馬鈴薯蛋白水解物對不同乳化劑制備O/W乳狀液氧化穩(wěn)定性的影響

程 宇，馮英委，熊幼翎，陳 潔

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122)

馬鈴薯蛋白水解物對不同乳化劑制備O/W乳狀液氧化穩(wěn)定性的影響

程 宇，馮英委，熊幼翎，陳 潔*

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122)

用Fenton催化氧化體系模擬氧化，催化劑FeCl3，H2O2，VC的濃度分別為5、5、0.1mmol/L，以脂肪氧化產(chǎn)物丙二醛為指標(biāo)，考察了馬鈴薯蛋白和不同乳化劑(非離子乳化劑Tween 20、陰離子乳化劑卵磷脂和大分子乳化劑酪蛋白酸鈉)共乳化制備得到的乳狀液的氧化穩(wěn)定性，并測定了相應(yīng)乳狀液的乳化穩(wěn)定性。酪蛋白酸鈉和馬鈴薯水解蛋白作為乳化劑得到的乳狀液氧化穩(wěn)定性較好，而Tween 20和馬鈴薯蛋白水解物作為乳化劑得到的乳狀液物理穩(wěn)定性較高。

乳狀液，馬鈴薯蛋白水解物，氧化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

土豆?jié)饪s蛋白 荷蘭AVEBE BA，蛋白含量81%;Alcalase 購于諾維信公司;TEP 購于Sigma-Aldrich(上海)貿(mào)易有限公司;大豆卵磷脂 購于ADM公司;大豆油 東海油脂(張家港)公司贈送;其他試劑 購于上海國藥集團，分析純級;實驗用水均為超純水。

DC10-K10加熱制冷循環(huán)器 賽默飛世爾科技(中國)有限公司;T18高速乳化均質(zhì)機 德國IKA工業(yè)設(shè)備(廣州);AH-basic型高壓均質(zhì)機 ATS工業(yè)系統(tǒng)有限公司;UV-2800型紫外可見光分光光度計 尤尼柯(上海)科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 馬鈴薯蛋白(PPH)水解物的制備 參考Wang［5］等人的方法。

1.2.2 乳狀液的制備 水相溶液:1%Tween 20、卵磷脂、酪蛋白酸鈉分別溶于5mg/mL馬鈴薯蛋白水解物溶液(0.1mol/L磷酸鹽緩沖液，pH7.0)，將10%大豆油和90%水相溶液用高速分散機在21500r/min下乳化2min，再將乳化液用高壓均質(zhì)機在32MPa下均質(zhì)兩次，得到的乳狀液加入0.02%NaN3作為抑菌劑。

1.2.3 乳狀液乳化穩(wěn)定性的測定 不同乳狀液的乳狀性質(zhì)用乳化活性指數(shù)和乳化穩(wěn)定性來表示，測定參考Ramirez-Suarez［9］等人的方法。乳狀液制備方法同1.2.2，將制備好的乳狀液迅速倒入25mL小燒杯中，在離燒杯底部5cm處取20μL乳化液于試管中，在試管中加入7mL 0.1%SDS溶液，混勻后在500nm處測定吸光度值。

乳化活性指數(shù)EAI={2×2.303/［C×(1-Φ)× 104］}×A500×稀釋倍數(shù)，其中C取乳化劑的濃度(例如Tween20加蛋白水解物的濃度)，g/mL;Φ為大豆油的體積分?jǐn)?shù)。

乳化穩(wěn)定性ES=(At/A0)×100，A0和At分別表示經(jīng)過小燒杯中的乳化液放置0和t(t=3h)時間后的吸光度值。

1.2.4 乳狀液的氧化 將乳狀液分裝在20mL帶蓋的玻璃瓶中，用鋁箔紙包裹避光，在瓶中加入適量體積乳狀液(每瓶中液體體積相同，保證氧氣充足)和Fenton試劑，放入隔水式培養(yǎng)箱中37℃氧化。定期測定體系TBARS值，TBARS的測定方法參考Mei［10］等人的方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同乳化劑制備乳狀液的物理穩(wěn)定性

圖1的結(jié)果表明，不同乳化劑和馬鈴薯蛋白水解物混合物一起作為乳化劑制備得到的乳狀液中，非離子小分子乳化劑Tween 20制備的乳狀液乳化穩(wěn)定性最好(P＜0.05)，而陰離子小分子乳化劑卵磷脂制備的乳狀液的乳化穩(wěn)定性則和大分子乳化劑酪蛋白酸鈉制備的乳狀液的乳化穩(wěn)定性相當(dāng)(P＞0.05)。馬鈴薯蛋白水解物在pH7.0時帶一定量的負(fù)電荷，而陰離子乳化劑卵磷脂和酪蛋白酸鈉在同樣條件下也帶有一定量的負(fù)電荷，制備得到的乳狀液中脂肪顆粒間和水相中電荷的靜電斥力較大，有可能導(dǎo)致它們制備得到的乳狀液物理穩(wěn)定性下降。乳化活性的結(jié)果則和乳化穩(wěn)定性的結(jié)果不同，大分子乳化劑酪蛋白酸鈉顯示了最好的乳化活性(P＜0.05)，陰離子小分子乳化劑卵磷脂的乳化活性則最低，非離子小分子乳化劑Tween 20的乳化活性在二者中間。大分子乳化劑酪蛋白酸鈉的分子大于小分子乳化劑，包裹同樣表面積脂肪顆粒所需的量則較低，因而乳化活性較高。

圖1 不同乳化劑(1%)+馬鈴薯蛋白水解物(5mg/mL)

2.2 不同乳化劑制備乳狀液的氧化穩(wěn)定性

圖2～圖4的實驗結(jié)果表明，小分子乳化劑和馬鈴薯蛋白水解物一起作為乳化劑制備得到的乳狀液，其氧化穩(wěn)定性要高于不加馬鈴薯蛋白水解物的乳狀液。然而對于大分子乳化劑，馬鈴薯蛋白水解物的加入對體系的氧化穩(wěn)定性并沒有影響。和小分子乳化劑相比，大分子乳化劑得到的乳狀液的氧化穩(wěn)定性要高。大分子乳化劑可以在油水界面形成一定厚度的界面膜，和界面膜較薄的小分子乳化劑形成的乳狀液相比，可以更有效地提高乳狀液的氧化程度。

圖2 馬鈴薯蛋白水解物(5mg/mL)對大豆油O/W乳狀液(10%油，1%卵磷脂，pH7.0)氧化穩(wěn)定性的影響

圖3 馬鈴薯蛋白水解物(5mg/mL)對大豆油O/W乳狀液(10%油，1%Tween 20，pH7.0)氧化穩(wěn)定性的影響

圖4 馬鈴薯蛋白水解物(5mg/mL)對大豆油O/W乳狀液(10%油，1%酪蛋白酸鈉，pH7.0)氧化穩(wěn)定性的影響

對于不同的小分子乳化劑，非離子型表面活性劑Tween 20制備得到的乳狀液的氧化穩(wěn)定性要低于陰離子型表面活性劑卵磷脂制備的乳狀液。當(dāng)加入馬鈴薯蛋白水解物作為共乳化劑時，非離子型表面活性劑Tween 20制備得到的乳狀液的氧化穩(wěn)定性仍低于陰離子型表面活性劑卵磷脂制備的乳狀液。但是后者的物理穩(wěn)定性和乳化劑的乳化活性則低于前者。

2.3 不同乳化劑制備乳狀液的氧化穩(wěn)定性和乳化穩(wěn)定性之間的相關(guān)性

從以上的分析可以知道，乳狀液的氧化穩(wěn)定性和乳化穩(wěn)定性之間存在一定的負(fù)相關(guān)性。乳化穩(wěn)定性高的乳狀液，其氧化穩(wěn)定性反而弱。乳狀液的乳化穩(wěn)定性較高，乳狀液中顆粒的運動則較慢，和體系中活性多肽的作用相對滯后，受到自由基攻擊后，和脂肪顆粒接觸的自由基被清除的效率降低。而和Tween 20制備得到的乳狀液相比，卵磷脂和酪蛋白酸鈉制備的乳狀液穩(wěn)定性則低，乳狀液體系中顆粒運動的速度則相對加快，體系中的活性多肽清除自由基的效率相對有了提高，使脂肪氧化的速率降低，乳狀液的氧化穩(wěn)定性得到了提高，即乳狀液穩(wěn)定性可能改變了反應(yīng)速率，從而使乳狀液的氧化穩(wěn)定性發(fā)生了變化。

3 結(jié)論

在乳狀液中添加馬鈴薯水解蛋白可以抑制乳狀液中脂肪的氧化。對比不同類型乳化劑加馬鈴薯蛋白水解物為共乳化劑制備得到的乳狀液，它們在物理穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性上表現(xiàn)出來的規(guī)律性不同，各有優(yōu)勢。非離子小分子乳化劑Tween 20加馬鈴薯蛋白水解物為乳化劑制備得到的乳狀液乳化穩(wěn)定性較高;而氧化穩(wěn)定性較高的是大分子乳化劑酪蛋白酸鈉加馬鈴薯蛋白水解物為乳化劑制備得到的乳狀液，乳狀液的氧化穩(wěn)定性和乳化穩(wěn)定性之間存在一定的負(fù)相關(guān)性。

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Effect of potato protein hydrolysate on the stability of soybean O/W emulsion with different emulsifiers

CHENG Yu，F(xiàn)ENG Ying-wei，XIONG You-ling，CHEN Jie*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

Fenton system was used to catalyze lipid oxidation in the O/W emulsion.2-thiobarbituric acid reactive substances(TBARS)were used as indicator for lipid oxidation.The concentration of FeCl3，H2O2，VCwas determined as 5，5，0.1mmol/L，respectively.Potato protein hydrolysate(PPH)were used as co-emulsifier with different emulsifier including Tween 20，lecithin and caseinate sodium for emulsion preparation.The oxidation and physical stability of these emulsions were investigated.Emulsion prepared using PPH+caseinate sodium showed the highest oxidation stability while emulsion prepared using PPH+Tween 20 showed the highest physical stability.

emulsion;potato protein hydralysate;antioxidant

TS201.2+1

A

1002-0306(2011)03-0091-03

已經(jīng)有很多研究報道了通過酶水解得到的蛋白水解物可以有效清除自由基，表現(xiàn)出了良好的抗氧化能力［1-3］。同時，將一些蛋白水解物添加到食品體系如肉餅［4-5］和香腸［6-7］中，產(chǎn)品中的脂肪氧化得到了有效的延緩，使產(chǎn)品貨架期得到了延長，這說明蛋白水解物可以作為一種抗氧化劑應(yīng)用于食品體系。然而，將水解蛋白應(yīng)用于水包油乳狀液的研究則較少［8］。而乳狀液體系是廣泛存在于食品中的一個體系，很多情況下乳狀液中脂肪的氧化會導(dǎo)致食品品質(zhì)下降，將蛋白水解物用于乳狀液則可以抑制乳狀液中脂肪的氧化。本實驗使用Fenton氧化體系對乳狀液進(jìn)行氧化。同時，將馬鈴薯蛋白水解物作為共乳化劑與不同種類乳化劑包括非離子乳化劑Tween 20、陰離子乳化劑卵磷脂和大分子乳化劑酪蛋白酸鈉用于制備乳狀液，觀察它們對乳狀液氧化穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性的影響。

2010-03-15 *通訊聯(lián)系人

程宇(1981-)，男，博士在讀，研究方向:食品蛋白質(zhì)功能。

863計劃(2006AA10Z325;2007AA10Z323)。