ε-聚賴氨酸與葡聚糖美拉德反應(yīng)初級階段產(chǎn)物的乳化性研究

閆 冰，房子舒，高彥祥，袁 芳

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

ε-聚賴氨酸與葡聚糖美拉德反應(yīng)初級階段產(chǎn)物的乳化性研究

閆 冰，房子舒，高彥祥，袁 芳*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

采用美拉德干熱反應(yīng)制備ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物并制備乳液，通過濁度、粒徑及穩(wěn)定性分析，研究了反應(yīng)溫度、濕度、時間、反應(yīng)物混合比和pH對共價復(fù)合物乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響。褐變程度及接枝度結(jié)果表明，ε-聚賴氨酸和葡聚糖發(fā)生了美拉德反應(yīng)。以乳化性改善為主要指標(biāo)，ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶15，在pH8.5，相對濕度為65%，60℃條件下，干熱反應(yīng)1～3d產(chǎn)物的乳化性及乳化穩(wěn)定明顯改善，反應(yīng)1d復(fù)合物乳化性較好且褐變程度較小，接枝度約26.4%。以乳化穩(wěn)定性改善為指標(biāo)，ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶10，反應(yīng)1d最佳。

ε-聚賴氨酸，葡聚糖，美拉德反應(yīng)，乳化性，褐變指數(shù)

ε-聚賴氨酸（ε-polylysine，ε-PL）因在體內(nèi)可降解為易于人體吸收的賴氨酸，并具有良好的抗菌性和熱穩(wěn)定性而受到廣泛關(guān)注[1-2]。但Hiraki[3]發(fā)現(xiàn)，ε-聚賴氨酸易與蛋白質(zhì)和酸性多糖發(fā)生相互作用，從而導(dǎo)致其抑菌性能的降低，且ε-聚賴氨酸乳化性較差，因而ε-聚賴氨酸的應(yīng)用限制于淀粉基類食物。葡聚糖（dextran，DE）已廣泛作為食品工業(yè)中的增稠劑和穩(wěn)定劑[4]。已有研究利用葡聚糖與酪蛋白[5]、大豆蛋白[6]、大米蛋白[7]等發(fā)生美拉德反應(yīng)改善蛋白質(zhì)的乳化性、溶解性等功能特性。Ho[8]等發(fā)現(xiàn)ε-聚賴氨酸與葡聚糖美拉德干熱反應(yīng)產(chǎn)物在中性pH和高NaCl濃度（1.0mol/L）有較好的乳化性，并保留抑菌性。謝建飛[9]等研究表明，ε-聚賴氨酸與葡聚糖美拉德濕熱反應(yīng)產(chǎn)物具有較好的乳化性和抑菌性。但關(guān)于不同干熱反應(yīng)條件對ε-聚賴氨酸與葡聚糖復(fù)合物乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響的報道較少。本文旨在研究各種影響因素（反應(yīng)溫度、濕度、時間、反應(yīng)物質(zhì)量比和pH）對ε-聚賴氨酸-葡聚糖干熱共價復(fù)合物乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響，除采用濁度法[10]，還采用Nano zetasizer粒徑分析儀、Turbiscan Lab Expert濃縮體系穩(wěn)定性分析儀快速評價乳液乳化性及穩(wěn)定性，為ε-聚賴氨酸與葡聚糖共價復(fù)合物乳化劑開發(fā)提供理論依據(jù)，通過測定褐變程度及接枝度分析產(chǎn)物結(jié)構(gòu)變化。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

ε-聚賴氨酸 浙江銀象生物工程有限公司；葡聚糖（分子質(zhì)量4萬） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葵花籽油 中糧集團(tuán)有限公司；鄰苯二甲醛（OPA） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；β-巰基乙醇 美國Amresco；碘化鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、甲醇、十二烷基磺酸鈉（SDS）、硼砂 均為分析純。

T25Digital高速剪切儀 德國IKA公司；NS1001L2K型高壓均質(zhì)機(jī) 意大利Niro-Soavi公司；Zetasizer Nano-ZS90激光粒度儀 英國Malvern公司；Turbiscan Lab Expert濃縮體系穩(wěn)定性分析儀 法國Formulation公司；UV-1800紫外可見分光光度儀 日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 ε-聚賴氨酸與葡聚糖共價復(fù)合物的制備 將ε-聚賴氨酸與葡聚糖以質(zhì)量比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20溶解于pH8.5 1/15mol/L磷酸鹽緩沖液中，常溫磁力攪拌1h。溶液冷凍干燥后，將凍干粉置于底部盛有飽和溴化鉀（相對濕度79%）、飽和碘化鉀（相對濕度65%）的干燥器中，分別采用40、60、80℃反應(yīng)1～4d，在不同反應(yīng)時間取樣，所得產(chǎn)物置于-20℃冰箱中儲存。

1.2.2 乳化性測定 參考Pearce和Kinsella[10]方法的基礎(chǔ)上略微改進(jìn)，采用濁度法測定乳化性。稱取1.2.1中制備的樣品0.1g溶于50mL去離子水，制備2g/L質(zhì)量濃度的樣品溶液，取45mL樣品溶液，加入15mL葵花籽油，經(jīng)高速剪切儀在12000r/min下剪切1min，立即從溶液底部吸取100μL乳濁液，用1g/L的SDS溶液稀釋至10mL，以SDS溶液為空白，以即時測定的500nm處吸光度A500nm表示乳化性。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定三次。

1.2.3 乳狀液制備 取1.2.1中樣品溶解于95mL pH7.0 1/15mol/L磷酸鹽緩沖液中，制備20g/L樣品溶液，攪拌至完全溶解形成水相。在高速剪切儀的攪拌下，緩慢將5mL葵花籽油加入水相中，以8000r/min剪切10min，再通過高壓均質(zhì)機(jī)（一、二級均質(zhì)壓力分別為5、50MPa）均質(zhì)三次得到乳狀液。

1.2.4 乳狀液粒徑分析 取1.2.3中制備的乳狀液50μL，用去離子水稀釋1000倍至50mL，采用Zetasizer Nano-ZS90激光粒度儀室溫分析乳液粒徑大小，以平均粒徑（nm）和多分散系數(shù)（Polydispersity Index，PdI）表示。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定三次。

1.2.5 乳狀液物理穩(wěn)定性快速評價 采用Turbiscan Lab Expert濃縮體系穩(wěn)定性分析儀對乳狀液的穩(wěn)定性進(jìn)行快速分析。儀器采用脈沖近紅外光源（λ= 880nm）自下而上掃描樣品，兩個同步光學(xué)探測器分別搜集透射光和背散射光。在一定時間內(nèi)連續(xù)掃描樣品，獲得透射光與背散射光信號對樣品高度的函數(shù)曲線圖，即可反映出樣品中顆粒運(yùn)動趨勢，進(jìn)而預(yù)測出納米乳狀液的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)選用背散射光值（Delta BS）和穩(wěn)定性系數(shù)來分析乳狀液的穩(wěn)定性，取1.2.3中制備的20mL乳狀液置于Turbiscan測試瓶中（樣品高度約為45mm），將測試瓶放入檢測池中，溫度設(shè)定為30℃，每10min掃描一次，掃描4h，記錄掃描圖譜。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定三次。

1.2.6 褐變指數(shù)測定 參照文獻(xiàn)[11-12]，并加以改進(jìn)。取1.2.1制備的樣品0.2g溶于10mL去離子水，制備20g/L的樣品溶液，以去離子水做空白，測定溶液在420nm下的吸光值A(chǔ)420nm，表示褐變程度。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定三次。

1.2.7 自由氨基測定及接枝度（Degree of graft，DG）的計(jì)算 采用改進(jìn)OPA法[13]對蛋白質(zhì)中自由氨基進(jìn)行測定。試劑一：準(zhǔn)確稱取40mg的鄰苯二甲醛（OPA）溶解于1mL甲醇，加入3mL去離子水，混勻后保存于棕色試劑瓶中備用。試劑二：20g/100mL的SDS 2.5mL，0.1mol/L硼砂25mL，及100μL β-巰基乙醇，用去離子水定容到50mL，混勻后置于棕色試劑瓶中備用。測定時，分別取0.30mL試劑一與3.70mL試劑二于試管中混勻，注入200μL一定濃度的樣品液（本實(shí)驗(yàn)中為1.2.1中樣品溶于去離子水制備的8g/L樣品溶液），混勻后于35℃反應(yīng)2min，340nm下測其吸光值A(chǔ)340nm。用200μL去離子水代替樣品液作為空白。以賴氨酸做出標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)A340nm計(jì)算樣品中自由氨基的含量C。接枝度DG（%）=（C0-Ct）/C0×100%，式中，C0為未反應(yīng)時蛋白質(zhì)自由氨基總量，Ct為反應(yīng)t時刻蛋白質(zhì)自由氨基的含量。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定三次。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)相對濕度對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化性和褐變指數(shù)的影響

圖1 相對濕度對乳化性和褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of relative humility on emulsifying activity and browning index

將凍干粉樣品分別置于底部盛有飽和溴化鉀（RH 79%）、飽和碘化鉀（RH 65%）的干燥器中，60℃反應(yīng)24h。如圖1，RH 79%產(chǎn)物乳化性略大于RH 65%產(chǎn)物。一般來說，溫度較高和相對濕度較大時形成的共價復(fù)合物乳化性較好[14]。但是RH 79%產(chǎn)物褐變程度高，觀察形成透明發(fā)亮的粘性膠狀物，且溶解度較低。這可能由于ε-聚賴氨酸吸濕性強(qiáng)[1]，在相對濕度較高時迅速吸濕導(dǎo)致美拉德反應(yīng)劇烈，反應(yīng)程度不易控制。故本實(shí)驗(yàn)采用飽和碘化鉀（RH 65%）控制反應(yīng)相對濕度，以控制共價復(fù)合物的反應(yīng)程度及褐變程度，形成具有良好功能性質(zhì)的共價復(fù)合物。

2.2 反應(yīng)溫度對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化性和褐變指數(shù)的影響

將凍干粉樣品分別置于40、60、80℃，RH 65%反應(yīng)24h。如圖2，ε-聚賴氨酸-葡聚糖在80℃反應(yīng)1d后產(chǎn)物褐變程度迅速升高，乳化性下降，可能由于反應(yīng)溫度過高導(dǎo)致反應(yīng)速度過快，褐變程度加深，且溫度過高容易引起蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致乳化性降低。故美拉德反應(yīng)溫度一般選擇40～60℃，低于蛋白質(zhì)的變性溫度[14]。ε-聚賴氨酸與葡聚糖在60℃產(chǎn)物乳化性優(yōu)于40℃，褐變指數(shù)較小，這可能由于較高但較溫和的反應(yīng)溫度促進(jìn)美拉德反應(yīng)。Ho[8]等認(rèn)為美拉德反應(yīng)在50℃以上進(jìn)行可以顯著改善ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物的乳化性。故本實(shí)驗(yàn)采用60℃控制干熱反應(yīng)溫度。

圖2 反應(yīng)溫度對乳化性和褐變指數(shù)的影響Fig.2 Effect of reaction temperature on emulsifying activity and browning index

2.3 反應(yīng)時間對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物的影響

2.3.1 反應(yīng)時間對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化性和褐變指數(shù)的影響 將ε-聚賴氨酸與葡聚糖（質(zhì)量比1∶15）凍干粉樣品置于60℃，RH 65%條件，分別在6、12、18h、1、2、3、4d取樣。如圖3，隨著反應(yīng)進(jìn)行，ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物褐變程度加深，反應(yīng)1d褐變指數(shù)較小，反應(yīng)3d褐變指數(shù)迅速提高。隨著反應(yīng)進(jìn)行，復(fù)合物乳化性呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，6h內(nèi)乳化性迅速提高，反應(yīng)3d時乳化性最佳，這可能由于ε-聚賴氨酸與葡聚糖發(fā)生共價交聯(lián)，由于葡聚糖的親水性使得復(fù)合物的表面活性得到提高。反應(yīng)3d后隨著反應(yīng)時間的延長復(fù)合物乳化性降低，可能由于反應(yīng)時間過長導(dǎo)致復(fù)合物過于親水，使得其表面活性降低，從而降低了復(fù)合物的乳化性[7，15]，也可能由于反應(yīng)時間過長進(jìn)入美拉德反應(yīng)高級階段[14]。由于反應(yīng)1～3d乳化性變化不大，而褐變指數(shù)顯著增大，因此ε-聚賴氨酸與葡聚糖（質(zhì)量比1∶15）在60℃，RH 65%反應(yīng)條件下，選取反應(yīng)時間1d樣品最佳。

圖3 反應(yīng)時間對乳化性和褐變指數(shù)的影響Fig.3 Effect of reaction time on emulsifying activity and browning index

2.3.2 反應(yīng)時間對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳液粒徑和多分散系數(shù)的影響 粒徑是評價乳狀液性能最重要的指標(biāo)之一，包括粒徑大小和粒徑分布，兩者直接影響乳狀液的穩(wěn)定性及產(chǎn)品的感官性狀、功能特性、貨架期等[16]。ε-聚賴氨酸、葡聚糖、ε-聚賴氨酸-葡聚糖混合物凍干粉粒徑分別為3612、2018、2567nm，多分散系數(shù)均為1.000（圖中未標(biāo)出）。如圖4，隨著反應(yīng)時間延長，ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物制備乳液粒徑呈現(xiàn)先減小后略增大的趨勢。反應(yīng)6h后產(chǎn)物制備乳液粒徑顯著下降，反應(yīng)1d后粒徑最小，在反應(yīng)1～3d，隨著反應(yīng)時間延長，粒徑略有增大但增幅不顯著，這與上文濁度法測定乳液乳化性結(jié)論一致。ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物與混合物凍干粉、ε-聚賴氨酸、葡聚糖相比，乳液粒徑顯著減小，這說明ε-聚賴氨酸-葡聚糖經(jīng)過共價復(fù)合后粒徑減小，乳化性提高。多分散系數(shù)（Polydispersity Index，PdI）表示乳液粒徑分布，PdI值越小說明乳液越穩(wěn)定[17]。反應(yīng)6h后PdI值顯著減小，反應(yīng)3d后乳液PdI值最小，約為0.097。

圖4 反應(yīng)時間（反應(yīng)6h后）對乳液粒徑和多分散系數(shù)的影響Fig.4 Effect of reaction time（after 6h）on emulsion droplet size and polydispersity index

2.3.3 反應(yīng)時間對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化穩(wěn)定性的影響 圖5是Turbiscan快速穩(wěn)定性分析儀掃描4h得到背散光強(qiáng)度變化百分比Delta BS與樣品池高度對應(yīng)圖。不同樣品制備乳液掃描4h后頂部和底部均發(fā)生變化，底部出現(xiàn)澄清層，頂部出現(xiàn)乳析層，粒子有向上遷移的趨勢。這是由于乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，隨著貯藏會出現(xiàn)絮凝、聚集及乳析等現(xiàn)象。Delta BS絕對值越小，乳液穩(wěn)定性越好[18]。如圖5（a）、5（b），Turbiscan穩(wěn)定性分析儀掃描4h后，ε-聚賴氨酸制備乳液頂部及底部ΔBS值約為12%、-15%，ε-聚賴氨酸-葡聚糖凍干粉制備乳液頂部及底部ΔBS值為18%、-10%，樣品池中部曲線不重合，說明樣品乳液粒徑變化較大，乳液不穩(wěn)定。如圖5（c），ε-聚賴b：ε-聚賴氨酸-葡聚糖混合物凍干粉（質(zhì)量比1∶15，0h）；c：ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物（質(zhì)量比1∶15，60℃，12h）；d：ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物（質(zhì)量比1∶15，60℃，1d）。氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物（反應(yīng)12h）制備乳液頂部及底部ΔBS值為10%、-5%；乳液粒徑變化較??；如圖5（d），ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物（反應(yīng)1d）制備乳液頂部及底部ΔBS值為4%、-4%，且樣品池中部曲線重合，粒徑幾乎不變。證明ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物（質(zhì)量比1∶15），60℃反應(yīng)1d后乳化穩(wěn)定性大大提高，在油水界面上能以適宜的構(gòu)象排列，具有較好的乳化特性。采用Turbiscan快速穩(wěn)定性分析儀掃描圖譜得到的穩(wěn)定性系數(shù)評價乳液穩(wěn)定性。乳液穩(wěn)定性系數(shù)是樣品Delta BS變化的偏差值，穩(wěn)定性系數(shù)越小，樣品體系就越穩(wěn)定。如圖6，反應(yīng)1～4d產(chǎn)物乳液穩(wěn)定性系數(shù)與ε-聚賴氨酸、葡聚糖相比顯著減小，且1～4d穩(wěn)定性系數(shù)變化不大。如圖7，由Turbiscan在3.5h時的掃描圖譜可得，ε-聚賴氨酸、葡聚糖、ε-聚賴氨酸-葡聚糖0h混合物穩(wěn)定性系數(shù)分別約為8.7、6.2、5.3；隨著反應(yīng)進(jìn)行，1～4d產(chǎn)物制備乳液穩(wěn)定性系數(shù)下降至0.3，乳液體系逐漸穩(wěn)定。

圖5 樣品制備乳液Turbiscan掃描圖譜Fig.5 Turbiscan profiles of emulsions prepared with samples注：a：ε-聚賴氨酸；

圖6 Turbiscan測定反應(yīng)時間對樣品乳液穩(wěn)定性系數(shù)的影響（掃描210min）Fig.6 Effect of reaction time on Turbiscan stability index measured by Turbiscan scanning for 210min

圖7 Turbiscan測定反應(yīng)時間對樣品乳液穩(wěn)定性系數(shù)的影響（在3.5h掃描）Fig.7 Effect of reaction time on Turbiscan stability index measured by Turbiscan scannning on 3.5h

2.3.4 反應(yīng)時間對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物反應(yīng)物接枝度的影響 如圖8，隨著反應(yīng)時間延長，體系中自由氨基減少，接枝度提高，反應(yīng)1d后接枝度約26.4%，反應(yīng)4d接枝度約43.2%。蛋白質(zhì)與多糖的反應(yīng)是建立在兩者活性基團(tuán)的充分暴露和相互接觸的基礎(chǔ)之上[19]，葡聚糖是多糖，分子量較大，只有一個還原性末端，而且由于多支鏈結(jié)構(gòu)而存在著一定的空間位阻，致使葡聚糖的反應(yīng)活性較低，往往需要經(jīng)過一段時間才能與ε-聚賴氨酸相結(jié)合。隨著反應(yīng)時間的延長，ε-聚賴氨酸的氨基與葡聚糖的醛基受熱逐步結(jié)合，反應(yīng)程度提高。

圖8 反應(yīng)時間對接枝度的影響Fig.8 Effect of reaction time on degree of graft

2.4 反應(yīng)物質(zhì)量比對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物的影響

2.4.1 反應(yīng)物質(zhì)量比對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化性褐變程度的影響

圖9 反應(yīng)物質(zhì)量比對乳化性和褐變指數(shù)的影響Fig.9 Effect of weight ratio of dextran to ε-polylysine on emulsifying activity and browning index

圖10 Turbiscan測定反應(yīng)物質(zhì)量比對穩(wěn)定性系數(shù)的影響（在4h時掃描）Fig.10 Effect of weight ratio of ε-polylysine to dextran on Turbiscan stability index measured by Turbiscan scannning on 4h

將ε-聚賴氨酸與葡聚糖（質(zhì)量比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20）凍干粉置于RH 65%60℃反應(yīng)12、24h。如圖9，褐變程度隨葡聚糖含量增大而下降。ε-聚賴氨酸與葡聚糖質(zhì)量比1∶20時褐變最小。

如圖9、圖10，乳化性、乳化穩(wěn)定性隨著ε-聚賴氨酸與葡聚糖質(zhì)量比增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶15時乳化性最佳，ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶10時乳液穩(wěn)定性最佳。這可能由于當(dāng)與ε-聚賴氨酸共價結(jié)合的葡聚糖分子較少時（ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比為1∶5）形成的蛋白質(zhì)多糖共價復(fù)合物不能有效增加吸附層的厚度和強(qiáng)度，因而不能有效提高乳狀液的穩(wěn)定性。當(dāng)結(jié)合在ε-聚賴氨酸分子上的葡聚糖分子過多時（ε-聚賴氨酸/

葡聚糖質(zhì)量比1∶20），形成的復(fù)合物的親水性過大，降低其乳化性[14]。因而形成具有理想乳化特性的ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物應(yīng)具有足夠的多糖結(jié)合蛋白質(zhì)以提高復(fù)合物乳化性，同時應(yīng)具有一定的疏水性，從而使復(fù)合物能快速且緊密地吸附在油水界面上保證乳化穩(wěn)定性。

2.4.2 反應(yīng)物質(zhì)量比對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物接枝度的影響 如圖11，接枝度隨ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當(dāng)質(zhì)量比為15時，反應(yīng)物之間反應(yīng)基團(tuán)的結(jié)合達(dá)到最佳狀態(tài)，接枝度達(dá)到最大。這可能由于ε-聚賴氨酸分子量低，且自由氨基含量豐富；而葡聚糖分子量較大，引起空間位阻較大，且反應(yīng)基團(tuán)少。當(dāng)葡聚糖含量較低時，大量的自由氨基處于非飽和狀態(tài)而不能充分發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)葡聚糖含量較多時，溶液粘度增大，由于大分子的空間穩(wěn)定作用，使得活性位點(diǎn)不易靠近[19]。所以合適的反應(yīng)物配比不但可以促使反應(yīng)快速充分的進(jìn)行，而且還可以降低副反應(yīng)（焦糖化等）的發(fā)生。

圖11 反應(yīng)物質(zhì)量比對接枝度的影響Fig.11 Effect of weight ratio of ε-polylysine to dextran on degree of graft

2.5 反應(yīng)pH對ε-聚賴氨酸-葡聚糖復(fù)合物乳化性的影響

將ε-聚賴氨酸與葡聚糖（質(zhì)量比1∶15）分別溶解于pH6.5、7.5、8.5、9.0的1/15mol/L磷酸緩沖液中，磁力攪拌1h后冷凍干燥，60℃，RH 65%反應(yīng)24h。如圖12，乳化性隨pH的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，pH8.5時乳化性最佳。這可能因?yàn)槊览路磻?yīng)本質(zhì)上是一種堿催化反應(yīng)，反應(yīng)體系堿性越強(qiáng)，越有利于美拉德反應(yīng)的發(fā)生。中性和偏酸性環(huán)境下，ε-聚賴氨酸的自由氨基易于質(zhì)子化，不利于親核反應(yīng)的發(fā)生，但堿性過強(qiáng)可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的破壞[5]。此外，ε-聚賴氨酸等電點(diǎn)pI為9.0[1]，當(dāng)溶液pHpI時，ε-聚賴氨酸顯陰性，可增強(qiáng)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的靜電排斥作用，或通過遮蔽正電基團(tuán)間的相互作用減少蛋白-多糖的相互作用[20]，可能導(dǎo)致乳化性下降。

圖12 反應(yīng)pH對乳化性的影響Fig.12 Effect of pH on emulsifying activity

3 結(jié)論

以乳化性改善為主要指標(biāo)，褐變指數(shù)為次要指標(biāo)，確定了ε-聚賴氨酸-葡聚糖美拉德干熱反應(yīng)最佳工藝條件：ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶15，在pH8.5、相對濕度為65%、60℃條件下，反應(yīng)24h后，得到的復(fù)合物乳化性較好且褐變程度較小。以乳化穩(wěn)定性改善為指標(biāo)，ε-聚賴氨酸/葡聚糖質(zhì)量比1∶10最佳。通過接枝度變化證明產(chǎn)物結(jié)構(gòu)變化生成共價復(fù)合物。

采用Turbiscan Lab Expert濃縮體系穩(wěn)定性分析儀對乳液穩(wěn)定性進(jìn)行分析，通過Turbiscan圖譜可以快速直觀得出ε-聚賴氨酸--葡聚糖共價復(fù)合物制備乳狀液的穩(wěn)定性得到提高，為ε-聚賴氨酸-葡聚糖共價復(fù)合物在食品工業(yè)化中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

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Study on emulsifying properties of ε-polylysine-dextran conjugates prepared from primary stage of Maillard reaction

YAN Bing，F(xiàn)ANG Zi-shu，GAO Yan-xiang，YUAN Fang*（College of Food Science&Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Emulsifying properties of protein can be improved through Maillard reaction.The conjugation of εpolylysine and dextran by dry heating was studied.Emulsifying property of ε-polylysine-dextran conjugates were compared at different reaction temperature，relative humidities，reaction time，weight ratio of dextran to ε-polylysine，pH by determining changes in emulsion turbidity，droplet size and turbiscan analysis.Browning index and degree of graft（DG）proved the conjugation of ε-Polylysine and dextran.It was found that the εpolylysine-dextran conjugates formed with ε-polylysine and dextran（1∶15 weight ratio）at 60℃，RH 65%for 1～3 days had better emulsifying activity and emulsifying stability than ε-polylysine and dextran alone.Conjugates prepared for 1d had better emulsifying activity，low browning index，and the DG was about 26.4%.Conjugates formed with ε-Polylysine and dextran（1∶10 weight ratio）for 1d had the best emulsifying stability.

ε-polylysine；dextran；Maillard reaction；emulsifying properties；browning index

TS201.2

A

1002-0306（2012）09-0053-06

2011－08－23 *通訊聯(lián)系人

閆冰（1990-），女，本科生，研究方向：食品添加劑。

“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”項(xiàng)目（091001923）。