1.本发明涉及食品农副产品精深加工技术领域，具体涉及一种提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能和热稳定性的方法。


背景技术：

2.芹菜在我国种植历史悠久，由于四季均可栽培的优点，被广泛种植。芹菜籽取自芹菜小小的花朵中，是芹菜的副产物，产量大，种子体形较小。芹菜籽是一种价格便宜，来源丰富的副产物。
3.纳米纤维素是一种从天然纤维素中提取的纳米级衍生物，它不仅具有高度的相对结晶度，还具有纳米颗粒的强度和性能。这类衍生物良好抗氧化性能和生物性能，可用于制备食品级乳液，凝胶或薄膜。但是一般通过酸水解副产物纤维素得到的纳米纤维素的抗沉降性能和热稳定性较差。
4.动物源性蛋白是一类公认的优质蛋白质，含有人体所需的必需氨基酸，在人体内消化率高，因此营养价值很高。动物蛋白的来源于禽、畜及鱼类等的肉、蛋、奶等，选择性高，种类丰富，但是，采用动物源性蛋白对芹菜籽纳米纤维素的性质提升方面鲜有研究。


技术实现要素：

5.针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能和热稳定性的方法；有效提升了芹菜籽纳米纤维素的利用价值。
6.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
7.一种提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能和热稳定性的方法，所述方法包括：
8.(1)取芹菜籽纳米纤维素，与动物源性蛋白分散到水中，得到分散体系；
9.(2)向分散体系中加入表没食子儿茶素没食子酸酯，混合，将混合体系的ph调节到9.0～10.0，搅拌，期间以脉冲式的超声进行空化处理，结束后先将ph调节回7.0，再冷冻干燥，得到提升抗沉降性能和热稳定性的芹菜籽纳米纤维素。
10.进一步的，步骤(1)所述芹菜籽纳米纤维素是通过以下方法制备得到的：
11.(1-1)称取芹菜籽，用超纯水清洗后，在40-60℃下烘干，干制籽粉碎，过100～300目筛，得到芹菜籽粉；
12.(1-2)取(1-1)得到的芹菜籽粉，与20倍体积的超纯水混合，70-80℃搅拌加热2-4小时，得到混合体系；调节混合体系ph至3-5，加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在混合体系中的浓度为5-10wt％，加温到60℃，搅拌3-5小时，5000rpm-8000rpm离心10分钟取出沉淀；
13.(1-3)取(1-2)得到的沉淀，与20倍体积的超纯水混合，得到混合体系；加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在混合体系中的浓度为5-10wt％，再次调节ph至3-5，加温到80℃，搅拌3-5小时，5000rpm-8000rpm离心10分钟后取出沉淀；
14.(1-4)将取出的沉淀，洗涤干燥后加入10倍体积的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液浓度为5-15wt％，室温搅拌12-24小时后5000rpm-8000rpm离心10分钟，沉淀用10倍体积
的体积百分比为90-95％的乙醇和水反复冲洗到中性后，5000rpm-8000rpm离心10分钟，取沉淀10倍体积的体积百分比为50-60％的浓硫酸水解，然后在40℃下不断搅拌4～6h后加入10倍冷蒸馏水终止水解过程，5000rpm-8000rpm离心10分钟，取沉淀后透析2-3天，冷冻干燥，得到芹菜籽纳米纤维素。
15.进一步的，步骤(1-1)所述芹菜籽为长白山旱芹的芹菜籽。
16.进一步的，步骤(1-2)所述亚氯酸钠在混合体系中的浓度为5wt％。
17.进一步的，步骤(1)所述动物源性蛋白在分散体系中的浓度为1-4wt％，优选的，所述动物源性蛋白在分散体系中的浓度为4wt％。
18.进一步的，步骤(1)所述动物源性蛋白为卵清蛋白或鸡肉蛋白。
19.进一步的，步骤(1)所述分散体系中芹菜籽纳米纤维素浓度为1～3wt％，优选的，所述分散体系中芹菜籽纳米纤维素浓度为2wt％。
20.进一步的，步骤(2)所述表没食子儿茶素没食子酸酯在分散体系中的浓度为10～15μmol/l。
21.进一步的，步骤(2)所述表没食子儿茶素没食子酸酯在分散体系中的浓度为12.5μmol/l。
22.进一步的，步骤(2)搅拌时间为2～4小时，所述脉冲式的超声进行空化处理条件为300w/l,开2s,关4s，空化处理结束后调节ph调节为7.0。
23.本发明提供的一种提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能和热稳定性的方法的方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
24.(1)本发明所用的芹菜籽来源丰度，深受东方消费者的喜爱，得到的纳米纤维素产量高。
25.(2)本发明所用动物蛋白结合表没食子儿茶素没食子酸酯，极大地改善了硫酸水解得到的芹菜籽纳米纤维素的再分散效果和再分散的稳定性。
26.(3)本发明采用动物蛋白结合表没食子儿茶素没食子酸酯，改善硫酸水解得到的芹菜籽纳米纤维素的热稳定性的提升和热重损失的减少。
27.(4)冰鲜鸡肉蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯的混合物在介质中改变原有形态，诱导纤维状结构对纳米纤维素的包裹作用及最终的分散状态的改变，提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能，并提升芹菜籽纳米纤维素的热稳定性。
28.(5)卵清蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯的混合物在介质中维持固有的球状结构，改变芹菜籽纳米纤维素的空间阻碍效应及最终的分散状态，提升芹菜籽纳米纤维素抗沉降性能，并提升芹菜籽纳米纤维素的热稳定性。
29.(6)本发明制备的样品冷冻干燥后可以多次分散，再分散的稳定性依然很好。
附图说明
30.图1为实施例(蛋白浓度：4wt％)和对比例的抗沉降性能的对比；
31.图2-3为实施例和对比例的热稳定性的对比，其中，图2为热降解率，最高温度下残留率越高热稳定性越好；图3为热降解温度，热降温温度曲线峰值出现的位置对应的温度越高表明热稳定性越好；
32.图4为实施例和对比例的微观结构，以验证冰鲜鸡肉蛋白-表没食子儿茶素没食子
酸酯的混合物和卵清蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯的混合物的状态。
具体实施方式
33.以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。所用试剂或者仪器设备未注明生产厂商的，均视为可以通过市场购买的常规产品。
34.本发明所述mp为鸡肉蛋白，具体为冰鲜鸡鸡肉肌原纤维蛋白；
35.本发明所述ova为卵清蛋白；
36.本发明所述egcg为表没食子儿茶素没食子酸酯；
37.本发明所述ncc为芹菜籽纳米纤维素。
38.实施例1制备鸡肉蛋白修饰的表没食子儿茶素没食子酸酯-芹菜籽纳米纤维素(mp-egcg/ncc)：
39.步骤1，称取长白山旱芹的芹菜籽100g，用超纯水清洗后通过传送带在40℃下烘干，干制籽直接用粉碎机粉碎，过100目筛。
40.步骤2，取步骤1得到的芹菜籽粉100g，与20倍体积的超纯水混合搅拌加热2小时(70℃)，得到混合体系。在酸性ph(4)下加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在体系中浓度为(5wt％)，加温到60℃，搅拌4小时，8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
41.步骤3，向步骤2得到的沉淀中加入继续加入20倍体积的超纯水混合，得到混合体系；加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在混合体系中的浓度为(5wt％)，再次调节ph到4，加温到80℃，搅拌4小时，5000rpm-8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
42.步骤4，将取出的沉淀，洗涤干燥后加入10倍体积的氢氧化钠溶液(10wt％)，室温搅拌12小时后8000rpm离心10分钟，沉淀用10倍体积的乙醇(95％)和水反复冲洗到中性后，8000rpm离心10分钟后，取沉淀用10倍体积的浓硫酸水解(60％)，然后在40℃下不断搅拌4h后加入10倍冷蒸馏水终止水解过程。离心取沉淀后透析3天，冷冻干燥备用，得到芹菜籽纳米纤维素。
43.步骤5，挑选按照工业标准屠宰后的新鲜冰鲜鸡，去除骨头和结缔组织后用4倍体积的标准盐溶液(含有0.1mol/l氯化钾、2mmol/l乙二醇四乙酸、1mmol/l氯化钾，其他均为水)和4倍体积的氯化钠溶液(0.1mol/l)除去非蛋白的物质，得到冰鲜鸡肉蛋白。
44.立刻取步骤4得到的芹菜籽纳米纤维素与冰鲜鸡肉蛋白在水中进行分散，得到分散体系，分散体系中芹菜籽纳米纤维素浓度为2wt％，冰鲜鸡肉蛋白在分散体系中的浓度为4wt％。
45.步骤6，向分散体系中加入表没食子儿茶素没食子酸酯，所述表没食子儿茶素没食子酸酯在分散体系中的浓度为12.5μmol/l，并充分混合，将混合体系的ph调节到9.0，搅拌2小时，期间以脉冲式的超声进行空化处理(300w/l,开2s,关4s)。处理完成后ph调节到7.0即可。
46.步骤7，将步骤6得到的样品再次冷冻干燥，根据需求使用。
47.实施例2制备卵清蛋白修饰的表没食子儿茶素没食子酸酯-芹菜籽纳米纤维素(ova-egcg/ncc)：
48.步骤1，称取长白山旱芹的芹菜籽100g，用超纯水清洗后通过传送带在40℃下烘干，干制籽直接用粉碎机粉碎，过100目筛。
49.步骤2，取步骤1得到的芹菜籽粉100g，与20倍体积的超纯水混合搅拌加热2小时(70℃)，得到混合体系。在酸性ph(4)下加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在体系中浓度为(5wt％)，加温到60℃，搅拌4小时，8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
50.步骤3，向步骤2得到的沉淀中加入继续加入20倍体积的超纯水混合，得到混合体系；加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在混合体系中的体系浓度为(5wt％)，再次调节ph到4，加温到80℃，搅拌4小时，5000rpm-8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
51.步骤4，取出沉淀，洗涤干燥后加入10倍体积的氢氧化钠溶液(10wt％)，室温搅拌12小时后8000rpm离心10分钟沉淀，用10倍体积的乙醇(95％)和水反复冲洗到中性后，8000rpm离心10分钟后，取沉淀用10倍体积的浓硫酸水解(60％)，然后在40℃下不断搅拌4h后加入10倍冷蒸馏水终止水解过程。离心取沉淀后透析3天，冷冻干燥备用，得到芹菜籽纳米纤维素。
52.步骤5，立刻取步骤4得到的芹菜籽纳米纤维素与卵清蛋白，在水中进行分散，得到分散体系，分散体系分散体系中芹菜籽纳米纤维素浓度为2wt％，卵清蛋白在分散体系中的浓度为4wt％。
53.步骤6，向分散体系中加入表没食子儿茶素没食子酸酯，所述表没食子儿茶素没食子酸酯在分散体系中的浓度为12.5μmol/l并充分混合，将混合体系的ph调节到9.0,搅拌2小时，期间以脉冲式的超声进行空化处理(300w/l,开2s,关4s)。处理完成后ph调节到7.0即可。
54.步骤7，将步骤6得到的样品再次冷冻干燥，根据需求使用。
55.对比例3制备无蛋白修饰的芹菜籽纳米纤维素(ncc)：
56.步骤1，称取长白山旱芹的芹菜籽100g，用超纯水清洗后通过传送带在40℃下烘干，干制籽直接用粉碎机粉碎，过100目筛。
57.步骤2，取步骤1得到的芹菜籽粉100g，与20倍体积的超纯水混合搅拌加热2小时(70℃)，得到混合体系。在酸性ph(4)下加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在体系中浓度为(5wt％)，加温到60℃，搅拌4小时，8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
58.步骤3，向步骤2得到的沉淀中加入继续加入20倍体积的超纯水混合，得到混合体系；加入亚氯酸钠固体，所述亚氯酸钠在混合体系中的浓度为(5wt％)，再次调节ph到4，加温到80℃，搅拌4小时，5000rpm-8000rpm离心10分钟后取出沉淀。
59.步骤4，将取出的沉淀，洗涤干燥后加入10倍体积的氢氧化钠溶液(10wt％)，室温搅拌12小时后8000rpm离心10分钟，沉淀用10倍体积的乙醇(95％)和水反复冲洗到中性后，8000rpm离心10分钟后，取沉淀用10倍体积的浓硫酸水解(60％)，然后在40℃下不断搅拌4h后加入10倍冷蒸馏水终止水解过程。离心取沉淀后透析3天，冷冻干燥备用，得到芹菜籽纳米纤维素。
60.步骤5，取步骤4得到的芹菜籽纳米纤维素分散到水中，得到分散体系，分散体系中芹菜籽纳米纤维素浓度为2wt％，充分搅拌混合，将混合体系的ph调节到9.0，搅拌2小时，期间以脉冲式的超声进行空化处理(300w/l,开2s,关4s)。处理完成后ph调节到7.0即可。
61.步骤6，将步骤5得到的样品再次冷冻干燥，根据需求使用。
62.效果验证实验例1抗沉淀验证试验
63.将实施例与对比例得到的样品分别按照2wt％的比例直接溶解在水中，搅拌均匀
后避光储存24小时，直接观察其底部。
64.未经处理的对比例3底部出现大量沉淀，经过处理的实施例1,2底部均没有。(图1)
65.效果验证实验例2热稳定性验证试验
66.称取实施例1，例2和对比例3最终步骤冻干后的样品(约6毫克)，并用铝锅密封。将其置于热重分析仪(pyris 1tga)，设定温度从25到750℃以恒定速率0.5℃/min上升，记录温度上升过程中重量的变化，以及最大热降解温度。
67.芹菜籽纳米纤维素高温下会降解，温度终点剩余重量与初始加热前的比例越高，表明热稳定好。
68.实施例1，例2和对比例3中剩余样品的剩余重量与初始加热前的百分比值分别为：24.63％，25.29％，18.90％，因此实施例的热稳定性比对比例好。(图2)
69.最大热降解的温度也可以用于判断芹菜籽纳米纤维素的热稳定性，峰出现时温度越高，表明样品的热稳定性越好。实施例1，例2和对比例3中最大热降解温度分别为：323.34℃，292.15℃,和278.14℃。因此本发明制备方法得到的芹菜籽纳米纤维素的热稳定性比对比例好。(图3)
70.验证实验例3微观结构验证试验
71.将实施例与对比例的样品铺在云母片上。在声学模式下应用硅悬臂进行成像，频率和弹簧常数分别设置为70khz和0.4n/m。期间，记录图像以验证微观结构。
72.实施例1为不规则纤维状结构，实施例2为球状结构。对比例芹菜籽纳米纤维素为稳定的菱形。
73.本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。