大豆和油菜籽油體形成的天然乳液的穩(wěn)定性及胃腸道消化特性

何勝華，鄧乾春

（1.許昌學(xué)院食品與藥學(xué)院，河南省食品安全生物標(biāo)識(shí)快檢技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 許昌 461000；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430062）

冰淇淋、人造黃油、調(diào)味品等食品均由分散相（水相或油相）組成，需要添加穩(wěn)定的乳化劑。許多食物的乳化體系界面都是由磷脂和蛋白質(zhì)的混合物組成，這些食物中分散體系的形成和穩(wěn)定性受乳化體系界面相互作用的影響[1]。最近的研究表明，食品工業(yè)中某些合成乳化劑的使用與肥胖、代謝疾病、營(yíng)養(yǎng)不良以及免疫系統(tǒng)疾病的發(fā)展密切相關(guān)[2-3]。因此，人們正在嘗試使用天然乳化劑代替合成乳化劑，而對(duì)于人群致敏度較高的動(dòng)物源成分來說，研究和開發(fā)天然植物源乳化劑并將其應(yīng)用于食品工業(yè)已經(jīng)成為一種新潮流。

許多植物種子儲(chǔ)存了大量的中性脂質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源。研究人員已經(jīng)在多種植物種子和微生物中發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)顆粒，例如：高等植物的種子、花粉和絨氈層，裸子植物的種子，蕨類植物的孢子，真菌和藻類等[4-5]。這些脂質(zhì)顆粒被限制在離散的球形細(xì)胞器中，稱為油體[6]。油體是0.5～2 μm的球形液滴，內(nèi)部的液態(tài)基質(zhì)為三酰甘油酯，表面被單層磷脂-內(nèi)源性蛋白質(zhì)組成的生物膜覆蓋[7-10]。油體表面的生物膜將三酰甘油酯緊密的包裹在內(nèi)部，避免被環(huán)境中脂肪酶降解破壞[11]。

大豆和油菜籽是中國(guó)最重要的兩種油料作物，是生產(chǎn)食用植物油和蛋白的主要來源，在提供功能性成分方面發(fā)揮著重要作用。研究表明，磷脂單層和蛋白質(zhì)的組成取決于油料作物的種類，不同油料作物種子油體的外部結(jié)構(gòu)和表面組成存在顯著差異[12]。因此不同油料作物種子油體具有不同的特點(diǎn)，可依據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行不同條件的處理和加工。油體由于其特殊的結(jié)構(gòu)和組成，其天然蛋白質(zhì)-磷脂層有助于其分散于水相中形成天然水包油（oil in water，O/W）乳液，該天然乳液的形成既不需要額外的乳化劑也不需要均質(zhì)[13]。同時(shí)油體形成的乳液液滴表面有大量的磷酸基團(tuán)，這些基團(tuán)帶大量的負(fù)電荷，可以增加液滴間的靜電斥力從而提高油體乳液的分散穩(wěn)定性[14-15]。油體表面蛋白含量高且種類豐富，是高品質(zhì)的天然乳化劑和穩(wěn)定劑，將油體蛋白作為乳化劑摻入食物中可以顯著提高食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和穩(wěn)定性[16-17]。來自天然物質(zhì)的乳化劑具有更安全、更健康的優(yōu)勢(shì)。油體表面還吸附著多種蛋白，更易形成穩(wěn)定的乳液。

大豆和油菜籽油體形成的天然乳液在食品加工過程中會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，如pH值、鹽離子濃度和熱處理。這些環(huán)境因素（如pH值和鹽離子濃度）會(huì)改變?nèi)橐罕砻嫠鶐щ姾?，影響液滴之間的靜電排斥作用，導(dǎo)致乳液失穩(wěn)。另外，熱處理會(huì)導(dǎo)致乳液液滴表面蛋白的變性，也會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。由于不同植物種子油體的蛋白和脂質(zhì)組成存在差異，其所形成天然乳液的物化特性特別是其穩(wěn)定性和消化特性也不同。因此本實(shí)驗(yàn)通過分析從大豆和油菜籽中提取植物油體的組成，考察了這兩種油體所形成天然乳液在環(huán)境應(yīng)力（pH值、鹽離子濃度和熱處理）下的穩(wěn)定性以及在胃腸道消化過程中的特性，其目的是通過了解兩種天然油體乳液的特點(diǎn)及其在胃腸道的消化特性，為其在食品產(chǎn)品（如色拉調(diào)料、調(diào)味汁、沙司、蘸料、飲料或甜點(diǎn)）加工過程中替代乳化的大豆油提供理論依據(jù)，同時(shí)為兩種天然油體乳液在運(yùn)載脂溶性生物活性物質(zhì)和提高脂溶性生物活性物質(zhì)的生物利用率方面提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆和油菜籽購(gòu)自黑龍江省哈爾濱市種業(yè)公司；實(shí)驗(yàn)中所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ALC-210.4電子分析天平、PB-10 pH計(jì) 德國(guó)Sartorius科技有限公司；HWS24電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；TGL-16G離心機(jī) 上海市安亭科學(xué)儀器廠；3-30K高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)股份有限公司；Mastersizer 2000激光粒度分析儀、Zetasizer Nano ZS電位分析儀英國(guó)Malvern公司；電泳槽 美國(guó)BIO-RAD公司；LSM 880激光共聚焦掃描顯微鏡 德國(guó)Carl Zeiss公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆、油菜籽油體的提取

大豆和油菜籽油體的提取參照Iwanaga等[18]的方法并稍加修改。將大豆、油菜籽按照料液比1∶5浸泡在蒸餾水中，于4～6 ℃下浸泡20 h，然后將浸泡后的大豆、油菜籽取出瀝干，按照料液比1∶5加入含有0.5 mol/L氯化鈉和0.4 mol/L蔗糖的Tris-HCl緩沖溶液（50 mmol/L，pH 7.5）中，用組織搗碎機(jī)剪切5 min，得到大豆、油菜籽勻漿液。用3 層濾布過濾除去濾渣，濾出液在4 ℃、10 000 r/min的條件下離心45 min，收集上層乳膏狀物。將上層的乳膏狀物均勻分散在上述含有氯化鈉和蔗糖的Tris-HCl緩沖溶液（料液比1∶1）中，在4 ℃、10 000 r/min的條件下離心45 min，再次收集上層乳膏狀物。得到的上層乳膏狀物均勻分散在50 mmol/L pH 7.5的Tris-HCl緩沖溶液（料液比1∶5）中，4 ℃、10 000 r/min條件下離心，重復(fù)此步驟3 次，將每次得到的上層乳膏狀物（即大豆、菜籽油體）合并后置于4 ℃冰箱中備用。100 g的大豆約制得25 g的大豆油體（濕基），100 g油菜籽約制得40 g菜籽油體（濕基）。

1.3.2 油體基本成分分析

油體中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定參照美國(guó)谷物化學(xué)師協(xié)會(huì)方法44-15A；油體中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定參照GB 5009.5—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；油體中灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定參照美國(guó)谷物化學(xué)師協(xié)會(huì)方法08-01；脂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%減去前3 種成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和。

1.3.3 大豆和油菜籽油體天然乳液的制備

用蒸餾水配制大豆油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)（后同）分別為0.5%、1%、2%、3%、4%和5%的混合液（pH 6.5），于25 ℃下200 r/min攪拌4 h，使油體充分吸水，然后用均質(zhì)機(jī)于12 000 r/min下均質(zhì)5 min，得到大豆油體天然乳液。

用蒸餾水配制油菜籽油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%、3%、4%、5%和6%的混合液（pH 6.5），于25 ℃下200 r/min攪拌4 h，使油體充分吸水，然后用均質(zhì)機(jī)于12 000 r/min下均質(zhì)5 min，制成油菜籽油體天然乳液。

1.3.4 大豆、油菜籽油體天然乳液粒徑的測(cè)定

大豆油體乳液和菜籽油體乳液的粒徑通過Mastersizer 2000激光粒度分析儀靜態(tài)光散射法測(cè)定，樣品手動(dòng)混合，均勻加入樣品池中，達(dá)到適宜的遮光度后，測(cè)定其粒徑。樣品池中用于稀釋的蒸餾水應(yīng)調(diào)至與樣品相同的pH值以避免樣品粒徑測(cè)量時(shí)發(fā)生改變。樣品折射率與水的折射率分別為1.47與1.33，樣品的平均粒徑用體積平均粒徑D(4,3)表示。

1.3.5 大豆、油菜籽油體天然乳液微觀結(jié)構(gòu)的觀察

取200 μL樣品溶液（5%大豆油體乳液或6%菜籽油體乳液）與10 μL尼羅紅溶液（尼羅紅質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的丙酮溶液）和5 μL快綠FCF溶液（快綠FCF質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的丙酮溶液）充分混合，染色20 min以上。取5 μL染色樣品溶液放在載玻片上，蓋上蓋玻片，通過激光共聚焦掃描顯微鏡用60×和100×的油鏡觀察，尼羅紅的激發(fā)波長(zhǎng)為488 nm，快綠FCF的激發(fā)波長(zhǎng)為633 nm。

1.3.6 大豆、油菜籽油體天然乳液黏度的測(cè)定

5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液黏度通過旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)定，使用杯-圓筒夾具，每次測(cè)定時(shí)加入17 g樣品。測(cè)量溫度為25 ℃，剪切速率為0.01～100 s－1。使用RheoPlus軟件繪圖。

1.3.7 大豆、油菜籽油體天然乳液Zeta電位的測(cè)定

5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液的表面電位通過Zetasizer Nano ZS電位分析儀測(cè)定，測(cè)定前使用與樣品相同pH值以及相同離子濃度的水溶液將乳液稀釋200 倍，以避免測(cè)定過程中產(chǎn)生多重散射效應(yīng)。

1.3.8 大豆、油菜籽油體天然乳液在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性分析

選取5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液，測(cè)定不同環(huán)境條件下乳液的粒徑和Zeta電位，分析pH值、離子濃度、加熱時(shí)間對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響。

1.3.8.1 pH值對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響分析

用1 mol/L的HCl或NaOH將乳液的pH值分別調(diào)至2、4、6、8、10，室溫放置24 h。按照1.3.4節(jié)和1.3.7節(jié)方法分別對(duì)樣品進(jìn)行粒徑、Zeta電位測(cè)定。

1.3.8.2 離子濃度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響分析

用1 mol/L的NaCl儲(chǔ)備溶液（室溫放置24 h）將5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液的離子濃度分別調(diào)至0、100、200、300、400、500 mmol/L。按照1.3.4節(jié)和1.3.7節(jié)分別對(duì)樣品進(jìn)行粒徑、Zeta電位測(cè)定。

1.3.8.3 加熱時(shí)間對(duì)乳液穩(wěn)定的影響分析

取乳液4 mL分裝至6 個(gè)5 mL離心管中，在85 ℃下加熱90 min，每15 min取樣，立即放在4 ℃下冷卻待測(cè)。按照1.3.4節(jié)和1.3.7節(jié)分別對(duì)樣品進(jìn)行粒徑、Zeta電位測(cè)定。

1.3.9 大豆、油菜籽油體天然乳液的體外模擬胃腸液消化

選取5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液模擬體外胃腸液消化，根據(jù)Minekus等[19]的方法配制模擬胃、腸消化液儲(chǔ)備溶液，配制條件參照表1[19]。

表1 模擬消化液離子儲(chǔ)備液的配制[19]Table 1 Preparation of ion stock solutions of simulated digestive fluids[19]

1.3.9.1 模擬胃消化階段

模擬胃液與乳液以體積比1∶1混合。將450 mL天然乳液倒入燒杯中，放置在37 ℃的恒溫振蕩水浴鍋里。模擬胃消化儲(chǔ)備液使用1 mol/L的HCl和NaOH溶液調(diào)節(jié)至pH 1.5，取360 mL模擬胃消化儲(chǔ)備液備用。配制90 mL含0.15 mmol/L CaCl2的胃蛋白酶溶液（胃蛋白酶質(zhì)量濃度為16 mg/mL），模擬胃消化儲(chǔ)備液與胃蛋白酶溶液置于37 ℃水浴鍋中。在體外消化的過程中，通過兩個(gè)蠕動(dòng)泵加入胃蛋白酶溶液與模擬胃消化液離子儲(chǔ)備液，流動(dòng)速率分別為0.5、2.0 mL/min，模擬胃消化過程持續(xù)3 h，振蕩速率為100 r/min，每30 min取樣一次，進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）。同時(shí)測(cè)定模擬消化前和結(jié)束時(shí)的乳液粒徑分布范圍。

1.3.9.2 模擬小腸消化階段

首先取200 mL胃消化后的溶液，置于燒杯中，然后加入160 mL模擬腸消化液溶液和40 mL膽鹽溶液（含250 mg膽鹽），將燒杯放入37 ℃恒溫水浴鍋中?；旌虾笫褂? mol/L的NaOH將混合溶液pH值調(diào)至7.5。最后加入120 mg胰酶與800 μL 0.3 mol/L CaCl2開始消化。37 ℃下模擬小腸消化3 h，每30 min取樣一次，進(jìn)行SDS-PAGE，并測(cè)定模擬消化前和結(jié)束時(shí)的乳液粒徑分布范圍。

1.3.10 SDS-PAGE分析

配制15%分離膠、5%濃縮膠用于模擬胃腸道消化過程中蛋白質(zhì)的SDS-PAGE。凍干后的樣品用上樣緩沖液溶解，使其中蛋白終質(zhì)量濃度約為2 μg/μL，煮沸5 min使蛋白充分變性，然后于4 000 r/min離心15 min，取10 μL上清液用于電泳。設(shè)置電泳起始電壓80 V，電泳30 min，隨后電壓增加至120 V，電泳90 min。膠片用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%的考馬斯亮藍(lán)R-250染色1 h，使用脫色液（V（冰乙酸）∶V（甲醇）∶V（水）＝10∶45∶45）脫色。使用凝膠成像儀拍照。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3 個(gè)平行，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS軟件的Tukey法進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05表示差異顯著）。采用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆和油菜籽油體的基本組成

不同油料作物種子油體的組成存在一定的差異，油體組成決定了油體形成天然乳液的特性。大豆油體和油菜籽油體的基本組成如表2所示。大豆油體蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)（12.86%）顯著高于菜籽油體（7.90%）（P＜0.05），而油菜籽油體的脂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（88.98%）和灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（3.12%）顯著高于大豆油體中的脂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（85.63%）和灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1.51%）（P＜0.05）。

表2 大豆和油菜籽油體的基本組成（干基）Table 2 Compositions of soybean oil bodies and rapeseed oil bodies (on a dry-mass basis)

2.2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)大豆和油菜籽油體天然乳液的粒徑

乳液粒徑的大小決定了乳液的穩(wěn)定性和在胃腸道中的消化特性。由圖1可知，大豆和油菜籽油體所形成的天然乳液的粒徑都隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小。這種結(jié)果可能是因?yàn)殡S著油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，在形成乳液過程中，吸附在油滴界面的油體蛋白和磷脂越多，油體表面所帶凈負(fù)電荷越多，油滴之間的靜電排斥作用越強(qiáng)，油滴能更好地分散于水相中，避免聚集和絮凝，所以形成的乳液粒徑逐漸減小，乳液更穩(wěn)定[20]。當(dāng)大豆油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，其形成的天然乳液的粒徑約為0.5 μm。該結(jié)果與其他學(xué)者報(bào)道的大豆油體天然乳液粒徑范圍在0.1～1.0 μm之間[21-22]相一致。油菜籽油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，其形成的天然乳液的粒徑約為5.0 μm。在相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，大豆油體所形成天然乳液的粒徑顯著低于油菜籽油體所形成天然乳液的粒徑（P＜0.05）。這種結(jié)果與大豆油體和油菜籽油體的組成有關(guān)，大豆油體蛋白含量高于油菜籽油體，而油菜籽油體的脂質(zhì)含量高于大豆油體。蛋白質(zhì)是良好的乳化劑，具有良好的乳化特性，而且?guī)в写罅康呢?fù)電荷，因此，乳液液滴表面蛋白含量高，有利于乳液保持穩(wěn)定[22]。雖然脂質(zhì)特別是磷脂也是良好的乳化劑，具有良好的乳化特性，但是磷脂屬于脂類，密度輕而容易上浮，而且在水相的分散性不如蛋白好，所以脂類含量高不利于乳液保持穩(wěn)定。根據(jù)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)大豆、油菜籽油體天然乳液的粒徑，選取5%大豆油體乳液和6%菜籽油體乳液進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)大豆和油菜籽油體天然乳液的粒徑Fig. 1 Particle sizes of natural soybean and rapeseed oil body emulations in different concentration

2.3 大豆和油菜籽油體天然乳液的微觀結(jié)構(gòu)

由圖2可以看出，大豆和油菜籽油體所形成天然乳液的油滴都能很好地分散于水溶液中，而大豆油體所形成天然乳液的油滴粒徑明顯小于油菜籽油體所形成天然乳液，大豆油體所形成天然乳液的油滴在水相中的分散性更好。該結(jié)果與2.2節(jié)粒徑分析結(jié)果一致。另外，大豆油體所形成天然乳液的油滴表面吸附了大量的蛋白（綠色），而油菜籽油體所形成天然乳液油滴表面吸附的蛋白含量較少。這與大豆油體含有蛋白含量較高有關(guān)。油菜籽油體所形成的天然乳液的油滴有少量聚集發(fā)生，這也是其粒徑較大的原因。

圖2 大豆（A）、油菜籽油體（B）天然乳液的激光共聚焦掃描顯微鏡圖Fig. 2 Confocal laser scanning microscopic images of natural soybean (A)and rapeseed (B) oil body emulsions

2.4 大豆和油菜籽油體天然乳液的黏度

乳液的黏度也會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性和在胃腸道中的消化特性。乳液的黏度越大，其油滴的沉降速度越慢，乳液越穩(wěn)定。由圖3可知，大豆油體所形成天然乳液的黏度高于菜籽油體所形成天然乳液的黏度，這可能也是大豆油體所形成天然乳液的粒徑更小并且更穩(wěn)定的原因。

圖3 大豆和油菜籽油體天然乳液的黏度Fig. 3 Viscosity versus shear rate curves of natural soybean and rapeseed oil body emulsions

2.5 大豆和油菜籽油體天然乳液的穩(wěn)定性

盡管油體形成的天然乳液具有良好的穩(wěn)定性，但對(duì)環(huán)境應(yīng)力（例如pH值、離子強(qiáng)度和溫度）還是比較敏感[23]。另外，乳液在食品加工及胃腸道消化過程中，都會(huì)受到環(huán)境應(yīng)力的影響，如pH值的急劇變化、鹽離子濃度改變及各種酶的影響。因此，研究植物油體乳液不同條件下的穩(wěn)定性很有必要。

2.5.1 乳液在不同pH值下的穩(wěn)定性

pH值對(duì)乳液穩(wěn)定性最大的影響是改變了乳液液滴表面的電荷，從而影響了乳液液滴之間的靜電排斥作用，導(dǎo)致乳液表現(xiàn)不穩(wěn)定[24]。由圖4A可知，大豆油體所形成的天然乳液在pH 4時(shí)的粒徑為22.8 μm，顯著高于其他pH值下的粒徑（P＜0.05），在pH 4時(shí)大豆油體乳液表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。而在pH 2和pH 6～10之間粒徑較小，乳液比較穩(wěn)定。此時(shí)天然乳液的pH值遠(yuǎn)離油體蛋白等電點(diǎn)，乳液液滴表面又帶有大量電荷，靜電排斥作用較強(qiáng)，乳液液滴不會(huì)發(fā)生聚集和絮凝，比較穩(wěn)定，乳液的粒徑也較小[24]。

油菜籽油體所形成天然乳液不如大豆油體所形成天然乳液受pH值的影響明顯，其在pH 6.0時(shí)粒徑為7.6 μm，表現(xiàn)不穩(wěn)定。出現(xiàn)這兩種結(jié)果與各自油體的組成和油體蛋白的等電點(diǎn)有關(guān)。大豆油體所含蛋白質(zhì)的量較高，因此受pH值的影響較大。另外，大豆油體所形成乳液油滴表面電荷在pH 4.6左右?guī)缀鯙榱悖▓D4B），此時(shí)乳液液滴之間的靜電排斥作用最弱，油滴之間容易聚集或絮凝，乳液粒徑最大，表現(xiàn)不穩(wěn)定。由此可知，大豆油體蛋白的等電點(diǎn)為4.6左右，乳液中的H＋中和了油滴表面的負(fù)電荷，使乳液液滴表面電荷為零，靜電排斥作用消失，乳液失穩(wěn)[25]。油菜籽油體所形成的乳液液滴表面的電荷在pH 5.6時(shí)為零（圖4B），此時(shí)液滴之間的靜電排斥作用最弱。與在pH 6.0時(shí)油菜籽油體所形成的天然乳液粒徑較大的結(jié)果一致。

圖4 pH值對(duì)大豆和油菜籽油體天然乳液的粒徑（A）和Zeta電位（B）的影響Fig. 4 Effect of pH on the particle size (A) and zeta potential (B) of natural soybean and rapeseed oil body emulsions

2.5.2 乳液在不同NaCl濃度條件下的穩(wěn)定性

如圖5所示，大豆油體所形成天然乳液較油菜籽油體所形成天然乳液受NaCl濃度的影響更明顯。當(dāng)NaCl濃度為100、200 mmol/L時(shí)，大豆油體所形成的天然乳液粒徑顯著高于其他NaCl濃度（P＜0.05）。出現(xiàn)這種結(jié)果可能是NaCl濃度為100、200 mmol/L時(shí)，該濃度的鹽與乳液中蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水分子，破壞了油體蛋白所保護(hù)乳液界面的水化膜，從而導(dǎo)致乳液失穩(wěn)。油菜籽油體所形成的天然乳液受NaCl濃度的影響不明顯。NaCl濃度對(duì)兩種油體所形成的天然乳液的Zeta電位影響不顯著（P＞0.05）。

圖5 NaCl濃度對(duì)大豆和油菜籽油體形成天然乳液的粒徑（A）和Zete電位（B）的影響Fig. 5 Effect of NaCl concentration on the particle size (A) and zeta potential (B) of natural soybean and rapeseed oil body emulsions

2.5.3 乳液在不同溫度下的穩(wěn)定性

熱處理是食品加工過程中用來確保產(chǎn)品品質(zhì)、避免食品變質(zhì)和預(yù)防食源性疾病的最常用技術(shù)之一。乳液在食品加工過程中，也經(jīng)常會(huì)受到高溫處理，因此研究乳液經(jīng)熱處理后的穩(wěn)定性很重要。由圖6可知，大豆油體所形成的天然乳液在85 ℃加熱前15 min粒徑?jīng)]有顯著性變化（P＞0.05）。當(dāng)加熱時(shí)間超過15 min時(shí)，其粒徑隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性（圖6A）。而油菜籽油體所形成天然乳液在85 ℃加熱15 min時(shí)其粒徑顯著增大，在加熱30 min后其粒徑變化不顯著（P＞0.05）。該結(jié)果表明油菜籽油體所形成的天然乳液對(duì)溫度非常敏感，不耐高溫。乳液這種在高溫長(zhǎng)時(shí)間處理表現(xiàn)出的不穩(wěn)定性與乳液液滴界面的蛋白變性有關(guān)，蛋白質(zhì)在高溫下變性，導(dǎo)致乳液乳化性能減弱，乳液表現(xiàn)不穩(wěn)定。熱處理對(duì)兩種乳液液滴表面所帶電荷影響不顯著（P＞0.05）。

圖6 加熱時(shí)間對(duì)大豆和油菜籽油體天然乳液的粒徑（A）和Zeta電位（B）的影響Fig. 6 Effect of thermal treatment on the particle size (A) and zeta potential (B) of natural soybean and rapeseed oil body emulsions

2.6 大豆和油菜籽油體天然乳液在模擬胃腸道中的消化特性

乳液在經(jīng)過胃腸道消化過程中，會(huì)經(jīng)歷pH值的顯著變化、各種酶的作用以及會(huì)與多種鹽粒子接觸。pH值和酶的作用會(huì)對(duì)乳液的粒徑產(chǎn)生顯著變化[26]。5%大豆和6%油菜籽油體在pH 6.5及25 ℃所形成的天然乳液在胃/腸消化180 min內(nèi)蛋白的變化如圖7所示，大豆和油菜籽油體蛋白組成存在一些差異，大豆油體除了含有分子質(zhì)量18.4～25.0 kDa的油體蛋白外，還含有一些大分子質(zhì)量的蛋白，而油菜籽油體蛋白的分子質(zhì)量主要集中在18.4～25.0 kDa之間。

2.6.1 模擬胃腸液消化過程中乳液蛋白的變化

乳液與模擬胃消化液接觸后，由于胃液pH值在2.0左右，整個(gè)體系隨著胃消化時(shí)間的延長(zhǎng)pH值逐漸降低，胃蛋白酶的活性增加，會(huì)不斷水解油體乳液表面蛋白。從胃消化過程中油體蛋白的SDS-PAGE結(jié)果可以看出，大豆油體所形成的天然乳液在胃消化30 min后，與未消化的起始乳液相比，其條帶灰度明顯變淺（圖7A），說明該乳液蛋白在前30 min消化較快。而在后30 min消化較慢。從圖7A還可以看出，大豆油體乳液中油體有一條蛋白條帶（分子質(zhì)量24 kDa左右）在消化前30 min完全消失，該蛋白被胃蛋白酶完全水解。菜籽油體所形成的天然乳液其油體蛋白隨著胃消化時(shí)間的延長(zhǎng)，其蛋白條帶顏色逐漸變淺，說明該乳液油體蛋白被逐漸水解。

由圖7B可知，進(jìn)入小腸消化階段，兩種油體蛋白條帶幾乎消失，說明兩種油體所形成天然乳液中的油體蛋白在小腸消化過程中被迅速水解。

圖7 大豆和油菜籽油體形成的天然乳液在模擬胃腸液消化過程中蛋白的變化Fig. 7 Changes in protein profile of natural soybean and rapeseed oil body emulsions during gastrointestinal digestion

2.6.2 胃腸道消化過程中乳液粒徑的變化

乳液在胃腸道消化過程中，由于受pH值、酶和鹽離子濃度的影響，乳液中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)在胃腸道消化過程中會(huì)被水解，生成的小分子物質(zhì)，如氨基酸、肽和游離脂肪酸，這些小分子物質(zhì)和膽鹽一起又會(huì)影響乳液的水解[27]。這些過程都會(huì)導(dǎo)致乳液的粒徑發(fā)生顯著變化。由圖8可知，在胃消化過程中，大豆和油菜籽油體所形成的天然乳液的粒徑都高于起始乳液的粒徑。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因?yàn)閮煞N油體所形成乳液的油體蛋白在胃消化過程中被水解生成小分子量的氨基酸或肽，導(dǎo)致乳液液滴表面電荷減少，靜電排斥作用減弱，乳液發(fā)生聚集或絮凝，粒徑變大[28-30]。另外一個(gè)很重要的因素是乳液在胃消化過程中，其pH值逐漸降低，當(dāng)pH值降低到乳液液滴表面蛋白的等電點(diǎn)時(shí)，乳液失穩(wěn)，其粒徑也會(huì)顯著增加。因此，在胃消化過程中，乳液pH值的變化也是影響乳液粒徑變化的一個(gè)主要原因[31]。

圖8 大豆和油菜籽油體形成天然乳液在模擬胃腸道消化180 min后粒徑的分布范圍Fig. 8 Particle size distribution of natural soybean and rapeseed oil body emulsions during gastrointestinal digestion

當(dāng)乳液經(jīng)過胃消化后進(jìn)入小腸，其pH值會(huì)在較短時(shí)間升高到7.5左右。乳液液滴表面會(huì)帶大量負(fù)電荷，其靜電排斥作用增強(qiáng)，油滴粒徑較胃消化階段減小，特別是大豆油體所形成的天然乳液，其粒徑較胃消化過程明顯減?。▓D8）。另一方面，乳液在小腸消化過程中，乳液油滴中的三酰甘油酯會(huì)在胰脂肪酶的作用下被酶解生成單甘油酯和游離脂肪酸，一些粒徑較大的油滴會(huì)被胰脂肪酶酶解，從而也會(huì)導(dǎo)致乳液在小腸消化過程中其粒徑較胃腸道消化過程變小，但其粒徑還是高于初始乳液的粒徑[32]。由于油菜籽油體所形成的天然乳液粒徑較大，而且部分發(fā)生了聚集，酶到達(dá)油滴核心三酰甘油酯需要較長(zhǎng)時(shí)間，所以在小腸消化階段其酶解速度較慢，其粒徑在小腸經(jīng)180 min消化后較胃消化階段變化不明顯。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)利用激光粒度分析儀、旋轉(zhuǎn)流變儀和激光共聚焦掃描顯微鏡考察了大豆和油菜籽油體形成天然乳液的粒徑、黏度和微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)分析了兩種油體天然乳液在環(huán)境應(yīng)力（pH值、離子濃度和熱處理）條件下的穩(wěn)定性和在模擬胃腸液消化過程中蛋白和粒徑的變化。研究發(fā)現(xiàn)，兩種油體所形成天然乳液的粒徑都隨著油體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小，其中大豆油體所形成天然乳液的粒徑明顯低于油菜籽油體所形成天然乳液的粒徑。大豆油體天然乳液液滴表面覆蓋了大量的油體蛋白，其黏度高于油菜籽油體乳液的黏度。大豆油體乳液在pH 4.0和NaCl濃度為100、200 mmol/L時(shí)粒徑較大，表現(xiàn)不穩(wěn)定。油菜籽油體乳液在pH 6.0不穩(wěn)定，受NaCl濃度的影響較小。大豆油體乳液在85 ℃熱處理前15 min比較穩(wěn)定，而油菜籽油體乳液對(duì)溫度比較敏感。大豆油體乳液在胃消化的前30 min蛋白分解較快，然后逐漸趨于平緩，油菜籽油體乳液在整個(gè)胃消化過程中蛋白逐漸被分解。大豆油體乳液和油菜籽油體乳液在180 min胃消化過程中其粒徑都比初始乳液粒徑大。大豆油體乳液在180 min小腸消化過程中其粒徑較胃消化過程中明顯減小，而油菜籽油體乳液粒徑變化不明顯。