药食同源的枸杞具有养阴补血、滋补肝肾、益精明目等功效,其丰富的类胡萝卜素具备良好的保健功效,故将其添加到食品、饮料中己经成为一研究热点。然而,类胡萝卜素的低水溶性、化学不稳定性和低的生物利用度仍然限制了其在食品中的广泛应用。本文采用小分子表面活性剂、蛋白质以及蛋白与多糖的相互作用制备了不同的乳液体系,研究食品环境条件对各乳液稳定性的影响,并对乳液体系的体外消化进行了研究。这些结果为合理设计包埋和保护类胡萝卜素及其他脂溶性活性成分的体系提供了重要参考,也为枸杞色素乳液的实际应用提供了理论依据。本文主要研究结果如下:1.自乳化法制备乳液时,复合表面活性剂的比例对粒径有较大影响,在司盘80:吐温80=1.5:8.5时能形成较小的粒径。表面活性剂与油相比(SOR)、不同有机相含量和不同转速对乳液粒径、粒径分布和透明度均有一定影响。通过优化体系组成,可以制备出粒径小(d<50 nm)、透明度高的附载类胡萝卜素的纳米乳液。食品环境中的低温贮藏、中性条件以及抗氧化剂可以减缓乳液中类胡萝卜素的降解,pH、盐离子对乳液粒径没有影响,而加热会使乳滴增大,乳液变浑浊。体外模拟小肠消化发现,油脂的初始消化速率随着SOR的增加而减小,在SOR=2-5之间时生物可给性能达到80%左右。粒径减小,大豆油为油相时类胡萝卜素生物可给性较高,不同的饱腹状态对脂肪消化和生物可给性影响不大。2.采用高压微射流可以制备出粒径范围在200-300nm的乳液,乳液在4℃、pH7时贮存30天后没有乳滴的聚集,是比较稳定的。大豆分离蛋白(SPI)稳定的乳液在pH3-5.5时,出现乳滴的大量聚集,而在pH6-7时,乳液较稳定。在中性条件下,当NaCl浓度为1OOmM时,乳液发生明显絮凝,粒径增大。高温贮存会加快乳液中类胡萝卜素的降解。与小分子乳化剂制备的乳液相比,以SPI稳定的乳液能更有效地抑制类胡萝卜素的降解,经过7天的加热贮存,SPI乳液的类胡萝卜素保留率为82.5%,而司盘80和吐温80制备的乳液其保留率几乎为0。VE和EDTA对类胡萝卜素的降解也有一定的抑制作用。在体外模拟小肠消化时,胆盐含量增加,或类胡萝卜素含量减少,生物可给性逐渐提高。乳液粒径较大时,其游离脂肪酸(FFAs)释放速率较慢,类胡萝卜素的生物可给性逐渐减小,说明较大的脂滴不利于其中的类胡萝卜素进入混合胶束中。在模拟胃肠道消化中,与仅模拟小肠消化相比,生物可给性明显降低。以大豆油为油相的乳液其生物可给性为18.4%,而以MCT为油相的乳液生物可给性仅为10.6%,说明以长链油为油相作为类胡萝卜素的溶解载体更有利于类胡萝卜素进入混合胶束。3.利用界面静电沉积方法在油滴表面形成多糖/蛋白包覆层,制备了海藻酸钠-SPI(AL-SPI)乳液、壳聚糖-SPI(Cs-SPI)乳液和乳铁蛋白-SPI(LF-SPI)乳液。乳滴被多糖/蛋白包覆之后,乳液对pH变化的稳定性主要取决于包覆层的特性。当海藻酸钠为外层时,乳液在pH3-7稳定。当壳聚糖为外层时,乳液在pH3-6稳定,但pH高于6时,乳液不稳定。以LF为外层时,在pH3-7的范围,乳液均稳定。LF-SPI乳液对盐离子较敏感,Cs-SPI稳定的乳液在NaCl浓度≥300mM时,出现乳滴絮凝、聚集,在AL-SPI稳定的乳液中粒径几乎没有变化(0-500mM NaCl)。总之,多糖/蛋白稳定的多层乳液比初级乳液具有更好的物理稳定性。在pH为6的条件下,AL-SPI乳液与初级乳液相比具有基本相同的降解趋势,在酸性条件下,AL-SPI乳液中类胡萝卜素的降解速率稍慢于初级乳液。Cs-SPI乳液在pH3时具有更好的化学稳定性,贮存15天后该乳液的色素保留率为42.6±1.5%,而初级乳液降为33.5± 1.9%。乳铁蛋白稳定的多层乳液在37℃加速氧化15d后,在pH6时保留率为73.4±1.5%,在pH3时保留率为47.1±1.6%,均远远高于相应条件下初级乳液中类胡萝卜素的保留率。经过2h的体外模拟胃肠道消化,初级乳液、AL-SPI乳液以及LF-SPI乳液其FFAs释放量均能达到100%,在脂肪消化程度上没有明显差异。初级乳液与LF-SPI乳液的FFAs释放速率基本接近,AL-SPI乳液的FFAs释放速率最快,壳聚糖包覆的多层乳液的FFAs的释放速度最慢,FFAs释放量明显最少(87.9%)。AL-SPI、SPI、LF-SPI和Cs-SPI乳液的类胡萝卜素生物可给性分别是11.3±0.35%,10.6±1.03%,10.5±0.8%和4.46±0.36%。由此可见,生物活性脂溶性类胡萝卜素的消化和释放可以通过多层生物高分子层包覆油脂颗粒来控制。4.经过超声处理,乳铁蛋白的表面疏水性略微增强,而加热处理能显著增加其表面疏水性指数,由115增加到约293。超声和加热能不同程度地打断乳铁蛋白分子中的二硫键从而释放出游离的巯基。超声、加热使乳铁蛋白色氨酸微环境极性增加,使内源荧光强度增加,二级结构α-螺旋含量减少,β-折叠增加,对蛋白的一级结构几乎无影响。超声和加热处理也能使乳铁蛋白的铁结合能力降低,说明蛋白的高级结构发生了变化。制备乳液时,乳铁蛋白溶液的初始pH值对乳液的稳定性影响很大,在pH3时能制出粒径较小的乳液(185nm),而在pH7时乳液粒径很大,有乳析现象发生。制备好的乳液在pH7-9的范围内因乳滴间静电斥力减小,出现乳滴聚集。在乳铁蛋白液pH为3或5条件下制备的乳液对不同浓度的NaCl表现出较强的稳定性,而在盐存在的情况下,乳液进行加热后,pH5的乳液在100-250mM的盐浓度下出现了明显的乳滴絮凝、聚集现象。在pH5的条件下,单层乳铁蛋白乳液和LF-SPI稳定的乳液相比,因多层乳液具有更厚的界面层,其对枸杞色素的保护作用更强。5.乳铁蛋白的热聚集会受到环境因素的影响,在65℃发生明显聚集,体系pH越靠近等电点,越易聚集。不同粒径的纳米聚集体具有不同的特性。与天然乳铁蛋白相比,聚集体的荧光强度降低,表面疏水性明显增强,与其粒径成反比,聚集体G的粒径最小,表面疏水性指数最大(约1300)。经过加热后游离巯基明显增加,但是聚集体的铁结合能力明显降低(约为15-30%),并且蛋白聚集程度越高,铁结合能力越低。蛋白聚集体有较好的物理稳定性,在pH3-10之间,NaCl浓度0-500mM时,聚集体的粒径均无明显改变。以蛋白聚集体为乳化剂制备乳液时,油相含量增加,乳液粒径逐渐增大。蛋白聚集体粒径增大,乳液粒径也较大,但对枸杞色素的保护效果基本一致。