一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法与流程

10kda)中透析，并冻干。配置5.0mg/ml的多糖溶液，使用deae-纤维素-52层析柱分离，洗脱溶液为0.4m nacl、洗脱流速为0.2ml/min，搜集主要多糖组分，洗脱液透析、冻干后得到牛蒡果胶型多糖；
9.步骤2，热复合，
10.配置浓度为1.0％(w/w)的乳清分离蛋白水溶液，以及含有4.0％(w/w)牛蒡果胶型多糖和0.2～2.0％(w/w)葡甘聚糖的混合多糖溶液；将乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液按照体积比1∶1～1∶5混合，并在60℃条件下加热30min，随后冷却至室温，得到溶液1；
11.步骤3，乳化，
12.将溶液1与油脂按照体积比20∶1～1∶4混合，随后在12000rpm条件下匀浆5～10min，形成乳液；
13.步骤4，离子交联，
14.将上述乳液中加入质量浓度为0.5％的葡萄糖酸内酯和0.25％的碳酸钙，充分搅拌均匀后，在4℃条件下放置12h促进凝胶的形成。
15.进一步的，步骤2中葡甘聚糖的浓度为0.4～0.8％(w/w)。
16.进一步的，步骤2中乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液体积比为1∶2～1∶3。
17.进一步的，步骤3中油脂为中链甘油三酯、大豆油、菜籽油、花生油、玉米油、芝麻油、葵花籽油、小麦胚芽油、米糠油、杏仁油、橄榄油、棕榈液油、亚麻籽油和棉籽油中的一种或多种。
18.进一步的，步骤3中溶液1与油脂体积比为5∶1～1∶2。
19.一种生物基水凝胶营养素输送体系及其制备方法，由权利要求1-5中任一权利要求所述的方法制成的。
20.本发明的另一个目的是提供上述所述的乳液凝胶在食品工业领域的应用，所述应用包括下述应用的一种或者多种：
21.(i)将所述的乳液凝胶用于营养素包封与输送；
22.(ii)将所述的乳液凝胶用于替代食物中的氢化植物油；
23.(iii)将所述的乳液凝胶用于3d打印等个性化营养定制食品。
24.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：多糖作为乳化剂吸附在乳液凝胶脂滴表面，而乳清分离蛋白填充在水相形成三维网络结构，这与现有递送体系蛋白质吸附在油水界面、多糖溶解于水相中的分布规律有显著差异。
附图说明
25.图1是本发明的方法流程图；
26.图2是本发明实施例乳液凝胶的电子照片与电子显微镜图像；
27.图3是本发明实施例乳液凝胶的激光共聚焦显微镜图像；
28.图4是本发明的实施例乳液凝胶包封姜黄素的稳定性。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各
种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
30.如图1所示步骤，一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，以下举3个实施例用以说明。
31.实施例1
32.步骤1：牛蒡果胶型多糖制备，
33.取新鲜牛蒡根洗净、切片后，放入热水中灭酶，然后转移至45℃烘箱中干燥，并进行超微粉碎，控制粒度(d
4，3
)为100μm左右。将牛蒡粉与40倍体积的水混合，在60℃下提取2次去除果聚糖，随后将沉淀低温烘干。将去除果聚糖的牛蒡粉按照料液比1∶20(g/ml)与醋酸钠/醋酸缓冲液(10mm，ph4.8)混合，随后加入纤维素酶(5％，w/w)和果胶酶(2.5％，w/w)，并在50℃下提取240min。在沸水中加热5分钟终止反应，冷却后离心去除沉淀。将上清液真空蒸发浓缩至原体积的1/5，随后与等量的乙醇混合，在4℃下醇沉过夜。沉淀用乙醇洗涤两次后，复溶于10倍质量的去离子水中。将溶液调至ph 6.0，使用0.6％(w/w)的α-淀粉酶水解上清液中淀粉，随后将ph调至4.5，使用1.0％(w/w)的α-葡萄糖苷酶进一步水解麦芽糖、糊精等。灭酶后，用sevage溶液处理样品两次从而去除蛋白质。将洗脱液转移至透析袋(8-10kda)中透析，并冻干。配置5.0mg/ml的多糖溶液，使用deae-纤维素-52层析柱分离，洗脱溶液为0.4m nacl、洗脱流速为0.2ml/min，搜集主要多糖组分，洗脱液透析、冻干后得到牛蒡果胶型多糖；
34.步骤2，热复合，
35.配置浓度为1.0％(w/w)的乳清分离蛋白水溶液，以及含有4.0％(w/w)牛蒡果胶型多糖和0.4％(w/w)葡甘聚糖的混合多糖溶液；将乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液按照体积比1∶2混合，并在60℃条件下加热30min，随后冷却至室温，得到溶液1；
36.步骤3，乳化，
37.将溶液1与玉米油按照体积比3∶1混合，随后在12000rpm条件下匀浆5～10min，形成乳液；
38.步骤4，离子交联，
39.将上述乳液中加入质量浓度为0.5％的葡萄糖酸内酯和0.25％的碳酸钙，充分搅拌均匀后，在4℃条件下放置12h促进凝胶的形成。
40.实施例2
41.步骤1：牛蒡果胶型多糖制备，
42.取新鲜牛蒡根洗净、切片后，放入热水中灭酶，然后转移至45℃烘箱中干燥，并进行超微粉碎，控制粒度(d
4，3
)为100μm左右。将牛蒡粉与40倍体积的水混合，在60℃下提取2次去除果聚糖，随后将沉淀低温烘干。将去除果聚糖的牛蒡粉按照料液比1∶20(g/ml)与醋酸钠/醋酸缓冲液(10mm，ph4.8)混合，随后加入纤维素酶(5％，w/w)和果胶酶(2.5％，w/w)，并在50℃下提取240min。在沸水中加热5分钟终止反应，冷却后离心去除沉淀。将上清液真空蒸发浓缩至原体积的1/5，随后与等量的乙醇混合，在4℃下醇沉过夜。沉淀用乙醇洗涤两次后，复溶于10倍质量的去离子水中。将溶液调至ph 6.0，使用0.6％(w/w)的α-淀粉酶水解上清液中淀粉，随后将ph调至4.5，使用1.0％(w/w)的α-葡萄糖苷酶进一步水解麦芽糖、糊精等。灭酶后，用sevage溶液处理样品两次从而去除蛋白质。将洗脱液转移至透析袋(8-10kda)中透析，并冻干。配置5.0mg/ml的多糖溶液，使用deae-纤维素-52层析柱分离，洗脱
溶液为0.4m nacl、洗脱流速为0.2ml/min，搜集主要多糖组分，洗脱液透析、冻干后得到牛蒡果胶型多糖；
43.步骤2，热复合，
44.配置浓度为1.0％(w/w)的乳清分离蛋白水溶液，以及含有4.0％(w/w)牛蒡果胶型多糖和0.6％(w/w)葡甘聚糖的混合多糖溶液；将乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液按照体积比1∶2混合，并在60℃条件下加热30min，随后冷却至室温，得到溶液1；
45.步骤3，乳化，
46.将溶液1与玉米油按照体积比3∶1混合，随后在12000rpm条件下匀浆5～10min，形成乳液；
47.步骤4，离子交联，
48.将上述乳液中加入质量浓度为0.5％的葡萄糖酸内酯和0.25％的碳酸钙，充分搅拌均匀后，在4℃条件下放置12h促进凝胶的形成。
49.实施例3
50.步骤1：牛蒡果胶型多糖制备，
51.取新鲜牛蒡根洗净、切片后，放入热水中灭酶，然后转移至45℃烘箱中干燥，并进行超微粉碎，控制粒度(d
4，3
)为100μm左右。将牛蒡粉与40倍体积的水混合，在60℃下提取2次去除果聚糖，随后将沉淀低温烘干。将去除果聚糖的牛蒡粉按照料液比1∶20(g/ml)与醋酸钠/醋酸缓冲液(10mm，ph4.8)混合，随后加入纤维素酶(5％，w/w)和果胶酶(2.5％，w/w)，并在50℃下提取240min。在沸水中加热5分钟终止反应，冷却后离心去除沉淀。将上清液真空蒸发浓缩至原体积的1/5，随后与等量的乙醇混合，在4℃下醇沉过夜。沉淀用乙醇洗涤两次后，复溶于10倍质量的去离子水中。将溶液调至ph 6.0，使用0.6％(w/w)的α-淀粉酶水解上清液中淀粉，随后将ph调至4.5，使用1.0％(w/w)的α-葡萄糖苷酶进一步水解麦芽糖、糊精等。灭酶后，用sevage溶液处理样品两次从而去除蛋白质。将洗脱液转移至透析袋(8-10kda)中透析，并冻干。配置5.0mg/ml的多糖溶液，使用deae-纤维素-52层析柱分离，洗脱溶液为0.4m nacl、洗脱流速为0.2ml/min，搜集主要多糖组分，洗脱液透析、冻干后得到牛蒡果胶型多糖；
52.步骤2，热复合，
53.配置浓度为1.0％(w/w)的乳清分离蛋白水溶液，以及含有4.0％(w/w)牛蒡果胶型多糖和0.6％(w/w)葡甘聚糖的混合多糖溶液；将乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液按照体积比1∶2混合，并在60℃条件下加热30min，随后冷却至室温，得到溶液1；
54.步骤3，乳化，
55.将溶液1与玉米油按照体积比3∶1混合，随后在12000rpm条件下匀浆5～10min，形成乳液；
56.步骤4，离子交联，
57.将上述乳液中加入质量浓度为0.25％的碳酸钙和0.5％的葡萄糖酸内酯，充分搅拌均匀后，在4℃条件下放置12h促进凝胶的形成。
58.功效检测
59.从图2中可以看出，三个实施例均能形成稳定的乳液凝胶结构，瓶倒置后凝胶不滑落。另外，电子显微镜图片显示，随着凝胶体系中葡甘聚糖浓度的升高，乳液脂滴尺寸逐渐
变小，并且脂滴之间的排列更加致密。
60.如图3所示，使用尼罗红(激发波长：488nm，发射波长：513nm)、钙荧光白(激发波长：400nm，发射波长：430nm)和尼罗蓝(激发波长：633nm，发射波长：652nm)分别标记乳液凝胶体系中的油脂、多糖和蛋白质。其中，钙荧光白的蓝色荧光几乎与尼罗红的绿色荧光完全重叠，而在水相中检测不到钙荧光白信号，表明牛蒡果胶型多糖和葡甘聚糖作为乳化剂紧密包覆在脂滴表面。相反，尼罗蓝的红色荧光信号集中在连续相中，并且与尼罗红的绿色荧光信号不重叠，表明乳清分离蛋白几乎不吸附在油滴表面，而是填充在水相中形成三维网络结构。
61.4℃贮藏条件下，玉米油和三个实施例中乳液凝胶中包封姜黄素的稳定性如图4所示。对照组玉米油中姜黄素的半衰期为1.46周，而三种乳液凝胶中包封姜黄素的半衰期分别为5.98、6.41和7.78周，与前者相比稳定性分别提升了3.10、3.39、4.33倍。另外，随着葡甘聚糖含量的提升，乳液凝胶对包封姜黄素的稳态保护效果越好。
62.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：牛蒡果胶型多糖制备，取新鲜牛蒡根洗净、切片后，放入热水中灭酶，然后转移至45℃烘箱中干燥，并进行超微粉碎，控制粒度(d
4，3
)为100μm左右。将牛蒡粉与40倍体积的水混合，在60℃下提取2次去除果聚糖，随后将沉淀低温烘干。将去除果聚糖的牛蒡粉按照料液比1∶20(g/ml)与醋酸钠/醋酸缓冲液(10mm，ph4.8)混合，随后加入纤维素酶(5％，w/w)和果胶酶(2.5％，w/w)，并在50℃下提取240min。在沸水中加热5分钟终止反应，冷却后离心去除沉淀。将上清液真空蒸发浓缩至原体积的1/5，随后与等量的乙醇混合，在4℃下醇沉过夜。沉淀用乙醇洗涤两次后，复溶于10倍质量的去离子水中。将溶液调至ph 6.0，使用0.6％(w/w)的α-淀粉酶水解上清液中淀粉，随后将ph调至4.5，使用1.0％(w/w)的α-葡萄糖苷酶进一步水解麦芽糖、糊精等。灭酶后，用sevage溶液处理样品两次从而去除蛋白质。将洗脱液转移至透析袋(8-10kda)中透析，并冻干。配置5.0mg/ml的多糖溶液，使用deae-纤维素-52层析柱分离，洗脱溶液为0.4m nacl、洗脱流速为0.2ml/min，搜集主要多糖组分，洗脱液透析、冻干后得到牛蒡果胶型多糖；步骤2，热复合，配置浓度为1.0％(w/w)的乳清分离蛋白水溶液，以及含有4.0％(w/w)牛蒡果胶型多糖和0.2～2.0％(w/w)葡甘聚糖的混合多糖溶液；将乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液按照体积比1∶1～1∶5混合，并在60℃条件下加热30min，随后冷却至室温，得到溶液1；步骤3，乳化，将溶液1与油脂按照体积比20∶1～1∶4混合，随后在12000rpm条件下匀浆5～10min，形成乳液；步骤4，离子交联，向上述乳液中加入质量浓度为0.5％的葡萄糖酸内酯和0.25％的碳酸钙，充分搅拌均匀后，在4℃条件下放置12h促进凝胶的形成。2.根据权利要求1中所述的一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：步骤2中葡甘聚糖的浓度为0.4～0.8％(w/w)。3.根据权利要求1中所述的一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：步骤2中乳清分离蛋白溶液与混合多糖溶液体积比为1∶2～1∶3。4.根据权利要求1中所述的一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：步骤3中油脂为中链甘油三酯、大豆油、菜籽油、花生油、玉米油、芝麻油、葵花籽油、小麦胚芽油、米糠油、杏仁油、橄榄油、棕榈液油、亚麻籽油和棉籽油中的一种或多种。5.根据权利要求1中所述的一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：步骤3中溶液1与油脂体积比为5∶1～1∶2。6.一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：由权利要求1-5中任一权利要求所述的方法制成的。7.一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，其特征在于：所述应用包括下述应用的一种或者多种：(i)将所述的乳液凝胶用于营养素包封与输送；(ii)将所述的乳液凝胶用于替代食物中的氢化植物油；
(iii)将所述的乳液凝胶用于3d打印等个性化营养定制食品。

技术总结
本发明涉及一种生物大分子颗粒型乳液凝胶及其制备方法，制备方法包括以下步骤：步骤1：牛蒡果胶型多糖制备。步骤2：蛋白质/多糖热复合。步骤3：乳化。步骤4：离子交联。步骤5：冷置。本发明的颗粒型乳液凝胶，操作简单，成本可控，环境友好。与常见的乳液凝胶体系不同，在本发明所制备的乳液凝胶中，果胶型多糖和葡甘聚糖作为乳化剂吸附在脂滴表面，而乳清分离蛋白填充在连续相中形成三维网格结构。另外，本发明所制备的乳液凝胶可以有效提升包封姜黄素的稳定性。的稳定性。的稳定性。


技术研发人员：冯进 李莹 许璐婧
受保护的技术使用者：徐州旺达农副产品有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/22