大豆蛋白-多糖復合物結構與性能及其穩定性研究

鄭環宇 孔 洋 鄭 麗 金技峰,3 李 楊,4 滕 飛

(1.東北農業大學食品學院，哈爾濱 150030；2.黑龍江省綠色食品科學研究院，哈爾濱 150030；3.張哲九平壤商業大學給養系，平壤 950003；4.國家大豆工程技術研究中心，哈爾濱 150030)

0 引言

蛋白和多糖都是食品工業中重要的生物大分子，功能特性優良、營養價值高[1-2]。大豆分離蛋白(Soybean protein isolate，SPI)作為兩親性(親水性和疏水性)物質，能很好吸附在油水界面，是良好的乳化劑，常用來制作乳液應用在食品、醫藥、化妝品等行業[3]，在食品行業中，由于食品所處微環境或酸或堿，或者有生物酶等其他物質存在，影響食品的穩定性，使SPI在應用方面受到限制，因此選擇合適的穩定劑來增強其乳化性一直受到研究者關注[4-5]。將多糖用作穩定劑來增強蛋白乳液的穩定性受到研究者們重視，因為多糖來源廣泛，親水性強，在食品工業中常被用作增稠劑和穩定劑[6]，目前，學者們研究大豆殼多糖、海藻酸鈉等多糖與SPI進行復合制備乳液，結果表明復合后的乳液理化穩定性及功能性有進一步提高[7-9]。

在蛋白-多糖復合物形成過程中，多糖對蛋白的修飾作用主要為共價接枝和靜電相互作用，當蛋白質與多糖所帶電荷相反時，二者可以發生靜電相互作用形成復合物[10]，靜電相互作用反應進程簡單、可控，無中間副產物生成。在靜電相互作用過程中，蛋白質與多糖的質量比、溶液pH值和電荷密度都會影響復合物形成[11-12]。阿拉伯樹膠(Gum Arabic，GA)是一種低粘度的羧基陰離子多糖，價格便宜，文獻[13]研究GA對β-乳球蛋白雙層乳液物理穩定性及對D-檸檬烯的保護作用，結果表明當GA最佳質量分數為1.00%時，形成穩定的雙層乳液，并提高了D-檸檬烯在超高溫加工過程中的降解性。卡拉膠(Carrageenan，CA)是一種高粘度大分子硫基陰離子多糖，廣泛用于食品增稠劑、乳化劑和穩定劑等[14]，文獻[15]研究CA對SPI乳液穩定性的影響，通過理化性質和微觀結構研究表明，適量CA的加入使復合乳液的穩定性增加。

目前研究主要集中在探究環境條件及多糖種類對蛋白質-多糖復合乳液穩定性的影響[16-17]，針對不同電荷量的堿性多糖研究有限。本文以SPI為研究對象，通過添加不同質量堿性多糖GA與CA制備蛋白-多糖復合物，利用動態光散射、熒光光譜及紅外光譜等技術，探究蛋白-多糖復合物的結構及理化性質變化趨勢，采用高壓均質制備乳液，通過乳液乳化特性、微觀結構和穩定性等表征乳液的理化性質，評價多糖對復合物乳液穩定性影響規律，以期為SPI-多糖復合乳液在生物活性物質運載和凝膠性應用方面研究提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白(SPI，蛋白質的質量分數為78.9%)，山東優索化工科技有限公司；卡拉膠(CA)，源葉生物科技有限公司；阿拉伯樹膠(GA)，Biotopped科技公司；十二烷基硫酸鈉(SDS)，Biotopped科技公司；魯花壓榨玉米油，購自當地超市；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

SPCH-10實驗型高壓均質機，英國安盛聯合科技有限公司；ULTRA-TURRAX UTL2000型乳化機，德國IKA儀器設備公司；Nano-ZS90型馬爾文激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司；FD-1C型冷凍干燥機，北京德天佑科技發展有限公司；UV-2600型紫外可見分光光度計，島津儀器(蘇州)有限公司；Nicolet is50型傅里葉變換紅外光譜儀，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；F-4500型熒光分光光度計，日本Hitachi公司；RST-CPS型流變儀，美國博勒飛公司；雷磁PHS-3C型pH計，上海精科儀器有限公司；BX53型科研級正置顯微成像系統，奧林巴斯(中國)有限公司；NDA702型杜馬斯定氮儀，意大利VELP公司；HJ-6B型數顯多頭磁力加熱攪拌器，金壇區西城新瑞儀器廠；AUY120型、PL303型電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1大豆分離蛋白、阿拉伯樹膠和卡拉膠復合物制備

(1) SPI溶液：配制質量分數5%的SPI溶液，在室溫(25℃)下，用磁力攪拌器攪拌2 h后，放置在4℃冰箱中儲存12 h，以使其充分水合，水合后的蛋白樣品直接用于蛋白-多糖復合物的制備。

GA溶液：根據多糖與蛋白的質量比，稱取一定質量的GA溶于蒸餾水中，用磁力攪拌器在常溫下攪拌1 h，使GA完全溶解，溶解后的儲備液用于復合物的制備。

CA溶液：根據多糖與蛋白的質量比，稱取一定質量的CA溶于蒸餾水中，用磁力攪拌器在55℃下攪拌1 h，使CA完全溶解，溶解后的儲備液冷卻至室溫后，用于復合物的制備。

(2) 蛋白-多糖復合物制備

SPI-GA：按照SPI與GA質量比為20、15、10和5配制蛋白-多糖溶液，使SPI終質量分數為1%，用1 mol/L的NaOH、HCl溶液將混合物pH值調節至3.00±0.02，室溫下攪拌1 h，使混合物充分反應。混合后的部分樣品進行凍干，凍干后的樣品保存于干燥器內。

SPI-CA：按照SPI與CA質量比為20、15、10和5配制蛋白-多糖溶液，使SPI終質量分數為1%，用1 mol/L的NaOH、HCl溶液將混合物pH值調節至3.00±0.02，室溫下攪拌1 h，使混合物充分反應。混合后的部分樣品進行凍干，凍干后的樣品保存于干燥器內。

1.3.2SPI-GA、SPI-CA復合物Zeta-電位測定

Zeta-電位測定：分別配制質量分數0.1%的SPI、GA、CA溶液，稀釋100倍后，在室溫下，使用馬爾文激光粒度儀分別測定pH值為2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00和9.00時溶液Zeta-電位，篩選出本研究所需的反應pH值后，按照1.3.1節配制復合物，稀釋100倍后，測定其Zeta-電位。

1.3.3蛋白-多糖復合物表面疏水性測定

采用1-苯胺基-8-萘磺酸鹽(ANS)熒光探針法測定蛋白-多糖復合物表面疏水性[18]。配制0.01 mol/L、pH值7.0的磷酸鹽緩沖液，利用該緩沖溶液配制濃度為8 mmol/L的ANS原液，并將SPI溶液、蛋白-多糖復合物溶液梯度稀釋0.02～0.1 mg/mL共5個質量濃度。分別向稀釋后的樣品(10 mL)中添加100 μL ANS，避光操作，充分混合后利用F-4500型熒光分光光度計測定熒光強度，激發波長為340 nm，發射波長為440 nm。熒光強度與蛋白質量濃度的初始斜率即為蛋白樣品的表面疏水性指數H0。

1.3.4蛋白-多糖復合物內源熒光光譜測定

測試方法參照文獻[19]并略加修改，將1.3.1節制備好的復合物稀釋100倍后，激發波長λex設為295 nm，狹縫為5 nm，在25℃下掃描發射波長300～400 nm范圍內的內源熒光光譜，以蛋白溶液作為空白對照。所有實驗取3次平均值。

1.3.5蛋白-多糖復合物傅里葉變換紅外光譜測定

測試方法參照文獻[20]并略加修改，稱取干燥后的樣品2 mg，按照一定比例加入100 mg溴化鉀固體混和均勻，研磨壓片后進行測定。測定條件：環境溫度25℃，掃描波數范圍4 000～400 cm-1，波數精度0.005 cm-1，掃描次數64次。

1.3.6乳液制備

按照1.3.1節方法制備SPI-多糖復合物，以油相體積分數為30%向復合物中加入相應量玉米油，用IKA型均質機在1 000 r/min下高速分散3 min，分散后粗乳液在80 MPa下均質一次，得到新鮮乳液等待進一步測定[21]。

1.3.7乳液粒徑測定

用Nano-ZS90型馬爾文激光粒度儀測定乳液粒徑分布，水相和油相的折射率分別為1.33和1.45，在固定檢測角90°下進行動態光散射(DLS)測定[22]。結果用累積平均直徑(D4,3)表示液滴大小，多分散指數(PDI)表示粒度分布。

1.3.8乳液流變特性測定

靜態流變：測試方法見文獻[23]，新鮮制備的乳液放入測試平板內(直徑50 mm)，測試過程在室溫下進行，恒定頻率1 Hz，剪切速率范圍為0.1～100 s-1，以剪切速率為橫坐標，表觀粘度為縱坐標繪制圖譜反映乳液的流變性能。

動態流變：測試方法見文獻[24]，新鮮制備的乳液放入測試平板內(直徑50 mm)，測試過程在室溫下進行，恒定應力1%進行頻率掃描，測試角速度從0.01 rad/s增加到100 rad/s過程中乳液的彈性模量G′和粘性模量G″變化情況。

1.3.9乳液乳化特性測定

測試方法參照文獻[25]并略加修改，吸取新鮮制備乳液10 μL加入到9.99 mL 0.1%的SDS溶液中，稀釋1 000倍，充分混勻，在波長500 nm下測定其吸光度A0；待乳液靜置30 min后，再將其稀釋測定吸光度A30，乳化活性指數和乳化穩定性指數計算公式為

(1)

(2)

式中EAI——乳液活性指數，m2/g

ESI——乳化穩定性指數，min

DF——稀釋因子，取1 000

c——初始蛋白質質量濃度，取1 g/(100 mL)

φ——光程，取0.01 m

θ——制備乳狀液所用油相的體積分數，取30%

1.3.10乳液微觀結構觀察

在科研級正置顯微成像系統下觀察乳液微觀狀態。將乳液按體積稀釋100倍，用10倍目鏡和40倍物鏡觀察。

1.3.11乳液穩定性

新鮮乳液在4℃冰箱放置30 d后，觀察其表觀狀態，測試乳液平均粒徑和乳析指數CI[26]，公式為

(3)

式中Hs——下層乳析清液高度，mm

Ht——乳液總高度，mm

1.3.12統計分析

每次實驗進行3次平行實驗，用單因素方差分析(ANOVA)法檢驗結果統計學意義，用概率水平0.05的LSD(最小顯著差異法)多范圍檢驗分析各組均值之間的差異(p<0.05)。圖表中的數據為平均值±標準差，圖表是用PeakFit v4、Origin 2017和IBM SPSS 23軟件進行統計分析。

2 結果與討論

2.1 大豆蛋白-多糖復合物Zeta-電位

圖1為SPI、GA和CA溶液Zeta-電位隨pH值的變化曲線。結果表明，在pH值大于4.00時，三者同時帶有負電荷，當pH值在2.00～4.00之間時，SPI帶有正電荷，GA和CA帶有負電荷，當蛋白質與多糖帶有相反電荷時，二者可以發生靜電相互作用吸引，形成復合物[27]。因此，本研究選擇pH值3.00作為靜電相互作用的反應條件。

圖1 不同pH值下大豆分離蛋白、阿拉伯樹膠、卡拉膠Zeta-電位Fig.1 Zeta-potential of SPI,gum Arabic,carrageenan with different pH values

Zeta-電位是粒子間靜電相互作用的標尺，可以用來預測分散體系的穩定性，一定條件下，Zeta-電位絕對值越大，粒子間的斥力越大，體系越穩定[28]。圖2(圖中不同字母表示差異顯著，下同)為SPI與GA、CA復合物Zeta-電位變化趨勢圖，單獨的SPI電位為(11.90±1.10)mV。由圖2可知，多糖加入后復合體系的電位增加，當SPI與CA質量比為20時，Zeta-電位最高，為(20.47±0.82)mV。在該反應條件下，SPI的氨基基團暴露在體系內，GA側鏈上的羧基、CA側鏈上的硫基與氨基之間因電荷的不同相互吸引，形成中性復合物，使更多的氨基呈現暴露狀態，進而打破了SPI液滴之間的聚集，造成電位增加，也可能是由復合物形成方式造成的[15]，而隨著多糖含量的增加，多糖與暴露氨基的結合逐漸增加，形成更多的中性復合物，導致Zeta-電位降低[29]。因為CA的電荷密度高于GA，因此，在一定范圍內，CA使SPI的展開效果更佳，暴露的氨基更多，與SPI的結合效果更好，因此，CA復合物的電位高于GA。

圖2 SPI與不同多糖復合物Zeta-電位Fig.2 Zeta-potential of SPI and different polysaccharide complexes

2.2 蛋白-多糖復合物表面疏水性

蛋白質的H0對蛋白質的功能性有很重要的影響，與其乳化能力和乳化穩定性之間也存在密切的關系[30]。SPI與多糖復合物的表面疏水性變化趨勢如圖3所示，單獨SPI溶液的表面疏水性指數為15 037.33±210.56，由圖3可知，隨著多糖含量的增加，SPI表面疏水性指數呈現先增加后降低的趨勢，當SPI與多糖的質量比為10時表面疏水性達到最大，說明多糖的加入使SPI結構展開，疏水基團暴露出來，從而與ANS探針結合顯示疏水性增加。當多糖添加量繼續增加時，SPI的疏水性反而降低，這可能是因為多糖含量增加，蛋白-多糖體系的粘度增加從而使展開的結構又被包裹在復合體系中，致使體系的疏水性降低[31-32]。從GA和CA對SPI表面疏水性的作用可知，CA的疏水性更高，說明CA的加入更有利于SPI結構展開，暴露疏水基團。

圖3 SPI與多糖復合物表面疏水性(H0)Fig.3 Surface hydrophobicity of SPI and different polysaccharide complexes

2.3 蛋白-多糖復合物內源熒光

內源熒光光譜可以用來檢測不同含量多糖與蛋白結合的熒光強度變化，當激發波長為295 nm時，熒光光譜變化主要是由色氨酸(Trp)殘基發生變化引起的。如圖4所示，隨著多糖含量的增加，SPI最大發射峰強度顯著降低，而峰的形狀基本沒有變化，呈現典型的熒光猝滅現象，表明兩種多糖與SPI之間存在相互作用[33]，此外，SPI的最大發射波長發生了藍移，說明SPI與兩種多糖之間都發生了結合，形成復合物，這可能是因為陰離子多糖加入增加了蛋白質粒子之間空間位阻，使SPI的構象發生變化，色氨酸的內部微環境有由極性向非極性轉變的趨勢，從而導致色氨酸最大吸收波長發生了藍移[34-35]。在SPI-GA復合物中，隨著GA含量的增加，SPI的熒光光譜呈現逐漸降低的趨勢；但是在SPI-CA復合物中，當SPI與CA質量比為5時，熒光強度有所升高，這可能是因為卡拉膠過量加入，除了卡拉膠自身發生團聚外，聚集在SPI表面的過量多糖形成更多、更大的中性復合物[15]，從而聚集沉降，使溶液中游離的SPI增加，因此熒光強度略有升高，這與文獻[36]的研究結果相似，多糖含量增加，復合物熒光強度變化不大，而本實驗使用原料卡拉膠粘度較大，因此多糖添加過多時熒光強度略微升高。

圖4 不同條件下SPI-多糖復合物的內源熒光光譜Fig.4 Intrinsic fluorescence spectra of SPI-polysaccharide complex with different conditions

2.4 蛋白-多糖復合物傅里葉變換紅外光譜

圖5 不同條件下SPI-多糖復合物的傅里葉變換紅外光譜Fig.5 FITR of SPI-polysaccharide complex with different conditions

蛋白質在紅外區有特征吸收帶，可以反映蛋白質結構中官能團的變化情況，用于分析蛋白質和多糖之間相互作用[37]。圖5為不同多糖添加量下SPI的紅外吸收光譜圖，由圖5可知，SPI與GA復合物的圖譜沒有新的吸收峰出現，而吸收峰的強度和峰寬發生變化，說明GA的加入并未與SPI生成新的物質，但對其結構產生影響。在SPI與CA的紅外圖譜中，840～930 cm-1波數范圍內可以清晰地看到有新的吸收峰出現，由前人的研究可知，這是典型硫基多糖CA的特征吸收峰[38]，此外并沒有新的吸收峰生成，表明CA只對SPI的結構產生影響。紅外圖譜中酰胺A帶(3 100～3 500 cm-1)的寬峰是由氫鍵引起，酰胺Ⅰ帶(1 600～1 700 cm-1)主要是由C—O伸縮振動形成，多糖加入后，酰胺A帶內3 292 cm-1波數段的峰值及峰寬略有變化，這可能是因為多糖與SPI發生縮合產生氫鍵[39]。

酰胺Ⅰ帶對蛋白質的結構變化敏感，對該波段進行求導、去卷積化處理后，計算α-螺旋(1 648～1 660 cm-1)、β-折疊(1 610～1 636 cm-1、1 682～1 690 cm-1)、β-轉角(1 661～1 681 cm-1)和無規則卷曲(1 637～1 647 cm-1)的比例，得到SPI的二級結構變化情況[40]。由表1可知，隨著多糖的加入，α-螺旋與β-轉角相對含量呈現先下降后上升的趨勢，而β-折疊相對含量先升高后降低，無規則卷曲的變化程度不大，但與β-折疊的變化趨勢相同，β-折疊的增加有助于蛋白質疏水區域暴露，這與表面疏水性的結果相一致，表明多糖的加入使蛋白質的疏水基團暴露，疏水性顯著增加[40]。在蛋白質的結構中，β-折疊和β-轉角結構與氫鍵相關，β-折疊的顯著增加說明蛋白與多糖之間有氫鍵作用，二者可以通過靜電作用結合形成復合物[41]。CA加入后SPI的二級結構變化程度更高，這與H0的結果相一致，CA的加入更有利于SPI結構的展開。

表1 不同條件下SPI-多糖復合物二級結構相對含量Tab.1 Relative content of secondary structure of SPI-polysaccharide with different conditions %

2.5 乳液粒徑

乳液中液滴粒徑影響乳液穩定性，液滴粒徑越小，乳液越趨于穩定[42]。新鮮制備乳液液滴粒徑和多分散性指數(PDI)如圖6所示，單獨SPI乳液液滴的粒徑為(2.63±0.02)μm，PDI為0.64±0.03，兩種多糖加入均使乳液的平均粒徑減小，由(2.63±0.02)μm分別降至(1.81±0.03)μm、(1.37±0.01)μm，且此時乳液的PDI均小于1，表明多糖可以提高乳液穩定性。隨著多糖含量增加，乳液平均粒徑逐漸增加，當多糖添加量過多時有降低的趨勢，這可能是因為適量多糖加入有助于液滴粒徑的減小，多糖添加量過多時，陰離子多糖產生的靜電斥力使液滴發生絮凝，多糖的添加量再增加時，多糖已經不能與SPI結合形成復合物，自身形成小的聚集體，因此使乳液的粒徑減小[43-44]。

研究表明電荷密度會影響蛋白-多糖之間的靜電相互作用，當SPI與多糖質量比為20時，GA和CA的平均粒徑分別為(1.81±0.03)μm、(1.37±0.01)μm，CA的平均粒徑小于GA，說明蛋白質表面的電荷密度較少時，硫基多糖的靜電作用優于羧基多糖，此時CA的PDI為0.81±0.04，GA的PDI為0.48±0.05，二者的PDI均小于1，就乳液粒徑而言，SPI-CA復合乳液比SPI-GA復合乳液更加穩定。

圖6 不同條件下乳液的粒徑及PDI分布Fig.6 Particle size and PDI distribution of emulsion with different conditions

2.6 乳液流變特性

乳液體系的粘度可以在一定程度上反映乳液體系內粒子的狀態，乳液粘度越大，乳液內粒子的運動速率受阻，減少乳液內粒子的絮凝與聚集，因此乳液的穩定性越高[45]。乳液表觀粘度隨剪切速率變化趨勢如圖7所示，隨著剪切速率增加，乳液的粘度呈下降的趨勢，所有乳液樣品都表現出剪切稀釋的趨勢，這是典型的非牛頓流體[46]。由圖7可知，乳液的粘度隨多糖含量的增加而增加，在多糖添加量較低時，乳液的粘度低于單獨SPI乳液或增加較少，而SPI與多糖質量比為5時，乳液的剪切粘度顯著增加，這是由于多糖自身的粘度較大，使乳液體系的流動性減少，從而乳液也更趨于穩定，但過量多糖的加入，對SPI-多糖的相互作用沒有益處。當多糖添加量較低時，乳液的粘度低于單獨SPI乳液的粘度，這可能是因為此時乳液內粒子的粒徑較小，運動速率快，所以粘度較大，而隨著多糖的增加，乳液體系的粒徑增加，運動速度減慢，因此粘度增加，這與乳液粒徑變化的結果一致，而CA的粘度總體上大于GA的粘度，這與多糖自身的粘度性質有關。

圖7 不同條件下乳液表觀粘度分析Fig.7 Analysis of apparent viscosity of emulsion with different conditions

乳液體系的粘彈性行為可以通過剪切模量的變化來表示，儲能模量G′是材料在變形過程中儲存能量的量度，而損耗模量G″是耗散能量的量度，G′大于G″的樣品表現為彈性行為，反之則為粘性行為[37-46]。乳液的剪切模量隨角速度變化的情況如圖8所示，隨著角速度的增加，乳液的剪切模量呈現上升的趨勢并趨于穩定，且G′遠大于G″，表明所有的乳液樣品都以彈性行為為主，主要形成類彈性的網絡結構[47]。由圖8可知，乳液的G′與G″隨著多糖含量的增加而增加，且均大于單獨的蛋白乳液，可能是因為多糖的加入增強了乳液中液滴之間的相互作用，從而增加了乳液的粘彈性，這與表觀粘度的結果一致[23]。總體來看，CA乳液的模量高于GA乳液的模量，這與多糖自身的粘度性質也是分不開的。

圖8 不同條件下乳液的模量分析Fig.8 Analysis of modulus of emulsion with different conditions

2.7 乳液乳化特性

蛋白質的乳化活性和復合乳液的乳化穩定性在蛋白質應用中有重要作用[48]。如表2所示，隨著多糖含量增加，復合乳液乳化活性呈現先增加后降低的趨勢，這可能是因為陰離子多糖的加入打破了SPI粒子之間聚集，導致更多疏水基團暴露，增強了與油滴結合能力[49]。與單獨SPI乳化活性指數(83.04±3.64)m2/g相比，隨著GA增加，乳化活性指數由(87.87±3.25)m2/g增加到(123.70±2.02)m2/g后降低，SPI與CA質量比為20時乳化活性指數達到最大，為(106.46±4.75)m2/g，這可能是因為在相同添加量下，CA靜電荷量高于GA，當多糖添加量過量時，多糖因自身的高粘度而發生聚集，從而降低了乳化活性，表明GA對于乳液的乳化活性指數增加更有益。

由表2可知，多糖的加入使SPI乳化穩定性降低，隨著GA添加量增加，乳化穩定性指數由(270.53±6.49)min降至(116.24±8.63)min，這與粒徑電位的結果相一致，隨著電位的降低，乳液粒徑增加，蛋白質表面吸附了大量多糖后，蛋白質分子間的強烈靜電斥力會產生空間位阻，使液滴發生聚集，降低乳液的穩定性[50]，粒徑越小，Zeta-電位越高，乳液穩定性越高，隨著CA添加量的增加，乳化穩定性指數由(145.33±8.53)min增加至(363.75±7.61)min后降低，表明Zeta-電位不是影響蛋白質乳液在低pH值條件下穩定性的唯一因素，具體的影響因素還需要進一步探究，而CA本身的高粘性也對乳液穩定性有益處。

表2 不同條件下SPI-多糖ESI、EAI、CI和平均粒徑Tab.2 ESI,EAI,CI and average particle size of SPI-polysaccharide with different conditions

2.8 乳液微觀結構

光學顯微鏡因成本低、操作簡便，在表征大尺寸液滴時應用較為廣泛，本研究乳液為微米級別，因此可用較為宏觀的光學顯微鏡直接觀察乳液液滴狀態[51]。圖9為不同質量比SPI-多糖乳液光學顯微鏡圖像，由圖9可知，SPI以及SPI-多糖復合物很好地吸附在油水界面形成乳液，形成的液滴在乳液中均勻分布，整體來看，多糖加入后，相對于單獨的SPI乳液，SPI-多糖乳液液滴粒徑先減小后增加，這與上文粒徑結果相一致，乳液并沒有發生過量聚結，這可能是因為多糖提供的空間位阻效應，使形成的油滴被蛋白質包覆，體系保持穩定[17]。

圖9 不同條件下SPI-多糖乳液光學顯微鏡圖像及乳液儲存30 d后的表觀圖像Fig.9 Optical microscope images of SPI-polysaccharide emulsions with different conditions and appearance of emulsion after 30 d

2.9 乳液儲藏穩定性

如表2所示，蛋白-多糖乳液貯藏30 d后平均粒徑有所升高，但變化趨勢與新鮮乳液相同，隨著兩種多糖含量的增加，乳液平均粒徑先增加后降低。當SPI與GA質量比為20時，乳液平均粒徑最小，為(3.99±0.03)μm，隨著GA含量增加，在SPI與GA質量比為5時達到最大，為(7.42±0.18)μm，這與新鮮乳液的平均粒徑結果相一致。從乳析指數上來看隨著GA含量的增加，乳液粒徑逐漸增加，乳析指數呈升高趨勢，當SPI與GA質量比為20時，乳析指數為0，說明此時溶液趨于穩定，在一定范圍內，適量多糖的加入，有助于提高乳液貯藏穩定性。

當SPI與CA質量比為20時，乳液平均粒徑最小，為(2.40±0.40)μm，隨著CA含量增加，在SPI與CA質量比為10時達到最大，為(4.74±0.08)μm，隨后降低，這與新鮮乳液的平均粒徑結果相一致。乳析指數也為相同的趨勢，當SPI與CA質量比為5時，乳析指數為0，說明此時乳液趨于穩定，這與乳化穩定性的結果相反，表明過量CA的加入有助于提高乳液的儲藏穩定性，但對其乳化穩定性沒有益處。

3 結束語

本研究利用動態光散射、光譜學等技術，通過粒徑、Zeta-電位、表面疏水性、內源熒光光譜、傅里葉變換紅外光譜、乳化活性、乳化穩定性、表觀粘度等表征蛋白-多糖復合物及乳液特性。研究表明，在pH值為3.00的條件下，隨著多糖含量的增加，蛋白-多糖復合物的電位逐漸降低，內源熒光光譜的最大發射峰強度顯著降低，表面疏水性先升高后降低，表明SPI的微環境發生變化，疏水基團暴露，SPI與GA、CA形成復合物，而SPI的α-螺旋與β-轉角相對含量先降低后升高，β-折疊相對含量先升高后降低，SPI的二級結構發生改變。多糖的加入改善了乳液的乳化活性、乳化穩定性與儲藏穩定性，乳液的表觀粘度隨多糖含量的增加逐漸升高，乳液表現為彈性行為，CA對乳液的粘度與穩定性的影響優于GA，而添加GA的乳液乳化活性高。這為后續研究蛋白-多糖乳液凝膠作為脂肪替代物，及在疏水性物質運輸研究中提供理論支持。