李慧娜，田少君，章紹兵

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001)

大豆分離蛋白和濃縮蛋白乳液體系穩(wěn)定性的比較

李慧娜，田少君*，章紹兵

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001)

用正交試驗(yàn)法研究大豆分離蛋白（SPI）和濃縮蛋白（SPC）乳狀液的最佳制備工藝條件，探討了不同蛋白質(zhì)量濃度、油體積分?jǐn)?shù)、剪切時(shí)間、均質(zhì)強(qiáng)度等條件對體系穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：在蛋白質(zhì)量濃度為5 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為25%、剪切時(shí)間為30 s、均質(zhì)強(qiáng)度為200 Pa時(shí)SPI乳狀液穩(wěn)定性系數(shù)最高為91.66%；在蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為15%，剪切時(shí)間為120 s、均質(zhì)強(qiáng)度為500 Pa時(shí)SPC乳狀液穩(wěn)定性系數(shù)最高為60.17%。分析兩種乳液體系的穩(wěn)定性及儲(chǔ)藏期間的絮凝情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)任意蛋白質(zhì)量濃度SPI乳液4℃儲(chǔ)藏16 d均無乳析分層、絮凝現(xiàn)象，蛋白質(zhì)量濃度低于3 g/100 mL時(shí)SPC乳液開始發(fā)生不同程度的分層、絮凝現(xiàn)象，且蛋白質(zhì)量濃度越低乳液絮凝越嚴(yán)重；相同蛋白質(zhì)量濃度時(shí)，SPI乳液粒徑均小于SPC，最佳制備工藝條件下SPI乳液粒徑為281.2 nm，zeta電位為-33.9 mV，SPC乳液粒徑為600.2 nm，zeta電位為-26.2 mV，較小的粒徑和較大的電位絕對值是SPI乳狀液穩(wěn)定性高于SPC的主要原因。

大豆蛋白乳液體系；正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)；穩(wěn)定性分析

0 引言

大豆分離蛋白（SPI）和濃縮蛋白（SPC）是食品體系中常用的兩種天然乳化劑，含有大量對人體有益的必需脂肪酸、磷脂和鈣、磷等礦物質(zhì)以及8種必需氨基酸，其氨基酸組成與動(dòng)物蛋白接近，且消化利用率高達(dá)90%以上，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，是為數(shù)不多的可替代動(dòng)物蛋白的優(yōu)質(zhì)植物蛋白[1]。臨床研究表明，大豆蛋白具有良好的生理保健功能，在降低血液膽固醇、防止骨質(zhì)疏松、治療腎臟病、抗高血壓等方面具有顯著功效[2]。

大豆蛋白不僅營養(yǎng)價(jià)值高，且乳化性和凝膠性能良好，被用于制備乳狀液體系[3]。以脫脂大豆蛋白、油、水制得的乳狀液營養(yǎng)價(jià)值豐富、無豆腥味且方便人們食用，在食品體系如沙拉醬、蛋黃醬等調(diào)味醬中應(yīng)用廣泛。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)有部分學(xué)者開展了以脫脂后的粉狀植物蛋白為原料制備乳狀液的研究，普遍存在的問題是乳液穩(wěn)定性較差，在儲(chǔ)藏期間容易出現(xiàn)分層、絮凝等現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品貨架期短，限制了其在食品領(lǐng)域的推廣應(yīng)用[4]。乳液的制備工藝對其穩(wěn)定性具有決定性的作用，因此本研究對兩種大豆蛋白乳液的制備工藝進(jìn)行了探索，采用正交試驗(yàn)優(yōu)選出最佳制備條件，并進(jìn)一步測定比較兩種乳液體系的穩(wěn)定性，包括粒徑、電位以及儲(chǔ)藏期間的乳析、絮凝狀態(tài)，旨在為乳液的制備及應(yīng)用提供客觀的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

大豆分離蛋白、大豆?jié)饪s蛋白：市售（其中蛋白含量分別為90.51%、68.59%），大豆油：山東萬德福實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司。

十二烷基硫酸鈉（SDS）、疊氮鈉、磷酸鹽緩沖液等：分析純，天津市科密歐試劑有限公司。

1.1.2 儀器

高速剪切乳化機(jī)：德國FLUKO流體機(jī)械制造公司；ATS-Basic高壓均質(zhì)機(jī)：德國ATS儀器公司；磁力攪拌器：上海維誠儀器有限公司；恒溫水浴振蕩器：金壇華峰儀器有限公司；高速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；722S可見分光光度計(jì)：上海儀電分析儀器有限公司；激光粒度儀：英國Malvern Instruments Ltd.；BT-1600圖像顆粒分析儀：丹東市百特儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 大豆蛋白乳狀液制備工藝流程

大豆蛋白→加水調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)量濃度→室溫下磁力攪拌2 h→70℃恒溫水浴振蕩40 min→4℃水化過夜→加大豆油→高速剪切→高壓均質(zhì)。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在兩種大豆蛋白乳狀液的制備過程中，很多因素影響其穩(wěn)定性，經(jīng)單因素試驗(yàn)，選定蛋白質(zhì)量濃度、剪切時(shí)間、均質(zhì)強(qiáng)度、油的體積分?jǐn)?shù)為主要影響因素。每種因素選擇3個(gè)水平，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案制備大豆蛋白乳狀液。測定最佳工藝條件下制備的兩種大豆蛋白乳狀液的穩(wěn)定性以及儲(chǔ)藏期間的絮凝狀態(tài)，包括乳液的粒徑、zeta電位、乳析指數(shù)以及微觀結(jié)構(gòu)。

1.2.3 乳狀液穩(wěn)定性指標(biāo)測定

1.2.3.1 乳狀液穩(wěn)定系數(shù)

在2 mL圓底離心管中準(zhǔn)確加入2 mL乳狀液，以4 000 r/min離心30 min，在距離心管底部1 cm處取樣，采用濁度法測定吸光度（A500nm）[5]。

式中：A0為離心前乳狀液吸光度；At為離心后乳狀液吸光度。

1.2.3.2 粒徑

采用激光粒度儀測定乳液粒徑，根據(jù)Chanamai等[6]的方法，略有改動(dòng)。吸取10 μL大豆蛋白乳液樣品，以蒸餾水將乳液稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%，以乳液粒度分布和平均粒徑為指標(biāo)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，每個(gè)樣品重復(fù)測量3次取平均值。

1.2.3.3 zeta電位

將乳液用蒸餾水稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%，根據(jù)Chanamai等[6]的方法，略有改動(dòng)。采用激光粒度儀測定乳液油滴的電位大小。測定溫度為25℃，每個(gè)樣品重復(fù)測量3次取平均值。

1.2.3.4 乳析指數(shù)

乳析指數(shù)根據(jù)Soleimanpour等[7]的方法，略有改動(dòng)。取50 mL新制乳液于平底試管中，密封儲(chǔ)存于4℃，觀察并記錄乳液在14 d內(nèi)乳液析出清液的高度（Ht）以及乳液總高度（H），每個(gè)樣品重復(fù)測量3次取平均值。乳析指數(shù)（CI）計(jì)算公式如下：

1.2.3.5 微觀結(jié)構(gòu)

將新制備的乳狀液儲(chǔ)存于4℃，16 d后取出一定量的乳狀液，用蒸餾水稀釋1 000倍，用圖像顆粒分析儀放大400倍，觀察并分析乳狀液的顆粒分布。

2 結(jié)果與討論

2.1 兩種大豆蛋白乳液體系制備單因素試驗(yàn)

2.1.1 蛋白質(zhì)量濃度對乳液穩(wěn)定性的影響

在油體積分?jǐn)?shù)為20%、剪切時(shí)間為30 s、均質(zhì)強(qiáng)度為300 Pa下,考察蛋白質(zhì)量濃度對兩種乳液體系穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 蛋白質(zhì)量濃度對乳液穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effect of protein mass concentration on emulsion stability

由圖1可看出，隨著蛋白質(zhì)量濃度的增加，大豆?jié)饪s蛋白和分離蛋白乳狀液的穩(wěn)定性呈先上升后下降的趨勢，二者均在蛋白用量為4 g/100 mL時(shí)，乳狀液穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到最大，因此選擇4 g/100 mL為制備乳狀液的最佳蛋白添加量。蛋白用量是影響乳狀液穩(wěn)定性的重要因素之一，在乳狀液的形成過程中，蛋白質(zhì)迅速吸附在油水界面，降低兩相的界面張力，促進(jìn)乳狀液液滴的形成，并起到油滴保護(hù)膜的作用，防止油滴被破壞，使乳狀液處于穩(wěn)定狀態(tài)[8]。因此隨蛋白質(zhì)量濃度的增加，乳狀液穩(wěn)定性增加，但當(dāng)達(dá)到蛋白的飽和濃度后，多余的蛋白由于彼此間的電荷排斥反而會(huì)破壞乳狀液的穩(wěn)定性[9]。SPI較SPC乳液離心穩(wěn)定性更高，主要因?yàn)楹笳吆懈嗟姆堑鞍捉M分（不溶性碳水化合物），這些不溶物影響SPC溶解性導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降；且醇法制備SPC過程也導(dǎo)致其功能性較差。

2.1.2 均質(zhì)強(qiáng)度對乳液穩(wěn)定性的影響

在蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為20%、剪切時(shí)間為30 s下，考察均質(zhì)強(qiáng)度對兩種乳液體系穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖2。

由圖2可看出，隨著均質(zhì)強(qiáng)度的增加，SPI乳狀液的穩(wěn)定性呈上升趨勢，但當(dāng)均質(zhì)強(qiáng)度達(dá)到300 Pa以后對穩(wěn)定性的影響變小，乳狀液穩(wěn)定性系數(shù)趨于不變或輕微下降。而SPC乳狀液則在500 Pa時(shí)達(dá)到最大，同時(shí)考慮到均質(zhì)強(qiáng)度的增加將帶來熱能消耗以及對設(shè)備要求的提高，因此選擇300和500 Pa分別為SPI和SPC乳狀液制備的最佳均質(zhì)強(qiáng)度。高壓均質(zhì)制備的乳狀液具有較高的穩(wěn)定性，一方面，可以歸因于高壓均質(zhì)將乳液充分打散成小液滴，降低了乳液的粒徑，并為液滴提供足夠的排斥阻力，防止乳液的聚集；另一方面，楊盛楠等[10]研究發(fā)現(xiàn)，高壓能改善SPI乳液的穩(wěn)定性，但均質(zhì)壓力過高時(shí)，穩(wěn)定性不再發(fā)生較大變化，因?yàn)檫m度的高壓處理能促進(jìn)大豆蛋白結(jié)構(gòu)展開，但均質(zhì)壓力過高反而會(huì)使疏水基團(tuán)暴露，導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生一定程度的聚集。

2.1.3 剪切時(shí)間對乳液穩(wěn)定性的影響

圖2 均質(zhì)強(qiáng)度對乳液穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effect of homogeneous strength on emulsion stability

在蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為20%、均質(zhì)強(qiáng)度為300 Pa下,考察剪切時(shí)間對兩種乳液體系穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3可看出，隨著剪切時(shí)間的增加，乳狀液的穩(wěn)定性呈先上升后下降趨勢，SPI和SPC乳狀液穩(wěn)定性系數(shù)分別在1 min和2 min時(shí)達(dá)到最大。油水兩相在高速剪切作用下使油滴碰撞，油滴分散和聚結(jié)同時(shí)發(fā)生，適度的剪切能將油滴充分分散開來，但剪切時(shí)間過長則會(huì)使分散好的油滴再度聚集，從而使乳狀液穩(wěn)定性下降[11]。因此選擇1 min和2 min分別為制備SPI和SPC乳狀液的最佳剪切時(shí)間。

2.1.4 油體積分?jǐn)?shù)對乳液穩(wěn)定性的影響

在蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL、剪切時(shí)間為30 s、均質(zhì)強(qiáng)度為300 Pa下,考察油體積分?jǐn)?shù)對兩種乳液體系穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖4。

圖3 剪切時(shí)間對乳液穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of shear time on emulsion stability

圖4 油體積分?jǐn)?shù)對乳液穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effect of oil volume fraction on emulsion stability

由圖4可看出，隨著油體積分?jǐn)?shù)即油水比例的增加，SPI體系穩(wěn)定性整體呈上升趨勢，SPC乳液穩(wěn)定性則先上升后下降，二者均在油體積分?jǐn)?shù)為20%時(shí)達(dá)到最大值。體系中的水相對乳狀液品質(zhì)的影響是極為不利的，水相的稀釋作用導(dǎo)致乳液黏度降低，液滴更容易聚合，乳液穩(wěn)定性下降。而油體積分?jǐn)?shù)的增加，體系黏度增大，有利于蛋白質(zhì)穩(wěn)定油水界面，能起到防止油滴聚集，提高乳狀液穩(wěn)定性的作用[12]。當(dāng)油體積分?jǐn)?shù)高于20%時(shí)，SPC乳液穩(wěn)定性下降較為嚴(yán)重，這主要是因?yàn)镾PC溶解性較差，水中溶解的蛋白不足以穩(wěn)定過多的油脂。油體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20%以后，SPI乳液離心穩(wěn)定性增加不明顯或略有波動(dòng)，因此選擇20%為油最佳添加量。

2.2 正交試驗(yàn)確定乳狀液制備的最佳條件

以上討論了各單因素的影響，但在實(shí)際操作中，還要考慮它們之間的相互交叉影響，因此為了全面考察影響因素，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)，結(jié)果見表1、表 2。

表1 SPI正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 1 Orthogonal design and results of SPI

表2 SPC正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Orthogonal design and results of SPC

通過正交試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理，結(jié)果表明，影響SPI乳狀液穩(wěn)定性的因素主次順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即油體積分?jǐn)?shù)對乳狀液的穩(wěn)定性影響最大，蛋白質(zhì)量濃度和剪切時(shí)間影響次之，均質(zhì)強(qiáng)度影響較小。考察A、B、C、D四因素在3個(gè)水平上的變化，得出SPI乳狀液最佳制備條件為A3B3C2D1，即蛋白質(zhì)量濃度5 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為25%、剪切時(shí)間為30 s、均質(zhì)強(qiáng)度為200 Pa時(shí)SPI乳狀液穩(wěn)定性最高。影響SPC乳狀液穩(wěn)定性的因素主次順序?yàn)锽＞C＞D＞A，即油體積分?jǐn)?shù)對乳狀液的穩(wěn)定性影響最大，剪切時(shí)間和均質(zhì)強(qiáng)度影響次之，蛋白質(zhì)量濃度影響較小?？疾霢、B、C、D四因素在3個(gè)水平上的變化，得出最佳制備條件為A2B1C2D2，即蛋白質(zhì)量濃度4 g/100 mL、油體積分?jǐn)?shù)為15%、剪切時(shí)間為120 s、均質(zhì)強(qiáng)度為500 Pa時(shí)制得的乳狀液穩(wěn)定性最高。

經(jīng)驗(yàn)證，最佳條件下SPI和SPC乳狀液的穩(wěn)定性系數(shù)分別為91.66%和60.17%。

2.3 兩種大豆蛋白乳液體系的穩(wěn)定性分析

2.3.1 粒徑對乳液穩(wěn)定性的影響

由表3與圖5可看出，隨著蛋白質(zhì)量濃度的增加，SPI乳液粒徑逐漸減小，SPC乳液粒徑整體呈先減小后增大趨勢，粒徑顯著高于SPI。結(jié)合圖1，隨蛋白質(zhì)量濃度的增加，兩種乳液體系穩(wěn)定性系數(shù)均先增加后減小，且單因素試驗(yàn)中SPC乳液穩(wěn)定性普遍低于SPI，表明乳液的粒徑與其穩(wěn)定性有一定的相關(guān)性。Masuda等[13]在研究蛋白質(zhì)量濃度對其乳狀液穩(wěn)定性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，乳液平均粒徑隨蛋白質(zhì)量濃度的增高逐漸減小，乳狀液的穩(wěn)定性隨之得到了明顯的改善，這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。粒徑是影響乳狀液穩(wěn)定性的重要因素，油滴越小，乳析速度越慢，乳狀液越穩(wěn)定。與SPI相比，任意濃度SPC乳狀液粒徑均較大，分析原因，可能是醇法SPC在浸出時(shí)由于醇溶液的變性、沉淀作用，蛋白質(zhì)分子發(fā)生了重新構(gòu)造，伴隨自聚集循環(huán)在熵變的驅(qū)動(dòng)下形成了蛋白質(zhì)聚集微粒，使得SPC溶解性和疏水性較低，不利于蛋白質(zhì)在油/水界面的擴(kuò)散和分布，乳液油滴表面吸附的蛋白含量有限[14]。油滴之間的排斥作用主要是靠界面吸附蛋白間的靜電斥力，故SPC乳狀液液滴之間的排斥力較弱，乳液粒徑較大，液滴易聚集，這是SPC乳狀液穩(wěn)定性差于SPI的主要原因，且蛋白質(zhì)量濃度越低、乳液粒徑越大，越易發(fā)生絮凝，這在后面的實(shí)驗(yàn)中也得到了印證。

表3 兩種乳液體系的平均粒徑分布Table 3 Average particle size distribution of the two emulsion systems

圖5 兩種乳液體系粒度分布Fig.5 Particle size distribution of the two emulsion systems

2.3.2 zeta電位對乳液穩(wěn)定性的影響

由圖6可看出，隨著蛋白質(zhì)量濃度的增加，SPI乳液zeta電位絕對值逐漸增大，最大為33.9 mV。結(jié)合圖1與圖5（A），表明乳液穩(wěn)定性與粒徑、電位具有一定的聯(lián)系，粒徑越小、電位絕對值較大時(shí)乳液更容易保持穩(wěn)定。SPC乳液電位絕對值在蛋白質(zhì)量濃度為1～4 g/100 mL時(shí)無顯著差異，在5 g/100 mL時(shí)最小，為26.2 mV。此外，SPI與SPC乳液的zeta電位無顯著差別。一般地，天然蛋白質(zhì)分子自身均帶有可電離的基團(tuán)，當(dāng)處于pH高于其等電點(diǎn)的體系中時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電，低于其等電點(diǎn)時(shí)帶正電。從圖6可看出，中性pH條件下兩種乳液體系的zeta電位均為負(fù)值，與其理論帶有的電荷種類一致。通常認(rèn)為電位大于+30 mV或小于－30 mV時(shí)，液滴是穩(wěn)定的，電位大小主要取決于液滴界面物質(zhì)所帶電荷的多少，而SPI與SPC在其乳液體系中均充當(dāng)乳化劑的作用，經(jīng)剪切乳化和高壓均質(zhì)后吸附于液滴表面，是主要的界面物質(zhì)，因此兩種乳液體系的電位受界面蛋白含量影響，界面蛋白含量越多，液滴之間的靜電斥力越強(qiáng)，乳液電位的絕對值越大，分子之間的排斥擠壓作用使液滴粒徑減小，有效阻止了液滴的聚集[15]。

圖6 蛋白質(zhì)量濃度對乳液zeta電位的影響Fig.6 Effect of protein mass concentration on zeta potential of emulsion

2.4 兩種大豆蛋白乳液體系的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性

在剪切時(shí)間為30 s（120 s）、油體積分?jǐn)?shù)為20%（15%）、均質(zhì)強(qiáng)度為 200 Pa（500 Pa）下，記錄不同質(zhì)量濃度的SPI、SPC乳狀液在4℃條件下16 d內(nèi)的乳析情況，并觀察16 d后乳液的微觀絮凝情況。

2.4.1 乳析指數(shù)

圖7 SPC蛋白質(zhì)量濃度對乳液乳析指數(shù)的影響Fig.7 Effect of protein mass concentration on SPC emulsion creaming index

由圖 7可看出，SPC添加量為 1、2 g/100 mL時(shí)制得的乳狀液在第2天開始出現(xiàn)絮凝，在4 d之后發(fā)生明顯的絮凝，結(jié)合前面實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這兩種乳狀液粒徑普遍高于其他組，液滴間靜電斥力較弱，易發(fā)生聚集，添加3、4 g/100 mL SPC的體系較穩(wěn)定，無明顯分層現(xiàn)象。而SPI乳狀液在實(shí)驗(yàn)濃度下均未發(fā)生分層現(xiàn)象，保持了良好的穩(wěn)定性。從SPI與SPC的制備工藝來看，二者是以脫脂豆粕為原料，均脫除了其中的可溶性碳水化合物，區(qū)別在于SPI又進(jìn)一步通過離心去除了豆粕中的不溶性碳水化合物（cotyledon fibers：子葉纖維）[16]。這些不溶物質(zhì)一方面會(huì)影響SPC的溶解性，另一方面，有研究發(fā)現(xiàn)一些帶電多糖以及許多非離子多糖不能與蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物，被蛋白覆蓋的液滴會(huì)因未被吸附多糖的排斥作用而發(fā)生排斥絮凝和相分離，而纖維素是主要的非離子多糖之一，推測這些不溶性碳水化合物的存在可能是SPC比SPI乳狀液穩(wěn)定性較差的原因之一[17]。

2.4.2 微觀結(jié)構(gòu)

由圖8和圖9可看出，低質(zhì)量濃度SPC（1 g/100 mL）制得的乳狀液在16 d后發(fā)生明顯絮凝，乳液不再是顆粒分明的狀態(tài)，而是彼此聚集粘連成一團(tuán)，SPC蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL時(shí)，乳液基本保持穩(wěn)定，有少量液滴發(fā)生聚集現(xiàn)象。添加SPI的乳液體系相對穩(wěn)定，蛋白質(zhì)量濃度即使為1 g/100 mL，乳液也能呈現(xiàn)顆粒分明的狀態(tài)，只有少量液滴出現(xiàn)聚集、粘連現(xiàn)象，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到4 g/100 mL時(shí)，乳液體系尤為穩(wěn)定，液滴分散均勻，大小均一，未發(fā)生聚集現(xiàn)象，這與乳液的乳析分層指數(shù)結(jié)果一致，從微觀角度證實(shí)了前面蛋白質(zhì)量濃度越高乳液越穩(wěn)定的結(jié)論，以及SPI比SPC乳液更穩(wěn)定的原因。Delahaije等[18]認(rèn)為界面蛋白質(zhì)分子的性質(zhì)，如暴露的疏水性和電荷大小對乳液穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用，此外，界面吸附層（吸附量和界面面積）對乳液的聚集、絮凝穩(wěn)定性也有重要影響，完全覆蓋的界面能確保乳液穩(wěn)定，防止聚結(jié)、絮凝。蛋白質(zhì)量濃度較高時(shí)，油滴被蛋白充分覆蓋，蛋白分子間的靜電排斥、空間排斥等作用，促使形成的液滴粒徑較小，阻止液滴聚集，提高了乳狀液的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

圖8 16 d后SPC乳液絮凝情況Fig.8 SPC emulsion flocculation after 16 days

利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對大豆蛋白乳狀液的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到了SPI乳狀液的最佳制備條件為蛋白質(zhì)量濃度5 g/100 mL，油體積分?jǐn)?shù)為25%，剪切時(shí)間為 30 s，均質(zhì)強(qiáng)度為 200 Pa，以及SPC乳狀液的最佳條件為蛋白質(zhì)量濃度4 g/100 mL，油體積分?jǐn)?shù)為15%，剪切時(shí)間為120 s，均質(zhì)強(qiáng)度為500 Pa。經(jīng)過驗(yàn)證可知，最佳條件下SPI和SPC乳狀液的穩(wěn)定性系數(shù)可達(dá)到91.66%和60.17%。并深入探究了兩種大豆蛋白乳狀液的物化性質(zhì)及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的差異，發(fā)現(xiàn)了粒徑、電位與乳液穩(wěn)定性有一定的相關(guān)性，較小的粒徑（281.2 nm）和較大的電位絕對值（33.9 mV）是SPI乳狀液更穩(wěn)定的主要原因，乳析指數(shù)和微觀結(jié)構(gòu)證實(shí)了在儲(chǔ)藏期間SPC乳液較SPI更容易發(fā)生絮凝，但當(dāng)超過一定的添加量（4 g/100 mL）時(shí)，SPC乳狀液也能保持較好的穩(wěn)定性，僅發(fā)生輕微的絮凝。與SPI相比，SPC蛋白含量（70%左右）并不低，且價(jià)格低廉、制備工藝簡單，對環(huán)境無污染，但由于功能性較差，目前多被用于制作幼畜代乳品和寵物飼料等，造成了資源浪費(fèi)。下一步研究工作，可運(yùn)用物理化學(xué)改性技術(shù)提高SPC乳液的穩(wěn)定性，為擴(kuò)大SPC的應(yīng)用領(lǐng)域作出努力。

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COMPARATIVE STUDY ON STABILITY OF SOYBEAN PROTEIN ISOLATE AND SOYBEAN PROTEIN CONCENTRATE EMULSION SYSTEMS

LI Huina，TIAN Shaojun，ZHANG Shaobing
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The paper studied the optimum preparation conditions of SPI（soybean protein isolate）and SPC（soybean protein concentrate）emulsion through orthogonal tests，and discussed the effects of protein mass concentration，oil volume fraction，shear time and homogenization strength on the system stability.Results showed that the SPI emulsion had the highest stability coefficient（91.66%）under the conditions of protein mass concentration 5 g/100 mL，oil volume fraction 25%，shear time 30 s，and homogenization strength 200 Pa；and the SPC emulsion had the highest stability coefficient（60.17%）under the conditions of protein mass concentration 4 g/100 mL，oil volume fraction 15% ，shear time 120 s，and homogenization strength 500 Pa.Results of stability and flocculation analysis of SPI and SPC emulsions showed that creaming and flocculation occurred in SPC emulsion when the protein mass concentration was lower than 3 g/100 mL，and flocculation increased with the decrease of protein mass concentration;the particle size of SPI emulsion was smaller than that of SPC emulsion under the same protein mass concentration;under the optimum conditions，the particle sizes of SPI and SPC emulsion were 281.2 nm and 600.2 nm，and zeta－potentials were －33.9 mV and －26.2 mV，respectively；and the stability of SPI emulsion was higher than that of SPC emulsion due to its smaller particle size and larger absolute value of zeta－potential.

soybean protein emulsion system；orthogonal test；stability analysis

TS201.2

：B

1673-2383(2017)04-0006-08

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170828.0857.004.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-8-28 8:57:11

2017-03-29

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31671887）

李慧娜（1991—），女，河南周口人，碩士研究生，研究方向?yàn)榧Z食、油脂與蛋白工程。

*通信作者