大豆多糖對(duì)乳清分離蛋白-乳狀液穩(wěn)定性與流變特性的影響

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(北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心,食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室,北京100048)

大豆多糖對(duì)乳清分離蛋白-乳狀液穩(wěn)定性與流變特性的影響

王旭,李昕,許朵霞*,曹雁平*

(北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心,食品添加劑與配料北京高校工程研究中心,北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室,北京100048)

本文研究了大豆多糖(SSPS)與乳清分離蛋白(WPI)乳狀液靜電組裝,形成乳狀液聚集體,考察了不同濃度的SSPS對(duì)WPI-乳狀液穩(wěn)定性與流變特性的影響,以期提高體系的粘彈性,形成高流變特性的食品體系。將不同濃度的大豆多糖與2%乳清分離蛋白乳狀液(油相為20%)靜電組裝,分析乳狀液的粒徑,Zeta-電位,穩(wěn)定性指數(shù),流變性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)合剪切流變與微流變技術(shù),深入研究了SSPS對(duì)乳清分離蛋白(WPI)乳狀液流體特性與結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:隨著SSPS濃度的增加,WPI乳狀液的粒徑在添加0.25% SSPS時(shí)達(dá)到峰值(3350±0.35) nm,而后隨著SSPS濃度的增加而降低;Zeta-電位絕對(duì)值呈遞減的趨勢(shì),表明SSPS與WPI間產(chǎn)生靜電吸附作用;SSPS靜電吸附提高WPI乳狀液的穩(wěn)定性;剪切流變結(jié)果表明,SSPS濃度為0.5%時(shí),其粘度最大,并在剪切速率為95.8 s-1處其粘度是WPI乳狀液粘度的10倍以上;微流變結(jié)果表明,0.5% SSPS-WPI乳狀液的MSD曲線出現(xiàn)平臺(tái)區(qū),表明其彈性指數(shù)(EI)與宏觀粘度指數(shù)(MVI)均顯著提高達(dá)到最大值。微觀結(jié)構(gòu)結(jié)果表明,0.5% SSPS-WPI乳狀液形成均一的乳狀液聚集體。本研究將有助于理解大豆多糖與蛋白質(zhì)乳狀液的相互作用,同時(shí)為低脂高流變特性的食品(如蛋黃醬、調(diào)味汁、巧克力和植脂奶油等)生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

大豆多糖,乳清分離蛋白乳狀液,穩(wěn)定性,微流變,剪切流變

蛋白質(zhì)、油脂、多糖是食品體系中重要的三類生物大分子,是影響食品穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)的主要因素。由于分子之間的相互作用,體系的穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)并非這三種分子之間作用的簡(jiǎn)單加和[1-4]。McClements課題組提出乳狀液的穩(wěn)定性可以通過(guò)添加多糖,形成“雙層”或者“逐層”涂覆微滴從而改善乳狀液的物理特性[5]。

乳清分離蛋白(whey protein isolate,WPI)具有良好的乳化性、起泡性和膠凝性,在食品加工中經(jīng)常被用作乳化劑或發(fā)泡劑等。李燕等研究表明乳清分離蛋白形成的納米乳液的平均粒徑較小,對(duì)其乳液中的β-胡蘿卜素具有保護(hù)作用[6]。乳清分離蛋白制備的乳狀液粒徑小,但易受溫度、pH和離子強(qiáng)度的影響,乳狀液會(huì)發(fā)生粒徑增大、分層等失穩(wěn)現(xiàn)象。大豆可溶性多糖(soybean soluble polysaccharides,SSPS)是從大豆加工副產(chǎn)物豆渣中提取的生物聚合物,具有以鼠李半乳糖醛酸和高聚半乳糖醛酸為主鏈,半乳聚糖和阿拉伯糖為側(cè)鏈的類球狀的結(jié)構(gòu)[7-8],在食品中用作酸性飲料的乳化劑和穩(wěn)定劑[9-10]。SSPS可以通過(guò)靜電和疏水相互作用與蛋白質(zhì)連接,形成穩(wěn)定的多糖-蛋白復(fù)合物。

多糖-蛋白復(fù)合體系研究很多,但大部分研究主要關(guān)注提高乳狀液的穩(wěn)定性[11]。本研究從提高食品乳狀液流變學(xué)角度出發(fā),基于層層靜電組裝技術(shù),以WPI為乳化劑制備初級(jí)乳狀液,以SSPS為涂層,構(gòu)建具有WPI-SSPS雙層界面的高載量油相乳狀液,研究多糖含量對(duì)乳狀液穩(wěn)定性,結(jié)合剪切流變和微流變偶合技術(shù),深入分析乳狀液的流變學(xué)特性,為通過(guò)調(diào)控界面組成以提高蛋白質(zhì)乳狀液的穩(wěn)定性和流變學(xué)特性提供理論幫助。

1 材料與方法

1.1材料與設(shè)備

大豆多糖(SSPS) 不二富吉(北京)科技有限公司;中鏈甘油三酸酯(MCT,C8-C10) 奎斯特(上海)國(guó)際有限公司;乳清分離蛋白(WPI,純度≥90%)美國(guó)Davisco國(guó)際食品公司;NaOH、HCl、NaH2PO4、Na2HPO4國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

HD-1型高速乳化均質(zhì)機(jī) 北京華遠(yuǎn)航實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 河南省予華儀器有限公司;M-110EH型微射流儀 加拿大Microfluidics公司;Zetasizer Nano-ZS90激光粒度儀 英國(guó)Malvern公司;Anton Paar Rheometer MC302剪切流變儀 奧地利安東帕有限公司;Rheolaser Master微流變儀 法國(guó)Formulaction公司;pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;激光掃描共聚焦 日本Olympus有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 WPI乳狀液的制備 準(zhǔn)確稱取8 g乳清分離蛋白(WPI),溶解于112 g 5 mmol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖溶液中,40 ℃攪拌2 h,然后將配好的WPI溶液置于冰箱4 ℃儲(chǔ)藏,使用前50 ℃攪拌30 min,確保WPI充分溶解,制備WPI溶液(4%),形成水相,將溶解好的WPI溶液用1 mol/L HCl調(diào)節(jié)至pH3.0。準(zhǔn)確稱取80 g MCT(40%),作為油相。在高速乳化均質(zhì)機(jī)19000 r/min剪切3 min,形成粗乳狀液;粗乳狀液通過(guò)微射流進(jìn)一步均質(zhì)得到WPI/MCT乳狀液,均質(zhì)壓力為50 MPa,均質(zhì)3次。最后,將制備好的WPI乳狀液置于冰箱4 ℃儲(chǔ)藏備用[12]。

1.2.2 SSPS溶液的制備 準(zhǔn)確稱取一定量的大豆多糖(SSPS),溶解于5 mmol/L pH7.0磷酸鹽緩沖溶液中,50 ℃攪拌2 h,溶脹過(guò)夜,使用前50 ℃攪拌30 min,確保SSPS充分溶解,制備SSPS溶液(4%)作為母液,然后用4% SSPS稀釋成不同濃度的SSPS(0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.5%、2%),最后將所有濃度的大豆多糖溶液用1 mol/L HCl調(diào)節(jié)至pH3.0。最后,將制備好的各SSPS溶液置于冰箱4 ℃儲(chǔ)藏備用。

1.2.3 雙層乳狀液的制備 向WPI乳狀液(pH3.0)中分別加入不同濃度SSPS溶液,最終使制備的乳狀液中MCT含量為20%,WPI含量為2%,SSPS含量分別為0、0.25%、0.50%、0.75%、1%、1.50%和2%;將乳狀液攪拌10 min后,用1 mol/L HCl調(diào)節(jié)乳狀液的pH至3.0,獲得雙層乳狀液。

1.2.4 Zeta-電位分析 采用激光粒度儀(英國(guó)Malvern公司,Nano-ZS90)分析SSPS-WPI乳狀液Zeta-電位。為減小多重光散射對(duì)測(cè)量的誤差,樣品在分析測(cè)試前用5 mmol/L pH3.0磷酸鹽緩沖液稀釋400倍。結(jié)果以平均值表示。

1.2.5 粒徑分析 采用激光粒度儀測(cè)定雙層乳狀液粒徑。為了減小多重光散射對(duì)測(cè)量的誤差,樣品在分析測(cè)試前用5 mmol/L pH3.0磷酸鹽緩沖液稀釋400倍。結(jié)果以粒徑平均值(nm)表示。

1.2.6 物理穩(wěn)定性分析 應(yīng)用Lumisizer穩(wěn)定性分析儀,通過(guò)加速分層和量化沉淀、懸浮的方法(STEP-Technology)快速測(cè)定乳狀液的穩(wěn)定性。不穩(wěn)定性指數(shù)(Instability index)是在離心的過(guò)程中,平行的近紅外光照射在樣本試管上,通過(guò)記錄樣品不同位置的透射率分布的變化,而確定乳狀液粒子的遷移過(guò)程[12]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,取約0.4 mL乳狀液,均勻注射至樣品試管底部,溫度設(shè)定為25 ℃,離心轉(zhuǎn)數(shù)為2500 r/min,樣品的透射率的特征線每30 s記錄一次,共255次。

1.2.7 剪切流變特性分析 采用安東帕流變儀(MCR-301)測(cè)定終乳狀液在剪切作用力條件下的流變學(xué)特性。根據(jù)樣品特性,選擇型號(hào)為CP-50-1的不銹鋼平板轉(zhuǎn)子,測(cè)量時(shí)的平板轉(zhuǎn)子間距設(shè)定為0.1 mm。加樣時(shí)注意保持樣品均勻,防止氣泡。剪切速率為2～200 s-1,測(cè)量溫度為25 ℃。每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.2.8 微流變特性分析 采用Rheolaser Master微流變儀分析乳狀液微流變特性,微流變儀通過(guò)多散斑擴(kuò)散波光譜學(xué)理論分析軟物質(zhì)的微流變特性,通過(guò)專利運(yùn)算法可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)相關(guān)時(shí)間的粒子均方根位移(MSD)。本實(shí)驗(yàn)中,將20 mL不同含量的SSPS-WPI乳狀液倒入樣品池內(nèi),測(cè)量溫度為25 ℃,放入儀器內(nèi)進(jìn)行30 min測(cè)試。

1.2.9 微觀結(jié)構(gòu)分析 采用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察乳狀液(貯藏24 h后)的微觀結(jié)構(gòu)。乳狀液中的WPI用Rhodamine B染色。將用Rhodamine B染色的乳狀液在激發(fā)波為543 nm激光下激發(fā)并在605 nm檢測(cè)。所有圖像均在60×物鏡的10×目鏡(油浸)下觀察,并使用數(shù)字變焦功能,將圖像物理放大4倍。

1.3數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 12.0 for Windows軟件(SPSS Inc.,Chicago,USA)進(jìn)行方差分析(ANOVA),顯著性水平為0.05,所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液Zeta-電位的影響

SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液Zeta-電位的影響如圖1所示,SSPS濃度為0～0.25%時(shí),Zeta-電位從40 mV降低至10 mV;SSPS濃度為0.5%時(shí),WPI乳狀液的Zeta-電位接近于零,隨著SSPS含量的繼續(xù)增加,其Zeta-電位變?yōu)樨?fù)值,但后續(xù)變化不明顯。這是因?yàn)镾SPS作為一種聚陰離子多糖穩(wěn)定劑加入帶正電荷的乳狀液中,二者之間發(fā)生靜電吸附作用,當(dāng)SSPS濃度超過(guò)0.5%后,與WPI-乳狀液界面吸附達(dá)到飽和,導(dǎo)致其Zeta-電位不發(fā)生顯著變化(p>0.05)。其原因可能是由于大豆多糖的酯化度值小,致使所含的甲酯化的半乳糖酸酸殘基占總半乳糖酸酸殘基數(shù)量的百分比值比較少[13],這時(shí),可溶性大豆多糖鏈段上所帶有的帶電羧基(-COO-)數(shù)量較多,將與帶正電的WPI相互作用導(dǎo)致其Zeta-電位接近于0。

圖1 SSPS濃度對(duì)乳狀液Zeta-電位的影響Fig.1 Effect of SSPS concentrationson the Zeta-potential of WPI coated emulsions

2.2SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液粒徑的影響

SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液的粒徑的影響如2所示,從圖2中可以看到,未添加SSPS的WPI乳狀液粒徑是(220.36±0.25) nm,添加不同濃度的SSPS使得WPI-乳狀液的粒徑增大,SSPS濃度為0.25%時(shí)粒徑達(dá)到峰值(3350±0.35) nm,而后隨著SSPS濃度的增加,粒徑呈逐漸降低趨勢(shì),并于1%后乳狀液粒徑不再顯著變化(p>0.05)。但明顯大于WPI-乳狀液的粒徑,可以推測(cè)SSPS與WPI通過(guò)靜電相互作用而吸附至界面。McClements課題組研究表明,當(dāng)將淀粉溶液與β-乳球蛋白乳液混合時(shí)粒徑顯著增大[5]?？嘴o等研究發(fā)現(xiàn)將亞麻籽膠溶液加入到酪蛋白乳狀液時(shí)會(huì)使液滴的粒徑增加[14]。同時(shí),SSPS-WPI乳狀液粒徑的增大遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SSPS分子的粒徑。推測(cè)SSPS可能由于空間位阻作用,形成WPI-乳狀液微滴與微滴之間的交聯(lián),游離相中的SSPS與WPI也可能存在相互作用,從而影響動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定的乳狀液粒徑大小。

圖2 SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液粒徑的影響Fig.2 Effect of SSPS concentrationson the droplet size of WPI coated emulsions

2.3SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液穩(wěn)定性的影響

本研究采用Lumisizer穩(wěn)定性分析儀,通過(guò)不穩(wěn)定性指數(shù)(Instability Index)值分析SSPS含量對(duì)WPI-乳狀液穩(wěn)定性的影響。不穩(wěn)定性指數(shù)越小,表示乳狀液越穩(wěn)定。從圖3可以看出,隨著SSPS含量的增加,乳狀液的不穩(wěn)定性指數(shù)先增大后減小。當(dāng)SSPS含量為0.25%時(shí),乳狀液的不穩(wěn)定性指數(shù)明顯增大(0.42±0.05),而后隨著SSPS濃度的增加,WPI-乳狀液的不穩(wěn)定性指數(shù)逐漸減小,表明穩(wěn)定性提高,可能是因?yàn)镾SPS的添加提高體系的粘度值,從而減慢乳狀液的重力不穩(wěn)定現(xiàn)象[15-16]。結(jié)合粒徑與Zeta-電位分析,推測(cè)SSPS濃度為0.5%時(shí),WPI-乳狀液界面吸附SSPS達(dá)到飽和,或者對(duì)阻礙蛋白微滴之間的聚集作用力已經(jīng)足夠大到穩(wěn)定此時(shí)的乳狀液體系。也就是說(shuō),此時(shí)已經(jīng)有足夠數(shù)量的SSPS,足以完全覆蓋蛋白來(lái)阻止蛋白的聚集沉淀。未吸附的多糖吸附至蛋白表面發(fā)揮其靜電排斥作用或者是空間位阻作用,從而再對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性起到作用[17]。另外,當(dāng)添加0.5%SSPS時(shí)使得WPI-乳狀液的穩(wěn)定性開(kāi)始得到提高,而其Zeta-電位的絕對(duì)值接近0,表明SSPS主要利用其中性側(cè)鏈產(chǎn)生的空間位阻來(lái)穩(wěn)定乳狀液,而粒子間的靜電排斥作用只起到次要的輔助穩(wěn)定作用。

圖3 SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液不穩(wěn)定指數(shù)的影響Fig.3 Effect of SSPS concentrationson the instability index of WPI coated emulsions

2.4SSPS濃度對(duì)WPI-乳狀液剪切流變特性的影響

不同含量的SSPS對(duì)高載量油相(20%)的WPI乳狀液流變學(xué)特性的影響如圖4所示。WPI乳狀液粘度曲線隨剪切速率的增加趨于平整,表明高載量油相WPI乳狀液接近牛頓流體。SSPS-WPI乳狀液的黏度隨著剪切速率的增加而降低,表明SSPS的添加使得WPI-乳狀液呈假塑性流體。這是因?yàn)殡S著剪切速率增加,SSPS-WPI乳狀液內(nèi)部結(jié)構(gòu)打開(kāi),分子按照剪切速率的方向線性排列[18-19]。隨著SSPS濃度的增加,剪切稀化的特性變得更為明顯。這是因?yàn)殡S著剪切速率的增大,SSPS-WPI乳狀液的結(jié)構(gòu)被破壞,樣品的粘度和剪切應(yīng)力減小。WPI乳狀液-0.5% SSPS體系粘度比單一的WPI粘度顯著增加,可能是因?yàn)槎咴谠摶旌媳壤龝r(shí),粒徑較大,形成特定的空間結(jié)構(gòu),從而提高粘度值。

圖4 SSPS濃度對(duì)WPI乳狀液-SSPS體系粘度隨剪切速率的影響Fig.4 Influence of different concentration of SSPSon the viscosity of WPI-emulsions with different shear rates

圖5是所有乳狀液體系在剪切速率為95.8 s-1的粘度,此剪切速率是模擬人體口腔咀嚼速率(100 s-1左右為人體口腔咀嚼速率)。同一剪切速率下,SSPS乳狀液含量為0.5%時(shí)的WPI乳狀液粘度最大。表明0.5% SSPS-WPI乳狀液體系具有特定的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有較高的剪切流變粘性[18]。

圖5 SSPS濃度對(duì)WPI乳狀液粘度的影響Fig.5 Influence of different concentrations of SSPSon the mean viscosity of WPI emulsions

2.5SSPS濃度對(duì)WPI乳狀液微流變特性

本實(shí)驗(yàn)采用Formulation微流變分析儀,通過(guò)顆粒均方根位移(MSD),分析不同含量的SSPS對(duì)WPI乳狀液微流變特性的影響(圖6)。顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)是由顆粒均方根位移(MSD)與去相關(guān)時(shí)間關(guān)系曲線來(lái)表征的[20]。MSD曲線反映樣品的粘彈性特征。在純粘性流體(牛頓流體)中,粒子MSD與時(shí)間呈線性增長(zhǎng);而在粘彈性流體中,粒子的均方根位移受到限制,粒子被困在三維微觀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中,從而在MSD與時(shí)間的關(guān)系曲線中形成一個(gè)平臺(tái)區(qū)[21-22]。MSD曲線平臺(tái)區(qū)后的斜率是樣品的宏觀粘度因子(MVI)。MSD曲線平臺(tái)區(qū)的高度,表征樣品彈性(EI)的大小。平臺(tái)區(qū)的高度降低,說(shuō)明樣品結(jié)構(gòu)“籠”尺寸減小,粒子運(yùn)動(dòng)受到束縛。通過(guò)采集MSD曲線,可以確定樣品彈性、粘度的變化以及反映樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

圖6 SSPS含量對(duì)SSPS-WPI乳狀液均方根位移曲線的影響Fig.6 Typical examples of the MSD vs time curvesfor WPI emulsions with different concentrations of SSPS

由圖6可知,在短的去相關(guān)時(shí)間段內(nèi),0.5% SSPS-WPI乳狀液的MSD出現(xiàn)平臺(tái)區(qū),表明此比例條件下,SSPS與WPI乳狀液微滴間的作用力最強(qiáng),平臺(tái)區(qū)與時(shí)間軸所形成的面積最小,該體系的粘彈性最高。0.5% SSPS-WPI乳狀液在最初很短的去相關(guān)時(shí)間內(nèi),MSD的增加和去相關(guān)時(shí)間呈線性關(guān)系,表明粒子只受溶劑粘度的影響,顆粒在籠內(nèi)完全自由運(yùn)動(dòng);在去相關(guān)時(shí)間中間部分(固液平衡區(qū)),粒子運(yùn)動(dòng)受到了“籠”結(jié)構(gòu)影響,其運(yùn)動(dòng)速度減慢,MSD曲線形成一個(gè)平臺(tái)區(qū);在去相關(guān)時(shí)間的第三階段,MSD曲線與去相關(guān)時(shí)間呈線性關(guān)系,粒子主要受宏觀粘度影響。而他樣品的MSD曲線均沒(méi)形成平臺(tái)區(qū),因此,MSD曲線表明0.5% SSPS提高WPI乳狀液的微流變特性,顯著提高(p<0.05)乳狀液的彈性與粘度,并形成特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.6SSPS濃度對(duì)WPI乳狀液微觀結(jié)構(gòu)的影響

乳狀液的微觀結(jié)構(gòu)是乳狀液穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。在本研究中,使用了Rhodamine B將WPI進(jìn)行染色。如圖7所示,未添加SSPS的WPI乳狀液呈現(xiàn)均一分布的結(jié)構(gòu)。0.5% SSPS-WPI乳狀液,乳狀液發(fā)生聚集作用,形成均勻的具有一定空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的乳狀液。1.5% SSPS-WPI乳狀液和2% SSPS-WPI乳狀液形成明顯的耗散絮凝,形成明顯的不穩(wěn)定體系。進(jìn)一步證明,適當(dāng)含量的SSPS與WPI-乳狀液微滴形成靜電吸附,進(jìn)而形成特定空間位阻作用的聚集體具有良好的穩(wěn)定性[23]。

圖7 SSPS-WPI乳狀液微聚集體的微觀結(jié)構(gòu)Fig.7 The Confocal Microscopy images ofWPI-coated emulsions with different concentrations of SSPS注：a：未添加SSPS;b：體系中添加0.5% SSPS;c：體系中添加1.5% SSPS;d,體系中添加2% SSPS。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明,將陰離子型SSPS加入到高載量油相WPI乳狀液中,二者發(fā)生靜電吸附,形成穩(wěn)定的乳狀液。0.5% SSPS顯著提高 WPI乳狀液的穩(wěn)定性與流變學(xué)特性,同時(shí)改變WPI乳狀液的流體特性(由牛頓流體變?yōu)榧偎苄粤黧w),0.5% SSPS顯著提高 WPI乳狀液體系的粘度值(10倍以上)。形成提高流變特性與穩(wěn)定性均一的高載量油相乳狀液體系,為開(kāi)發(fā)減脂高流變食品提供良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Influenceofsoybeanpolysaccharideonthephysicalstabilityandrheologicalpropertiesofwheyproteinisolateemulsion

WANGXu,LIXin,XUDuo-xia*,CAOYan-ping*

(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,College of Food and Chemical Engineering,Beijing Engineering and Technology Research Center of Food Additives,Beijing Higher Institution EngineeringResearch Center of Food Additives and Ingredients,Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry,Beijing Laboratoryfor Food Quality and Safety,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048,China)

To increase the elasticity,viscosity of the food system and form high rheological properties food system, the effect of different concentrations of soybean polysaccharide(SSPS)on whey protein isolates(WPI)coated emulsion’s stability and rheological properties was investigated. The particle size,Zeta-potential,stability index,rheological properties and microstructure of the emulsion were analyzed by electrostatic mixing of different concentrations of SSPS and 2% WPI emulsion(oil phase 20%). In order to deeply explore the effect of WPI emulsion’s rheological properties,combined shear rheology and micro-rheological technology were applied. The results showed that with the increase of SSPS concentration,the particle size of WPI emulsion reached the peak value(3350±0.35) nm with 0.25% SSPS,and then decreased with the increase of SSPS concentration. The absolute value of Zeta-potential decreased,indicating that electrostatic interaction between SSPS and WPI emulsion and SSPS electrostatic adsorption improved the stability of WPI emulsion. Shear rheology results showed that when the concentration of SSPS was 0.5%,the viscosity reached the maximum value and the viscosity value was more than 10 times that of the WPI emulsion at the shear rate of 95.8 s-1. Micro-rheological results showed that the MSD curve of 0.5% SSPS-WPI emulsion appeared in the platform area,indicating that the elasticity index(EI)and the macroscopic viscosity index(MVI)significantly increased and reached the maximum. Microstructure results showed that 0.5% SSPS-WPI emulsion formed a homogeneous emulsion aggregate. This study could help to understand the interaction between SSPS and protein emulsions and provide theoretical guidance for food(mayonnaise,sauces,chocolate and butter,etc.)production with low fat and high rheological properties.

soybean soluble polysaccharide;whey protein isolate emulsion;stability;micro-rheological property;shear rheological property

TS201.1

A

1002-0306(2017)19-0001-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.19.001

2017-03-22

王旭(1991-),女,碩士研究生,研究方向:食品添加劑與功能性配料,E-mail:493528160@qq.com。

*通訊作者:許朵霞(1986-),女,博士,副教授,研究方向:食品添加劑與功能性配料,E-mail:xdxbtbu@126.com。

曹雁平(1961-),男,博士,教授,研究方向:食品添加劑與功能性配料,E-mail:caoyp@th.btbu.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31501486);北京市自然科學(xué)基金三元聯(lián)合資助項(xiàng)目(15S0003);北京市科技計(jì)劃課題(Z171100001317004);十三五國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)中心重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0400802);北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項(xiàng)目(2014000020124G032);北京市屬高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)與教師職業(yè)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IDHT20130506)。