导读
2023年7月，闽南师范大学薛山副教授课题组在国家综合性科技期刊《食品工业科技》发表题为《多糖添加对兔肌原纤维蛋白Pickering乳液稳定性及凝胶特性的影响》的论文。闽南师范大学薛山副教授为第一作者。论文得到了闽南师范大学博士科研启动基金（2006L21513）；2021福建省自然科学基金项目（青年创新）（2021J05198），福建省科技特派员（团队）项目（19SKTP02, SKTP2003, SKTP2120）；漳州市科技特派员（团队）项目（20210100-44）；2021年漳州市自然科学基金项目（ZZ2021J07）；闽南师范大学校内高级别项目（MSGJB2021021）；校企合作项目（4206/A92054）；校企合作项目（4206/A921J3）和校企合作项目（4206/A92250）的资助。
图片来源于图司机
本研究提取兔肉肌原纤维蛋白（RMP），以大豆油为油相制备Pickering乳液及乳液凝胶，考察不同pH环境（3~10）、不同浓度卡拉胶（0.25%~0.50%）和海藻酸钠（0.25%~0.50%）添加对Pickering乳液稳定性及其凝胶特性的影响，以期利用RMP制备高稳定性Pickering乳液凝胶。
实验方法
文章亮点
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pH环境对RMP乳液动态光散射的影响
表1 pH环境对RMP乳液粒径和ζ-电位的影响
注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）；表1~表5同。
如表1所示，RMP乳液ζ-电位绝对值随pH增加而显著变化（P<0.05）。在pH为3时，乳液的ζ-电位绝对值为+5.19，当pH大于4.5时，乳液的ζ-电位为负值，此时由于乳液中RMP羧基的去质子作用，使得乳液带负电。RMP乳液的ζ-电位绝对值随着pH增加而增加，在碱性条件下逐渐趋于稳定，且在pH为9时达到最大值（33.60）。
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多糖对RMP Pickering乳液动态光散射的影响
表2 卡拉胶添加对RMP Pickering乳液粒径和ζ-电位的影响
如表2所示，乳液粒径大小随卡拉胶终浓度的增加而显著增大（P<0.05）。同时，ζ-电位绝对值呈现先显著增大后显著降低的趋势（P<0.05）。当卡拉胶终浓度为0.35%时，ζ-电位绝对值最大，乳液稳定性最好。
表3 海藻酸钠添加对RMP Pickering乳液粒径和ζ-电位的影响
如表3所示，固定卡拉胶终浓度为0.35%，当海藻酸钠添加的终浓度为0.25%~0.50%时，乳液体系的粒径呈现显著升高趋势（P<0.05）。同时，随着海藻酸钠添加量的增加，乳液ζ-电位绝对值呈现先显著升高后显著下降的趋势（P<0.05），当海藻酸钠终浓度0.35%时，ζ-电位绝对值有较大值（72.97mV），多糖-RMP乳液体系中粒子间斥力增加，此时乳液的稳定性较优。
3
多糖添加对RMP Pickering乳液凝胶EAI及ESI的影响
图1 不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶的乳化性
注：不同字母表示同种凝胶指标差异显著（P<0.05）；图2、图3同。
图2 不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶的乳化稳定性
如图1和图2可知，卡拉胶和海藻酸钠均可改善RMP Pickering乳液凝胶的乳化性和乳化稳定性。在卡拉胶和海藻酸钠终浓度0.25%~0.50%范围内，随着多糖浓度的增加，乳液凝胶的EAI呈现先升高后下降的趋势（P<0.05），当多糖终浓度为0.35%时，凝胶单位质量乳液乳化表面积（EAI）最大，且卡拉胶添加较之海藻酸钠的EAI更高，乳化性更好。同样的，随着多糖终浓度的升高，乳化液稳定系数（ESI）也呈现先升高后降低的趋势（P<0.05）。当在卡拉胶和海藻酸钠终浓度均为0.35%时，ESI有最大值，且海藻酸钠的ESI整体较卡拉胶更高。
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多糖添加对RMP Pickering乳液凝胶持水性的影响
图3 不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶的持水性
如图3所示，当卡拉胶、海藻酸钠多糖终浓度处于 0.25%~0.35%范围，随着多糖添加量的增加，凝胶的持水性显著增大（P<0.05），持水性分别达到最大值68.40% 和78.07%，当多糖浓度继续增加，凝胶的持水性又显著下降（P<0.05）。
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多糖-RMP Pickering乳液凝胶红外光谱分析
（ATR）
图4 不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶红外光谱图
注：A：卡拉胶；B：海藻酸钠。
由图4可知，不同多糖-RMP Pickering乳液凝胶中RMP存在典型的蛋白质特性峰，即1600~700cm−1的酰胺Ⅰ区和1230~1320cm−1的酰胺Ⅲ区。酰胺I 带主要由C=O振动引起，与蛋白质肽链的骨架有序程度紧密相关。
表4 不同多糖对RMP Pickering乳液凝胶蛋白质二级结构的影响（%）
从表4可知，随着卡拉胶浓度和海藻酸钠终浓度的增大，α-螺旋和β-转角会呈现先下降后上升的趋势，β-折叠和无规卷曲整体呈现先升高后下降的趋势，当卡拉胶添加量为0.35% 时，β-折叠有最大值（30.34%）。
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多糖添加对RMP Pickering乳液凝胶微观结构的影响
图5 不同浓度多糖对RMP Pickering乳液凝胶表观图像的影响
注：1~6号样品分别为海藻酸钠浓度0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%、0.50%；其他条件：pH9.0，油相体积为50%，卡拉胶浓度为 0.35%；图 6 同。
图6 不同浓度多糖对RMP Pickering乳液凝胶微观结构的影响
从图5可知，乳液凝胶倒置均未见流动，没有出现油相析出和相分离行为，说明其热稳定性整体较好。不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶的油滴粒径基本均匀，当海藻酸钠添加量为0.35%时，油滴粒径更小，排列更紧密（图 6）。
7
多糖添加对RMP Pickering乳液凝胶微观结构的影响
表5 不同浓度多糖-RMP Pickering乳液凝胶质构
如表5所示，乳液凝胶硬度随卡拉胶、海藻酸钠终浓度增加呈现先增大后减小的趋势，在多糖浓度0.25%~0.35%范围内，两种多糖的硬度和弹性值显著升高（P<0.05），在浓度为0.35%时均达到最大值，分别为6.11±0.01g，3.68±0.05mm 和6.12±0.02g，3.69±0.06mm。此外，当多糖浓度为0.35%~0.50%范围内，海藻酸钠-RMP凝胶较卡拉胶-RMP凝胶具有较低的硬度和更高的弹性。
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多糖添加对RMP Pickering乳液凝胶作用力的影响
图7 不同缓冲液中多糖-RMP Pickering乳液凝胶的浊度
注：A：蒸馏水；B：pH8.0 Tris-Gly 缓冲液；C：B+20 g/L 十二烷氨基磺酸钠；D：C+10 g/L β-硫基乙醇。
由图7可知，卡拉胶-RMP Pickering乳液凝胶和海藻酸钠-RMP Pickering 乳液凝胶在 A、B、C、D四种溶液中的溶解度为：D>C>B>A，且卡拉胶组的相对浊度值整体高于海藻酸钠组。
总结展望
当体系pH9，油相体积50%，不同浓度卡拉胶和海藻酸钠添加对 Pickering 乳液稳定性及其凝胶特性影响显著。当两种多糖的浓度均为0.35%时，Pickering乳液的ζ-电位绝对值（72.97±0.60）、EAI（5.09±0.09 m2·g−1）和ESI（46.07%±3.74%），以及多糖-RMP-Pickering乳液凝胶的持水性、硬度和弹性均达到最大值，当多糖浓度为0.35%~0.50% 范围内，海藻酸钠组较卡拉胶组RMP Pickering乳液凝胶具有较低的硬度和更高的持水性与弹性。随着多糖浓度的增大，由两种多糖-RMP稳定的乳液凝胶的β-折叠含量呈现先增加后减少的趋势，蛋白质二级结构由无序变得有序，当两种多糖均为0.35%时，β-折叠含量达到最大值，且随着凝胶化的进行，疏水相互作用和二硫键结构形成，凝胶作用力增强。
综上，卡拉胶和海藻酸钠添加都能够使RMP-Pickering乳液体系分布更加均匀，当二者终浓度均为0.35%时，能够形成具有良好质构特性的Pickering乳液及其凝胶。
作者简介
图片来源于闽南师范大学官网
薛山，博士，闽南师范大学讲师，毕业于西南大学食品科学与工程专业。主要研究方向为食品化学与营养学、肉类科学等。主持闽南师范大学博士科研启动基金（2006L21513）、 福建省中青年教师教育科研项目计划（JAT160296）等项目。
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