一种以木薯细胞壁作为食品保鲜载体的制备方法

本发明涉及一种以木薯细胞壁作为食品保鲜载体的制备方法，属于食品保鲜。

背景技术：

1、果蔬及熟制方便食品在储藏过程中由于呼吸代谢、氧化反应及微生物等因素，在储藏过程中会导致食品的酸败及风味的损失。为延长食品的保质期，目前采用了多种方式，主要包括添加化学保鲜剂和低温冷藏冷冻保鲜。

2、化学保鲜剂中化学物质可能会对人体健康产生损伤，而冷冻冷藏能耗过大，造成资源浪费。因此，研究人员利用多糖凝胶负载天然的抗菌抗氧化物质(茶多酚、抗坏血酸、姜黄素、儿茶素)以及呈味物质(精油、风味分子)，增强小分子客体物质的稳定性以实现其在储藏过过程中缓释作用，从而达到延缓货架期以及增强食用品质和感官品质的目的。

3、然而，目前利用多糖载体所制备的缓释材料主要是将其涂膜在食品表面，一方面涂膜过程复杂会增加人工成本，另一个方面该载体载药量较低且直接接触食品的表面会影响消费者的视觉感官，从而影响消费者的购买需求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，克服现有技术缺陷，本发明制备了一种天然的木薯细胞壁载体，利用果胶酶分离木薯全细胞，获得具有完整细胞壁结构的单个细胞，而后通过热处理调控细胞壁通透性，促使消化酶水解胞内淀粉颗粒，获得完整的中空细胞壁，以此为壁材，负载抗菌、抗氧化、风味物质等客体物质，实现其在保鲜过程中的缓释作用，提高食品货架期。

2、本发明的第一个目的是提供一种包埋客体分子的方法，使用木薯细胞壁载体包埋客体分子；所述客体分子包括：抗菌分子、抗氧化分子或呈味物质中的一种或多种；所述木薯细胞壁载体的制备方法包括：

3、(1)木薯全细胞分离：使用果胶酶酶解液酶解木薯块，木薯块与果胶酶酶解液的料液比为1kg：8～10l，制备得到酶解分离后的木薯样品；

4、(2)全细胞筛分：筛分酶解分离后木薯样品，收集得到孔径为50～250μm的木薯全细胞样品；

5、(3)细胞壁通透性调控：将木薯全细胞样品置于70～75℃孵育1～5min，制备得到细胞壁调控后的木薯全细胞样品；

6、(4)中空细胞壁制备：使用淀粉酶酶解细胞壁调控后的木薯全细胞样品，制备得到木薯细胞壁载体。

7、若没有特殊说明，本技术中料液比单位为kg：l；w/v单位为kg/l。

8、在一种实施方式中，所述抗菌分子包括：大蒜素、茴香醚、1'-乙酰氧基胡椒酚乙酸酯、香芹酚、肉桂醛、抗菌肽中的一种或多种；所述抗氧化分子包括：茶多酚、抗坏血酸、花青素、姜黄素、没食子酸、槲皮素中的一种或多种；所述呈味物质包括：游离氨基酸、核苷酸、有机酸、酯类化合物、糖类化合物、酚类化合物、醛类化合物、苷类化合物中的一种或多种。

9、在一种实施方式中，使用木薯细胞壁载体包埋客体分子包括：

10、将客体分子与木薯细胞壁载体混合、超声、透析；其中，客体分子与木薯细胞壁载体的质量比为1:1～5；超声条件为：超声频率20～30khz，超声功率为80～100w，超声分散0.5～1h；透析条件为：使用分子量为8000～1400da的透析袋，透析时间为24～30h。

11、在一种实施方式中，客体分子溶解于溶剂中，配制得到浓度为10～20％w/v的客体分子溶液；木薯细胞壁递送载体重悬于水中，配制得到浓度为10～20％w/v木薯细胞壁递送载体分散液。可选地，所述溶剂为乙醇。

12、在一种实施方式中，木薯块为(3～5)mm×(3～5)mm×(3～5)mm。

13、在一种实施方式中，步骤(1)中果胶酶酶解液的制备方法为：将果胶酶溶解于柠檬酸缓冲液中，使果胶酶的终浓度为0.5～5u/ml；加入3～5％w/v的抗坏血酸，45～50℃活化0.5～1h，制备得到果胶酶酶解液；酶解条件为45～50℃酶解1～2h。

14、在一种实施方式中，柠檬酸缓冲液浓度0.1m、ph为3.5。

15、在一种实施方式中，酶解反应时辅有搅拌，搅拌速度为80～100r/min。

16、在一种实施方式中，步骤(2)中筛分是使用两层筛网筛分细胞，第一层筛网孔径为200～250μm，第二层筛网孔径为50～75μm，收集第二层筛网上的木薯样品，得到木薯全细胞。

17、在一种实施方式中，第二层筛网上的木薯全细胞的含水量为70％～80％。

18、在一种实施方式中，步骤(3)孵育条件为70℃孵育2min，该反应条件得到的木薯全细胞可使淀粉酶通过细胞壁，同时保证对细胞壁的破环较小；其中孵育时间和温度的选择是根据光学显微镜观察水热处理后木薯全细胞在消化酶作用下是否发生水解，其中最优反应条件的选择根据淀粉发生水解时最低温度或最短时间；因孵育前木薯全细胞中的含水量较高，孵育后的木薯全细胞样品呈溶液状。

19、在一种实施方式中，步骤(4)中细胞壁调控后的木薯全细胞样品分散于醋酸缓冲液(0.1m，ph 5.2)中；木薯全细胞样品与醋酸缓冲液的体积比为1:5～10。

20、在一种实施方式中，步骤(4)中的淀粉酶包括：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶；酶解条件为淀粉酶浓度5～8u/ml，酶解时间为10～30min。

21、在一种实施方式中，步骤(4)中使用淀粉酶酶解细胞壁调控后的木薯全细胞样品后，通过加入90％乙醇终止反应，并通过洗涤、离心分离得到木薯细胞壁递送载体。

22、在一种实施方式中，步骤(4)中离心转速为5000rpm，离心时间为10～15min；洗涤为在75μm筛网下流水冲洗5～10min。

23、本发明的第二个目的是提供一种产品，所述食品含有木薯细胞壁载体；所述产品包括食品、保健品或添加剂；所述木薯细胞壁载体的制备方法包括：

24、(1)木薯全细胞分离：使用果胶酶酶解液酶解木薯块，木薯块与果胶酶酶解液的料液比为1kg：8～10l，制备得到酶解分离后的木薯样品；

25、(2)全细胞筛分：筛分酶解分离后木薯样品，收集得到孔径为50～250μm的木薯全细胞样品；

26、(3)细胞壁通透性调控：将木薯全细胞样品置于70～75℃孵育1～5min，制备得到细胞壁调控后的木薯全细胞样品；

27、(4)中空细胞壁制备：使用淀粉酶酶解细胞壁调控后的木薯全细胞样品，制备得到木薯细胞壁递送载体。

28、在一种实施方式中，所述食品包括淀粉及由淀粉制备得到的食品，包括：面包、面条、馒头、包子、饺子皮、饼干、蛋糕；所述添加剂包括：增稠剂、乳化剂、稳定剂或防腐剂；所述保健品包括抗性淀粉、预胶化淀粉、慢消化淀粉、改性淀粉。

29、在一种实施方式中，步骤(1)中果胶酶酶解液的制备方法为：将果胶酶溶解于柠檬酸缓冲液中，使果胶酶的终浓度为0.5～5u/ml；加入3～5％w/v的抗坏血酸，45～50℃活化0.5～1h，制备得到果胶酶酶解液；酶解条件为45～50℃酶解1～2h；

30、步骤(2)中筛分是使用两层筛网筛分细胞，第一层筛网孔径为200～250μm，第二层筛网孔径为50～75μm，收集第二层筛网上的木薯样品，得到木薯全细胞；

31、步骤(4)中的淀粉酶包括：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶；酶解条件为淀粉酶浓度5～8u/ml，酶解时间为10～30min。

32、本发明的第二个目的是提供任一上述的产品在食品保鲜、风味缓释中的应用。

33、本发明还提供一种木薯细胞壁载体，所述木薯细胞壁载体的制备方法包括：

34、(1)木薯全细胞分离：使用果胶酶酶解液酶解木薯块，木薯块与果胶酶酶解液的料液比为1kg：8～10l，制备得到酶解分离后的木薯样品；

35、(2)全细胞筛分：筛分酶解分离后木薯样品，收集得到孔径为50～250μm的木薯全细胞样品；

36、(3)细胞壁通透性调控：将木薯全细胞样品置于70～75℃孵育1～5min，制备得到细胞壁调控后的木薯全细胞样品；

37、(4)中空细胞壁制备：使用淀粉酶酶解细胞壁调控后的木薯全细胞样品，制备得到木薯细胞壁载体。

38、在一种实施方式中，步骤(1)中果胶酶酶解液的制备方法为：将果胶酶溶解于柠檬酸缓冲液中，使果胶酶的终浓度为0.5～5u/ml；加入3～5％w/v的抗坏血酸，45～50℃活化0.5～1h，制备得到果胶酶酶解液；酶解条件为45～50℃酶解1～2h。

39、在一种实施方式中，步骤(2)中筛分是使用两层筛网筛分细胞，第一层筛网孔径为200～250μm，第二层筛网孔径为50～75μm，收集第二层筛网上的木薯样品，得到木薯全细胞粉。

40、在一种实施方式中，步骤(4)中的淀粉酶包括：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶；酶解条件为淀粉酶浓度5～8u/ml，酶解时间为10～30min。

41、本发明的有益效果：

42、本发明制备了一种天然的木薯细胞壁载体，利用果胶酶分离木薯全细胞，获得具有完整细胞壁结构的单个细胞，而后通过热处理调控细胞壁通透性，促使消化酶水解胞内淀粉颗粒，获得完整的中空细胞壁，以此为壁材，负载抗菌、抗氧化、风味物质等客体物质，实现其在保鲜过程中的缓释作用，提高食品货架期。

43、具体地：

44、(1)本发明利用果胶酶和葡萄糖苷酶制备的木薯细胞壁载体，可在短时间内获得完整中空细胞壁，是一种天然的载体材料，所获得的载体材料未添加任何化学试剂，安全无毒副作用，稳定性好，且具有生物可降解性。

45、(2)本发明所制备木薯细胞壁载体是一种天然的包裹体系，体积小负载率高，可直接放置于食品中，不会对食品的感官品质及食用品质产生负面影响。

46、(3)本发明利用细胞壁通透性吸附包埋小分子客体物质，制备方法简单，可提高客体分子的稳定性，提高其热稳定性和光稳定性，在储藏过程中显示出良好的缓释特性。

47、(4)本发明所制备的载体可负载抗菌、抗氧化活性分子及风味分子，可在食品储藏保鲜过程中实现缓释，延缓食品由微生物及氧化反应所导致的变质，同时所负载的风味分子可根据需求实现对食品的增香作用，延长食品货架期。