一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，以鳕鱼肉为原料提取鳕鱼蛋白粉，将所述鳕鱼蛋白粉溶于水，制备成鳕鱼蛋白溶液；将所述鳕鱼蛋白溶液和植物油混合，经过匀浆制备成鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液；本发明专利技术制备的鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液无需经过化学修饰，绿色安全，是良好的食品级材料，同时具有较高的粘弹模量，可以用作3D打印的材料，打印具有特定形状的食品级材料，可以作为食品直接食用。

Preparation method and application of stable high internal emulsion of cod protein

【技术实现步骤摘要】
一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法及其应用
本专利技术属于乳液制备
，具体涉及一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法及其应用。
技术介绍
3D打印，也被称为三维打印，是一种快速成型的打印技术。尽管3D打印专利技术于20世纪80年代，但近年来才得以迅速发展。3D打印的构建模式是通过计算机系统编写程序，再基于预先设计的文件进行逐层打印。在3D印刷过程中，物料通常通过喷嘴挤出，而喷嘴的位置则可以由计算机控制。传统工艺中，为了生产特定形状的产品，通常需要生产模型，而3D打印打破了这一常规，不仅具有打印全过程均可定制的优点，而且操作简单，省时省力。此外，3D打还可以打印具有内部结构的复杂对象，并且用户可以根据需要自由地设计或下载合适的模型。近年来，3D打印已广泛应用于机械生产，生物医药，聚合物合成，食品技术等众多领域。3D打印所使用的物料必须能通过喷嘴挤出线的形状，并且能产生跨越长丝的无变形桥连支架，这就要求物料必须具有足够高的屈服应力和储能模量。目前在3D打印中最常用的生物材料当属聚合物水凝胶类材料。聚合物水凝胶所具有的三维网络结构有助于其增加聚合物的浓度和交联密度，并且可以在体内试验中促进功能组织正常发育所必需的基质重塑，因而广泛地应用于生物医学领域。然而，应用于3D打印的水凝胶需要经过一定的处理，以诱导凝胶化网络的形成，其中热处理，pH调节和盐处理都是常见的凝胶化手段。这些凝胶化处理方法可能会在一定程度上破坏水凝胶内包封的活性物质，并且限制了水凝胶类3D打印材料在食品领域的应用。综上，开发一种简便易得的，能够形成凝胶样网络结构的食品级3D打印材料成为了一项函待解决的技术难题。高内相乳液又称为凝胶乳或浓乳液，是指分散相体积分数超过74％(v/v)的乳液。高内相乳液因具有较高的粘弹模量以及显著的凝胶样流变行为，或可以取代水凝胶，成为新型的3D打印材料。高内相乳液的制备通常是利用物理学方法，如机械搅拌，超声振荡，高压均质等，创造一个具有一定强度的分散场，使连续相均匀的分布于分散相表面。目前，可以稳定高内相乳液的固体粒子包括蛋白质，纤维素，高分子材料等几大类。其中，蛋白质粒子因其球状的结构，较小的粒径，以及较好的pH、温度和盐离子响应特性成为了稳定粒子中的热点研究对象。然而，具有稳定高内相乳液特性的蛋白粒子，几乎都经过了一定程度的化学改性，以增加蛋白分散相的粘度，或者改变蛋白在油水界面的界面特性。这些化学修饰的蛋白粒子，其安全风险尚未得到完善的评估，因此极大地限制了蛋白粒子在食品领域的应用。开发一种天然绿色未经化学修饰的蛋白粒子，并利用其稳定食品级高内相乳液应用于3D打印中，将成为食品领域带来一场新的革命，具有广阔的发展空间。鳕鱼(Gadusmorhua)属于鳕形目，鳕科，鳕属，作为高蛋白低脂肪的深海鱼代表,鳕鱼具有极高的营养价值。鳕鱼肉中的蛋白质含量受产地、季节及鱼体大小的不同而具有一定的差异，约占鱼肉总质量的15％左右。尽管有研究证实，鳕鱼蛋白可以在大鼠体内促进创伤后骨骼肌的生长和再生，但关于鳕鱼蛋白的研究仍然少之又少。鳕鱼蛋白的乳化性，以及其在油水表面的界面特性尚不可知，若可以利用天然鳕鱼蛋白稳定食品级高内相乳液，并利用3D打印技术打印出具有特定性状的食品，将会及大地丰富食品市场，开发出极具市场竞争力的产品，具有较高的经济价值。研究发现，现有技术由于通过大多数蛋白制备的高内相乳的弹性模量比较低，在利用注射器推出后会出现明显的塌陷现象不适用于3D打印。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，包括步骤：S1、鳕鱼蛋白的提取：向鳕鱼肉中加入其5～2000倍重量的水，5000～10000rpm破碎2～10min，制备成鳕鱼肉匀浆液；将所述鳕鱼肉匀浆液用氢氧化钠溶液调节pH至7.0～10.0，以500～2000rpm搅拌10～15h，离心取上清液；用盐酸将所述上清液pH调至4.0～5.0，置于3～5℃静置10～15h，离心取沉淀，进行冷冻干燥，即得到鳕鱼蛋白粉；S2、鳕鱼蛋白乳液的制备：取步骤S1所述鳕鱼蛋白粉溶于水，配置成所述鳕鱼蛋白粉浓度为10～80mg/mL的鳕鱼蛋白溶液，在所述鳕鱼蛋白溶液中加入植物油，在3000～20000rpm的条件下匀浆30～300s，得到鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液；其中所述植物油的重量占所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液总重量的75％～88％。优选方式下，步骤S1所述离心具体为：5000～100000rpm离心10～20min；所述冷冻干燥参数为：冷肼温度-80℃～-50℃，真空度为0.5～20Pa，冷冻时间为24～96h。优选方式下，步骤S2所述植物油为大豆油、色拉油、玉米油、葵花籽油或调和油等食用油，及以食用油为基质通过萃取得到的赋香植物油。优选方式下，所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，包括步骤：S1、鳕鱼蛋白的提取：向鳕鱼肉中加入其2000倍重量的水，8000rpm破碎5min，制备成鳕鱼肉匀浆液；将所述鳕鱼肉匀浆液用氢氧化钠溶液调节pH至10.0，以1000rpm搅拌12h，8000rpm离心15min，取上清液；用盐酸将所述上清液pH调至5.0，置于4℃静置12h，再在8000rpm离心15min，取沉淀进行冷肼温度-65℃，真空度为1Pa，真空冷冻干燥48h，得到鳕鱼蛋白粉；S2、鳕鱼蛋白乳液的制备：取步骤S1所述鳕鱼蛋白粉溶于水，配置成所述鳕鱼蛋白粉浓度为80mg/mL的鳕鱼蛋白溶液，在所述鳕鱼蛋白溶液中加入重量占所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液总重量的75％的大豆油，在20000rpm的条件下匀浆30s，得到鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液。本专利技术的另一目的是，提供一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的应用，将上述方法制备的鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液作为3D打印材料，用于3D打印。一种使用鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液进行3D打印的方法，包括步骤：取鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液装入3D打印机的填料桶，机器连接电脑设置参数和打印形状，其中参数为：喷嘴直径为0.8～2mm，平台移动速率为10～30mm/s，挤压速率为：5.0～6.0mm3/s，得3D打印食品；所述打印形状可根据实际生产需要进行选择；所述3D打印机型号为：FPE2，品牌为：上海富奇凡机台式快速成型机。优选方式下，所述喷嘴直径为1mm，平台移动速率为20mm/s，挤压速率为5.2mm3/s。本专利技术的有益效果主要体现在以下四个方面：第一，本专利技术首次应用天然鳕鱼蛋白稳定胶状乳液，鳕鱼蛋白味道鲜美，且无需经过化学修饰，绿色安全，是良好的食品级材料，可以作为食品直接食用。第二，本专利技术高内相乳液制备条件温和，操作简单，兼具乳液和凝胶双重特性，同时具有较高的粘弹模量，可以用作3D打印的材料，打印具有特定形状的食品级材料，可以作为食品直接食用。第三，本专利技术利用高内相乳液的内相体积比为75％～88％(即植物油的重量占所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液总重量的75％～88％)，由于其较高的油相比使得弹性模量增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在于，包括步骤：/nS1、鳕鱼蛋白的提取：向鳕鱼肉中加入其5～2000倍重量的水，5000～10000rpm破碎2～10min，制备成鳕鱼肉匀浆液；将所述鳕鱼肉匀浆液调节pH至7.0～10.0，以500～2000rpm搅拌10～15h，离心取上清液；将所述上清液pH调至4.0～5.0，置于3～5℃静置10～15h，离心取沉淀，冷冻干燥，得到鳕鱼蛋白粉；/nS2、鳕鱼蛋白乳液的制备：取步骤S1所述鳕鱼蛋白粉溶于水，配置成所述鳕鱼蛋白粉浓度为10～80mg/mL的鳕鱼蛋白溶液，在所述鳕鱼蛋白溶液中加入植物油，3000～20000rpm匀浆30～300s，得到鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液；其中所述植物油的重量占所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液总重量的75％～88％。/n

【技术特征摘要】
1.一种鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、鳕鱼蛋白的提取：向鳕鱼肉中加入其5～2000倍重量的水，5000～10000rpm破碎2～10min，制备成鳕鱼肉匀浆液；将所述鳕鱼肉匀浆液调节pH至7.0～10.0，以500～2000rpm搅拌10～15h，离心取上清液；将所述上清液pH调至4.0～5.0，置于3～5℃静置10～15h，离心取沉淀，冷冻干燥，得到鳕鱼蛋白粉；
S2、鳕鱼蛋白乳液的制备：取步骤S1所述鳕鱼蛋白粉溶于水，配置成所述鳕鱼蛋白粉浓度为10～80mg/mL的鳕鱼蛋白溶液，在所述鳕鱼蛋白溶液中加入植物油，3000～20000rpm匀浆30～300s，得到鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液；其中所述植物油的重量占所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液总重量的75％～88％。


2.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1所述离心具体为：5000～100000rpm离心10～20min。


3.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1所述冷冻干燥参数为：冷肼温度-80℃～-50℃，真空度为0.5～20Pa，冷冻时间为24～96h。


4.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在于，步骤S2所述植物油为大豆油、色拉油、玉米油、葵花籽油、调和油或赋香植物油。


5.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白稳定的高内相乳液的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐献兵，毕安琪，李想，董秀萍，吴超，杜明，宋亮，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21