一种虾青素包埋复合物、制备方法及其在奶酪中的应用

本发明属于食品加工领域，具体涉及一种虾青素包埋复合物、制备方法及其在奶酪中的应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、虾青素(3,3′-二羟基-β-胡萝卜素-4,4′-二酮)是一种在人体中不具有维生素原a活性的类胡萝卜素，其化学式为c40h52o4，分子量为596.85da，密度为1.081g/l。科学研究表明，虾青素具有很强的抗氧化特性，因此被用于营养保健品和化妆品行业，也被用于强化食品和饮料，这是因为虾青素比β-胡萝卜素和叶黄素能更有效地保护膜磷脂和其他脂质的过氧化，其抗氧化活性分别比β-胡萝卜素和维生素e高10倍和100倍，因此虾青素抗氧化能力表明其在预防和治疗与活性氧相关疾病方面存在较大的潜能，如眼病、癌症、神经退行性疾病、动脉粥样硬化和2型糖尿病等。在临床试验中，虾青素日剂量为2mg时即可达到免疫调节作用。

3、由于虾青素的抗氧化、抗炎和抗凋亡特性已在多项研究中得到证实，因此被批准作为膳食补充剂。除了价格之外，虾青素在食品工业中的使用受到限制有两个原因，首先，其在制造和储存过程中不稳定，由于虾青素的高度不饱和结构，在工艺过程不利的条件下，如酸性环境、热、光、金属离子、单线态氧、自由基等，虾青素极易受到破坏，这可能导致其营养和生物特性发生一定程度的损失，以及产生不良的风味和有害化合物。限制虾青素应用的另一个严重问题是它在水中的溶解度较差，因此，虾青素的是生物利用度非常低。

4、目前，研究最多的是虾青素在纳米凝胶体系中的应用，纳米凝胶体系提高了虾青素的稳定性、水溶性和生物利用度以及易于加工，在许多食品和药品中应用广泛，因此化学稳定的虾青素纳米凝胶可以加入食品(如饮料、汤、酱)中，使其具有功能性食品的地位。

5、奶酪又名芝士、干酪，是各类乳源浓缩的精华，因此被誉为乳制品中的“黄金”，含有脂肪、蛋白质、碳水化合物、维生素a、烟酸、叶酸以及生物素等营养成分，且钙含量在乳制品中是最高的，更容易被人体吸收。日常食用奶酪可维持肠道健康、调节肠道菌群、增强机体免疫力以及预防龋齿等，并且在奶酪的生产过程中，大多数的乳糖是会被分解掉的，因此奶酪也是乳糖不耐症和糖尿病患者的理想营养食品。

6、现有技术中少有将虾青素添加到奶酪的应用，主要是因为两个原因，其一虾青素为海藻类提取物，带有鱼腥味，奶酪带有一定的奶腥味，虾青素加入奶酪中会产生让人非常不愉快的气味，大大影响了符合奶酪的口感；其二，现有技术对虾青素进行包埋时，往往忽视包埋后粒径的尺寸，粒径尺寸过大一方面影响虾青素的生物利用度，另一方面包埋过程中芯材(虾青素)损失率较高，影响了其在奶酪中的适应性，因此制作的奶酪容易出现沉降、析出的问题；同时，现有技术的包埋方法的包埋率较低，包埋效果较差，不易于虾青素的化学稳定性和奶酪的物理稳定。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种虾青素包埋复合物、制备方法及其在奶酪中的应用，本发明通过热诱导自组装法与直接包埋法构建虾青素纳米凝胶技术，提高了虾青素分散体的稳定性和生物利用度。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种虾青素包埋复合物的制备方法，包括：

4、1)以大豆分离蛋白spi和魔芋葡甘聚糖kgm为原料，通过热诱导自组装法制备spi-kgm接枝共聚物；

5、2)取虾青素加入到spi-kgm接枝共聚物溶液中，混合均匀，获得包埋复合物。

6、本发明通过热诱导自组装法与直接包埋法构建虾青素纳米凝胶技术，将虾青素包埋于spi-kgm接枝共聚物凝胶中，相比于现有技术，提高了虾青素包埋复合物对虾青素的包封率，同时该方法制得的虾青素包埋复合物粒径更小，形貌更接近球形，提高了虾青素的稳定性和生物利用度。

7、在一些实施方式中，步骤1)中，将大豆分离蛋白spi和魔芋葡甘聚糖kgm均匀分散在水中，获得混合溶液；调节混合溶液的ph至6.5-7.5，然后进行冷冻干燥、粉碎获得粉末，将粉末置于相对湿度为75-85％、55-65℃的条件下反应3-5d，获得反应粗产物。将spi和kgm均溶解于水中，调节混合溶液的ph接近中性，设置合适的温度和湿度使spi和kgm发生接枝共聚，生成接枝共聚物。

8、本发明将干燥后的粉末置于75-85％、55-65℃的条件下完成的反应，该反应属于蛋白质和多糖之间的美拉德反应。相较于直接在水溶液中反应，无法控制湿度，本发明先干燥后进行反应，可以更好的控制反应速率，使反应更加完全，进一步降低了虾青素纳米凝胶乳液粒径，并提高了虾青素的包埋率。

9、在一些实施方式中，步骤1)中，加入强酸或弱酸调节混合溶液的ph，进一步优选为盐酸。

10、在一些实施方式中，步骤1)中，将反应产物加入水中溶解后离心，取上清液冷冻干燥，获得spi-kgm接枝共聚物。将反应产物进行二次溶解，除去不溶解的物质，提高了接枝共聚物的纯度。

11、在一些实施方式中，步骤2)中，将spi-kgm接枝共聚物溶解于水中，取虾青素加入到spi-kgm接枝共聚物溶液中，在50-60℃下搅拌混合均匀，获得虾青素包埋复合物。

12、在一些实施方式中，步骤1)中，大豆分离蛋白和魔芋葡甘聚糖的质量比为(0.5-1.5)：1。

13、在一些实施方式中，步骤2)中，spi-kgm接枝共聚物与虾青素的质量比为(4-6):1。

14、在一些实施方式中，步骤2)中，将反应粗产物按照1：(9-11)的质量体积比加入蒸馏水中彻底溶解，于3300-3700r/min的条件下离心12-18min，取上清液冷冻干燥，得到spi-kgm接枝共聚物。

15、在一些实施方式中，步骤2)中，虾青素与kgm-spi接枝共聚物反应时间为20-40min。

16、在一些实施方式中，步骤1)中，大豆分离蛋白和魔芋葡甘聚糖分散在水中，在室温下充分搅拌溶胀3-5h。

17、在一些实施方式中，大豆分离蛋白的分子量mw为180-280da，魔芋葡甘聚糖分子量mw为(2.7-3.5)×105da。

18、第二方面，本发明提供了一种虾青素包埋复合物，采用上述方法制备获得。

19、第三方面，本发明提供了一种虾青素包埋复合物在保护视网膜细胞免受氧化应激损伤、增强免疫力和/或缓解心血管疾病的保健品或食品中的应用。

20、第四方面，本发明提供了一种营养强化型奶酪，包括上述虾青素包埋复合物。该虾青素营养强化型奶酪没有藻油的藻腥味，能够很地保护虾青素不被氧化，表现出良好的感官，因而在功能因子的稳定性保护方面具有极大的应用潜能。

21、第五方面，本发明提供了一种营养强化型奶酪的制备方法，包括：

22、将奶酪、黄油、水混合均匀，添加上述虾青包埋复合物，搅拌，获得调配混合液，杀菌，得到虾青素营养强化型奶酪。

23、本发明的有益效果为：

24、1、本发明以大豆分离蛋白和魔芋葡甘聚糖为接枝共聚物制备原料，利用热诱导自组装法获取接枝共聚物，本发明的方法获得的接枝共聚物的接枝度可达为42.57％，在此基础上，利用直接包埋法提高了接枝共聚物对虾青素的包封率，制得的虾青素包埋复合物包封率能达到97.35％，且虾青素包埋复合物的理化性质稳定。通过本发明的热诱导自组装法与直接包埋法对虾青素包埋后，制备的虾青素纳米凝胶乳液粒径仅为135.27nm，包封率高，形貌更接近球形，因此在虾青素功能因子的稳定性保护方面具有极大的应用潜能。

25、2、本发明中虾青素是以虾青素复合包埋物即虾青素纳米凝胶乳液的形式添加至保健品和食品中，尤其是奶酪中，由于其包埋率高性质稳定，包埋乳液粒径小，形貌接近球形，不仅提高了虾青素的化学稳定性和生物可及度，同时还掩盖了虾青素的藻腥味改善了虾青素奶酪的口感，进一步提高了奶酪中虾青素的保留率，市场前景广阔。

26、3、本发明的技术方案相对于将虾青素包埋粉剂直接加入到奶酪中，导致虾青素包埋粉剂的粒径较大，且在包埋过程中虾青素损失率较高，影响了其在奶酪中的适应性，虾青素奶酪易发生沉淀和离析，制作的奶酪效果较差。

27、4、本发明方法制得的虾青素营养强化型奶酪，没有虾青素的藻腥味，表现出良好的感官；虾青素包埋复合物超强的抗氧化作用使其改善视网膜组织结构，上调抗氧化应激酶的表达水平，在保护视网膜细胞免受氧化应激损伤方面效果显著；另一方面，虾青素包埋复合物还会对造成身体多功能减弱的疾病产生非常好的保健治疗作用。