来自湖北工业大学食品与生物工程学院的王颖、赵萌和黄雪等人深入讨论了影响复合凝聚的环境因素;以功能性油脂、精油、脂溶性维生素、脂溶性抗氧化物为代表组分,归纳总结了复合凝聚法包埋脂溶性活性组分的研究进展;以益生菌、酶、水溶性维生素、甜味剂、苦味肽等为例,详细介绍了复合凝聚法包埋亲水性活性组分的研究进展。
1. 复合凝聚的影响因素
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1.1 pH值
复合物形成过程中,pH值影响着生物大分子侧链功能基团的解离度(即氨基和羧基),即影响大分子所带的电荷性质与数量。静电相互作用直接依赖于电荷,因此,pH值条件的控制是诱发反应进行的最关键因素。蛋白质和阴离子多糖的静电复合物形成是在阴离子基团(羧基)的电解离pH(pKa)和蛋白质的等电点之间,其形成通常是一个可逆的过程
1.2 离子强度
本实验室深入研究了甜菜果胶-牛血清白蛋白复合凝聚体系,研究发现,NaCl浓度低于20 mmol/L时,可以促进复合凝聚,而NaCl浓度高于20 mmol/L时,复合凝聚受到抑制,而当NaCl浓度高于500 mmol/L时,则完全抑制了两者间的复合凝聚,CaCl2对复合凝聚的影响和NaCl相似。
1.3 蛋白质多糖比例
本课题组深入研究了明胶/甜菜果胶复合凝聚的影响因素,发现随着明胶/甜菜果胶比例的增加,复合凝聚等电点随之增加;当明胶与甜菜果胶的比例为2∶1时,两者在pH 2.8~3.2间静电吸引力最强,最易发生复合凝聚。
1.4 其他因素
温度也是影响复合凝聚反应的因素之一,它影响着蛋白质及多糖分子的构象转变。Huang Guoqing等考察了温度对大豆分离蛋白-壳聚糖复凝聚反应的影响,发现当反应温度为4~45 ℃时复凝聚物产率没有明显变化,但在55 ℃时产率明显降低。同样在β-乳球蛋白和低/高甲基化果胶组合中发现对温度的依赖性相互作用,在此研究中,高温导致β-乳球蛋白和的高甲基化果胶复合物产率减少。此外,有研究表明参与反应的大分子总浓度尤为关键。
2. 脂溶性组分的研究进展
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2.1 功能性油脂
功能性油脂是指具有特殊生理功能的油脂,主要是指一些多不饱和脂肪酸、磷脂、结构脂质等,对人体健康有益,包括降低心血管疾病和癌症风险、预防骨质疏松症和神经功能障碍等。
2.2 精油
植物精油是一类有强烈挥发性的植物次生代谢物,主要成分是萜烯类和芳香类化合物,具有增香、杀菌、抗病毒和抗氧化等生物活性。由于精油组分不稳定、易挥发,造成加工贮藏过程中精油风味减弱或改变,从而影响了精油品质。
2.3 脂溶性维生素
维生素是维持人体正常生理功能而必须从食物中获取的一类微量有机物质,其中脂溶性维生素包括VA、VD、VE和VK,在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用,但其易氧化。包埋可提高维生素的生物利用率,另外,其可控释放可防止维生素过多综合症。
2.4 脂溶性抗氧化组
抗氧化组分可维持生命体内的氧化与抗氧化反应动态平衡,可预防动物心脏病、癌症等疾病,并达到增强脑力、延缓衰老等目的。脂溶性抗氧化组分包括脂溶性多酚、类胡萝卜素等,其极易氧化,可通过包埋提高其抗氧化活性。
3. 亲水性组分的研究进展
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3.1 益生菌
益生菌具有维持肠道微生物平衡、改善乳糖不耐受、降低胆固醇等重要生理功能,但益生菌对温度、湿度、氧气、酸等环境因素高度敏感,大大限制了摄入益生菌生理功能的发挥,乳酸菌微囊化是改善这一问题的重要手段。
3.2 酶
酶作为加工助剂在食品工业中常用来改变食品风味、质地、稳定性等特性。固定化酶可提高酶对热、酸、碱等条件的耐受性,增加其贮藏稳定性,并可实现可控释放。
3.3 水溶性维生素
水溶性维生素具有较高的营养价值,但其在贮藏过程中和胃肠道内稳定性较差,同时有些还有酸味、苦味等不良味道。包埋可掩盖异味、改善其在食品中的贮藏稳定性,最终提高其生物利用度。
3.4 其他亲水性组分
据报道,复合凝聚法也可用来包埋其他亲水性食品组分,如盐、糖、酸、碱、苦味化合物等。Mendanha等采用分离大豆蛋白和果胶之间的复合凝聚反应包埋二次乳化后的酪蛋白水解物,成功地去除了酪蛋白水解物的苦味,增加了营养价值,并达到了缓释的效果。