大米蛋白與阿魏酸酶法交聯(lián)物的乳化特性和抗氧化穩(wěn)定性

賈 瀟，趙謀明,2，賈春曉，滕建文，韋保耀，黃 麗，夏 寧,*（.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 50640）

大米蛋白與阿魏酸酶法交聯(lián)物的乳化特性和抗氧化穩(wěn)定性

賈 瀟1，趙謀明1,2，賈春曉1，滕建文1，韋保耀1，黃 麗1，夏 寧1,*
（1.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640）

研究漆酶（laccase，LAC）催化大米蛋白（rice protein，RP）與阿魏酸（ferulic acid，F(xiàn)A）交聯(lián)產(chǎn)物的乳化特性和抗氧化穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)RP乳液在pH 5和pH 3條件下出現(xiàn)了明顯的相分離，RP乳液在pH 7和pH 9條件下有部分聚集狀態(tài)，說明RP在酸性范圍的乳化穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堿性范圍的乳化穩(wěn)定性；RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液在pH 5、7、9條件下的乳液粒徑和乳析層指數(shù)都小于RP乳液；在pH 3條件下乳液粒徑和乳析層指數(shù)大于RP乳液；RP乳液中的氫過氧化物含量（11.12 mmol/kg）、硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）含量（0.73 mmol/kg）和己醛含量（0.986 mg/L）明顯高于RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液中氫過氧化物含量（3.59 mmol/kg）、TBARS含量（0.23 mmol/kg）和己醛含量（0.191 mg/L），表明RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物具有更好的抗氧化穩(wěn)定性。研究結(jié)果顯示LAC催化FA與RP形成的交聯(lián)物在含有乳化體系等食品加工中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：大米蛋白；阿魏酸；漆酶；交聯(lián)；乳化特性；抗氧化穩(wěn)定性；油脂氧化

大米蛋白（rice protein，RP）作為從谷物籽實(shí)體中提取出的蛋白質(zhì)，具有高生物價(jià)、氨基酸組成合理和低過敏性等特點(diǎn)，但是RP由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在制備、功能以及應(yīng)用上仍存在很多問題，尤其在以功能性植物蛋白飲料為依托的乳液體系中的應(yīng)用更加薄弱[1]。乳液體系作為食品加工中最為重要的體系之一，主要包括蛋白質(zhì)、脂肪、表面活性劑等，這些大分子物質(zhì)在貯藏過程中容易受到外界游離自由基的侵蝕，迅速發(fā)生氧化，從而造成品質(zhì)的劣變[2]。酚類化合物是一種天然的抗氧化劑，能夠有效預(yù)防脂質(zhì)體系的氧化降解，它以氫鍵、疏水相互作用、離子鍵和共價(jià)鍵等方式與蛋白質(zhì)相互作用，從而改善蛋白質(zhì)的功能特性。阿魏酸（ferulic acid，F(xiàn)A）是稻谷中存在的一種主要酚酸，具有很強(qiáng)的抗氧化、抗菌、抗炎與降膽固醇的活性[3]。植物中FA很少以游離態(tài)形式存在，通常在植物細(xì)胞壁上與多糖通過酯鍵相聯(lián)接，如谷物中的阿拉伯糖基木聚糖[4]，甜菜和菠菜中果膠、竹子中的葡聚糖[5]。FA也可以與蛋白質(zhì)之間通過非共價(jià)鍵[6]和共價(jià)鍵結(jié)合[7]。FA和氨基酸或FA和二肽（雙甘氨肽或雙丙氨肽）的混合物，對亞油酸、亞麻籽油、豬油和豆油的自氧化及過氧化的抑制作用產(chǎn)生了協(xié)同作用，由于FA的這些優(yōu)點(diǎn)和低毒性，已廣泛應(yīng)用于食品和化妝品行業(yè)[8]。RP與FA兩者能夠自發(fā)結(jié)合形成非共價(jià)復(fù)合物，且其主要的作用力為疏水相互作用，但此相互作用力非常弱，在高壓條件下易被破壞，游離出的FA會(huì)與RP競爭吸附，雖然會(huì)提高乳液氧化穩(wěn)定性，但是會(huì)引起乳液的乳化穩(wěn)定性下降。漆酶（laccase，LAC）作為一種多酚氧化酶，能夠催化氧化FA形成醌類，與RP分子中的巰基、氨基、亞氨基等發(fā)生加成反應(yīng)，使得FA和蛋白質(zhì)之間形成更加穩(wěn)定的C—N或C—S共價(jià)鍵[9-10]。LAC有效地促進(jìn)FA與蛋白質(zhì)交聯(lián)從而改善蛋白的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、乳化特性及流變學(xué)[11-12]，這是由于交聯(lián)后的蛋白具有較低的表面張力，而表面張力的下降是乳化和起泡的首要條件[13]。在前期的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)LAC催化氧化FA與RP結(jié)合形成的共價(jià)交聯(lián)物具有更好的體外抗氧化穩(wěn)定性，且交聯(lián)會(huì)引起RP氨基酸組成和二級結(jié)構(gòu)的變化[14]。

因此，本實(shí)驗(yàn)利用RP、RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物制備玉米油乳液，研究LAC催化FA與RP交聯(lián)物的乳化特性（包括液滴粒徑、電位、乳析層指數(shù)和微觀結(jié)構(gòu)）、抗氧化穩(wěn)定性（氫過氧化物、硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）和己醛含量），從而獲得FA與RP乳化特性的相關(guān)信息。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

FA 武漢遠(yuǎn)程共創(chuàng)有限公司；RP由廣西大學(xué)輕工食品工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室自制；LAC（活力≥0.3 U/mg）、尼羅紅、尼羅藍(lán)、過氧化氫異丙苯、1,1,3,3-四乙氧基丙烷美國Sigma公司；甲醇、乙腈、正己烷（均為色譜純）德國Meker公司；所有分離用有機(jī)溶劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YLB-TW12數(shù)顯恒溫水浴鍋 德國Julabo公司；S25磁力攪拌機(jī)、RW16電子攪拌機(jī)、T25高速均質(zhì)機(jī) 德國IKA公司；高壓均質(zhì)機(jī) 上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；GDJ真空冷凍干燥機(jī) 蘭州科近真空凍干技術(shù)有限公司；TCS-SP8MP激光共聚焦掃描電子顯微鏡（confocal laser scanning microscope，CLSM） 德國萊卡公司；Nanoseries ZS90粒度分析儀 英國馬爾文公司；UV-1601紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司；7890B氣相色譜儀 美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 RP與FA交聯(lián)物的制備

將RP與FA混合，混合后二者終質(zhì)量濃度分別為10.0 mg/mL和0.4 mg/mL，然后根據(jù)FA的含量在混合液中添加終質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的LAC（ρ（FA）∶ρ（LAC）＝4∶1），25 ℃條件下用磁力攪拌器攪拌4 h，透析后的樣品進(jìn)行冷凍干燥得到RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物?？瞻捉M不添加LAC，RP和FA混合液在25 ℃條件下用磁力攪拌器攪拌4 h，透析除去游離的FA，冷凍干燥得到FA/RP復(fù)合物。1.3.2 溶解度的測定

溶解度測定方法參照Liu Yongle等[15]的方法。稱取100 mg RP溶解在10 mL 蒸餾水中，磁力攪拌30 min，攪拌過程中用2 mol/L HCl或2 mol/L NaOH，調(diào)節(jié)pH值至2～11，繼續(xù)攪拌30 min，4 000 r/min離心30 min，上清液中蛋白含量采用Lowry法測定，RP純度的測定按照GB/T 5009.5—2003《食品中蛋白質(zhì)的測定》，每個(gè)樣品測定3 次。蛋白質(zhì)的溶解度按公式（1）計(jì)算。

式中：m1為上清液中的蛋白質(zhì)質(zhì)量/g；m0為樣品中蛋白質(zhì)質(zhì)量/g。

1.3.3 表面疏水性的測定

表面疏水性（H0）的測定采用熒光探針1-苯胺基-8-萘磺酸（8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid，ANS）法[16]。用pH 7.0、10 mmol/L的磷酸緩沖鹽溶液（phosphate buffer saline，PBS）配制不同質(zhì)量濃度的RP溶液（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/mL）和8.0 mmol/L的ANS溶液。4 mL RP溶液與20 μL ANS溶液混合均勻，迅速測定混合液的熒光強(qiáng)度（Fn），未添加ANS溶液的蛋白樣品熒光強(qiáng)度（F0）。激發(fā)波長為380 nm，發(fā)射波長為490 nm。Fn與F0的差值記為F，分別以RP質(zhì)量濃度和F為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)作圖，曲線的斜率即為RP的表面疏水性。

1.3.4 蛋白樣品乳狀液的制備

均質(zhì)前將RP、RP/FA復(fù)合物、RP/FA/LAC交聯(lián)物分別溶于PBS（50 mmol/L、pH 7.0）中，使得初乳液中蛋白的終質(zhì)量濃度為10 mg/mL。乳液的制備是將10%玉米油與90%水相混合，經(jīng)過高速均質(zhì)形成的O/W型乳液，均質(zhì)速率14 000 r/min，時(shí)間1 min，再經(jīng)過高壓均質(zhì)（60 MPa）得到二次乳液。向制備好的乳狀液中添加2 g/100 mL的疊氮鈉溶液，使其在乳狀液中終質(zhì)量濃度達(dá)0.02 g/100 mL，以抑制乳狀液中的微生物生長。將制備的乳液在50 ℃條件下放置12 d，測定貯藏期間乳液的氫過氧化物、TBARS含量及己醛含量。

1.3.5 乳液分層指數(shù)的測定

將制備好的乳液立刻用2 mol/L HCl和NaOH調(diào)節(jié)乳液的pH值為9、7、5、3，分別觀察乳液的耐酸、耐堿能力。取10 mL新配制好的乳狀液加入到試管中，將試管靜置于室溫條件下放置7 d，測量乳液分層后樣品底部清液層的高度，每個(gè)樣品測定3 次。乳液的分層指數(shù)按公式（2）計(jì)算。

式中：h1為乳液分層后清液層高度/cm；h0為乳液樣品的總高度/cm。

1.3.6 乳液粒徑和Zeta電位的測定

采用Nanoseries ZS90粒度分析儀對乳液粒度和Zeta電位進(jìn)行測定。測定前用不同pH值的PBS將乳液中油相的比例稀釋到0.05%，消除濃度過高而導(dǎo)致的多次散射效應(yīng)[17]。具體設(shè)置參數(shù)如下：He/Ne激光波長633 nm，散射角173°，溫度25 ℃。

1.3.7 乳液的微觀結(jié)構(gòu)觀察

采用CLSM觀察乳液的微觀結(jié)構(gòu)。吸取1 mL乳液，加入40 μL配制好的混合熒光染料（包括0.1%尼羅藍(lán)和0.02%尼羅紅），混合均勻。測量時(shí)，吸取10 μL染色后的乳液置于載玻片上，用蓋玻片覆蓋，防止氣泡產(chǎn)生，蓋玻片用指甲油固定后倒置觀察。測量條件如下：He/Ne離子激發(fā)波長633 nm；Ar離子激發(fā)波長488 nm，掃描密度：1024×1024；100倍物鏡觀察。使用LAS AF Lite軟件處理圖像。

1.3.8 乳液中氫過氧化物含量的測定

乳液中氫過氧化物含量的測定參照Matalanis等[18]的方法，取0.3 mL乳液加入1.5 mL異辛烷與異丙醇（3∶1，V/V），渦流混合3 次，每次10 s，然后再6 000 r/min離心10 min。取0.2 mL上清液與2.8 mL 甲醇-正丁醇（2∶1，V/V）混合，接著加入15 μL亞鐵溶液（等體積的0.132 mol/L BaCl2和0.144 mol/L FeSO4混合溶液）以及15 μL（30 g硫氰酸銨溶解在100 mL蒸餾水中），20 min后在510 nm波長處測定其吸光度，氫過氧化物含量通過標(biāo)準(zhǔn)物過氧化氫異丙苯的標(biāo)準(zhǔn)曲線來確定。

1.3.9 乳液中TBARS含量的測定

乳液中TBARS含量的測定參照Mei Longyuan等[19]的方法，2 mL乳液混合4 mL硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）試劑（15 g三氯乙酸與0.375 g TBA混合后溶于100 mL 2.5 mol/L HCl溶液中），在沸水中加熱15 min，冷卻10 min后6 000 r/min離心15 min。在532 nm波長處測定其吸光度。TBARS含量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物1,1,3,3-四乙氧基丙烷的標(biāo)準(zhǔn)曲線來確定。

1.3.10 乳液中己醛含量的測定

己醛是乳液中脂類氧化降解的主要產(chǎn)物之一，己醛的含量通過氣相色譜（gas chromatography，GC）方法測定[20]，略有修改。取6 mL蛋白乳液于樣品瓶中，用密封圈密封，在50 ℃條件下儲(chǔ)藏10 d。采用75 mm Carboxen/ PDMS固相微萃取纖維頭插入樣品瓶中，55 ℃萃取10 min。色譜柱：HP-5毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm），氮?dú)庾鳛檩d氣，進(jìn)樣口溫度290 ℃，檢測器溫度300 ℃。升溫程序：起始溫度40 ℃保持2 min，以5 ℃/min升至60 ℃，保持2 min，以15 ℃/min升至150 ℃，以30 ℃/min速率升溫至210 ℃，保持2 min。分流比10∶1。己醛含量按公式（3）計(jì)算。

式中：A0為己醛標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積；A1為樣品中己醛的峰面積；ρ0為標(biāo)準(zhǔn)己醛標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量濃度（1 mg/mL）。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)的表面疏水性

表1 RP、RP/FA和RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物的表面疏水性Table 1 Surface hydrophobicity (H0) of the control RP and RP/FA cross-linking with and without catalysis by LAC

表面疏水性是蛋白一個(gè)非常重要的生化特征，它反映了蛋白表面疏水基團(tuán)的情況，這些特征往往決定了蛋白質(zhì)的一些功能特性，如溶解度、吸水性、乳化性、凝膠性等。由表1可知，RP/FA復(fù)合物的表面疏水性（H0＝159.1）相比較RP的表面疏水性（H0＝186.4）有所降低，說明交聯(lián)有助于RP的親水性增加，可能原因是引入FA親水的羥基基團(tuán)、阻塞了疏水殘基或使埋藏的親水區(qū)域暴露[21]。由前期實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)FA與RP發(fā)生非共價(jià)相互作用時(shí)，波長的紅移使得色氨酸的微環(huán)境向親水區(qū)域發(fā)生變化，從而使其表面疏水性降低[14]。其次，RP/FA/ LAC酶法交聯(lián)物的表面疏水性（H0＝132.3）較RP/FA復(fù)合物更低，可能原因是共價(jià)結(jié)合雖然使得相對含量較少的氨基和巰基等親水基團(tuán)的數(shù)目減少，但是可以引進(jìn)大量FA的羥基基團(tuán)，從而使表面更加親水[22]。

2.2 蛋白質(zhì)的溶解性

圖1 不同pH值條件下RP、RP/FA和RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物的溶解度Fig. 1 Solubility of the control RP, RP/FA cross-linking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking at different pHs

溶解度是蛋白另一個(gè)重要的功能性質(zhì)，它與蛋白的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，溫度、pH值等環(huán)境因素對其的影響也很大。RP的溶解性與pH值的關(guān)系如圖1所示。RP的溶解度在偏酸性和偏堿性條件下比較好，且堿性條件下溶解度優(yōu)于酸性條件。RP在pH 4～5處蛋白質(zhì)的溶解度最低，約為2%～4%，可能的原因是接近蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)溶解度最差。相比較而言，RP/FA復(fù)合物與RP的溶解度相似，然而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物在酸性pH值時(shí)的溶解度較RP有所降低，而中性及堿性條件下有所提高。研究發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)與FA的共價(jià)結(jié)合可能是由于損失了帶正電的賴氨酸[14]，賴氨酸是一種親水氨基酸，其游離氨基組傾向于定位在蛋白質(zhì)的表面，而蛋白與多酚的共價(jià)結(jié)合相應(yīng)的屏蔽帶正電的氨基組，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子表面的凈電荷改變，等電點(diǎn)可能向低pH值偏移，影響共價(jià)復(fù)合物在不同

pH值的溶解度的變化[23]。

2.3 乳液的乳化特性

圖2 不同pH值下蛋白乳狀液分層指數(shù)Fig. 2 Creaming index of emulsions stabilized by RP, RP/FA crosslinking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking at different pHs

RP乳液的乳化特性與pH值的關(guān)系如圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)在pH 7和pH 9時(shí)，RP乳液的分層指數(shù)較小，顯示出較好的穩(wěn)定性，但是在pH 5和pH 3時(shí)，分層指數(shù)增大，乳液出現(xiàn)了相分離，原因是此時(shí)pH值接近蛋白質(zhì)等電點(diǎn)，蛋白質(zhì)分子之間靜電斥力會(huì)有所降低，乳液的油滴易于聚集從而導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性降低[24]。由表2、3可知，當(dāng)乳液的pH值較低時(shí)（pH 3），蛋白質(zhì)分子以正離子狀態(tài)存在（Zeta電位＞0），電荷互相排斥，RP乳液的粒徑也相對較小，但隨著pH值的升高，當(dāng)乳液pH 5時(shí)（等電點(diǎn)附近）時(shí)，RP分子的凈電荷接近為零，靜電斥力最小，油滴聚集，粒徑最大，當(dāng)pH值繼續(xù)升高（pH 7～9），乳液的粒徑又隨著pH值的升高而減小。此外，對于膠體體系而言，Zeta電位的大小決定粒子之間的靜電相互作用，Zeta電位的絕對值越大意味著乳液穩(wěn)定性越好[25-26]。由表3結(jié)果可知，當(dāng)pH 5時(shí)乳液的Zeta電位的絕對值最低，說明隨著pH值降低到蛋白的等電點(diǎn)，被RP包裹的乳液油滴表面總電荷下降，蛋白分子間的靜電斥力減少，從而增加了油滴之間的聚集。在pH＞5時(shí)，Zeta電位隨溶液pH值的增加而升高，這是因?yàn)殡S著pH值的增加，蛋白質(zhì)分子的電荷增加，水化層的厚度增加，因此乳化顆粒間的靜電斥力隨之增加，因此形成的乳狀液也較穩(wěn)定。說明RP在酸性范圍的乳化穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堿性范圍的乳化穩(wěn)定性[27]。

表2 不同pH值條件下的乳液平均粒徑Table 2 Mean particle size of emulsions stabilized by RP, RP/FA crosslinking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking at different pHs

表3 不同pH值條件下的乳液Zeta電位Table 3 Zeta potential of emulsions stabilized by RP, RP/FA crosslinking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking at different pHs

RP/FA復(fù)合物乳液的粒徑和分層指數(shù)在pH 7時(shí)較RP乳液有輕微增加，由于FA與RP非共價(jià)復(fù)合物之間存在弱相互作用，F(xiàn)A可能在高壓處理的時(shí)候與RP分子分開，造成RP與FA之間在乳液界面處競爭吸附關(guān)系，導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性降低[22]。在pH 9條件下RP/FA復(fù)合物乳液的粒徑和分層指數(shù)的較RP乳液數(shù)有輕微降低，可能的原因是在堿性條件下，F(xiàn)A易被氧化形成醌類與RP發(fā)生共價(jià)結(jié)合，從而改善乳液的乳化性。在pH 3時(shí)RP/FA復(fù)合物乳液的粒徑和分層指數(shù)的較RP乳液數(shù)有所增加，可能的原因是RP與FA復(fù)合物的等電點(diǎn)向酸性條件偏移，從而降低其乳化性。

RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液的粒徑和分層指數(shù)在pH 5、7、9時(shí)較RP乳液有所降低、Zeta電位的絕對值增加，說明LAC催化FA與RP形成的交聯(lián)物能夠改善蛋白乳液的乳化穩(wěn)定性。Steffensen等[13]認(rèn)為通過LAC促進(jìn)FA與蛋白質(zhì)的相互作用可以降低蛋白質(zhì)的界面張力，從而改善乳液的流變學(xué)性質(zhì)。Sato等[12]的研究也表明在乳液界面上LAC催化酪蛋白和FA交聯(lián)，也能有效地改善酪蛋白酸鈉的乳化特性及流變學(xué)性質(zhì)。

2.4 乳液的微觀結(jié)構(gòu)

圖3 RP、RP/FA和RP/FA/LAC交聯(lián)物乳液在不同pH值條件下的CLSM圖片F(xiàn)ig. 3 CLSM images of emulsions stabilized by RP, RP/FA crosslinking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking at different pHs

通過CLSM觀察不同pH值條件下乳液的微觀結(jié)構(gòu)（圖3）。CLSM圖片顯示了乳液在不同pH值下乳液的聚集狀態(tài)，RP乳液在放置7 d后，在pH 7和pH 9的條件下有部分分層的現(xiàn)象，所以造成RP在CLSM圖也出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，但是，RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物在pH 7和pH 9的條件下，乳液顯示出較好的穩(wěn)定性；在pH 3和pH 5條件下，RP和RP/FA復(fù)合物乳液均發(fā)生了聚集或絮凝現(xiàn)象，乳液顯示失穩(wěn)的狀態(tài)；在pH 3時(shí)，從RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液的CLSM圖也可以看出聚集現(xiàn)象或絮凝現(xiàn)象，且乳液的粒徑增加（表2）、Zeta-電位降低（表3），說明RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液在此pH值下的穩(wěn)定性降低，而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液在pH 5、7、9時(shí)顯示出好的穩(wěn)定性，結(jié)果與乳液的粒徑和電位的結(jié)果保持一致，可能的原因是RP與FA復(fù)合物的等電點(diǎn)向酸性條件偏移，從而降低其乳化性。而RP/FA復(fù)合物是沒有添加LAC的，由于FA與RP非共價(jià)復(fù)合物之間存在弱相互作用，可能在高壓處理的時(shí)候FA與RP分子分開，造成RP與FA之間在乳液界面處競爭吸附關(guān)系，導(dǎo)致RP/FA在pH 5、7時(shí)也出現(xiàn)聚集，說明RP/FA復(fù)合物沒有顯著改善RP的乳化穩(wěn)定性。

2.5 乳液中油脂的氧化

圖4 乳液中油脂氧化產(chǎn)物的含量Fig. 4 Content of lipid oxidation products in emulsions stabilized by RP, RP/FA cross-linking, and LAC-catalyzed RP/FA cross-linking

為了評估FA對RP乳液的抗氧化穩(wěn)定性的影響，通過對脂質(zhì)氫過氧化物、TBARS及己醛的含量進(jìn)行測定，結(jié)果如圖4所示。玉米油在高溫條件下易發(fā)生氧化降解，油脂氧化的初始產(chǎn)物主要是氫過氧化物，以氫過氧化物（油脂的初級氧化指標(biāo)）和TBARS（油脂的二級氧化指標(biāo)）表征油脂氧化情況。從圖4A可以發(fā)現(xiàn)，RP乳液中油脂氫過氧化物含量在第8天達(dá)到最大值，相比較RP乳液中的氫過氧化物的含量（11.12 mmol/kg），RP/FA復(fù)合物乳液明顯降低了氫過氧化物的含量（6.36 mmol/kg），而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物產(chǎn)生的氫過氧化物更低（3.59 mmol/kg），說明FA/RP符合物在乳液的界面處具有更好的抗氧化活性。由圖4B可知，RP乳液中油脂的TBARS含量在第10天達(dá)到最大值，相比較RP乳液中的TBARS含量（0.73 mmol/kg），RP/FA復(fù)合物乳液中顯示出低的TBARS含量為0.32 mmol/kg，而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液產(chǎn)生的TBARS含量更低（0.23 mmol/kg），結(jié)果與氫過氧化物的結(jié)果保持一致。

己醛作為玉米油氧化的一種主要二級氧化產(chǎn)物，通過GC分析乳液存儲(chǔ)10 d后頂部空間中己醛的含量。由圖4C可知，己醛的含量也呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律，RP/FA復(fù)合物制備的乳液中己醛的含量為0.417 mg/L、RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液中己醛的質(zhì)量濃度為0.191 mg/L，遠(yuǎn)低于空白RP乳液（0.986 mg/L），說明FA與RP交聯(lián)后能夠有效提高乳液中油脂的氧化穩(wěn)定性，而且RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物的抗氧化活性高于RP/FA復(fù)合物。這些結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了FA能有效改善乳液的抗氧化穩(wěn)定性。一般來說，乳液的界面處對抗氧化至關(guān)重要[28]，且抗氧化劑在O/W乳液的界面處抗氧化效果最好[29]，由于共價(jià)結(jié)合中FA主要吸附在O/W界面處，暗示蛋白與FA共價(jià)結(jié)合的復(fù)合物具有更高的抗氧化潛力。Wang Xiaoya等[23]在研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白與表沒食子兒茶素沒食子酸酯共價(jià)交聯(lián)后綁定了更多的羥基基團(tuán)，從而導(dǎo)致蛋白與表沒食子兒茶素沒食子酸酯共價(jià)交聯(lián)物較非共價(jià)復(fù)合物具有更高的抗氧化活性。

3 結(jié) 論

前期實(shí)驗(yàn)中研究了RP與FA的酶法交聯(lián)前后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和體外抗氧化能力的變化。為此進(jìn)一步分析了RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物的功能特性，包括溶解性、表面疏水性、乳化特性和抗氧化穩(wěn)定性。結(jié)果表明RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物的表面疏水性（H0＝132.3）要低于RP/FA復(fù)合物的表面疏水性（H0＝159.1）和RP的表面疏水性（H0＝186.4）；RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物在酸性條件下的溶解度低于RP，而在堿性條件下高于RP；RP乳液在pH 7和pH 9時(shí)，都顯示出較好的穩(wěn)定性，RP乳液在pH 5和pH 3出現(xiàn)了相分離，說明RP在酸性范圍的乳化穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堿性范圍的乳化穩(wěn)定性；而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物乳液在pH 5、7、9條件下較RP乳液具有更好的乳液穩(wěn)定性；此外，相比較RP乳液中的氫過氧化物最高含量（11.12 mmol/kg），RP/FA復(fù)合物乳液明顯降低了氫過氧化物含量（6.36 mmol/kg），而RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物產(chǎn)生的氫過氧化物更低（3.59 mmol/kg），TBARS和己醛含量也具有類似的趨勢，說明RP/FA/LAC酶法交聯(lián)物較RP/FA復(fù)合物和RP具有更好的氧化穩(wěn)定性，能夠有效減少乳液中氫過氧化物、TBARS和己醛的含量。綜上所述，LAC能有效地促進(jìn)FA與RP交聯(lián)，從而改善RP的功能性質(zhì)，且綁定FA基團(tuán)的RP分子具有更好的氧化穩(wěn)定性，說明RP與FA的LAC酶法交聯(lián)物在含有乳化體系等食品加工中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

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Emulsifying Properties and Antioxidant Stability of Enzymatically Cross-Linked Products between Rice Protein and Ferulic Acid

JIA Xiao1, ZHAO Mouming1,2, JIA Chunxiao1, TENG Jianwen1, WEI Baoyao1, HUANG Li1, XIA Ning1,*
(1. College of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2. School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

The aim of this study was to investigate the emulsifying properties and antioxidant stability of laccase (LAC)-mediated cross-linked products of rice protein (RP) and ferulic acid (FA). RP emulsion showed marked phase separation at pH 5 and 3, while only partial aggregation was observed at pH 7 and 9, suggesting even lower stability in the acidic pH range than in the basic pH range. The particle size and creaming index of cross-linked RP/FA/LAC emulsion were less than those of RP emulsion at pH 5, 7 and 9, but higher at pH 3, suggesting that emulsion stability of crossed RP/FA/LAC emulsion was improved at pH 5, 7 and 9, but was unstable at pH 3. Moreover, the contents of hydroperoxide (11.12 mmol/kg), TBARS (0.73 mmol/kg) and hexanal (0.986 mg/L) in RP emulsion were significantly higher than those in cross-linked RP/FA/LAC emulsion (3.59 mmol/kg, 0.23 mmol/kg and 0.191 mg/L, respectively), suggesting that RP/FA/LAC cross-linking had better oxidative stability at the emulsion interface. Enzymatic cross-linking between RP and FA will have potential application in emulsion system for food processing.

rice protein; ferulic acid; laccase; cross-linking; emulsifying property; antioxidant stability; oil oxidation

10.7506/spkx1002-6630-201713022

TS201.7

A

1002-6630（2017）13-0131-07

賈瀟, 趙謀明, 賈春曉, 等. 大米蛋白與阿魏酸酶法交聯(lián)物的乳化特性和抗氧化穩(wěn)定性[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(13): 131-137. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713022. http://www.spkx.net.cn

JIA Xiao, ZHAO Mouming, JIA Chunxiao, et al. Emulsifying properties and antioxidant stability of enzymatically crosslinked products between rice protein and ferulic acid[J]. Food Science, 2017, 38(13): 131-137. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201713022. http://www.spkx.net.cn

2016-06-07

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2016GXNSFAA380288）；廣西科技攻關(guān)項(xiàng)目（桂科攻14122006-2；桂科重14121003-6-1）；廣西八桂學(xué)者團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目及廣西高?！皬V西特色農(nóng)產(chǎn)品精深加工及安全控制”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目

賈瀟（1991—），女，碩士，研究方向?yàn)榧Z食油脂植物蛋白工程。E-mail：282172755@qq.com

*通信作者：夏寧（1977—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)榧Z食油脂植物蛋白工程。E-mail：xianing@gxu.edu.cn