一种基于卵白蛋白的抗氧化型乳化剂的制备及应用

1.本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种基于卵白蛋白的抗氧化型乳化剂的制备及应用。


背景技术：

2.水包油(o/w)乳液是指油滴作为内相分散在外向水中，水包油乳液体系在食品工业中具有广泛的应用，但是在长时间的储存过程中会发生氧化、分层、絮凝等现象，不利于乳液的氧化稳定性和物理稳定性。目前，食品加工所用的乳化剂大多数为合成型乳化剂，如吐温(tween)、司盘(span)、脂肪醇乙氧基化物和蔗糖酯等，它们具有良好的乳化性但存在潜在的食品安全问题，因此食品领域倾向于选择一种天然健康安全的乳化剂，例如蛋白质，磷脂和多糖等，而开发具有抗氧化能力的天然乳化剂更是尤为重要。
3.我国的鸡蛋产量居世界第一位，占世界产蛋总量的30％以上。卵白蛋白(ova) 是鸡蛋蛋白中的主要组成部分，占总含量的54％～69％，其中富含多种氨基酸，营养价值丰富。同时，也因为其良好的功能性质(搅打性、起泡性、凝胶性等) 被广泛应用于食品工业中。但ova是一种“硬蛋白”，其乳化性能相对较弱，抗氧化性也相对受限，严重阻碍了ova作为抗氧化型乳化剂的应用。因此，对卵白蛋白进行改性十分必要。
4.目前，常用提高蛋白质抗氧化性的方法主要是将多酚修饰到蛋白质分子上。多酚可以以非共价或者共价形式对蛋白进行修饰形成蛋白-多酚复合物，但非共价修饰形成的复合物不稳定，易受溶液和环境的影响。研究表明，共价修饰形成的复合物更稳定，因此利用多酚共价修饰蛋白质制备抗氧化型乳化剂是一种可行的方法。本发明选用没食子酸儿茶素没食子酸酯(egcg)对ova进行修饰制备抗氧化型乳化剂。
5.中国专利cn108936773b授权了一种以卵白蛋白-菊粉为壁材的微胶囊的制备方法，技术方案：(1)将卵白蛋白溶于水中，进行磁力搅拌后获得卵白蛋白分散液；(2)向所述卵白蛋白分散液中加入菊粉，磁力搅拌后进行超声处理，得到的卵白蛋白-菊粉溶液；(3)将油性芯材加入所述的卵白蛋白-菊粉溶液中，获得混合溶液；(4)将所述的混合溶液置于高速剪切仪下剪切得到初乳，然后高压微射流均质多次，最后喷雾干燥得到微胶囊颗粒。本发明工艺简单、壳核结构稳定，缓释效果好、益于人体消化吸收、兼具保健效果的，包埋率、转化率、有效率、生物活性好。
6.中国专利cn113337564a公布了一种高效新型鸡卵白蛋白螯合锌的制备方法,包括以下步骤：(1)鸡卵白蛋白收集；(2)酶解；(3)灭活：酶解结束后,酶解液进行加热20min酶钝化处理,冷却至室温；(4)离心；(5)螯合；(6)浓缩、干燥。该发明原料来源要求不高，能达到既获得鸡卵白蛋白肽生物活性又补充锌的双重功效，同时还能提高鸡蛋蛋清的附加值。
7.由此可见，卵白蛋白的功能特性在各种用途中均有体现，但没有利用卵白蛋白为原料制备抗氧化型乳化剂并进行应用。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种基于卵白蛋白抗氧化型乳化剂的制备及应用。
9.本发明包括以下步骤：
10.1、ova-egcg共价化合物的制备
11.以超纯水溶解制备浓度为10mg/ml的ova溶液。向100ml上述溶液中依次加入1ml双氧水(10m)和0.25g vc，室温下反应2h。然后向反应液中加入一定量的egcg使其最终浓度为1mm，继续反应24h。溶液经过透析后冷冻干燥既得ova-egcg共价复合物。
12.2、亚麻籽油水包油乳液的制备
13.将ova、ova-egcg溶解在超纯水中使其浓度为10mg/ml，调节ph至7.0，设定油水比为1:9,2:8,3:7,4:6,5:5,将亚麻籽油与蛋白溶液混合后在12000r/min 均质1-5min，随后在400w条件下超声1-9min(工作3s，间歇3s)，超声过程始终在冰浴条件下进行。
14.步骤2中所述的油水比优先选择1:9。
15.步骤2中所述的均质时间优先选择2min。
16.步骤2中所述的超声时间优先选择5min。
17.本发明的有益效果：
18.1、与未经过处理的ova相比，经过egcg修饰的ova乳化性和抗氧化性显著提升。
19.2、ova-egcg复合物作为乳化剂，有效地提高了亚麻籽油乳液的氧化稳定性，能够延长亚麻籽油乳液的货架期，抑制亚麻籽油在储藏过程中发生的油脂氧化，从而保护亚麻籽油的生物活性。
20.3、基于卵白蛋白制备抗氧化型乳化剂，在一定程度上丰富了蛋白质乳化剂的种类，并扩大了禽蛋蛋白的应用范围
附图说明
[0021][0022]
图1 ：ova和ova-egcg的抗氧化能力
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图2：亚麻籽油乳液在储存期间脂质氢过氧化物的含量变化
[0024]
图3：亚麻籽油乳液在储存期间tbars的含量变化
具体实施方式
[0025]
以下实施是对本发明的进一步说明，但不限于本发明。
[0026]
实施例一：
[0027]
ova-egcg共价化合物的制备：以超纯水溶解制备浓度为10mg/ml的ova 溶液。向100ml上述溶液中依次加入1ml双氧水(10m)和0.25g vc，室温下反应2h。然后向反应液中加入一定量的egcg使其最终浓度为1mm，继续反应24h。溶液冷冻干燥既得ova-egcg共价化合物。
[0028]
实施例二：
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ova-亚麻籽油乳液的制备：将ova溶解在超纯水中使其浓度为10mg/ml， 4℃水合过夜，调节ph至7.0，设定油水比为1:9，将亚麻籽油与蛋白溶液混合后在12000r/min均质2min，随后在400w条件下超声5min(工作3s，间歇3 s)，超声过程始终在冰浴条件下进行。
[0030]
实施例三：
[0031]
ova-egcg-亚麻籽油乳液的制备：将ova-egcg共价化合物溶解在超纯水中使其浓度为10mg/ml，4℃水合过夜，调节ph至7.0，设定油水比为1:9,将亚麻籽油与蛋白溶液混合后在12000r/min均质2min，随后在400w条件下超声5min(工作3s，间歇3s)，超声过程始终在冰浴条件下进行。
[0032]
实施例四：
[0033]
ova及ova-egcg的乳化性测定：向15ml的样品溶液中加入5ml的玉米油，混合均匀后在12000r/min下均质1min。然后在0和15min两个时间点分别取样，在底部吸取50μl上述乳液，加入3ml的sds(1mg/ml)溶液，并在500nm下测定吸光值。
[0034][0035]
公式中：eai为每克蛋白质的乳化面积(m2/g)，表示为乳化活力指数。a0 是乳液在0min时500nm下的od值。f代表油相体积分数0.25，l为比色皿光程0.01m，c为蛋白浓度10-3
g/ml，乳化活力指数的单位为m2/g。
[0036]
对于乳化稳定指数，采用下式计算：
[0037][0038]
公式中：esi为乳化稳定指数，单位为min。a15是乳液在15min时500nm 下的吸光值。
[0039]
表1 ova和ova-egcg的乳化能力
[0040][0041]
与egcg共价结合后，ova的乳化性显著得到改善(p《0.05)，这是由于引入了egcg后，ova的构象发生变化，使得ova降低了水相与油相之间的界面张力，蛋白质可以迅速地吸附在油滴表面，并且形成一个更稳定的界面膜。此外， ova的乳化稳定性也有显著提高(p《0.05)，这可能是与液滴之间的空间斥力的增加和表面电荷发生变化有关。
[0042]
实施例五：
[0043]
ova及ova-egcg的抗氧化性测定：用7mm abts和4.9mm过硫酸钾配制abts工作液，其等体积混合后在室温下避光放置12-16h，现用现配。将180 μl abts工作液 20μl样品溶液加入酶标板中，室温静置反应5min后，测定反应体系在734nm下的od值。空白为pbs溶液；对照abts工作液 pbs溶液。每个样品设置3个重复孔，得到的测量结果按下式计算abts自由基清除率：
[0044][0045]
ova和ova-egcg均表现出浓度依赖性，蛋白质浓度越大抗氧化活性越好。当样品的浓度为2mg/ml时，ova-egcg的abts的自由基清除率分别为天然 ova的2.1倍。利用多酚类化合物对蛋白质进行共价修饰，可以提高蛋白质的抗氧化能力，蛋白-多酚复合物可以成为一
种新型食源性抗氧化剂。
[0046]
实验例六：
[0047]
亚麻籽油乳液中脂质过氧化物含量的测定：首先,将0.2ml亚麻籽油乳液与1.0ml异辛烷/异丙醇(3:1，v/v)混合溶剂混合并涡旋振荡1min以充分提取油脂。混合液在6000r/min下离心30min，从上层有机相中取0.2ml，加入2.8ml甲醇/正丁醇(2:1,v/v)混合均匀。在此混合液中依次加入15μl硫氰酸氨(3.94m) 和15μl亚铁离子溶液(用0.132m氯化钡和0.144m亚硫酸铁配制)，室温下避光反应20min后测定510nm处吸光值。用过氧化氢异丙苯(chp)制作标准工作曲线计算乳液中脂质氢过氧化物含量，结果用毫摩尔chp当量每千克油脂表示 (mmol/kgoil)。
[0048]
由图2的结果可以得到，在37℃条件下储存8天后，ova乳液中的氢过氧化物含量为11.2mmol/kg oil，而ova-egcg乳液中的氢过氧化物含量为7.89 mmol/kg oil，其脂质过氧化值降低了30.7％，有效地抑制了氢过氧化物的产生。这证明了引入多酚后，乳液中的亚麻籽油氧化速度减慢。
[0049]
实施例七：
[0050]
亚麻籽油乳液中硫代巴比妥酸反应物(tbars)含量的测定：硫代巴比妥酸 (tba)工作液是由0.375g硫代巴比妥酸，15g三氯乙酸，1.76ml hcl(12m)和 89.2ml蒸馏水混合制成。取1ml亚麻籽油乳液与2ml tba工作液混合，沸水浴中反应10min后迅速冷却至室温。混合液在5000r/min下离心30min后，测定532nm处的吸光值。使用1,1,3,3-四乙氧基丙烷的标准曲线获得tbars含量，该曲线反应形成等摩尔量的丙二醛。
[0051]
从图3中可以得知，tbras的含量与氢过氧化物的含量呈现相似的趋势， ova-egcg作为乳化剂形成的乳液的氧化稳定性要比单独的ova形成的乳液高。这是由于ova与egcg相连接，提高蛋白质的抗氧化活性，起到了断链型抗氧化剂的作用，抑制了油脂的氧化，提高了乳液的氧化稳定性。