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高压微射流技术应用于β-乳球蛋白纳米乳液

2021-10-05 22:41:15

β-乳球蛋白是由哺乳动物的乳腺上皮细胞合成分泌的一种特殊的乳清蛋白,约占乳清蛋白总含量的50%。天然的β-乳球蛋白是一 种由162个氨基酸残基组成、分子质量约为18.4 ku的球形蛋白,具有相对较大的、有序的二级结构和紧密的三级结构。独特的 空间结构赋予其特殊的理化特性,在中性的环境条件中,β-乳球蛋白带负电荷,并且能够通过非共价相互作用相结合以二聚体形式存在。β-乳球蛋白具有表面活性,能够吸附在油-水界面形成单一界面层(厚度约为3nm),赋予乳液良好的稳定性。同时β-乳球蛋白易受热处理、碱性条件、高压处理或金属离子的影响而发生变性。高压微射流均质机是一种新兴的物理改性高压均质机,同时也可以称为纳米均质机。集输送、混合、湿法粉碎、均质等多种功能于一体,其原理是利用高速剪切、高频振动、对流撞击、瞬时压力下降、空穴作用、短时超高压处理结合作用实现纳米乳液的制备。与传统的高压均质方式相比,微射流均质能够使蛋白的结构和功能特性明显变化,有效改善乳液的界面吸附特性,从而提高乳液的稳定性。
       将β-乳球蛋白(β-Lg)以一定比例溶解于磷酸盐缓冲液中,置于磁力搅拌器上搅拌4h,溶胀过夜,于4°C冰箱中储存。在高速乳化剪切仪的搅拌下将芥花籽油缓慢加入到上述溶液中,10000r/min剪切6min,形成粗乳液。将以上制备的粗乳液样品通过动态高压微射流纳米均质机在不同均质条件下进一步处理,得到纳米乳液。将纳米乳液用蒸馏水稀释500倍,利用激光粒度仪在室温条件下对乳液的粒径大小及其分布状况进行分析,经过120s的平衡时间后采集测量数据,每个样品进行3次平行测量,最终结果以平均粒径(nm)和多分散系数(polydispersity index,PdI)表示。
       采用高压微射流方法制备β-乳球蛋白乳液,通过研究其粒径及多分散系数(PdI)变化,确定β-乳球蛋白乳 液的最佳制备工艺为:蛋白质量浓度1.0g/100mL;120 MPa下均质3次。乳液的粒径普遍处于在200nm左右,且粒径分布较为集中,说明通过该法制备的乳液的具有较高的均一性;该乳液对弱酸性及碱性、盐离子浓度、热及防腐剂均有较好的稳定性,能够满足食品介质特性多样化的需求。本实验为β-乳球蛋白在乳状液中的研究与应用奠定基础;为实现功能因子稳态化及控制释放提供思路。

NanoGenizer高压微射流均质机

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