韓天翔，李楊，畢爽，隋曉楠，武艷華，王中江，江連洲，王喜波

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱，150030)

磷脂對大豆乳清蛋白乳化特性的影響

韓天翔，李楊，畢爽，隋曉楠，武艷華，王中江，江連洲，王喜波*

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱，150030)

以非變性大豆乳清蛋白(NWSP)及熱變性大豆乳清蛋白(DWSP)為研究對象，探究了磷脂(Lec)對NWSP乳液、DWSP乳液的影響，并對Lec添加前后乳化體系的乳化活性、乳化穩(wěn)定性、大豆乳清蛋白的表面疏水性、ζ-電位、粒徑分布、激光共聚焦顯微成像(CSLM)等進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)：與純大豆乳清蛋白乳化體系比較，添加磷脂后的DWSP-Lec乳化體系、NWSP-Lec乳化體系乳化活性顯著提高、乳滴平均粒徑減小、乳液的ζ-電位值增加，有效阻止了乳滴絮凝聚集乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)，DWSP-Lec乳液穩(wěn)定性高于NWSP-Lec乳液，這可能是熱處理后大豆乳清蛋白分子發(fā)生折疊，包埋于蛋白內(nèi)部的疏水基團(tuán)及巰基暴露從而增強(qiáng)大豆乳清蛋白與Lec間的疏水交互作用，大豆乳清蛋白-磷脂的協(xié)同作用使其乳化活性增強(qiáng)，乳液更趨于穩(wěn)定。

大豆乳清蛋白；磷脂；乳液、乳化性；粒徑分布

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的飛速發(fā)展和人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，大豆乳清廢水的開發(fā)利用逐漸得到重視，同時，大豆乳清廢水中的部分生理活性物質(zhì)也逐漸受到關(guān)注與研究。大豆乳清蛋白是大豆乳清廢水中的重要組分，含有多種生物活性物質(zhì)；其中，胰蛋白抑制劑(尤其是Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制劑)具有顯著的抑癌活性[1]。胰蛋白酶抑制劑能抑制某些癌基因的表達(dá)及降低誘癌因素引起的基因表達(dá)擴(kuò)增[2]，可抑制鱗狀細(xì)胞癌、結(jié)腸癌、腺癌、血管肉瘤等多種類型的腫瘤[3]。大豆乳清蛋白不僅擁有上述諸多生理功能特性，還具有一定的加工功能特性。LASSISSI[4]通過超濾技術(shù)把大豆乳清蛋白按照分子質(zhì)量分為<5、>5、>10、>50 kDa，研究發(fā)現(xiàn)大豆乳清蛋白分子質(zhì)量>5 kDa時均具有良好的起泡性，但是，僅分子質(zhì)量>50 kDa時，才具有一定乳化穩(wěn)定性。江連洲等[5]研究了利用膜分離技術(shù)提取的大豆乳清蛋白的功能特性,發(fā)現(xiàn)大豆乳清蛋白具有較好的溶解性及起泡性，但乳化性及穩(wěn)定性較低。天然的大豆乳清蛋白的功能特性很難滿足所有加工需求，因此常需要對蛋白進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?。楊曉泉等[6]研究發(fā)現(xiàn)，過熱處理大豆乳清蛋白會產(chǎn)生可溶性聚集體，該聚集體可改善大豆乳清蛋白乳液的穩(wěn)定性。PALAZOLO等[7]研究發(fā)現(xiàn),加熱處理后大豆乳清蛋白乳液水合作用增強(qiáng)并產(chǎn)生類似凝膠的結(jié)構(gòu)從而提高了乳液的儲存穩(wěn)定性。

磷脂是一種天然表面活性劑，具有優(yōu)良的乳化性、擴(kuò)散性和浸潤性。磷脂酰膽堿分子與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的疏水區(qū)域通過疏水作用相互結(jié)合形成的磷脂-蛋白二元復(fù)合物在穩(wěn)定乳濁液方面有協(xié)同促進(jìn)的作用[8]。BARBANA等[9]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)與磷脂間的相互作用影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及乳液界面特性，進(jìn)而增強(qiáng)了其乳化能力，并影響到蛋白質(zhì)的微膠囊化性質(zhì)。COMAS等[10]研究發(fā)現(xiàn),在SPI與磷脂(Lec)復(fù)合后形成的NSI-Lec與DSI-Lec復(fù)合物中，磷脂的存在促進(jìn)了乳濁液初始階段形成高密度的小而低絮凝的顆粒，因此降低了乳化分層速率，乳濁液很穩(wěn)定。然而目前對于大豆乳清蛋白乳液乳化穩(wěn)定性的機(jī)理及磷脂對大豆乳清蛋白乳液穩(wěn)定性的影響研究尚不明確，有待深入的研究。本研究以非變性大豆乳清蛋白(NWSP)及熱變性大豆乳清蛋白(DWSP)為研究對象，探究了磷脂(Lec)對NWSP乳液、DWSP乳液的穩(wěn)定性的影響，通過對大豆乳清蛋白水包油型乳化體系中蛋白的表面疏水性、乳化活性、乳化穩(wěn)定性、粒徑分布、ζ-電位、微觀結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行表征與分析，探究大豆乳清蛋白乳液的穩(wěn)定性變規(guī)律，明確磷脂與大豆乳清蛋白間相互作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究中心；葵花油，哈爾濱家樂福超市；磷脂，上?？笊锛夹g(shù)有限公司；電泳SDS-PAGE凝膠制備試劑盒，北京索萊寶科技有限公司；正己烷、NaOH、HCl、(NH4)2SO4、H3PO4、SDS等試劑均為分析純。

pH S-25酸度計，上海偉業(yè)儀器廠；FD5-3型冷凍干燥機(jī)，美國SIM公司；CS910型薄層掃描儀；電子分析天平，梅勒特-托利多儀器(上海)有限公司；電泳儀，北京六一儀器廠；PALS-Zeta電位儀，美國布魯克海文儀器公司；Mastersize2000激光粒度分析儀，英國馬爾文公司；ZEISSLSM700激光共聚焦顯微鏡，德國蔡司公司；Allegra64R臺式高速冷凍離心機(jī)，美國貝克曼公司；T18basic高速乳化均質(zhì)機(jī)，英國IKA公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大豆乳清蛋白的制備

大豆乳清蛋白的制備采用GONZALO的方法[11]并作了部分修改，原料大豆50 ℃烘干脫皮后進(jìn)行粉碎60目過篩后按1∶3質(zhì)量比例(豆粉∶溶劑)加入正己烷，放在磁力攪拌器上攪拌60 min后；用低速離心機(jī)離心(4 000×g，15 min)。重復(fù)脫脂浸提3次以上，將沉淀物置于通風(fēng)廚中至正己烷完全揮發(fā)。脫脂豆粉室溫下溶于水并調(diào)至pH 8.0，浸提2 h后離心(104 000×g，15 min，20 ℃)，取上清液調(diào)節(jié)pH值至4.5，靜置沉降后離心(104 000×g，15 min，4 ℃)，取上清液調(diào)pH值至8.0后離心分離(104 000×g，15 min，20 ℃)得澄清透明上清液，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的(NH4)2SO4飽和溶液沉淀離心(124 000×g，15 min，20 ℃)，沉淀水洗兩次后4 ℃透析24 h，冷凍干燥可得非變性大豆乳清蛋白(NWSP)。將NWSP溶解在pH 7.0的磷酸緩沖溶液中，70 ℃加熱處理5 min后，再經(jīng)冷凍干燥可得變性大豆乳清蛋白(DWSP)。

1.2.2 凝膠電泳

采用KASRAN的方法[12]，并作了部分修改。分離膠濃度(12%)，濃縮膠(4%)，上樣量為15 μL電泳結(jié)束后，進(jìn)行固定、染色、脫色。用Quantity-one軟件進(jìn)行處理分析。

1.2.3 乳液的制備

大豆乳清蛋白乳液的制備：取0.18 g不同大豆乳清蛋白分別溶于18 mL磷酸緩沖溶液(pH 7)中，混合攪拌2 h至完全溶解后加入2 mL葵花籽油在高速均質(zhì)機(jī)20 000 r/min條件下均質(zhì)2 min。

磷脂乳液的制備：取0.18 g不同大豆乳清蛋白分別溶于18 mL磷酸緩沖溶液(pH 7)中，混合攪拌2h至完全溶解后加入2 mL葵花籽油在高速均質(zhì)機(jī)20 000 r/min條件下均質(zhì)2 min。

大豆乳清蛋白-磷脂復(fù)合乳化體系的制備：m(大豆乳清蛋白)∶m(磷脂)=10∶1，將大豆乳清蛋白、磷脂溶解在pH 7的磷酸緩沖液中[10]。在常溫下磁力攪拌2 h，加入一定量的葵花油(油相體積10%)，在20 000 r/min條件下高速均質(zhì)2 min[13]。

1.2.4 表面疏水性的測定

參考KATO等[14]的方法，采用ANS熒光探針法測定蛋白表面疏水性。稱取0.05 g蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)-磷脂樣品溶于100 mL磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L ，pH 7.0)中，攪拌1 h后在10 000×g的速度下離心30 min，用Lowry法測定上清液的蛋白質(zhì)濃度，再用磷酸鹽緩沖液對溶液進(jìn)行梯度稀釋，終濃度控制在0.005～0.5 mol/mL，每3 mL溶液中加入60 μL的ANS溶液(8 mmol/L)，充分混合后避光靜置5 min，測定熒光強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)中激發(fā)波長選取390 nm，發(fā)射波長選取470 nm，夾縫10 nm。以蛋白質(zhì)濃度為X值，熒光強(qiáng)度為Y值作圖，初始段斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù)(So)。

1.2.5 乳化特性及乳化穩(wěn)定性

乳化性的測定參考MOLINA[15]等的實(shí)驗(yàn)方法并作部分修改。將均質(zhì)后的乳狀液立即用0.1%的SDS溶液稀釋數(shù)倍，在500 nm波長的紫外分光光度計測定吸光值計算乳化活性指數(shù)(EAI)，靜置10 min后測定吸光值計算乳化穩(wěn)定性(ESI)，如公式(1)、(2)。

(1)

(2)

式中：T=2.303；N，稀釋倍數(shù)(300)；ρ,乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白質(zhì)濃度，g/mL；φ,乳化液中油相體積分?jǐn)?shù)(0.1)；A0，0min時吸光值；A10，10min時吸光值。

所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為3次測定值的平均值。

1.2.6 乳液ζ-電位測定

根據(jù)Crudden的測定方法[16]，采用ζ-電位儀測定乳液的ζ-電位。將乳液樣品用0.0 2 mol/L的磷酸緩沖液(pH 7.0)稀釋溶液，上樣體積為1 mL，測定溫度為25 ℃。重復(fù)3次平行測量，計算平均值為測定值。

1.2.7 乳液粒徑分布的測定

利用Mastersize 2000激光粒度分析儀測定乳狀液的粒度分布，在室溫下進(jìn)行測定。參數(shù)設(shè)置為：分散劑∶水；顆粒折射率：1.520；顆粒吸收率：0.001；分散劑折射率：1.330。乳液液滴的平均粒徑采用體積平均直徑D(4,3)來表示，每個樣品做3次平行[17]。

1.2.8 乳液激光共聚焦測定(CLSM)

采用ZEISSLSM700激光共聚焦顯微鏡(CLSM)對乳液的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。吸取15 mL乳液樣品與40 μL的熒光染料(0.1 g/L尼羅紅和1 g/L尼羅藍(lán))混合后，取40μL滴加到帶有凹槽的玻璃載玻片上。使用40倍的物鏡對乳液的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，并且利用Ar/Kr和He/Ne雙通道激光模式采集圖像，激發(fā)波長分別為488 nm和633 nm[18]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本文的所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行了3次平行樣測定，圖表均采用采用SAS(statistics analysis system7.0)軟件對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計、分析，ORIGIN8.6軟件繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 凝膠電泳結(jié)果分析

電泳圖譜是分析蛋白質(zhì)組成成分的重要手段，通過SDS-PAGE可得知大豆乳清蛋白的分子質(zhì)量及其分布(見圖1)。

圖1 大豆乳清蛋白電泳圖Fig.1 Electrophoresis figure of soybean whey protein

從圖1的帶譜中可以看出，樣品蛋白純度相對較高，大豆乳清蛋白樣品的主要成分是脂肪氧化酶(102 kDa)、β-淀粉酶(61.7 kDa)、大豆凝集素(33 kDa)、Kunitz型胰蛋白酶抑制劑(KTI,20 kDa)和Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制劑(BBI,7.9 kDa)。結(jié)果與SORGENTINI等[19]的研究結(jié)果基本吻合。利用Quantity-one軟件定量分析SDS-PAGE泳道的各條帶可知胰蛋白酶抑制劑相對含量為61.4%，大豆凝集素相對含量為18.5%。可見樣品的主要成分為胰蛋白酶抑制劑、大豆凝集素。

2.2 大豆乳清蛋白表面疏水性測定

蛋白質(zhì)作為一種乳化劑，含有親水和親油的兩親結(jié)構(gòu)，通常多數(shù)蛋白質(zhì)的極性氨基酸分布在分子表面，非極性氨基酸多分布在分子內(nèi)部。然而蛋白質(zhì)表面也存在一些疏水基團(tuán)，因此使蛋白質(zhì)具有表面疏水性。蛋白質(zhì)的表面疏水性對其功能特性的發(fā)揮比整體疏水性更重要[20]。這些疏水基團(tuán)暴露于蛋白質(zhì)表面不但對蛋白質(zhì)的功能性起重要作用，而且對蛋白質(zhì)-磷脂交互作用起重要作用。為了更好地了解磷脂對蛋白質(zhì)表面疏水性的影響，對磷脂作用前后大豆乳清蛋白的表面疏水性進(jìn)行了測定。蛋白質(zhì)表面疏水性的測定結(jié)果如圖2，熱變性大豆乳清蛋白(DWSP)表面疏水性(579±13.24)大于未變性大豆乳清蛋白(339±3.61)，熱處理后大豆乳清蛋白的表面疏水性顯著增加。PALAZOLO[21]研究得到相似結(jié)果，并推測熱處理后蛋白質(zhì)分子發(fā)生去折疊，導(dǎo)致處于內(nèi)部的疏水基團(tuán)的暴露，表面疏水性提高。蛋白質(zhì)與磷脂作用后，NWSP和DWSP的表面疏水性都有不同程度的降低，這是由于磷脂與蛋白質(zhì)發(fā)生了疏水作用結(jié)合[22]。HE[23]指出磷脂與蛋白質(zhì)作用會導(dǎo)致蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的折疊，使疏水基團(tuán)進(jìn)行包埋，因此表面疏水性下降。蛋白質(zhì)經(jīng)熱變性后蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致表面疏水性增加，進(jìn)而提高了大豆乳清蛋白質(zhì)-磷脂相互作用。

圖2 磷脂對大豆蛋白表面疏水性的影響Fig.2 The surface hydrophobicity of native proteins and denatured proteins in the absence or presence of lecithin

2.3 乳化活性及穩(wěn)定性分析

乳化活性(EAI)和乳化穩(wěn)定性(ESI)是評價蛋白質(zhì)乳化體系乳化特性的主要指標(biāo)。乳化活性是指蛋白質(zhì)形成乳濁液的能力，乳化穩(wěn)定性是指蛋白質(zhì)保持乳液穩(wěn)定，在一定時間內(nèi)沒有出現(xiàn)乳液分層、絮凝的能力[24-25]。圖3顯示，未變性大豆乳清蛋白(NWSP)乳化活性約為18.76 m2/g，低于熱變性大豆乳清蛋白(DWSP)的乳化活性20.26 m2/g，這與PALAZOLO等[7]研究結(jié)果相同。磷脂(Lec)分子中含有的親水親油基團(tuán)，是一種天然的乳化活性物質(zhì)。DWSP-Lec乳液乳化活性值為35.67 m2/g，乳化穩(wěn)定性為213.45 min。NWSP-Lec乳液乳化活性值為29.85 m2/g，乳化穩(wěn)定性為198.78 min。DWSP乳液的乳化穩(wěn)定性明顯優(yōu)于NWSP乳液，熱變性處理可以改變蛋白原有空間結(jié)構(gòu)，從而增加其界面活性，加快其吸附到界面的速度，明顯改善大豆乳清蛋白的界面特性和乳液穩(wěn)定性[26]。與NWSP乳液、DWSP乳液比較，NWSP-Lec乳液、DWSP-Lec乳液的乳化活性與乳化穩(wěn)定性都有明顯提升。這可能是由于乳化體系中添加磷脂后，蛋白、磷脂分子間存在疏水作用和氫鍵等作用力，大豆乳清蛋白-磷脂交互協(xié)同作用降低乳液的界面張力，提高了乳液體系的穩(wěn)定性[27-28]。DWSP-Lec乳液的穩(wěn)定性高于NWSP-Lec乳液，這可能是由于熱處理后大豆乳清蛋白原始空間結(jié)構(gòu)變化，包埋于蛋白內(nèi)部的疏水基團(tuán)及巰基暴露從而增強(qiáng)大豆乳清蛋白與Lec間的疏水交互作用，大豆乳清蛋白-磷脂的協(xié)同作用使其乳化活性增強(qiáng)，乳液更趨于穩(wěn)定。

圖3 大豆乳清蛋白乳液乳化活性及穩(wěn)定性Fig.3 Emulsifying activity and stability of the soybean whey protein emulsions

2.4 乳液ζ-電位分析

ζ-電位為內(nèi)相與流體穩(wěn)定層之間的電位差，用來衡量膠體顆粒之間的電荷排斥作用，是表征乳液穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)[29]。圖4顯示了不同WSP水包油乳液的ζ-電位值變化情況，pH>pI時，蛋白質(zhì)呈電負(fù)性。WSP乳液體系中ζ-電位值為-21.24 mV，NWSP乳液體系中ζ-電位值為-16.52 mV，Lec乳液體系中ζ-電位值為-24.48 mV。乳滴的ζ-電位(正或負(fù))絕對值越高顆粒間排斥力越大，體系越趨向于穩(wěn)定，反之，ζ-電位絕對值越低,體系中顆粒由于排斥力較小越傾向于凝結(jié)或聚集[30]。磷脂加入可以顯著增加乳液的負(fù)電性，NWSP-Lec乳液體系、DWSP-Lec乳液體系ζ-電位值明顯較低，NWSP-Lec乳液體系ζ-電位值為-31.57 mV，DWSP-Lec乳液體系ζ-電位值為-38.32 mV。磷脂對大豆乳清蛋白的修飾作用直接影響了蛋白表面的電荷分布，電荷的改變導(dǎo)致溶液中蛋白特性的改變，乳液中蛋白表面電負(fù)性增強(qiáng)，乳滴間斥力增加[8]。ζ-電位值增大可有效降低游離巰基之間的反應(yīng)幾率，提高乳狀液的穩(wěn)定性[31]。ζ-電位值的測量結(jié)果ESI的結(jié)果相一致，DWSP-Lec乳液體系的ζ-電位值最大，乳液的穩(wěn)定性最好。

圖4 大豆乳清蛋白水包油乳液ζ-電位圖Fig.4 The ζ-potential of whey protein soybean oil in water emulsion

2.5 乳液粒徑分布分析

圖5 大豆乳清蛋白水包油乳液體積平均粒徑分布Fig.5 The volume average particle size distribution of soybean whey protein oil-in-water emulsions

利用動態(tài)光散射技術(shù)研究不同大豆乳清蛋白水包油型(O/W)乳液液滴粒度分布情況，并用體積平均粒徑D(4,3)作為衡量乳液液滴聚集程度指標(biāo)。從圖5可以看出，不同大豆乳清蛋白乳液粒徑分布曲線呈雙峰分布現(xiàn)象，這與李楊等[32]的研究結(jié)果一致。小峰粒徑分布范圍為0.3～2.2 μm，大峰粒徑分布范圍為6.4～73 μm。雙峰的出現(xiàn)表明乳狀液的粒徑大小分布不均勻，這可能是由于均質(zhì)不均勻引起的，也可能是由于均質(zhì)后部分小乳滴聚集、融合產(chǎn)生體積較大的乳滴造成的。與DWSP、NWSP、Lec等乳液相比，DWSP-Lec乳液、NWSP-Lec乳液粒徑曲線中小峰面積較大，峰值跨度變窄，峰值位置有向左平移的趨勢，乳液的體積平均粒徑D(4,3)也相對較小，DWSP-Lec乳液的D(4,3)值為13.212 μm，NWSP-Lec乳液的D(4,3)值為16.403 μm。與DWSP-Lec乳液、NWSP-Lec乳液相比，DWSP、NWSP、Lec等乳液的粒徑分布存在向大粒徑方向遷移的現(xiàn)象。D(4,3)值較大，DWSP乳液的D(4,3)值為31.043 μm，NWSP乳液的D(4,3)值為35.151 μm，Lec乳液的D(4,3)值為22.176 μm。這可能是DWSP、NWSP、Lec等純物質(zhì)的乳化活性不足，不能長期維持乳滴界面穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，乳滴發(fā)生了絮凝、聚集而導(dǎo)致粒徑增大。從各種大豆乳清蛋白水包油乳液的粒徑分布及乳狀液的負(fù)ζ-電位可以看出，乳滴的粒徑越小，ζ-電位值越大，乳滴間的靜電排斥作用越強(qiáng)，乳液的越不容易發(fā)生絮凝、聚集等現(xiàn)象，從而提高乳液的穩(wěn)定性。

2.5 乳液激光共聚焦微觀分析

采用CSLM觀察乳狀液的微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合乳滴粒徑分布曲線分析可以比較準(zhǔn)確的反映乳狀液的微觀結(jié)構(gòu)和分布狀態(tài)[33]。觀測結(jié)果如圖6所示，脂質(zhì)被尼羅紅染成紅色，蛋白被尼羅藍(lán)染成綠色。不同大豆乳清蛋白乳液、磷脂乳液的乳滴大小不一，這與乳滴粒徑曲線雙峰分布結(jié)果一致。DWSP乳液、NWSP乳液中乳滴間聚集現(xiàn)象嚴(yán)重，并出現(xiàn)體積較大的液滴。這可能是小乳滴界面不足以被蛋白完全覆蓋,因而小液滴之間發(fā)生聚集生長現(xiàn)象[34]。NWSP乳滴體積最大，乳液的穩(wěn)定性最差。Lec形成的乳狀液含有許多大液滴和小液滴的絮凝體，且粒徑分布非常廣。蛋白乳液中添加Lec后，DWSP-Lec乳液、NWSP-Lec乳液中乳滴體積均較小，乳滴呈相對均勻狀態(tài)分布，沒有出現(xiàn)明顯的絮凝、聚集現(xiàn)象，乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)。這可能是由于磷脂、大豆乳清蛋白間協(xié)同作用提高了大豆乳清蛋白-磷脂的乳化活性，能夠完全覆蓋均質(zhì)過程中形成的小液滴的界面,形成了穩(wěn)定的乳狀液。圖6中NWSP-Lec-1是NWSP-Lec乳液的局部放大圖，圖DWSP-Lec-1是DWSP-Lec乳液的局部放大圖，從而可以較直觀的觀測乳液微觀結(jié)構(gòu)，乳液中脂滴被蛋白緊緊包裹。圖6中的DWSP-Lec-1圖顯示，乳滴間距離增大，更多的蛋白被吸附到界面，界面膜厚度明顯增加，乳液更趨于穩(wěn)定。這可能是DWSP與磷脂間存在更強(qiáng)疏水交互作用，也可能是DWSP-Lec乳滴的水合作較強(qiáng)使乳液更趨于穩(wěn)定。

圖6 大豆乳清蛋白水包油乳液的CSLM圖Fig.6 CSLM pictures of soybean whey protein oil-in-water emulsions

3 結(jié)論

通過對大豆乳清蛋白水包油(O/W)型乳化體系，研究發(fā)現(xiàn)，與NWSP乳液比較，熱變性處理的DWSP乳液乳化活性及穩(wěn)定性增強(qiáng)。這可能是由于熱處理后蛋白結(jié)構(gòu)變性包埋于內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露，表面疏水性增加從而增強(qiáng)了其表面活性。加入磷脂后，乳液的穩(wěn)定性增加。這是由于磷脂加入顯著降低乳液的粒徑，增加乳液ζ-電位值，乳滴間靜電斥力增加，也可能是由于大豆乳清蛋白、磷脂間的疏水交互作用，使其乳化活性增加，改變了蛋白的界面活性，從而提高了乳液的穩(wěn)定性。熱變性處理DWSP-Lec乳液穩(wěn)定性強(qiáng)于NWSP-Lec乳液這可能是由于熱處理后包埋于蛋白內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露出來，與磷脂間的疏水作用增強(qiáng)。從而增強(qiáng)了其界面活性。

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Effect of phospholipids on the emulsifying properties of soy whey protein

HAN Tian-xiang, LI Yang, BI Shuang, SUI Xiao-nan, WU Yan-hua,WANG Zhong-jiang, JIANG Lian-zhou, WANG Xi-bo*

(Northeast Agricultural University College of Food Science and technology, Harbin 150030, China)

The author studied the nature soybean whey protein (NWSP) and denatured soy whey protein (DWSP) and analyzed the effect of lecithin (Lec) on the emulsion system of soybean whey protein. Furthermore, the emulsifying activity, emulsion stability, surface hydrophobicity of soybean whey protein, ζ-potential, particle size distribution, and laser scanning confocal microscopy of soybean whey protein emulsions were studied before and after lecithin added. The results indicated that comparing with soybean whey protein emulsification system, the emulsifying activity of DWSP-Lec and NWSP-Lec significantly increased, the emulsion particle size distribution span become more narrow, emulsion droplet average particle size decreased; however, the emulsion of ζ-potential value increased, the electrostatic repulsion between emulsion droplet increased. All these effectively prevented the phenomenon such as flocculation, aggregation, and improve the emulsion stability. DWSP-Lec emulsion is more stable than NWSP-Lec emulsion. This may be due to the structural changes of soybean whey protein after heat treatment, and the hydrophobic groups embedded in the protein are exposed and enhanced hydrophobic interaction between whey protein and phospholipid. Synergistic effect between soybean whey protein and lecithin enhanced the emulsifying activity and stabilized the emulsion.

soybean whey protein; lecithin; emulsion; emulsibility; particle size distribution

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201702003

碩士研究生(王喜波副教授為通訊作者，E-mail：wangxibo@yahoo.cn)。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31571876)；國家科技支撐計劃課題(2014BAD22B01)；國家“863”計劃(2013AA102104)；霍英東基金(151032)；國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)(CARS-04-PS25)；黑龍江省普通本科高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃(UNPYSCT-201511)

2016-04-26，改回日期：2016-08-15