文獻(xiàn)綜述-蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)資料

1、文獻(xiàn)綜述蛋白乳化性質(zhì)的研究摘要：乳化性質(zhì)是蛋白質(zhì)的一項重要功能性質(zhì)， 包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性。 本 文主要通過對蛋白乳化性質(zhì)的介紹， 綜述了其測定方法、 不同的處理方式和不同 的物化因素對乳化性的影響。關(guān)鍵詞： 蛋白質(zhì) 乳化性 測定方法 影響因素1 前言乳化性質(zhì)( Emulsibility )是蛋白質(zhì)的一項重要的功能性質(zhì)，是指油品和水形 成乳狀液的能力 ，包括乳化活性( Emulsifying Properties) 和乳化穩(wěn)定性 (Emulsifying stability )兩個方面。乳化活性是指蛋白質(zhì)在促進油水混合時，單 位質(zhì)量的蛋白質(zhì)( g)能夠穩(wěn)定的油水界面的面積( m2)；乳化穩(wěn)

2、定性是指蛋白 質(zhì)維持油水混合不分離的乳化特性對外界條件的抗應(yīng)變能力。蛋白質(zhì)乳化性是指蛋白質(zhì)能使油與水形成穩(wěn)定的乳化液而起乳化劑的作用1。2 乳化性質(zhì)的測定方法2.1 乳化活性的測定方法2.1.1 分光光度法阮詩豐2等人采用 722S型分光光度計對大豆分離蛋白乳化活性進行了測定。 課題中具體的試驗方法如下：用微量取樣器取出底部的乳狀液50L，用0.1%(W/V)SDS( 十二烷基硫酸鈉 )溶液稀釋到一定倍數(shù)后放入比色皿中，以相同 的 SDS 溶液作參比液，立即測定其在 500nm 處的吸光度 A 。根據(jù)趙國華等 3的 方法進行簡化，乳化活性 EA 用零時刻的吸光度來表征：EA=A 0或用乳化活性

3、指數(shù)，即每克蛋白質(zhì)的乳化面積來表示 4：2.303 2 A 500 NEAIC 10000式中： C：溶液中樣品蛋白質(zhì)濃度； ：油相體積分?jǐn)?shù)； N：稀釋倍數(shù)用分光光度計法測定多種大豆分離蛋白的乳化活性，每種測定均重復(fù)多次， 計算結(jié)果 的標(biāo)準(zhǔn)方 差(SD:Standard deviation)和變異系數(shù) (CV:coefficient of variation)來反映此測定方法重復(fù)性。鄧塔5等人在研究大豆蛋白乳化性質(zhì)的課題中，以脫脂大豆粉為實驗對象， 取一定體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2.0%的蛋白質(zhì)溶液，加入同體積的大豆色拉油，以 6400r/min 的速度高速攪拌 2min，之后在 0min 取樣 10

4、0，以 0.1%(w/v )SDS(十 二烷基磺酸鈉， pH=7.0)稀釋 50 倍，以 SDS 溶液為空白，測定 500nm 處的吸 光度值，以 0min 的吸光度值表示乳化性( EA)。2.1.2 電導(dǎo)法稱取一定量的大豆分離蛋白， 溶解后使蛋白質(zhì)溶液濃度在 0.3 %0.5%( w/v)， 10000 r/min 高速攪拌，同時用蠕動泵以 4.0 mL/min 的速度勻速向其中滴加大豆 色拉油，用雷磁數(shù)據(jù)采集軟件采集電導(dǎo)值數(shù)據(jù)， 當(dāng)電導(dǎo)值發(fā)生突變時， 停止加油， 記錄耗油量 Vk 。測定不同質(zhì)量的蛋白質(zhì)乳化油脂的量，通過多組數(shù)據(jù)進行回歸 分析，計算出蛋白質(zhì)的乳化能力 EC6：Y=aX+b其

5、中Y：總耗油量 Vk(mL)X：蛋白質(zhì)量 M(g)A：該種蛋白質(zhì)的 EC(mL/g)2.2 乳化穩(wěn)定性的測定方法2.2.1 分光光度法分光光度法測蛋白乳化穩(wěn)定性的原理是乳化性越好， 顆粒越小，吸光度越小； 乳化穩(wěn)定性越好，吸光度隨時間的變化越小，也即是粒徑變化不大高麗 7等人對大豆蛋白乳化穩(wěn)定性進行了研究， 課題中以優(yōu)質(zhì)大豆為研究對 象，采用分光光度法測定的大豆蛋白的乳化穩(wěn)定性。 具體方法如下： 將豆乳用蒸 餾水稀釋 28 倍，用離心機以 4000r/min 離心 5min，于 785nm 波長下測定離心前 后的吸光度 A 。用下式計算豆奶的穩(wěn)定性RA2/A1式中，R 為穩(wěn)定性系數(shù)； A2為離

6、心后的吸光度； A 1為離心前的吸光度。 R1，R 值越大，說明豆乳的穩(wěn)定性越好。管軍軍 8等人采用分光光度法對大豆分離蛋白的乳化穩(wěn)定性進行了測定， 結(jié) 果表明，用吸光值比 K 可較好地表示乳化穩(wěn)定性。取 9 mL0.1%(W/V) 待測樣品 蛋白液(樣品蛋白溶于 0.2 mol/L、pH7.0磷酸緩沖液中)，加入 3 mL 大豆色拉 油，在 10 000 r/min ，25下攪拌 1 min ，分別在攪拌后 0 min、5 min 取樣。以0.1%(W/V)SDS(pH7.0)稀釋50倍，測定在 500 nm處的吸光值，以SDS溶液為空 白，以 0 時刻的吸光值表示乳化性 (EA) 。乳化穩(wěn)

7、定性 (ES)用乳化穩(wěn)定指數(shù) (ESI)表示：ESI A0 A T式中： A0 0時刻的吸光值； T時間差， min；AT內(nèi)的吸光值差上式可寫成：ESI A 0 T 1 TA -AtAt A0式中： At t時刻的吸光值令K=A t/A 0，則當(dāng) T一定時， K與 ESI成正比關(guān)系。為了避免計算時出現(xiàn) A為 0及負(fù)值，我們引進吸光值比 K 來描述乳化穩(wěn)定性，這里 K=A 5/A0(A 5為 t=5 min 時的吸光值 )。顧楠9等人在研究不同處理方式對鷹嘴豆分離蛋白乳化性質(zhì)的影響實驗課 題中，采用分光光度法測定乳化穩(wěn)定和乳化活性。 具體方法如下： 取一定量的鷹 嘴豆分離蛋白溶于 100mL 的

8、蒸餾水 ( 或一定離子強度的鹽溶液 ) 中，調(diào)節(jié)所需的 pH，量取一定體積的大豆色拉油于蛋白溶液，以10000r/min 的速度高速攪拌2min，制成白色乳狀液。分別在 0min 和 15min 時取 0.5ml 乳狀液置于 50mL 的容量瓶中，加入 0.1%(w/v)SDS(pH7.0)溶液定容并搖勻， 以 0.1%SDS溶液作空白， 在 500nm 處測定其吸光度 A，其中 0min 時吸光度 A0 表示為乳化活性 EA，乳化 穩(wěn)定性用 ES 表示：ES（%） A15 100%A0式中：A0：乳化液在 0min 時的吸光值 ;；A15：乳化液在靜置 15min 后的吸光值分光光度法測定蛋

9、白質(zhì)的 EA (乳化活性)和 ESI(乳化穩(wěn)定性)時，要選 擇合適的吸光度測定值范圍，一般應(yīng)在 0.2000.800之間。2.2.2 離心法配制 1 %(w/v) 的蛋白質(zhì)溶液，用 0.1 mol/L 的氫氧化鈉調(diào)至 pH7.0，取 一定體積的蛋白質(zhì)溶液和同體積的大豆色拉油混合， 以 10000 r/min 的速度高速 攪拌 1 min，所得乳狀液移 3支 10 mL 的離心管中，在70 的水浴中恒溫 25 min， 用自來水冷卻至室溫， 然后在 2000 r/min 的速度下離心 10 min，根據(jù)乳化層體積 計算乳化穩(wěn)定性 6。乳化穩(wěn)定性(乳化層體積總體積1002.2.3 混濁度法張根生

10、10等人在大豆分離蛋白乳化性的研究中采用混濁度法對蛋白乳化 性進行測定。在 0.2mol/L 、pH7.0 磷酸鈉緩沖液中配制 1%大豆分離蛋白溶液 (W/V) ，加入大豆色拉油 0.025L/L ，均質(zhì)后形成均勻的乳化液。分別在 0min 和 10min 取 1ml 新制備的乳化液，加 99ml 蒸餾水稀釋 100 倍，然后取 1ml 被稀 釋的乳化液加入到 39ml 的十二烷基磺酸鈉 (SDS 1g/kg)稀釋 40 倍，最終稀釋度為4000 倍。將最后溶液在 采用如下公式進行計算：500nm 下測定吸光值 (測定 9 次取平均值 )。EAI 和 ESI0 tESIA0 A10式中， ES

11、I 乳化穩(wěn)定性 (min)：A0均質(zhì)后迅速被稀釋的乳化液的吸光值；A10乳化液在靜止 10min 后的吸光值；t 時間 (本實驗是 10min)A 0 稀釋倍數(shù)EAI 2 TC 10000 式中， EAI 乳化活性 (ml/g) ；T=2.303；C乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白濃度 (g/ml)； 乳化液中油的體積分?jǐn)?shù) (本實驗是 0.025)； 稀釋倍數(shù)是 40003 不同物化因素對乳化性質(zhì)的影響3.1 pH 值顧楠 9等人研究鷹嘴豆分離蛋白乳化性時，采用不同pH 值梯度對其進行測定。pH 值范圍選定為 3、5、7、9、11，分別測量在不同 pH 處理過后的蛋白的 乳化活性和乳化穩(wěn)定性。結(jié)

12、果如下：圖 1 pH 對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性及乳化穩(wěn)定性的影響在圖中很明顯的看出 pH 為 5 時，蛋白溶解度最小，即鷹嘴豆分離蛋白的等電點，此時蛋白溶解度最差，表面電荷為零，親水能力下降，吸附在油 -水界面上的蛋白含量減少， 故乳化活性降低； 在靜置的過程中， 由于不存在靜電排斥作用，蛋白質(zhì)進一步在油 -水界面重排乳化，同時在油 -水界面堆積促進了高彈性膜 的形成，阻止油滴聚集上浮從而提高了乳狀液的穩(wěn)定性。 pH 從等電點向兩側(cè)變 化，蛋白質(zhì)的溶解度增大，蛋白質(zhì)向油 -水界面擴張能力增強，界面面積增大， 乳化活力又開始增強，乳化穩(wěn)定性又逐漸下降。鄧塔5等人在研究大豆乳化性質(zhì)的課題中，采用不

13、同梯度的 pH 值對大豆蛋 白粉進行處理，加熱溫度為 60下，采用 1mol/L 的鹽酸調(diào)節(jié)大豆蛋白溶液的 pH， 范圍為 2.0-6.0，處理 30min，測定其乳化性。結(jié)果如圖：在此反應(yīng)溫度下，隨著酸處理 pH 降低，大豆蛋白的溶解性降低，經(jīng)酸處理 時 11S和 7S發(fā)生變性，其中 11S基本是全部變性，而 7S 是部分變性。變性蛋 白在高溫下運動加劇而發(fā)生聚集，使蛋白質(zhì)分子疏水性 /親水性比值降低，減少 油表面結(jié)合， 影響蛋白質(zhì)乳化性。 同時蛋白質(zhì)分子柔韌性降低， 在界面不能迅速 展開，影響大豆蛋白的乳化性。 另一方面可能是在一定濃度下的大豆蛋白溶液隨 pH 升高，發(fā)生羧基去質(zhì)子化，電荷

14、排布改變，有利于乳化性的提高。圖 1 pH 值對乳化性的影響3.2 含油量顧楠9等人在研究鷹嘴豆分離蛋白的乳化性時，設(shè)置不同梯度的含油量，分別為 10、15、20、25、 30mL，測定其乳化活性和乳化穩(wěn)定性，結(jié)果如下：圖 2 加油量對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性及乳化穩(wěn)定性的影響因為蛋白質(zhì)是油和水的兩親物質(zhì)，可自發(fā)地遷移至油 - 水界面，降低表面張 力，形成穩(wěn)定的乳狀液，隨著加油量的增加，所形成的界面面積增大，因而乳化 活力增大； 而且隨著加油量的增加， 乳化穩(wěn)定性呈現(xiàn)減小的趨勢， 因為當(dāng)油含量 增高時，乳狀液油滴形成的保護膜較薄， 導(dǎo)致蛋白質(zhì)相互聚集下沉或油滴相互聚 集上浮，從而使乳狀液失去穩(wěn)定

15、性，故乳狀液的穩(wěn)定性隨油量的增加而降低。3.3 離子濃度顧楠9等人在研究鷹嘴豆分離蛋白乳化性質(zhì)時，選用不同梯度的離子濃度， 分別為 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8mol/L 的 NaCl 溶液，測定乳化活性和乳化穩(wěn)定性。 結(jié)果如下：鹽濃度可以對蛋白表面疏水性和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。在低鹽濃度時，溶液中的 Na+通過離子鍵吸附在蛋白質(zhì)表面，中和蛋白質(zhì)表面的負(fù)電荷，使蛋白質(zhì)的親水 性降低，疏水性增強，造成蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生變化，形成更加剛性的結(jié)構(gòu)，使蛋白 質(zhì)的溶解性降低，從而使擴散到油 -水體系中的蛋白質(zhì)減少，界面面積減少，乳 化活力下降。隨著 NaCl 濃度的升高，更多的 Na+吸附至蛋白質(zhì)表面，使

16、蛋白質(zhì) 的親水性增加，蛋白質(zhì)分子溶劑化，使蛋白質(zhì)的溶解性增大，從而使擴散到油 水體系中的蛋白質(zhì)增多，界面面積增大，乳化活力上升。圖 3 NaCl 濃度對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性及乳化穩(wěn)定性的影響鄧塔5等人采用不同濃度的 NaCl 處理改性后（加熱溫度為 50、pH=6.0、 加熱時間為 60min）的大豆蛋白，分別向 5 份 40mL2.0%的大豆蛋白溶液中添加 不同劑量的 NaCl，形成 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%系列濃度。不同濃度的 Na+對改性大豆蛋白乳化性影響見圖 4：適當(dāng)濃度的 Na+形成水合鹽與蛋白質(zhì)分子上帶電基團微結(jié)合， 提高了蛋白質(zhì) 結(jié)合水的能力， 促進大豆

17、蛋白溶解度增加和改善分子柔韌性， 使其表面活性得到 充分展示。圖 4 Na+對改性蛋白乳化性的影響4 不同的處理方式對蛋白乳化性質(zhì)的影響4.1 微波處理對蛋白質(zhì)乳化性質(zhì)的影響顧楠 9等人對鷹嘴豆分離蛋白應(yīng)用不同處理方式， 并研究了這些處理方式對 蛋白乳化性質(zhì)的影響。課題中取 100ml 濃度為 0.5%(w/v) 的蛋白質(zhì)溶液，用 0.5mol/L 的 NaOH 調(diào)節(jié) pH 為 7.0，然后置于微波爐中處理， 微波爐功率為 800w， 處理時間分別為 0、20、40、6080、100s，處理完后加入 20mL 大豆色拉油，高 速攪拌后根據(jù) 2.2.1中所述方法測定 EA 和 ES。測定結(jié)果如下

18、圖所示： 從圖中可以很明確的看出整體趨勢呈增加后減少，在微波處理時間為 60s 時，乳化活性和乳化穩(wěn)定性都達(dá)到最大值。 文中分析其原因是， 蛋白分子在微波 場的誘導(dǎo)下產(chǎn)生極化現(xiàn)象， 使維持蛋白空間結(jié)構(gòu)的非共價鍵 (疏水相互作用、 二 硫鍵、靜電相互作用)被破壞，蛋白分子部分展開，分子的柔性提高，更多的蛋 白分子結(jié)合到油 -水界面，同時，蛋白分子內(nèi)部的疏水殘基暴露在蛋白表面，蛋 白表面的疏水性增強， 故蛋白的乳化活性和乳化穩(wěn)定性增強。 但是，當(dāng)微波處理 的時間進一步延長時， 蛋白分子進一步展開， 極化的蛋白分子之間相互吸引， 通 過疏水相互作用、 二硫鍵、 靜電相互作用及氫鍵等重新形成分子聚集體

19、， 分子的 柔性降低， 表面疏水性減弱， 蛋白表面積縮小， 故乳化性及乳化穩(wěn)定性呈下降趨 勢。微波處理對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響4.2 超聲波處理對蛋白乳化性質(zhì)的影響顧楠 9等人的研究中采用超聲波對鷹嘴豆分離蛋白進行處理， 觀察超聲波不 同的處理時間對其乳化活性及乳化穩(wěn)定性質(zhì)的影響。 試驗方法類同微波處理， 所 選用的超聲波功率密度為 0.3W/cm2，處理時間分別為 0、1、2、3、4、5min，結(jié) 果如下：從圖中明確看出， 處理時間為 4min 時，乳化活性和乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大值。 這是因為在超聲波作用下， 蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)變得疏松， 使疏水性多肽部分展開 朝向脂質(zhì)，極性部

20、分朝向水相，故乳化活力增加。但繼續(xù)延長超聲波處理時間， 蛋白質(zhì)變性程度增大， 不溶性蛋白質(zhì)含量增多， 乳化活力及乳化穩(wěn)定性隨之又降 低。圖 2 超聲波處理對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響4.3 超高壓處理對蛋白乳化性質(zhì)的影響顧楠 9等人在研究鷹嘴豆分離蛋白的課題中， 采用不同梯度的超高壓進行處 理，壓力梯度為 100、200、300、 400、500MPa，處理時間均為 15min。測定結(jié) 果如下：圖3 超高壓處理對鷹嘴豆分離蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響在壓力為 400MPa 時，其乳化活力和乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大值， 這是由于超高 壓使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化， 蛋白質(zhì)分子內(nèi)部疏水相互作用逐漸受到破壞， 更多 的疏水性區(qū)域暴露， 增加了蛋白的表面疏水性， 疏水基團的暴露使蛋白質(zhì)更易于 吸附至油 -水界面上并展開，從而提高了乳化性。隨著壓力的進一步增加，蛋白 發(fā)生進一步聚集使得溶解性下降，導(dǎo)致吸附到油 -水界面上的蛋白濃度下降，所 以乳化性和乳化穩(wěn)定性又出現(xiàn)下降。4.4 加熱時間對蛋白乳化性質(zhì)的影響鄧塔 5等人采用不同梯度的加熱時間對大豆蛋白進行處理，在60， pH=5的條件下，處理 1060min 大豆蛋白溶液，測定其乳化性。結(jié)果如圖：適當(dāng)熱處理初始階段蛋白質(zhì)受熱而發(fā)生部分變性， 多肽鏈展開增加了分子柔 順性，有利于蛋白質(zhì)分子在界面