马铃薯蛋白水解物对不同乳化剂制备O/W乳状液氧化稳定性的影响

程 宇，冯英委，熊幼翎，陈 洁

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏无锡214122)

马铃薯蛋白水解物对不同乳化剂制备O/W乳状液氧化稳定性的影响

程 宇，冯英委，熊幼翎，陈 洁*

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏无锡214122)

用Fenton催化氧化体系模拟氧化，催化剂FeCl3，H2O2，VC的浓度分别为5、5、0.1mmol/L，以脂肪氧化产物丙二醛为指标，考察了马铃薯蛋白和不同乳化剂(非离子乳化剂Tween 20、阴离子乳化剂卵磷脂和大分子乳化剂酪蛋白酸钠)共乳化制备得到的乳状液的氧化稳定性，并测定了相应乳状液的乳化稳定性。酪蛋白酸钠和马铃薯水解蛋白作为乳化剂得到的乳状液氧化稳定性较好，而Tween 20和马铃薯蛋白水解物作为乳化剂得到的乳状液物理稳定性较高。

乳状液，马铃薯蛋白水解物，氧化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

土豆浓缩蛋白 荷兰AVEBE BA，蛋白含量81%;Alcalase 购于诺维信公司;TEP 购于Sigma-Aldrich(上海)贸易有限公司;大豆卵磷脂 购于ADM公司;大豆油 东海油脂(张家港)公司赠送;其他试剂 购于上海国药集团，分析纯级;实验用水均为超纯水。

DC10-K10加热制冷循环器 赛默飞世尔科技(中国)有限公司;T18高速乳化均质机 德国IKA工业设备(广州);AH-basic型高压均质机 ATS工业系统有限公司;UV-2800型紫外可见光分光光度计 尤尼柯(上海)科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 马铃薯蛋白(PPH)水解物的制备 参考Wang［5］等人的方法。

1.2.2 乳状液的制备 水相溶液:1%Tween 20、卵磷脂、酪蛋白酸钠分别溶于5mg/mL马铃薯蛋白水解物溶液(0.1mol/L磷酸盐缓冲液，pH7.0)，将10%大豆油和90%水相溶液用高速分散机在21500r/min下乳化2min，再将乳化液用高压均质机在32MPa下均质两次，得到的乳状液加入0.02%NaN3作为抑菌剂。

1.2.3 乳状液乳化稳定性的测定 不同乳状液的乳状性质用乳化活性指数和乳化稳定性来表示，测定参考Ramirez-Suarez［9］等人的方法。乳状液制备方法同1.2.2，将制备好的乳状液迅速倒入25mL小烧杯中，在离烧杯底部5cm处取20μL乳化液于试管中，在试管中加入7mL 0.1%SDS溶液，混匀后在500nm处测定吸光度值。

乳化活性指数EAI={2×2.303/［C×(1-Φ)× 104］}×A500×稀释倍数，其中C取乳化剂的浓度(例如Tween20加蛋白水解物的浓度)，g/mL;Φ为大豆油的体积分数。

乳化稳定性ES=(At/A0)×100，A0和At分别表示经过小烧杯中的乳化液放置0和t(t=3h)时间后的吸光度值。

1.2.4 乳状液的氧化 将乳状液分装在20mL带盖的玻璃瓶中，用铝箔纸包裹避光，在瓶中加入适量体积乳状液(每瓶中液体体积相同，保证氧气充足)和Fenton试剂，放入隔水式培养箱中37℃氧化。定期测定体系TBARS值，TBARS的测定方法参考Mei［10］等人的方法。

2 结果与讨论

2.1 不同乳化剂制备乳状液的物理稳定性

图1的结果表明，不同乳化剂和马铃薯蛋白水解物混合物一起作为乳化剂制备得到的乳状液中，非离子小分子乳化剂Tween 20制备的乳状液乳化稳定性最好(P＜0.05)，而阴离子小分子乳化剂卵磷脂制备的乳状液的乳化稳定性则和大分子乳化剂酪蛋白酸钠制备的乳状液的乳化稳定性相当(P＞0.05)。马铃薯蛋白水解物在pH7.0时带一定量的负电荷，而阴离子乳化剂卵磷脂和酪蛋白酸钠在同样条件下也带有一定量的负电荷，制备得到的乳状液中脂肪颗粒间和水相中电荷的静电斥力较大，有可能导致它们制备得到的乳状液物理稳定性下降。乳化活性的结果则和乳化稳定性的结果不同，大分子乳化剂酪蛋白酸钠显示了最好的乳化活性(P＜0.05)，阴离子小分子乳化剂卵磷脂的乳化活性则最低，非离子小分子乳化剂Tween 20的乳化活性在二者中间。大分子乳化剂酪蛋白酸钠的分子大于小分子乳化剂，包裹同样表面积脂肪颗粒所需的量则较低，因而乳化活性较高。

图1 不同乳化剂(1%)+马铃薯蛋白水解物(5mg/mL)

2.2 不同乳化剂制备乳状液的氧化稳定性

图2～图4的实验结果表明，小分子乳化剂和马铃薯蛋白水解物一起作为乳化剂制备得到的乳状液，其氧化稳定性要高于不加马铃薯蛋白水解物的乳状液。然而对于大分子乳化剂，马铃薯蛋白水解物的加入对体系的氧化稳定性并没有影响。和小分子乳化剂相比，大分子乳化剂得到的乳状液的氧化稳定性要高。大分子乳化剂可以在油水界面形成一定厚度的界面膜，和界面膜较薄的小分子乳化剂形成的乳状液相比，可以更有效地提高乳状液的氧化程度。

图2 马铃薯蛋白水解物(5mg/mL)对大豆油O/W乳状液(10%油，1%卵磷脂，pH7.0)氧化稳定性的影响

图3 马铃薯蛋白水解物(5mg/mL)对大豆油O/W乳状液(10%油，1%Tween 20，pH7.0)氧化稳定性的影响

图4 马铃薯蛋白水解物(5mg/mL)对大豆油O/W乳状液(10%油，1%酪蛋白酸钠，pH7.0)氧化稳定性的影响

对于不同的小分子乳化剂，非离子型表面活性剂Tween 20制备得到的乳状液的氧化稳定性要低于阴离子型表面活性剂卵磷脂制备的乳状液。当加入马铃薯蛋白水解物作为共乳化剂时，非离子型表面活性剂Tween 20制备得到的乳状液的氧化稳定性仍低于阴离子型表面活性剂卵磷脂制备的乳状液。但是后者的物理稳定性和乳化剂的乳化活性则低于前者。

2.3 不同乳化剂制备乳状液的氧化稳定性和乳化稳定性之间的相关性

从以上的分析可以知道，乳状液的氧化稳定性和乳化稳定性之间存在一定的负相关性。乳化稳定性高的乳状液，其氧化稳定性反而弱。乳状液的乳化稳定性较高，乳状液中颗粒的运动则较慢，和体系中活性多肽的作用相对滞后，受到自由基攻击后，和脂肪颗粒接触的自由基被清除的效率降低。而和Tween 20制备得到的乳状液相比，卵磷脂和酪蛋白酸钠制备的乳状液稳定性则低，乳状液体系中颗粒运动的速度则相对加快，体系中的活性多肽清除自由基的效率相对有了提高，使脂肪氧化的速率降低，乳状液的氧化稳定性得到了提高，即乳状液稳定性可能改变了反应速率，从而使乳状液的氧化稳定性发生了变化。

3 结论

在乳状液中添加马铃薯水解蛋白可以抑制乳状液中脂肪的氧化。对比不同类型乳化剂加马铃薯蛋白水解物为共乳化剂制备得到的乳状液，它们在物理稳定性和氧化稳定性上表现出来的规律性不同，各有优势。非离子小分子乳化剂Tween 20加马铃薯蛋白水解物为乳化剂制备得到的乳状液乳化稳定性较高;而氧化稳定性较高的是大分子乳化剂酪蛋白酸钠加马铃薯蛋白水解物为乳化剂制备得到的乳状液，乳状液的氧化稳定性和乳化稳定性之间存在一定的负相关性。

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Effect of potato protein hydrolysate on the stability of soybean O/W emulsion with different emulsifiers

CHENG Yu，FENG Ying-wei，XIONG You-ling，CHEN Jie*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

Fenton system was used to catalyze lipid oxidation in the O/W emulsion.2-thiobarbituric acid reactive substances(TBARS)were used as indicator for lipid oxidation.The concentration of FeCl3，H2O2，VCwas determined as 5，5，0.1mmol/L，respectively.Potato protein hydrolysate(PPH)were used as co-emulsifier with different emulsifier including Tween 20，lecithin and caseinate sodium for emulsion preparation.The oxidation and physical stability of these emulsions were investigated.Emulsion prepared using PPH+caseinate sodium showed the highest oxidation stability while emulsion prepared using PPH+Tween 20 showed the highest physical stability.

emulsion;potato protein hydralysate;antioxidant

TS201.2+1

A

1002-0306(2011)03-0091-03

已经有很多研究报道了通过酶水解得到的蛋白水解物可以有效清除自由基，表现出了良好的抗氧化能力［1-3］。同时，将一些蛋白水解物添加到食品体系如肉饼［4-5］和香肠［6-7］中，产品中的脂肪氧化得到了有效的延缓，使产品货架期得到了延长，这说明蛋白水解物可以作为一种抗氧化剂应用于食品体系。然而，将水解蛋白应用于水包油乳状液的研究则较少［8］。而乳状液体系是广泛存在于食品中的一个体系，很多情况下乳状液中脂肪的氧化会导致食品品质下降，将蛋白水解物用于乳状液则可以抑制乳状液中脂肪的氧化。本实验使用Fenton氧化体系对乳状液进行氧化。同时，将马铃薯蛋白水解物作为共乳化剂与不同种类乳化剂包括非离子乳化剂Tween 20、阴离子乳化剂卵磷脂和大分子乳化剂酪蛋白酸钠用于制备乳状液，观察它们对乳状液氧化稳定性和物理稳定性的影响。

2010-03-15 *通讯联系人

程宇(1981-)，男，博士在读，研究方向:食品蛋白质功能。

863计划(2006AA10Z325;2007AA10Z323)。