CN113892632B - 一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法 - Google Patents

一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，将加热处理、超声处理和pH偏移处理联合使用制备出改性的大豆球蛋白微胶粒；将玉米油与改性的大豆球蛋白微胶粒按照80％的油相比混合制备高内相Pickering乳液。与现有技术相比，本发明采用加热‑超声‑pH偏移联合技术对大豆球蛋白进行改性，把物理改性与化学改性相结合，使大豆球蛋白获得了纳米级的粒径，表面疏水性提高，乳化能力增强；利用该颗粒与玉米油制成的高内相Pickering乳液对盐离子、热处理、极酸极碱环境(pH＝2、8‑10)均稳定，具有良好的食用安全性和环境相容性，可于4℃环境中维持180天以上的稳定，是一种食品级的乳液，在运载和包埋活性物质、脂肪代替品的生产等领域颇具前景。

Description

一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的 方法
技术领域
本发明涉及Pickering乳液制备技术领域，特别是一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法。
背景技术
Pickering乳液是指由固体颗粒吸附在两种互不相溶的液体界面上，通过改变空间位阻或界面及连续相的流变学特性来稳定的乳状液。相较于传统乳液，Pickering乳液具备显著的优势：(1)使用生物来源的天然稳定剂代替无机表面活性剂；(2)可通过改变油相组成或颗粒类型来改变流体性质；(3)减缓了温度、离子强度、酸碱性、油相组成等对乳液的影响；(4)在运载和释放活性物质、改良食品品质、降低热量等方面有出色的表现；(5)有较好的环境相容性、食用安全性。
油相比例≥74％的Pickering乳液被称为高内相Pickering乳液(HIPEs)，或称作超浓缩乳液或凝胶乳液，具有类固体的性质，在功能性食品的生产等领域潜藏着巨大的应用价值。HIPEs的含水量较低，能有效地抑制细菌滋生，从而获得更长的货架保质期。
大豆球蛋白(Soy glycinin，SG)又名11S球蛋白，是一种主要的植物蛋白，在食品行业中被广泛的应用。SG的酸性多肽和碱性多肽通过二硫键连接起来，具有较低的分子灵活性、较好的热稳定性以及乳化性；可通过降低水-油界面张力促进乳液的形成，同时在水-油界面处形成膜结构，从而避免乳液聚集絮凝；其亚基在天然状态下均有高度的结构完整性和强大的分子内相互作用，因此是制备Pickering乳液的理想原料。
天然状态下SG具有紧密的分子结构，多数活性基团被包裹在球状结构的内部，限制了其在食品中的应用。而适当的热处理能破坏蛋白的结构，使蛋白构象发生舒展，从而改善SG的聚集状态和功能性质。超声的空化效应和微束流效应能使SG热聚集体的肽键断裂，亲水性基团暴露，增加蛋白质分子与水分子间的水合作用，因此进一步提高其热诱导凝胶特性、乳化性和溶解性。pH偏移处理通常在pH为12的条件下进行1h，使蛋白的二级架构得到维持而部分三级结构被展开，呈现出熔球态(MG)结构；之后将pH调回中性使蛋白重新折叠。在此过程中SG亚基的离解，特异性基团进一步暴露。当加热、超声和pH偏移结合后，一些理想的结构和功能性质也会随之产生。
综上，本发明以营养丰富的大豆球蛋白为原料，将物理改性与化学改性的方法相结合，开发出一种利用改性大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，所制得的乳液具有稳定期长、食用安全的特点。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备稳定性强的高内相的Pickering乳液的方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
本发明的第一个目的是要提供一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，包括以下步骤：
S1、大豆球蛋白的提取及改性大豆球蛋白微胶粒的制备；
S2、将玉米油与改性的大豆球蛋白微胶粒混合制备高内相Pickering乳液。
进一步地，所述步骤S1具体包括：
S11、以豆粕为原料制备大豆球蛋白粉末；首先将豆粕研磨成豆粕粉末，过100目筛得到细粉；将豆粕粉末与蒸馏水按照1g:15mL充分混合，用1mol/L的NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心分离后得到上清液；在上清液中加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得大豆球蛋白粉末；
S12、将大豆球蛋白粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心去除未完全溶解的部分得到大豆球蛋白溶液，将大豆球蛋白溶液分别通过加热处理、超声处理和pH偏移处理进行联合改性得到改性的大豆球蛋白微胶粒；其中加热处理的过程为：将大豆球蛋白溶液于95℃水浴中加热5-30min，立即取出放置于冰盒中冷却至室温；超声处理的过程为：将超声细胞破碎仪探头伸入大豆球蛋白溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以0-70％振幅处理0-12min，整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下；pH偏移处理的过程为：用1mol/L的NaOH将大豆球蛋白溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，再用1mol/L的HCl将大豆球蛋白溶液的pH调回7.0，并维持1h。
进一步地，所述步骤S2具体包括：
将玉米油与浓度为1-5％的改性大豆球蛋白微胶粒按照油相比65-85％混合后置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制得Pickering乳液。
优选地，所述步骤S12中对大豆球蛋白溶液进行联合改性的改性顺序为：先加热处理、再超声处理、最后进行pH偏移处理。
优选地，所述步骤S12中对大豆球蛋白溶液进行联合改性的加热时间为20min19s。
优选地，所述步骤S12中对大豆球蛋白溶液进行联合改性的超声振幅为43％。
优选地，所述步骤S12中对大豆球蛋白溶液进行联合改性的超声时间为5min 17s。
优选地，所述步骤S2中联合改性的大豆球蛋白微胶粒与玉米油制备Pickering乳液所用的蛋白浓度为4％。
优选地，所述步骤S2中联合改性的大豆球蛋白微胶粒与玉米油制备Pickering乳液所用的油相比为80％。
本发明的第二个目的是要提供一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法制得的对盐离子、热处理、极酸极碱(pH＝2/8-10)均稳定的、可食用的Pickering乳液。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用加热-超声-pH偏移联合技术对大豆球蛋白进行改性，把物理改性与化学改性相结合。使大豆球蛋白获得了纳米级的粒径，表面疏水性增强，使其更适于Pickering乳液的生产。
2、本发明所使用的大豆球蛋白，是重要的植物蛋白来源，营养价值高，具有良好的两亲性，乳化能力强，可代替表面活性剂制备出可食用的高内相Pickering乳液。玉米油中的不饱和脂肪酸含量高达80％～85％。不含胆固醇，对于血液中胆固醇的积累具有溶解作用，对老年性疾病如动脉硬化、糖尿病等具有积极的防治作用。
3、本发明提供了一种食品级高内相Pickering乳液的制备方法，该方法操作简便，绿色环保无毒害，成本低廉，适合工业化生产。
4、经加热处理、超声处理和pH偏移处理联合改性的大豆球蛋白微胶粒具有营养价值高、乳化能力强等特点，利用该颗粒与玉米油制成的高内相Pickering乳液具有良好的食用安全性和环境相容性，可于4℃环境中维持180天以上的稳定，是一种食品级的乳液，在运载和包埋活性物质、脂肪代替品的生产等领域颇具前景。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的不同改性顺序对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒粒径的影响图。
图2为本发明实施例1提供的不同改性顺序对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒电位的影响图。
图3为本发明实施例1提供的不同改性顺序对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒表面疏水性的影响图。
图4为本发明实施例1提供的不同改性顺序对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒外观变化的影响图。
图5为本发明实施例2提供的不同加热时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒粒径的影响图。
图6为本发明实施例2提供的不同加热时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒电位的影响图。
图7为本发明实施例2提供的不同加热时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒表面疏水性的影响图。
图8为本发明实施例2提供的不同加热时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒外观变化的影响图。
图9为本发明实施例3提供的不同超声振幅对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒粒径的影响图。
图10为本发明实施例3提供的不同超声振幅对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒电位的影响图。
图11为本发明实施例3提供的不同超声振幅对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒表面疏水性的影响图。
图12为本发明实施例3提供的不同超声振幅对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒外观变化的影响图。
图13为本发明实施例4提供的不同超声时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒粒径的影响图。
图14为本发明实施例4提供的不同超声时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒电位的影响图。
图15为本发明实施例4提供的不同超声时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒表面疏水性的影响图。
图16为本发明实施例4提供的不同超声时间对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒外观变化的影响图。
图17为本发明实施例5提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液粒径的影响图。
图18为本发明实施例5提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液乳化活性的影响图。
图19为本发明实施例5提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液乳化稳定性的影响图。
图20为本发明实施例5提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液储能模量、损耗模量的影响图。
图21为本发明实施例6提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液黏度的影响图。
图22为本发明实施例6提供的不同蛋白浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液外观变化的影响图。
图23为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液粒径的影响图。
图24为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液乳化活性的影响图。
图25为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液乳化稳定性的影响图。
图26为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液储能模量、损耗模量的影响图。
图27为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液黏度的影响图。
图28为本发明实施例7提供的不同油相比对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液外观变化的影响图。
图29为本发明实施例8提供的不同pH对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液外观变化的影响图。
图30为本发明实施例9提供的不同离子浓度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液外观变化的影响图。
图31为本发明实施例10提供的不同温度对加热-超声-pH偏移联合改性SG微胶粒制备高内相Pickering乳液外观变化的影响图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
实施例1
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心20min(8000g，4℃)去除未完全溶解的部分，利用Bradford法测定蛋白含量，适当稀释使其终浓度为2mg/mL。首先，依次将加热处理(Heating，H)、超声处理(Ultrasound，U)、pH偏移处理(pH，P)的处理条件设置为：95℃-30min、750W-20kHz-40％振幅-6min、pH＝12处理1h，设置6种不同的改性顺序(HUP、HPU、UHP、UPH、PHU、PUH)分别进行联合改性。注意事项：在加热处理结束后立即将样品取出放置于冰盒中冷却至室温；超声过程中将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下；用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，再用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
如图1-图4所示，在相同的改性条件下，不同的改性顺序会对联合改性SG微胶粒的平均粒径、电位、表面疏水性和外观变化产生一定的影响；样品HUP贮藏稳定性最好，表面疏水性最大。
实施例2
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心20min(8000g，4℃)去除未完全溶解的部分，利用Bradford法测定蛋白含量，适当稀释使其终浓度为2mg/mL。选择优选改性顺序HUP进行联合改性。首先将SG溶液于95℃水浴中加热5-30min，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以40％振幅处理6min；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
如图5-图8所示，随着加热时间的延长，联合改性SG微胶粒的粒径、电位绝对值和表面疏水性都呈现出了先增加再减小的趋势，当加热时间为20min时，样品的粒径最小，电位和表面疏水性最大，贮藏稳定性最好。
实施例3
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心20min(8000g，4℃)去除未完全溶解的部分，利用Bradford法测定蛋白含量，适当稀释使其终浓度为2mg/mL。选择优选改性顺序HUP和优选加热时间20min进行联合改性。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以0-70％振幅处理6min；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/LNaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
如图9-图12所示，较低振幅的超声处理(≤40％)使SG粒径显著降低，可能是由于超声波引起的空穴效应以及微束流效应产生的物理作用打断了蛋白质分子之间的非共价键作用，随着超声功率增大，SG粒径又变大，说明SG重新聚集形成小的聚合体；超声处理可以改变SG的有效表面电荷，样品的电位绝对值随着超声功率的增大呈现先增大后减小的趋势，即静电斥力先增大后减小，这是因为SG的带电基团在超声波作用下暴露于分子表面，电位绝对值增大，而随着超声功率的增大，蛋白质发生过度变性聚集，带电基团隐藏于蛋白分子内部；随着超声功率的增加，SG微胶粒的相对荧光强度先增加再减少，当超声振幅为40％时，荧光强度达到最大，这是因为SG的许多疏水基团被包埋在分子内部，因而蛋白的疏水性较低，当对SG进行超声处理时，其疏水基团暴露出来，疏水性增加，但随着超声功率的进一步增大，高能量的超声使部分蛋白质分子聚集，因而疏水性下降。当超声振幅为40％时，样品的粒径最小，电位绝对值和表面疏水性最大，贮藏稳定性最好。
实施例4
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心20min(8000g，4℃)去除未完全溶解的部分，利用Bradford法测定蛋白含量，适当稀释使其终浓度为2mg/mL。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min、优选超声振幅40％进行联合改性。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以40％振幅处理0-12min；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
如图13-图16所示，随着超声时间的延长，SG微胶粒的粒径呈现出先变小，再变大的趋势，与超声功率对SG粒径的影响相似，长时间超声处理引起的粒径变大的现象称为“过度处理”；SG微胶粒的电位绝对值随着超声时间的延长呈现先增大后减小的趋势。当超声时间为6min时，样品的粒径最小，电位绝对值和表面疏水性最大，贮藏稳定性最好。
实施例5
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心20min(8000g，4℃)去除未完全溶解的部分，利用Bradford法测定蛋白含量，适当稀释使其终浓度为2mg/mL。利用响应面分析法优化联合改性的改性条件，响应面设计因素及水平如表1所示，响应面试验设计及表面疏水性的响应值如表2所示。将SG溶液于95℃水浴中加热15-30min，立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以30-50％振幅处理3-9min；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
表1
表2
表2中，A表示加热时间，B表示超声振幅，C表示超声功率，Y表示对应编号样品的表面疏水性响应值。
对试验结果与各因素进行多元回归拟合，得到最终的回归方程：Y＝3458.95-168.61A+143.37B-108.12C-14.06AB-65.12AC+75.77BC-269.36A2-230.90B2-143.58C2。
由响应面分析法得到本发明的加热处理、超声处理和pH偏移处理联合改性条件为：加热95℃-20min 19s；超声750W-20kHz-43％振幅-5min 17s；pH＝12处理1h。
实施例6
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min 19s、优选超声振幅43％和优选超声时间5min 17s对1％-5％的SG溶液进行联合改性。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min19s，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以43％振幅处理5min 17s；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
将蛋白浓度为1％-5％的SG溶液，利用上述加热-超声-pH偏移联合改性的方法进行处理得到改性SG微胶粒，加入油相比为固定值75％的玉米油，并将此油水混合溶液置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制备完成Pickering乳液。
如图17-图22所示，随着蛋白浓度的增加，Pickering乳液粒径呈现出减小趋势，这也反映了增加颗粒浓度可以稳定更大的界面面积；乳化稳定性随蛋白浓度的增加而呈增加趋势，表明乳液保持稳定状态的能力也随之增强；随着蛋白浓度的增加，Pickering乳液储能模量随之增加且各储能模量均远大于损耗模量；Pickering乳液的黏度随蛋白浓度的增加而增加；该Pickering乳液储藏180天后没有发生明显的变化，说明乳液在储藏期间凝聚稳定，表明乳液具有很高的凝聚稳定性。综合考虑蛋白浓度选择为4％。
实施例7
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH 7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min 19s、优选超声振幅43％、优选超声时间5min 17s、优选蛋白浓度4％。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min 19s，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以43％振幅处理5min 17s；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
选择优选蛋白浓度为4％的SG溶液，利用上述加热-超声-pH偏移联合改性的方法进行处理得到改性SG微胶粒，加入油相比为65-85％的玉米油，并将此油水混合溶液置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制备完成Pickering乳液。
如图23-图28所示，随着油相比的增加，Pickering乳液粒径、乳化活性、乳化稳定性、黏度、储能模量均呈现出先减小后增大的趋势，储藏180天后没有发生明显的变化，说明该Pickering乳液在储藏期间凝聚稳定，表明乳液具有良好的稳定性。在油相比为80％时，Pickering乳液粒径最小，乳化稳定性最高，黏度最高、储能模量最大。
实施例8
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min 19s、优选超声振幅43％、优选超声时间5min 17s、优选蛋白浓度4％。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min 19s，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以43％振幅处理5min 17s；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。再用1mol/L NaOH将改性后的SG溶液的pH调节至2、4、6、8、10，在室温下缓慢搅拌1h。
选择优选蛋白浓度为4％的SG溶液，利用上述加热-超声-pH偏移联合改性的方法进行处理得到改性SG微胶粒，加入油相比为80％的玉米油，并将此油水混合溶液置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制备完成Pickering乳液。
如图29所示，第1天时，在pH为2、4、6、8、10的条件下，Pickering乳液均状态良好；第60天时pH为4、6的Pickering乳液出现破乳、乳析现象，pH为2、8、10Pickering乳液未发生明显变化，仍具有良好的稳定性；在180天时，pH为2、8、10Pickering乳液仍未发生明显变化，依然具有良好的稳定性。可用于活性物质的控释，包括环境响应性释放及胃肠消化道。
实施例9
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min 19s、优选超声振幅43％、优选超声时间5min 17s、优选蛋白浓度4％。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min 19s，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以43％振幅处理5min 17s；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。分别将0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L的NaCl置于上述改性SG溶液中。
选择优选蛋白浓度为4％的SG溶液，利用上述加热-超声-pH偏移联合改性的方法进行处理得到改性SG微胶粒，加入油相比为80％的玉米油，并将此油水混合溶液置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制备完成Pickering乳液。
如图30所示，1-180天Pickering乳液外观均未发生明显变化，在低～高离子强度下均具有良好的稳定性，可应用于低盐和高盐食品中。
实施例10
首先将豆粕研磨成粉末，过100目筛得到细粉；将豆粉与蒸馏水1:15(g/mL)充分混合，用1mol/L NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2h；离心30min(9000g，4℃)离心，保留上清液；加入终浓度为1.04g/L的NaHSO3搅拌均匀，静置30min，调节pH至6.4；于4℃冰箱水化16h后离心20min(6500g，4℃)，将沉淀完全溶解于蒸馏水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48h即得SG粉末备用。
取适量上述SG粉末加入去离子水于室温下搅拌2h，放入4℃冰箱中水化过夜使其充分溶解。选择优选改性顺序HUP、优选加热时间20min 19s、优选超声振幅43％、优选超声时间5min 17s、优选蛋白浓度4％。首先将SG溶液于95℃水浴中加热20min 19s，结束后立即取出放置于冰盒中冷却至室温。将超声细胞破碎仪探头伸入SG溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20kHz的条件下以43％振幅处理5min 17s；整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25℃以下。用1mol/L NaOH将SG溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1h，用1mol/L HCl将体系的pH调回7.0，并维持1h。
选择优选蛋白浓度为4％的SG溶液，利用上述加热-超声-pH偏移联合改性的方法进行处理得到改性SG微胶粒，加入油相比为80％的玉米油，并将此油水混合溶液置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800rpm均质2min 15s，制备完成Pickering乳液。将上述的Pickering乳液分别在100℃下加热5min、10min、20min、30min、60min。
如图31所示，1-180天Pickering乳液外观均未发生明显变化，具有良好热稳定性，可应用于热杀菌食品中。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、大豆球蛋白的提取及改性大豆球蛋白微胶粒的制备；
S2、将玉米油与改性的大豆球蛋白微胶粒混合制备高内相Pickering乳液；
所述步骤S1具体包括：
S11、以豆粕为原料制备大豆球蛋白粉末：首先将豆粕研磨成豆粕粉末，过100目筛得到细粉；将豆粕粉末与蒸馏水按照1g:15mL的比例充分混合，用1 mol/L的 NaOH调节悬浊液pH至7.5，在室温搅拌2 h；离心分离后得到上清液；在上清液中加入终浓度为1.04 g/L的NaHSO3搅拌，静置30 min，调节pH至6.4；于4 ℃冰箱水化16 h后离心20 min，将沉淀完全溶解于去离子水中，调节pH为7.5后透析48小时，通过冰盒控制环境温度在4 ℃以下；通过-80℃预冻后冷冻干燥48 h即得大豆球蛋白粉末；
S12、将大豆球蛋白粉末加入去离子水于室温下搅拌2 h，放入4 ℃冰箱中水化过夜使其充分溶解；离心去除未完全溶解的部分得到大豆球蛋白溶液，将大豆球蛋白溶液通过加热处理、超声处理和pH偏移处理进行联合改性得到改性的大豆球蛋白微胶粒；其中加热处理的过程为：将大豆球蛋白溶液于95℃水浴中加热5-30 min，立即取出放置于冰盒中冷却至室温；超声处理的过程为：将超声细胞破碎仪探头伸入大豆球蛋白溶液中央深度，于额定功率750W，输出频率20 kHz的条件下以30-70%振幅处理1-9 min，整个超声过程中，用冰浴控制样品温度在25 ℃以下；pH偏移处理的过程为：用1 mol/L的NaOH将大豆球蛋白溶液的pH调节至12，在室温下缓慢搅拌1 h，再用1 mol/L的HCl将大豆球蛋白溶液的pH调回7.0，并维持1 h；
所述步骤S2具体包括：
将玉米油与浓度为1-5%的改性大豆球蛋白微胶粒按照油相比75-85%混合后置于IKA均质机探头下进行高速分散处理，以12800 rpm均质2 min 15 s，制得Pickering乳液。
2.根据权利要求1所述的利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，其特征在于，所述步骤S12中对大豆球蛋白溶液进行联合改性的改性顺序为：先加热处理、再超声处理、最后进行pH偏移处理；加热时间为20 min 19 s；超声振幅为43%；超声时间为5min 17 s。
3.根据权利要求1所述的利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法，其特征在于，所述步骤S2中的改性大豆球蛋白微胶粒浓度为4%，油相比为80%。
4.一种如权利要求1-3任一所述的利用改性的大豆球蛋白微胶粒制备Pickering乳液的方法制得的Pickering乳液。
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