影响。结果表明,LNT的加入改变了WPI的等电点,CSO-NEs在酸性条件(p H 2-5)下的稳定性强于碱性条件(p H 8-10)下的稳定性。当离子强度在20-100 m M时对乳液稳定性无较大影响。经过5次加热-冷却循环后,CSO-NEs仍具有较小的粒径和较大的电位绝对值,表明CSO-NEs的热力学稳定性较好。将CSO-NEs在4℃、25℃、40℃贮藏30天,4℃和25℃下贮藏的CSO-NEs粒径略微增加且电位绝对值无较明显变化,在40℃下贮藏的CSO-NEs粒径显著增加且电位绝对值明显减小。因此,CSO-NEs适合在低温和常温下贮藏,不适合在高温下贮藏。(3)利用荧光光谱、圆二色谱(CD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、分子模拟对接等技术探究WPI和LNT之间的相互作用发现,LNT对WPI的猝灭类型为静态猝灭,结合位点数为1。WPI和LNT相互作用的热力学参数表明它们之间的结合过程属于自发进行,是熵驱动的,结合的主要作用力为氢键和范德华力。通过CD测定表明WPI和LNT发生了相互作用形成复合物,破坏了蛋白质原来的二级结构,使得蛋白质的二级结构发生显著改变。通过FT-IR测定发现WPI在3279 cm-1的特征峰的峰强度减小,说明WPI和LNT之间为非共价结合,且从3279 cm-1向3275 cm-1偏移,峰值的改变可能是由于WPI和LNT之间存在氢键相互作用,WPI-LNT复合物在酰胺I带和酰胺II带的振动带也发生偏移,表明LNT对WPI的二级结构有较为明显的影响。通过对WPI中四种主要球蛋白与LNT进行分子模拟对接得到氢键是这四种蛋白质和LNT结合的主要作用力,说明WPI和LNT主要的相互作用为氢键。(4)体外消化实验结果表明,CSO-NEs在模拟口腔、胃消化阶段中,粒径变化不明显,在模拟肠消化阶段中粒径显著增大,与倒置荧光显微镜观察结果一致。电位绝对值在模拟口腔、胃消化阶段中先增大后减小,在模拟肠消化阶段中又增大。通过游离脂肪酸的测定发现,WPI稳定的CSO-NEs的游离脂肪酸释放量高于WPI-LNT稳定的CSO-NEs的游离脂肪酸释放量,说明WPI-LNT稳定的CSO-NEs可以延缓游离脂肪酸的释放。CSO-NEs释放动力学模型拟合结果表明,在模拟胃液(SGF)中,Retger-peppas方程和Higuchi方程拟合度最高,R~2分别为0.8787和0.8756,释放指数n为0.5379,0.43<n<0.85,所以CSO-NEs在SGF中的释放行为可能是溶蚀和扩散共同作用。在模拟肠液(SIF)中,Retger-peppas方程和Higuchi方程拟合度最高,R~2分别为0.9740和0.9427,释放指数n为0.6357,0.43<n<0.85,所以CSO-NEs在SIF中释放行为是溶蚀和扩散共同作用。(5)通过单因素、正交试验得出饮料的最佳配方为:CSO-NEs添加量4%(v/v),木糖醇添加量8%(w/v),香精添加量为0.16%(w/v),β-环糊精添加量为0.70%(w/v),果胶添加量为0.14%(w/v),CMC添加量为0.16%(w/v),黄原胶添加量为0.20%(w/v),此配方下调配的CSO-NEs饮料口感细腻爽滑,甜度适中,具有薏苡仁风味,稳定性较好。理化指标和微生物指标测定表明:可溶性固形物含量≥9%,铅,总砷均未检出,菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母均小于1 CFU/m L,致病菌未检出。
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