大豆蛋白乳化性研究进展

张宏露，江连洲，胡少新

（1.中国检验认证集团黑龙江有限公司，哈尔滨 150001；2.东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030；3.国家大豆工程技术研究中心，哈尔滨 150030）

食品乳化剂的基本物理化学性质是表面活性和乳化增溶性。食品乳化体系是指分散互不相容的两个液态相，常见的液态相为水相和脂肪相，由于乳化体系两相的极性不同，在界面上存在相当大的界面张力，所以乳化体系在热力学上为不稳定分散系，需要通过表面活性物质（乳化剂）的作用来降低界面张力，增加体系的稳定性，蛋白质由于分子中具有亲水、亲油基团或区域，所以可以在乳化体系的形成中发挥乳化剂作用。蛋白质的溶解度与其乳化性质存在着正相关，一般来讲不溶解的蛋白质对乳化系的形成无影响，因此蛋白质溶解性能的改善将有利于蛋白质的乳化性能提高[1]。

大豆具有丰富的营养成分，大约含有40%的蛋白质、18%的脂肪和25%的碳水化合物，此外，还含有丰富的维生素和生物活性物质等，营养价值很高[2]。大豆含有的蛋白质属于全价蛋白质，并被公认为最具开发潜力的植物蛋白源[3]。大豆蛋白按照沉降系数的不同可分为2S、7S、11S、15S四种成分。大豆蛋白作为食品工业中不可或缺的原辅料，具有的各种功能特性（如起泡性、乳化性、溶解性、凝胶性等）被应用于改善食品品质，如改善口感、增加弹性、增加保水性、增加吸油性、提高贮存性等，这些功能性质对大豆蛋白在食品中的应用具有重要价值。

大豆蛋白分子中同时含有亲水和亲油的两亲结构，大豆蛋白分子是由多种L-型氨基酸组成的大分子，沿着蛋白质大分子主链，分布着-NH3、-COO-、-CONH等亲水基团，也分布着许多疏水集团如-(CH2)N-、-C6H5-，这些基团的存在决定了蛋白质分子的表面活性特征。当它聚集于油水界面时，使其表面张力降低，促进形成油—水乳化液。形成乳化液后，乳化的油滴被聚集在其表面的蛋白质所稳定，形成一种保护层，这个保护层可以防止油滴聚集和乳化状态的破坏，这就是大豆蛋白的乳化稳定性[4]。大豆蛋白的乳化性受蛋白质成分和蛋白质变性程度影响比较大。

1 不同因素对大豆蛋白乳化性的影响

1.1 蛋白质浓度对大豆蛋白乳化性的影响

大豆蛋白浓度不同时乳化性是不同的，大豆蛋白在低浓度时表面张力随乳化剂浓度增加而迅速减小，当浓度上升到一定程度时，部分蛋白质分子彼此靠在一起形成聚基团称为胶束，此时胶束的形成是可逆的。随着乳化剂浓度的继续增加，能形成稳定胶束的乳化剂（蛋白质）最低浓度称为临界胶束浓度（CMC）。胶束的形成有利于乳化性的提高，但乳化液达到CMC浓度后，油水界面上的乳化剂不随浓度增加而增多，以至乳化活性（EAI）和乳化稳定性（ESI）不再升高。

1.2 不同pH值对大豆蛋白乳化性的影响

大豆蛋白的乳化性和溶解性相关，主要是由其内在因素所决定的。大豆蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键所组成的。尽管在蛋白质内部氨基酸残基之α-羧基与α-氨基的电离性在形成肽键时消除，但天门冬酸与谷氨酸残基的支链羧基，赖氨酸与精氨酸的残基仍然可以电离，使得蛋白质所带的净电荷可以随环境的pH而变化。在pH较低时，碱性氨基酸的羧基质子化，因而蛋白质带正电荷。在pH较高时，质子从碱性与酸性功能基被移除，因而蛋白质带负电荷。在等电点时，蛋白质为电中性，此时它具有相等数目的正电荷与负电荷。蛋白质所带正电荷的多少及性质不同，其在溶液中的三维结构也不同，故溶解程度及乳化性不同。在碱性条件下，由于OH的作用，使-COO-增多，增加了分子间的静电斥力，使离散双电层加厚，溶液界面膜增厚，同时也有利于胶束的形成，因而乳化性得到提高。当pH为9以后，溶液中-COO-趋于平稳，故乳化性也不再增加。

1.3 温度对大豆蛋白乳化性的影响

大豆蛋白的乳化作用取决于NSI（可溶性氮溶解指数），即蛋白质的溶解性。随着温度的升高，大豆蛋白的氮溶解指数降低，即在50℃之前，ESI和EAI都有减小的趋势；一般在55℃蛋白质开始变性，随着温度升高，蛋白质的变性速度加剧，一般在80℃左右，蛋白质部分被展开而导致疏水氨基酸的暴露，使其能在水油界面很好地定位。

1.4 NaCl浓度对大豆蛋白乳化性的影响

低浓度的NaCl存在时，由于盐溶效应使蛋白质的溶解性增强并使蛋白分子的展开度增加，从而提高了大豆蛋白体系的乳化性，随着盐浓度的进一步增大，由于盐析效应，蛋白质的溶解性下降，大豆蛋白的乳化性能迅速下降，当NaCl达0.05mol/L后，体系的乳化性呈缓慢下降趋势。因此较低浓度的NaCl有助于蛋白的溶解，从而能更加充分地发挥其表面活性作用，NaCl浓度过高则起到了相反的作用。

1.5 增稠剂浓度对大豆蛋白乳化性的影响

丁金龙[5]等人研究了魔芋胶对大豆分离蛋白乳化性的影响，结果表明有明显的改良作用，魔芋胶对大豆分离蛋白乳化性能的提高作用强于黄原胶和瓜尔豆胶。0.5%大豆分离蛋白与0.05%魔芋胶形成的复合体系乳化性能更好。张根生[6]等人研究了卡拉胶对大豆蛋白乳化性的影响，卡拉胶的结构特征都是由1,3苷键键合的β-D-吡喃半乳糖残基和1,4苷键键合的α-D-吡喃半乳糖残基交替地连接而成的线性多糖。当卡拉胶的浓度在0.2%时取得最大的ESI和EAI值，浓度在0.1%到0.2%之间的区域内，ESI和EAI值都随着卡拉胶浓度的升高而增大，在0.2%到0.5%之间的区域内，ESI和EAI值都随卡拉胶浓度的升高而减小。

1.6 物理作用力对大豆蛋白乳化性的影响

大豆蛋白乳化性随所受物理作用力增大显著升高，物理作用力使蛋白质分子结构受到破坏，从而肽链得到进一步伸展，极性侧链基团水合作用增强，亲水性提高；与此同时，一些内部疏水基团也暴露出来，增强亲油性，使乳化能力提高。但当物理作用力过大时，会使蛋白质发生进一步聚集，导致吸附到油水界面上的蛋白减少，乳化性和乳化稳定性下降。

1.7 测定方法不同对大豆蛋白乳化性的影响

郭兴凤[7]等比较了不同测定方法对大豆蛋白乳化性的影响，采用了离心法、分光光度法、电导法对几种不同大豆蛋白的乳化性进行了测定。测定结果表明，采用不同方法测定四种大豆分离蛋白的乳化性，其总的趋势基本相同；相对而言，离心法简单可行，是一种比较适用的方法，而且对仪器设备要求不高，且操作步骤比较简单。

2 应用现状

大豆蛋白如今被越来越多的应用在食品工业中，如烘焙食品、饮料等，但由于生产工艺条件的不同和原料豆粕经过的加工工艺的不同对产品的功能特性的影响也各不相同。大豆蛋白作为表面活性剂来稳定乳化结构，可以防止脂肪的析出，延长某些产品的货架期，广泛的应用于食品行业中，如汤料、香肠、烤制食品、冷冻食品以及汤类食品的制作中。如何提高大豆蛋白的乳化性能，有待于进一步的深入研究，创造更好的经济效益和社会效益。

［1］赵新淮．食品化学[M]．北京：化学工业出版社，2006．

［2］江连洲，胡少新．中国大豆加工产业发展现状与建议[J].中国农业科技导报，2007，9（6）：22-27．

［3］孙莹.高湿挤压纤维化大豆组织蛋白仿真鸡肉的研究[D].哈尔滨:东北农业大学，2009．

［4］Wager J R.Surface functional properties of native， acid-treated and reduced soy glycinin 2Emulsifying properties[J].J.Agric.Food Chem.,1999,47(6):2181-2187.

［5］丁金龙，孙远明，乐学义．魔芋胶对大豆分离蛋白乳化性的影响研究[J]．中国粮油学报，2002，2：46-48．

［6］张根生，岳晓霞，李继光，等．大豆分离蛋白乳化性影响因素的研究[J]．食品科学，2007，7：48-51．

［7］郭兴凤，慕运动，阮诗丰．不同测定方法对大豆分离蛋白乳化性测定结果的影响[J]．食品研究与开发，2007，2：129-131．