水法提取油茶籽油中天然组分乳化协同作用机制和分子动力学解析

Aqueous extraction oil from oilseeds is a promising method due to oil nutrition, safety and economy, but a severe emulsification results in the lower oil yield on aqueous extraction Camellia seed oil, which is a key trouble to make its industrialized application. Therefore, it is very important for de-emulsification to investigate the emulsion system and its formation mechanism. In this study, the major natural emulsifiable components (protein, polysaccharide, phospholipid and tea saponin) will be isolated, purified, identified and quantified by modern analytical technique, from the stable emulsion in the process of aqueous extraction of Camellia seed oil. Simulated emulsion system will be constructed with the major emulsifiable components of preliminary purification, by compound assembling according the detected proportion. The key components to form and steady emulsion will be explored by the emulsify character and creaming rate of the natural or reconstructed emulsion system in the process in which the each natural emulsificable component on both natural and reconstructed emulsion system is destroyed or cleared up. Molecular dynamics simulation of emulsion formation will be performed, the mechanism of emulsion formation will be studied on micro-level, which based on some characteristics of emulsion system structure and intermolecular interaction. The project is expected to provide fundamental theory for searching for high-efficiently de-emulsified method in the process of aqueous extraction oil.

水法提油是一种“安全、营养、经济”的方法，但在水法提取油茶籽油过程中产生严重的乳化现象，大大降低了提油率，是制约其工业化应用的“瓶颈”问题，而了解乳化体系及其形成机理是解决乳化问题的关键科学问题。本项目拟通过现代分析技术对水法提取油茶籽油所形成的稳定乳化液中的主要天然乳化组分（蛋白质、多糖、磷脂和茶皂素）进行分离、纯化、鉴定及含量分析；以初步纯化得到的各主要组分按比例进行复配组合来重构乳化体系，通过对重构乳化体系和提油过程中的真实乳化体系中的主要天然乳化组分进行逐一破坏或消除，了解重构乳化体系及真实乳化体系中某一天然乳化组分被消除前后的乳化特征和油析出率等指标，明确乳化形成及稳定的关键成分；并采用分子动力学模拟主要天然乳化组分复配的乳化形成过程，通过分子间作用和乳化体系结构的表征，从微观层面上揭示乳化液形成的机理。项目旨在为寻找油脂水法提取过程中高效的破乳方法提供理论基础。

对水法提取油茶籽油过程中乳化液的主要成分进行了分离、纯化及鉴定，并进行乳化液的重构，比较其乳化特性，结合分子动力学模拟的微观解析，探讨了其乳化作用机制。.1. 水提茶油过程中形成的乳化液固形物仅占乳化液总量的3.25%，主要含脂肪（67.83%）、水分（28.23%）、茶皂素（1.26%）、蛋白质（0.83%）、总糖（1.03%）、磷脂（0.82 mg/g）和粗纤维（0.05%）等。.2. 从乳化液中得到乳化蛋白组分CSEP-A和CSEP-B。CSEP-A蛋白条带分子量约为13～35 kDa； CSEP-B是一组分子量为13～15 kDa的混合蛋白。在pH 7.0条件下，CSEP-A和CSEP-B均富含Glu、Arg和Asp；而CSEP-A中疏水性氨基酸含量（33.47%）高于CSEP-B（18.70%）；CSEP-A内源荧光强度和表面疏水性更高，乳化活性指数（EAI）更高，形成的乳化液更稳定，CSEP-A可能是最主要乳化性蛋白。.3. 通过AB-8大孔吸附树脂和葡聚糖凝胶G-200柱从乳化液的醇溶性乳化组分中获得强乳化活性组分，经化学、FTIR和TGA等发现，该组分为茶皂素、糖和蛋白的复合物（TCPC）。TCPC重构的乳化液在一定的pH值（5～11）、离子强度（0～200 mM NaCl）或热处理（60～90 ℃；30 min）下，室温（10～25 ℃）贮存14天，乳化液非常稳定；但在pH 3时，TCPC乳化液出现聚集与分层，于300 mM NaCl时，TCPC乳化液出现絮凝。因此，该复合物可能是乳化液形成的关键乳化性成分之一。.4. CSEP乳液的EAI显著高于TCPC乳液和CSEP + TCPC乳液，而CSEP乳液的ESI则显著低于TCPC乳液和CSEP + TCPC乳液；CSEP乳液的平均粒径明显大于TCPC乳液和CSEP + TCPC乳液；室温下贮存14天后，各乳化液的平均粒径及粒度分布均无显著变化，但CSEP乳化液ζ-电位较低，出现乳液漂浮现象；CSEP、TCPC和 CSEP + TCPC乳液均具有明显的假塑性流体特征，呈现剪切稀化现象，在0.1～100.0 rad/s的角频率扫描范围内，G′和G″顺序为：CSEP + TCPC > TCPC > CSEP，CSEP + TCPC乳液的凝胶强度略高，表现出CSEP与TCPC复合具有协同乳化作用。