乳铁蛋白-肉桂酸复合沙棘籽油凝胶的制备及其消化特性的研究

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利用天然生物高分子聚合物或小分子凝胶剂构建递送体系,荷载疏水性生物活性物质,是目前食品领域的研究热点[1]。沙棘籽油是一种富含不饱和脂肪酸及脂溶性活性成分的功能性油脂,能提供亚麻酸和亚油酸等人体必需脂肪酸,具有抗炎、护肝、防治慢性病等多种功效[2]。但由于其光、热、氧化稳定性差,几乎不溶于水等缺点限制了在食品工业中的应用。研究表明,蛋白类大分子聚合物能在一定程度上抑制脂质氧化,还能提高油脂的消化率。肉桂酸是一种小分子凝胶剂,乳铁蛋白乳化性能好,因此本研究制备了高载油量的乳铁蛋白-肉桂酸复合凝胶,研究了其作为功能性油脂载体的稳定性和流变特性,探讨了复合凝胶体系对沙棘籽油消化的影响。主要结果如下:(1)以乳铁蛋白为乳化剂,肉桂酸为凝胶剂,成功制备了复合沙棘籽油凝胶。结果表明,以肉桂酸为凝胶剂制备的沙棘籽油有机凝胶中,肉桂酸的临界成胶浓度为4%,浓度为6%时稳定性较好。4℃形成的有机凝胶持油量较高接近100%。加入乳铁蛋白,制备乳铁蛋白-肉桂酸复合凝胶。乳铁蛋白浓度为20%,载油量65%,肉桂酸浓度4%,复合凝胶粒径较小,稳定性较好;85℃热稳定性和-18℃冻融稳定性较差,4℃、25℃储藏稳定性较好。与沙棘籽油有机凝胶相比,复合沙棘籽油凝胶的稳定性提高。(2)以均方位移的MSD曲线、弹性因子、粘性因子、固液平衡值为指标,考察了凝胶的流变学特性。结果表明,乳铁蛋白-肉桂酸复合沙棘籽油凝胶为粘弹性非牛顿流体。沙棘籽油有机凝胶的液体特征大于固体特征,肉桂酸浓度为4%粘弹性较小,凝胶网络疏松,浓度为6%-8%粘弹性增加,浓度为超过10%粘弹性减小;4℃低温条件下形成的凝胶粘弹性较好。乳铁蛋白-肉桂酸复合凝胶的粘弹性增加,蛋白浓度不低于20%时凝胶的固体特征超过液体特征,肉桂酸浓度为2%-8%复合凝胶粘弹性较大,载油量为65%形成粘弹性较大的类固体凝胶体系;复合凝胶-18℃冷冻储藏后变为纯粘性流体,85℃加热处理后凝胶强度增加,25℃储藏较4℃凝胶粘弹性更高。(3)以游离脂肪酸释放率为主要指标,进一步考察了凝胶的体外消化特性,结果表明,乳铁蛋白-肉桂酸复合凝胶提高了沙棘籽油的消化率且达到了缓释的效果。通过实验确定体外消化模型中口腔粘蛋白浓度为3%,胃蛋白酶浓度为16 g/L,胰酶添加量为64 g/L,胆汁盐浓度为10 mM。复合凝胶中乳铁蛋白通过在液滴表面吸附形成界面膜,减小液滴粒径,增大表面积促进沙棘籽油消化。随着乳铁蛋白浓度的增加,FFA由18.11%增加到31.85%;蛋白浓度为20%基本达到吸附饱和状态,继续增加对油脂消化影响不大。肉桂酸的加入提高了复合凝胶在消化液中的絮凝稳定性;肉桂酸浓度不同,总游离脂肪酸释放率差异不显著。肉桂酸浓度越高,小肠阶段前期游离脂肪酸释放率越小,表明肉桂酸形成的沙棘籽油结晶达到了对功能性油脂的缓释效果,但不影响总消化率。综上所述,应用乳铁蛋白-肉桂酸可成功构建沙棘籽油复合凝胶,凝胶体系属于非牛顿流体,乳铁蛋白浓度的增加显著提高了沙棘籽油的消化率,肉桂酸的存在使得凝胶体系中的沙棘籽油达到了缓释效果,而游离脂肪酸释放率差异不显著。
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