大豆分離蛋白-甜菊糖苷復(fù)合穩(wěn)定劑制備納米乳液

李 青，陶祎晨，萬芝力*，齊軍茹，楊曉泉

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，蛋白質(zhì)工程與營養(yǎng)研究中心，廣東省天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）是一種優(yōu)質(zhì)植物性食物蛋白質(zhì)，含有多種氨基酸，具有優(yōu)良的功能性質(zhì)和較高的營養(yǎng)價(jià)值[1]。SPI具有兩親性，能在油-水界面進(jìn)行擴(kuò)散、吸附，可用于穩(wěn)定油-水界面[2-3]。甜菊糖苷（steviol glycosides，STE）是一類從甜葉菊葉子中提取的天然高甜度、低熱值的甜味劑，其甜度是蔗糖的200～300 倍，被稱為“世界第三糖源”，可作為食品添加劑在亞洲、北美、歐盟等市場使用[4]。STE具有許多重要的生物活性，如降血壓、降血糖、抗腫瘤、抑菌、免疫調(diào)節(jié)活性等。作為一種對(duì)映-貝殼杉烯類二萜化合物，STE的分子結(jié)構(gòu)由親水性的雙側(cè)糖基（葡萄糖基和鼠李糖基）和疏水性的甜菊醇基連接構(gòu)成[5]，與三萜皂苷的分子結(jié)構(gòu)類似，是一種典型的兩親性結(jié)構(gòu)。本課題組前期研究證實(shí)STE表現(xiàn)出顯著的表面活性，可發(fā)展為一種新型的天然表面活性劑，與大豆蛋白復(fù)合可顯著提升蛋白的界面活性及乳液、泡沫的形成和穩(wěn)定性[6-9]。目前，國內(nèi)外將STE用作天然表面活性劑的研究仍相對(duì)較少，較少利用蛋白質(zhì)與STE復(fù)合體系制備乳液。

納米乳液是指由水相、油相、表面活性劑等多組分混合而成的膠體分散體系，液滴粒度一般在100～200 nm。目前，納米乳液由于粒度較小且尺度均一、穩(wěn)定性較好、黏度較低等優(yōu)點(diǎn)在食品乳液領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景[10-12]。大分子蛋白質(zhì)和小分子表面活性劑是最為常用的2 種用于穩(wěn)定食品納米乳液的表面活性物質(zhì)，而為提升生產(chǎn)效率，這2 種類型的表面活性物質(zhì)通常復(fù)合使用以獲得穩(wěn)定性較好的乳液體系[13-16]。隨著現(xiàn)代食品加工業(yè)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)食品及其配料的天然、營養(yǎng)、健康等屬性的需求越來越高，因此諸如單硬脂酸甘油酯、吐溫20等合成及半合成類小分子表面活性劑已無法適應(yīng)現(xiàn)代食品乳液的加工?；诖?，本實(shí)驗(yàn)將探索植物蛋白-甜菊糖苷復(fù)合體系作為天然穩(wěn)定劑，采用高壓微射流均質(zhì)制備尺度小于200 nm且穩(wěn)定性良好的納米乳液體系，測試乳滴粒度、電位及形態(tài)，并研究微射流均質(zhì)過程等對(duì)納米乳液形成的影響，最后將穩(wěn)定的納米乳液作為模板經(jīng)凍干制得結(jié)構(gòu)化油粉。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低溫脫脂豆粕 山東禹王實(shí)業(yè)有限公司；甜菊糖苷（總苷＞95%） 濟(jì)寧奧星甜菊制品有限公司；葵花籽油 中糧集團(tuán)有限公司；十二水合磷酸氫二鈉、氫氧化鈉等均為國產(chǎn)分析純；所有實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

Mastersize 3000粒度分布儀 英國Malvern公司；M-110-EH-30高壓微射流納米均質(zhì)機(jī) 美國 MFIC公司；Multimode SPMBX51原子力顯微鏡 美國Veeco公司；DELTA 1-24 LSC冷凍干燥機(jī) 德國Christ公司；CR22G高速冷凍離心機(jī) 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 SPI的制備

采用堿溶酸沉的方法制備SPI。按料液比1∶10（g/mL）向粉粹后的低溫脫脂豆粕中加入去離子水，用2 mol/L的NaOH溶液將pH值調(diào)節(jié)至8.0，室溫?cái)嚢? h后離心（8 000 r/min，20 min）。用2 mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)上清液pH值至4.5，之后在4 ℃靜置30 min進(jìn)行酸沉，經(jīng)離心（8 000 r/min，15 min）后的蛋白沉淀物經(jīng)去離子水多次洗滌表面，后以料液比1∶7（g/mL）加入去離子水，用2 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值到7.5，攪拌使其充分溶解。獲得的蛋白溶液經(jīng)48 h透析后，凍干備用。經(jīng)杜馬斯定氮儀測定制備的SPI為（88.79±0.51）%（N 5.71）。

1.3.2 SPI-STE復(fù)合體系的制備[17]

稱取一定量的SPI和STE樣品，分別溶于10 mmol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）中，在室溫（25 ℃）勻速攪拌2 h。磷酸鹽緩沖液表面張力為72～73 mN/m時(shí)即可用于配制樣品溶液。將攪拌后的SPI和STE溶液在4 ℃放置過夜12 h，以確保蛋白充分水化。分別將SPI和STE溶液的pH值調(diào)節(jié)至7.0后，按一定比例混合，配制出一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SPI-STE混合溶液，其中SPI最終恒定為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%～2%?；旌先芤涸谑覝貏蛩贁嚢?0～20 min，以保證SPI和STE之間充分反應(yīng)。

1.3.3 SPI-STE復(fù)合體系乳液的制備[17]

將SPI-STE混合溶液和葵花籽油以一定比例混合，室溫?cái)嚢?5～20 min后，將混合液經(jīng)高速剪切機(jī)（5 000 r/min，2 min）預(yù)均質(zhì)后得到粗乳液，再經(jīng)微射流均質(zhì)（50、100 MPa，2～5 次）處理后得到細(xì)乳液。最終的乳液組成為：分散相（油相）為10%～40%，連續(xù)相（水相）為10 mmol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0），乳化劑中SPI質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定為1%，STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%～2%。用HCl和NaOH將乳液的pH值調(diào)節(jié)為7.0，最后加入0.04%疊氮鈉，以抑制微生物的生長。

1.3.4 乳液的粒度測定

選用制備新鮮乳液的粒度分布評(píng)估大豆蛋白納米乳液的乳化性質(zhì)，采用Mastersizer 3000粒度分布儀測定乳液油滴的粒度大小。參數(shù)設(shè)置：顆粒折射率為1.473，顆粒吸收率為0.001，分散劑為水，分散劑折射率為1.330。

1.3.5 乳液的Zeta電位測定

將制備好的大豆蛋白納米乳液用10 mmol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）稀釋200 倍，裝入2 mL的塑料密封管中，采用Nano-ZS納米粒度及電勢儀測定乳液液滴的Zeta-電位（mV）。

1.3.6 原子力顯微鏡觀察

采用輕敲模式，裝有GII型掃描探頭并由NanoscopeIIIa控制器驅(qū)動(dòng)Dimension 3000顯微鏡[18-19]。將1% SPI-1% STE復(fù)合體系制備的穩(wěn)定乳液用相同的緩沖液稀釋200 倍，并取2 μL稀釋樣品滴在新鮮剝離的云母片表面，在空氣中過夜干燥。掃描條件：頻率300 kHz，速率1 Hz。使用Digital Nanoscope軟件分析獲得的圖片。

1.3.7 乳液穩(wěn)定性測定

選取微射流均質(zhì)條件為50 MPa，處理3 次制備不同復(fù)合體系穩(wěn)定的乳液。將制備好的細(xì)乳液立即分裝到可密封的乳液管中，蓋緊密封后將乳液于室溫下放置30 d，每隔一定時(shí)間（1、3、7、14、21、30 d）測定乳液的粒度變化，并記錄乳液外觀的變化情況。

1.3.8 納米乳液形成條件優(yōu)化及結(jié)構(gòu)化油粉制備

為研究微射流均質(zhì)和油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)等對(duì)納米乳液形成的影響，選取單獨(dú)1% SPI、復(fù)合體系1% SPI-0.5% STE和1% SPI-1% STE穩(wěn)定的納米乳液作為研究對(duì)象，研究微射流均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)及油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對(duì)納米乳液粒度的影響，以評(píng)估工藝條件對(duì)成功制備納米乳液的重要性。之后對(duì)乳液進(jìn)行凍干處理，在－40 ℃冰箱中凍結(jié)12 h后，使用凍干機(jī)進(jìn)行24 h干燥形成油粉，真空度為0.2 mbar。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 11.7和Origin Pro 8軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及作圖，數(shù)據(jù)以 ±s表示，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 納米乳液粒度分析

如圖1所示，所有乳液樣品油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，復(fù)合穩(wěn)定劑中SPI質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定為1%，STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0%～2%；微射流均質(zhì)壓力為50 MPa，均質(zhì)3 次。乳液的粒度以d32及d43表示，即表面積平均直徑和體積平均直徑，均用于表征液滴粒度的平均大小。一般用d32評(píng)估新鮮制備乳液的比表面積，用d43值檢測貯存過程中液滴尺寸分布的變化[17]。由圖1A、B可知，單獨(dú)SPI穩(wěn)定乳液的粒度波峰為單峰分布，粒度較大，d43值為0.548 μm，d32值為0.158 μm。與單獨(dú)SPI乳液相比，由SPI-0.1% STE制備的乳液的粒度分布左移，粒度減小，d43值為0.336 μm，d32值為0.125 μm。當(dāng)體系中添加的STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.25%增至2%時(shí)，制備的新鮮乳液液滴粒度分布整體左移且逐漸均勻，d43從0.336 μm降至0.188 μm，d32值從0.125 μm降至0.069 3 μm。這表明復(fù)合穩(wěn)定劑體系的乳化能力隨STE的添加而逐漸增強(qiáng)，主要是因?yàn)镾TE的添加使穩(wěn)定劑體系顯示了更強(qiáng)的降低油-水界面張力的能力，因而有利于乳液的形成[17]。由圖1B可知，STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%和1%時(shí)，形成的乳液的d43值和d32值均在200 nm以下，表明形成了納米乳液。進(jìn)一步增加STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)至2%，與SPI-1% STE穩(wěn)定的乳液相比，乳液的粒度分布及d43、d32的值均未發(fā)生明顯變化。這可能是因?yàn)榇藭r(shí)這2 個(gè)穩(wěn)定劑體系的起始界面張力值相似，因而形成尺度一致的納米乳液[17]。如圖1C所示，制備的新鮮乳液稀釋20 倍后油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%?？梢钥吹?，與單獨(dú)SPI乳液相比，SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液均呈現(xiàn)透明或半透明狀態(tài)，尤其在STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～2%時(shí)更為明顯，這歸因于逐漸減小的納米乳液粒度，與圖1A、B的粒度結(jié)果分析一致。

圖1 SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的新鮮乳液粒度分布（A）、粒度值變化（B）和稀釋后納米乳液外觀圖（C）Fig. 1 Size distribution (A) and particle size (B) of nanoemulsions stabilized by mixtures of 1% SPI with various amounts of STE, and pictures of diluted emulsions with 0.5% oil (C)

2.2 納米乳液微結(jié)構(gòu)表征

圖2 1%SPI-1%STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液原子力顯微鏡圖Fig. 2 AFM images of nanoemulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with 1% STE

如圖2所示，1% SPI-1% STE復(fù)合穩(wěn)定納米乳液的乳滴呈球形，乳滴粒度較小且分布均勻，這與粒度測試的結(jié)果（圖1A、B）基本一致，進(jìn)一步證實(shí)了納米乳液的形成。

2.3 納米乳液Zeta電位表征

表1 SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液的Zeta電位Table 1 Zeta-potential of nanoemulsions stabilized by mixed solutions of 1%SPI with various amounts of STE

Zeta電位是帶電粒子雙電層產(chǎn)生的電勢，用以反映納米顆粒表面的帶電性質(zhì)。由表1可知，與單獨(dú)SPI穩(wěn)定的乳液相比，添加STE并未引起乳液Zeta電位、電荷遷移率及導(dǎo)電率出現(xiàn)明顯變化，電位值基本保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)（絕對(duì)值大于30 mV），這表明STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對(duì)乳滴表面電勢沒有影響。

2.4 納米乳液的長期穩(wěn)定性

通過檢測納米乳液d43值隨著貯存時(shí)間的變化情況來評(píng)估納米乳液的長期穩(wěn)定性，乳液微射流均質(zhì)壓力為50 MPa，均質(zhì)次數(shù)為3 次。將乳液室溫放置30 d，并每隔一定時(shí)間（1、3、7、14、21、30 d）測定乳液的粒度，并記錄乳液外觀的變化情況，結(jié)果如圖3所示。

圖3 SPI-STE復(fù)合體系穩(wěn)定的納米乳液平均粒度（d43）隨貯存時(shí)間變化（A）和貯存乳液外觀（B）Fig. 3 Changes in mean particle diameter d43 of nanoemulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with various amounts of STE during storage (A), and pictures of these nanoemulsions (B)

大分子蛋白質(zhì)能形成高彈性的界面膜，從界面角度來分析，蛋白乳液一般具有較高的穩(wěn)定性，但蛋白乳液長期放置后也較易發(fā)生乳滴絮凝、聚結(jié)、乳析等不穩(wěn)定現(xiàn)象[20-22]。由圖3A可知，隨著放置時(shí)間的延長，單獨(dú)1% SPI穩(wěn)定的乳液d43值逐漸變大，在30 d時(shí)達(dá)到0.638 μm。圖3B為乳液放置前后的外觀變化，可以看出，單獨(dú)SPI乳液在放置30 d后底部出現(xiàn)了明顯的相分離（乳析），該不穩(wěn)定現(xiàn)象可能是由單獨(dú)SPI穩(wěn)定的乳液油滴在放置過程中發(fā)生絮凝、聚合等而造成的。

與單獨(dú)SPI相比，SPI-STE復(fù)合體系制備的納米乳液穩(wěn)定性顯著提高?？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入適當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的STE（0.1%～1%）時(shí)，尤其在0.5% STE和1% STE時(shí)，乳液的d43值在放置30 d后僅呈現(xiàn)輕微增加；并且從圖3B中也可以看出，這些納米乳液經(jīng)30 d貯存后未出現(xiàn)明顯的乳析和分層現(xiàn)象，說明其具備較好的長期穩(wěn)定性。前期研究表明，大豆蛋白與STE在體相溶液中可通過疏水相互作用發(fā)生非特異性結(jié)合，該結(jié)合促進(jìn)蛋白質(zhì)分子在界面上進(jìn)一步伸展，使SPI-STE復(fù)合體的協(xié)同界面活性比單獨(dú)SPI界面活性高，且形成的復(fù)合界面具有相對(duì)穩(wěn)定的彈性以防止界面膜破裂，從而有利于乳液穩(wěn)定性的提高[9,17]。當(dāng)STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2%時(shí)，乳液經(jīng)過30 d靜置貯存后其d43值從0.188 μm增加到0.503 μm，且該乳液在放置7 d后粒度d43已開始出現(xiàn)明顯增加。這說明過高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的STE（2%）也會(huì)導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性變差。Wan Zhili等[23]研究表明蛋白質(zhì)-小分子表面活性劑體系能生產(chǎn)比單獨(dú)蛋白質(zhì)更穩(wěn)定的乳液，能更有效地阻止油滴聚合，但通過測定乳液界面蛋白的含量證實(shí)STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致界面蛋白被完全取代，也會(huì)弱化乳液穩(wěn)定性。由單獨(dú)STE穩(wěn)定的納米乳液不能有效地阻止油滴聚合，極易發(fā)生乳析、分層等現(xiàn)象，這與其他小分子表面活性劑穩(wěn)定的乳液具有相似性[24-25]。

2.5 微射流均質(zhì)和油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)納米乳液形成的影響

2.5.1 微射流均質(zhì)壓力的影響

圖4 不同微射流均質(zhì)壓力下SPI-STE穩(wěn)定納米乳液的d43和d32值變化Fig. 4 Particle sizes of d43 and d32 of nanoemulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with various amounts of STE under different pressures of microfluidic homogenization

研究微射流均質(zhì)壓力50 MPa和100 MPa對(duì)納米乳液形成的影響，微射流處理次數(shù)固定為3 次，乳液油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%，制得的新鮮納米乳液粒度測試結(jié)果如圖4所示。單獨(dú)1% SPI穩(wěn)定的乳液在50 MPa下d43值為0.569 μm，d32值為0.195 μm；當(dāng)壓力上升到100 MPa時(shí)，d43值和d32值分別減小至0.361 μm和0.186 μm。對(duì)SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液來說，當(dāng)微射流壓力從50 MPa升至100 MPa時(shí)，由1% SPI-0.5% STE穩(wěn)定的乳液d43和d32分別下降0.086、0.022 μm；由1% SPI-1% STE穩(wěn)定的乳液d43和d32分別下降0.088、0.018 5 μm；這說明微射流處理壓力的增加可進(jìn)一步降低由SPI穩(wěn)定或由SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液的平均粒度。

從圖4B可以看出，在100 MPa壓力下，相較于單獨(dú)SPI乳液，1% SPI-0.5% STE乳液的d43值降至0.138 μm，而1% SPI-1% STE乳液相較于前兩者的粒度更小，d43值為0.116 μm；從圖4A也可知，在50 MPa壓力下，單獨(dú)SPI乳液及SPI-STE復(fù)合乳液的粒度值變化也表現(xiàn)出該趨勢，表明在微射流壓力相同的情況下，STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加可降低乳液的粒度，有利于納米乳液的形成，這與前期研究結(jié)果一致[9,17]。李楊等[26]采用SPI-磷脂酰膽堿作為表面活性劑，利用超高壓均質(zhì)技術(shù)制備紫蘇油納米乳液，探究不同SPI質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及超高壓均質(zhì)壓力對(duì)紫蘇油納米乳液穩(wěn)定性的影響時(shí)，也同樣證明隨著超高壓均質(zhì)壓力的增加，紫蘇油納米乳液的平均粒度和分散系數(shù)逐漸降低。

2.5.2 微射流均質(zhì)次數(shù)的影響

圖5 不同微射流均質(zhì)次數(shù)下SPI-STE穩(wěn)定納米乳液的d43（A）和d32（B）值變化Fig. 5 Particle sizes of d43 (A) and d32 (B) of nanoemulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with various amounts of STE at different time points of microfluidic homogenization

微射流壓力的增加可明顯降低乳液的粒度，因此進(jìn)一步研究微射流處理次數(shù)對(duì)納米乳液粒度的影響。將微射流壓力固定在100 MPa，微射流均質(zhì)次數(shù)分別為2、3 次和5 次，乳液油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%，制得的納米乳液油滴的粒度（d43和d32）結(jié)果如圖5所示。在均質(zhì)壓力為100 MPa條件下，乳液的d43、d32值均隨著微射流次數(shù)的增加而逐漸減小。當(dāng)微射流次數(shù)從2 次增至5 次時(shí)，單獨(dú)SPI乳液的d43值從0.361 μm下降至0.260 μm，d32值從0.196 μm下降至0.121 μm；1% SPI-0.5% STE和1% SPI-1% STE復(fù)合穩(wěn)定的乳液d43值分別下降0.038 3、0.025 6 μm，d32值分別下降0.011 2、0.004 1 μm。由此可知，微射流次數(shù)的增加也可明顯降低納米乳液的粒度。

從圖5也可知，在微射流均質(zhì)壓力和次數(shù)均相同的情況下，復(fù)合體系中STE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加可明顯降低乳液的粒度?？挡ǖ萚22]研究微射流均質(zhì)制備乳鐵蛋白納米乳液時(shí)，也表明在60 MPa的常規(guī)壓力下，隨著均質(zhì)次數(shù)的增多，液滴的粒度不斷減小并最終趨于穩(wěn)定。伍敏暉等[27]在研究高壓微射流均質(zhì)對(duì)姜黃素納米乳液穩(wěn)定性的影響時(shí)，同樣表明高壓微射流均質(zhì)次數(shù)增多，納米乳液粒度下降。

2.5.3 乳液油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

圖6 不同油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)下SPI-STE穩(wěn)定乳液的d43（A）和d32（B）值變化Fig. 6 Particle sizes of d43 (A) and d32 (B) of emulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with various amounts of STE at different oil phase concentrations

在固定微射流均質(zhì)壓力為100 MPa，均質(zhì)次數(shù)為3 次的情況下，研究油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對(duì)乳液粒度的影響，結(jié)果如圖6所示。在油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，單獨(dú)SPI穩(wěn)定的乳液d32值為0.151 μm，d43值為0.298 μm；當(dāng)油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到20%和40%時(shí)，乳液出現(xiàn)絮凝狀態(tài)，且油滴粒度顯著增大，d32值分別為1.15 μm和4.03 μm，d43值分別為13.4 μm和26.6 μm。與單獨(dú)SPI穩(wěn)定的乳液相比，SPI-STE復(fù)合體系穩(wěn)定的乳液粒度隨油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高也呈增大趨勢，但增大幅度小于單獨(dú)SPI穩(wěn)定的乳液。這說明SPI-STE復(fù)合體系穩(wěn)定油-水界面的能力強(qiáng)于單獨(dú)的SPI，與前期研究一致[9,17]。在相同界面穩(wěn)定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加會(huì)顯著增加乳液的粒度，同時(shí)形成的乳液出現(xiàn)絮凝，穩(wěn)定性下降，這主要是由于油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加導(dǎo)致穩(wěn)定劑不足以完全、快速地覆蓋在油滴表面，從而導(dǎo)致乳液形成能力和穩(wěn)定性的下降；在相同油質(zhì)量分?jǐn)?shù)下由SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定作用更強(qiáng)，乳液粒度更小。

2.6 納米乳液模板制備結(jié)構(gòu)化油粉

目前，為加大乳液的應(yīng)用，越來越多的學(xué)者[28-30]以乳液為模板，采用不同的干燥方法制備得到粉末制品，對(duì)粉末進(jìn)行研究，用于食品配料應(yīng)用領(lǐng)域之中。由前面研究結(jié)果可知，SPI-STE（0.5%～1% STE）復(fù)合體系可作為有效穩(wěn)定劑制備較為穩(wěn)定的水包油納米乳液體系。這些納米乳液可通過干燥的方式除去體相水分，從而獲得高油含量的半固態(tài)及固態(tài)結(jié)構(gòu)化油脂，如油粉，其中納米乳液是制備這些結(jié)構(gòu)化油粉的良好模板。因此，選擇微射流均質(zhì)壓力為50 MPa，均質(zhì)次數(shù)為3 次，制備油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的新鮮納米乳液，納米乳液分別由單獨(dú)1% SPI、復(fù)合穩(wěn)定劑1% SPI-0.5% STE和1% SPI-1% STE穩(wěn)定，之后對(duì)乳液進(jìn)行冷凍干燥處理，用以評(píng)估納米乳液制備高油含量的結(jié)構(gòu)化油粉的可能性。

圖7 SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液經(jīng)凍干處理后制得的結(jié)構(gòu)化油脂外觀圖Fig. 7 Photographs of structured emulsions stabilized by mixed solutions of 1% SPI with various amounts of STE

如圖7所示，這些乳液體系經(jīng)凍干處理后均可制得結(jié)構(gòu)化良好的塊狀油粉，且產(chǎn)品表面未發(fā)現(xiàn)任何液態(tài)油泄露現(xiàn)象。相較于單獨(dú)SPI，由SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的油粉表面更為完整，黏性更小，更易破碎成粉末狀。這也表明SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液具有更好的凍干穩(wěn)定性。從界面角度分析，這歸因于SPI-STE復(fù)合體在乳滴表面形成的具有相對(duì)穩(wěn)定彈性的復(fù)合界面，可防止在干燥過程中發(fā)生油-水界面膜破裂，從而賦予這些納米乳液更好的干燥穩(wěn)定性[9,17-18]。這與前面乳液貯存穩(wěn)定性的結(jié)果（圖3）一致。

基于穩(wěn)定劑SPI和STE的天然健康屬性，本研究以SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定劑制備的納米乳液可作為穩(wěn)定模板用于指導(dǎo)生產(chǎn)天然、安全的油膠、油粉等結(jié)構(gòu)化油脂產(chǎn)品，作為潛在的替代方案降低飽和脂肪和反式脂肪在現(xiàn)代食品加工業(yè)中的使用。

3 結(jié) 論

SPI-STE復(fù)合體系可作為一種新型的天然穩(wěn)定劑用于制備穩(wěn)定的納米乳液。添加適中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的STE（0.5%～1%）可顯著增強(qiáng)SPI的乳化能力，制備的乳液粒度低于200 nm，乳滴為分布均勻的球形顆粒；這些納米乳液顯示出良好的貯存穩(wěn)定性，放置30 d后外觀和粒度均未發(fā)生明顯變化。這主要是因?yàn)榇藭r(shí)的SPI-STE能較快地降低界面張力，并形成具有相對(duì)穩(wěn)定彈性的復(fù)合油-水界面，從而有利于納米乳液的形成和穩(wěn)定。增加微射流均質(zhì)壓力（50～100 MPa）和次數(shù)（2～5 次）均可有效降低乳液的粒度，有利于納米乳液的形成。將納米乳液進(jìn)行冷凍干燥處理，可制得結(jié)構(gòu)形態(tài)完整的油粉，這表明由SPI-STE復(fù)合穩(wěn)定的納米乳液可作為穩(wěn)定的乳液模板用于制備結(jié)構(gòu)化油脂。