胡錦華， 孫曉蕾， 莊豐辰， 張洪超， 金躍杰， 周 鵬*

（1.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；2.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；3.江南大學(xué) 食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214122）

脂對(duì)濃縮乳蛋白溶解穩(wěn)定性的影響

胡錦華1，2，3， 孫曉蕾1， 莊豐辰1， 張洪超1， 金躍杰2， 周 鵬*1，2，3

（1.食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；2.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；3.江南大學(xué) 食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214122）

以濃縮乳蛋白（MPC）為研究對(duì)象，通過(guò)向MPC中加入不同熔點(diǎn)的乳脂模擬物來(lái)制備含脂濃縮乳蛋白模型體系，旨在研究脂對(duì)儲(chǔ)藏過(guò)程中MPC溶解穩(wěn)定性的影響。分別考察了模型含脂乳粉在45℃（相對(duì)濕度23%）和35℃（相對(duì)濕度11%）下分別儲(chǔ)藏30 d和60 d后的溶解度變化，通過(guò)討論儲(chǔ)藏過(guò)程中脂質(zhì)氧化、蛋白氧化、蛋白不溶物的形成等對(duì)MPC溶解度下降的分子機(jī)制進(jìn)行了探索。研究結(jié)果表明，雖然不同熔點(diǎn)的脂在儲(chǔ)藏初期時(shí)對(duì)MPC溶解度的下降具有一定的影響，但是脂質(zhì)氧化和蛋白氧化都不是MPC在儲(chǔ)藏過(guò)程中溶解度下降的關(guān)鍵因素，經(jīng)由氫鍵、二硫鍵和疏水相互作用所形成的酪蛋白不溶物才是影響MPC溶解度的主要原因。

飽和脂肪酸甲酯；濃縮乳蛋白；溶解穩(wěn)定性；分子間相互作用；酪蛋白不溶物

牛乳中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)［1-2］，通過(guò)膜過(guò)濾與噴霧干燥技術(shù)能夠制備濃縮乳蛋白 （milk protein concentrate，MPC）干粉。MPC作為高蛋白、低乳糖的功能性乳粉配料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)上，如生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品［3］、干酪［4］和酸奶［5］等。MPC不僅可用來(lái)調(diào)整食品的蛋白質(zhì)含量，而且還能緩解諸如奶酪加工中出現(xiàn)的過(guò)度褐變和發(fā)酵過(guò)度的不良現(xiàn)象［6］，此外它也能在一定程度上改善食品的質(zhì)構(gòu)［7］。MPC雖然具有較好的營(yíng)養(yǎng)和功能特性，但是它的溶解度在儲(chǔ)藏過(guò)程中容易下降，限制了MPC的應(yīng)用［8］。

有研究指出MPC中的乳脂可能會(huì)影響MPC在儲(chǔ)藏過(guò)程中的溶解度變化。首先，在乳粉的制備與儲(chǔ)藏中，即使含脂量較低的乳粉也會(huì)發(fā)生脂質(zhì)遷移現(xiàn)象，遷移到乳粉表面的脂質(zhì)會(huì)影響乳粉的潤(rùn)濕時(shí)間［9］；其次，脂質(zhì)的氧化也會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的交聯(lián)，降低蛋白質(zhì)的溶解度［10］。盡管乳脂質(zhì)也是牛乳中的主要組分之一，現(xiàn)階段針對(duì)MPC溶解度儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的研究中有關(guān)脂質(zhì)對(duì)溶解行為影響的報(bào)導(dǎo)卻還比較少。

牛乳中含有多達(dá)400余種的脂肪酸，乳脂肪的組成極為復(fù)雜，因此乳脂肪的熔點(diǎn)特征是由3個(gè)主要熔點(diǎn)區(qū)組成的寬泛的熔點(diǎn)范圍［11-12］。作者選擇了熔點(diǎn)為3.5℃的月桂酸甲酯和熔點(diǎn)為16.9℃的肉豆蔻酸甲酯作為乳脂模擬物分別模擬乳脂的低熔點(diǎn)區(qū)和中熔點(diǎn)區(qū)，主要考察脂的熔點(diǎn)是否會(huì)影響以及如何影響MPC在儲(chǔ)藏過(guò)程中的溶解度變化，探究含脂濃縮乳蛋白模型體系在45℃、相對(duì)濕度（relative humidity，RH）23%和35℃、RH 11%的不同環(huán)境中分別儲(chǔ)藏30 d和60 d后的溶解度變化；另外還進(jìn)一步探索了儲(chǔ)藏過(guò)程中MPC溶解度下降的分子機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

濃縮乳蛋白：（Milk Protein Concentration 485，MPC485，主要組分所占比例為蛋白質(zhì)80.51%、脂質(zhì)1.42%、乳糖5.49%、水分5.74%），新西蘭恒天然集團(tuán)產(chǎn)品；月桂酸甲酯 （C12）、肉豆蔻酸甲酯（C14）：上海晶純生化科技股份有限公司產(chǎn)品；DTT：西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司產(chǎn)品；丙烯酰胺、SDS、Tris、甘油、考馬斯亮藍(lán)G250、β-巰基乙醇：上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司產(chǎn)品；甲醇、鹽酸胍等試劑：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

Ultra Turrax T18高速分散機(jī)、Vortex Genius 3漩渦振蕩器：德國(guó)IKA公司產(chǎn)品；AH-2010超高壓納米均質(zhì)機(jī)：加拿大ATS工業(yè)系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品；B-290噴霧干燥儀：瑞士步琪公司產(chǎn)品；EL204電子天平：瑞士梅特勒-托利多國(guó)際股份有限公司產(chǎn)品；Heraeus Multifuge X1R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)：賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品；UV-2700紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：日本島津公司產(chǎn)品；Mini-PROTEIN Tetra Cell電泳儀：美國(guó)Bio-rad公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 含脂濃縮乳蛋白模型體系的制備 將商業(yè)MPC485以超純水溶解并攪拌均勻，加入乳脂模擬物配制乳液，經(jīng)預(yù)試驗(yàn)后確定乳脂模擬物與MPC485的質(zhì)量比為1∶6，乳液固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%。首先用1 moL/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH至7.0，然后將燒杯放置在50℃的恒溫振蕩水浴槽中孵育1 h，均勻混合之后通過(guò)分散機(jī)將溶液高速分散2 min，并在30 MPa下將溶液連續(xù)4次高壓均質(zhì)，再經(jīng)由噴霧干燥得到含脂濃縮乳蛋白模型體系。將制備得到的新鮮樣品收集后密封在防水鋁箔袋中，儲(chǔ)藏在-50℃條件下。樣品使用前，先將鋁箔袋取出后放置在盛有干燥硅膠的干燥器中平衡2 h，樣品分別在aw=0.23和aw=0.11的干燥器中平衡2 d，而后對(duì)應(yīng)地放置在45℃和35℃的培養(yǎng)箱中儲(chǔ)藏。

1.3.2 蛋白質(zhì)溶解度的測(cè)定 測(cè)定蛋白質(zhì)溶解度的實(shí)驗(yàn)中需要對(duì)溶解過(guò)程進(jìn)行精確控溫，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中將酶反應(yīng)器作為溶解裝置，通過(guò)恒溫循環(huán)水浴鍋連接酶反應(yīng)器來(lái)控制測(cè)試時(shí)的溫度。準(zhǔn)確稱取一定量的噴霧干燥粉于50 mL酶反應(yīng)器中，加入適量的PBS緩沖溶液（10 mmol/L，pH=7.0）調(diào)節(jié)溶液的濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，25℃下磁力攪拌30 min。取攪拌后的溶液放置在15 mL離心管中，在25℃下離心10 min（1 000 g），然后過(guò)濾上清液（GF/A超細(xì)纖維濾紙，孔徑×1.6 μm，Whatman）。分別取攪拌后的溶液與過(guò)濾后的上清液稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，采用Bradford法檢測(cè)總蛋白和溶解蛋白的濃度，檢測(cè)波長(zhǎng)為595 nm，每個(gè)樣品平行測(cè)定兩次。

1.3.3 脂質(zhì)過(guò)氧化值（POV值）的測(cè)定 乳粉中脂質(zhì)過(guò)氧化值的測(cè)定主要參考了GB/T5009.37-2003 與Smet［13］等的方法并作相應(yīng)的調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：參照GB/T5009.37-2003-過(guò)氧化值-比色法中的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制方法，實(shí)驗(yàn)中使用硫酸氫銨替代國(guó)標(biāo)中的硫酸氫鉀。POV的表示方式參照國(guó)標(biāo)的處理方法。1.3.4 蛋白質(zhì)羰基值的測(cè)定 羰基值的測(cè)定參照Hawkins等的方法［14-15］。羰基含量按朗伯比爾定律計(jì)算。測(cè)定蛋白質(zhì)濃度時(shí)以BSA溶液 （0.25～2.0 mg/ mL）為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定280 nm處的吸光值，并根據(jù)吸光值與蛋白質(zhì)濃度的關(guān)系，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.5 聚丙烯酰胺凝膠電泳 （SDS-PAGE） 通過(guò)SDS-PAGE觀測(cè)樣品溶解過(guò)程中蛋白質(zhì)組分溶出的情況。取溶出液與樣品緩沖液（每1 mL樣品緩沖液中含50 μL β-巰基乙醇）等體積混合，將混合液在沸水浴中煮沸3 min，冰浴冷卻。電泳用濃縮膠和分離膠的濃度分別為5 g/dL和12 g/dL，上樣量為15 μL。電泳結(jié)束后，取下膠版并置于培養(yǎng)皿中，倒入適量考馬斯亮藍(lán)溶液進(jìn)行染色；3 h后回收染色液，分批次更換脫色液進(jìn)行脫色，直至膠版背景變得清晰。取出膠版后拍照，最后將膠版重新放回含脫色液的培養(yǎng)皿中保存。

2 結(jié)果與討論

2.1 蛋白質(zhì)溶解度的變化

添加月桂酸甲酯（C12）和肉豆蔻酸甲酯（C14）后的MPC（脂肪酸與蛋白的質(zhì)量比例為1∶6，固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%）經(jīng)噴霧干燥得到含脂濃縮乳蛋白模型體系記為MPC+C12和MPC+C14。對(duì)照組為不添加乳脂模擬物的MPC（記為MPC），對(duì)照組中的總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%。

首先將新鮮制備的MPC，MPC+C12和MPC+C14密封包裝后在45℃（RH 23%）下儲(chǔ)藏30 d，定期檢測(cè)濃縮乳蛋白干粉中蛋白質(zhì)溶解度的變化結(jié)果見(jiàn)圖1。

在45℃（RH 23%）下儲(chǔ)藏時(shí)，不同乳粉中蛋白質(zhì)的溶解度呈現(xiàn)相似的下降趨勢(shì)。第3天時(shí)，所有樣品的溶解度均明顯的下降，其中MPC的溶解度下降趨勢(shì)最小，下降了28%，含脂肪酸甲酯的乳粉中蛋白質(zhì)溶解度下降了約37%～39%。7 d后，蛋白質(zhì)溶解度變化趨于穩(wěn)定，其中MPC、MPC+C12和MPC+C14的蛋白質(zhì)溶解度分別下降了49%、51%和52%。由此可見(jiàn)，脂質(zhì)在一定程度上加速了乳粉中蛋白質(zhì)溶解度的下降，但受儲(chǔ)藏溫度的影響，對(duì)照組MPC的溶解度下降速度也較快，這導(dǎo)致了對(duì)照組和模型組溶解度下降趨勢(shì)的差異性不顯著。另外，還觀察了在20℃（RH 23%）下儲(chǔ)藏了60 d的MPC對(duì)照組樣品，沒(méi)有觀測(cè)到樣品中蛋白質(zhì)溶解度的變化（數(shù)據(jù)未顯示）。這說(shuō)明相比于不同熔點(diǎn)的脂的影響，儲(chǔ)藏溫度對(duì)蛋白質(zhì)溶解度變化的影響也很重要，所以進(jìn)一步考察了較低溫度和較低濕度的儲(chǔ)藏條件對(duì)MPC，MPC+C12和MPC+C14的影響，將樣品密封包裝后在35℃（RH 11%）下儲(chǔ)藏60 d，定期檢測(cè)乳粉中蛋白質(zhì)溶解度的變化（圖2）。

圖1 樣品在45℃和RH 23%儲(chǔ)藏30 d內(nèi)溶解度的變化Fig.1 Change in solubility of milk powders during storage at 45℃and RH 23%for 30 D

圖2 樣品在35℃和RH 11%儲(chǔ)藏60 d內(nèi)溶解度的變化Fig.2 Change in solubility of milk powders during storage at 35℃and RH 11%for 60 d

圖2顯示了在35℃（RH 11%）下儲(chǔ)藏60 d后得到的MPC及含脂肪酸甲酯的樣品中蛋白質(zhì)溶解度下降的情況。在儲(chǔ)藏前期時(shí)（0～21 d），含熔點(diǎn)較高的肉豆蔻酸甲酯（C14）的樣品中蛋白質(zhì)溶解度下降幅度（44.3%）高于含熔點(diǎn)較低的月桂酸甲酯（C12）的樣品（37.1%）以及對(duì)照組MPC（22.6%）；儲(chǔ)藏后期（21～60 d）幾種樣品的蛋白質(zhì)溶解度下降程度趨于一致，到了60 d時(shí)，所有樣品的溶解度均下降了57%。

對(duì)比圖1和圖2，可以發(fā)現(xiàn)，在45℃（RH 23%）下儲(chǔ)藏的樣品中蛋白質(zhì)溶解度下降的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于35℃（RH 11%）下樣品溶解度下降的速率。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的溶解度下降了一半時(shí)，45℃的儲(chǔ)藏條件只需要3～7 d左右的時(shí)間，而35℃的儲(chǔ)藏條件則需要21～45 d。因此，儲(chǔ)藏溫度對(duì)MPC及含脂肪酸甲酯的樣品中蛋白質(zhì)的溶解度都具有重要的影響。另外，不同熔點(diǎn)的脂在儲(chǔ)藏初期時(shí)對(duì)MPC溶解度的下降具有一定的影響；而儲(chǔ)藏較長(zhǎng)的一段時(shí)間后，模型含脂乳粉中的溶解度下降程度會(huì)和MPC對(duì)照組趨于一致。

2.2 儲(chǔ)藏過(guò)程中溶解度下降的機(jī)理討論

通過(guò)討論含脂濃縮乳蛋白模型體系在儲(chǔ)藏過(guò)程中溶解度下降的機(jī)理來(lái)解析不同熔點(diǎn)的脂質(zhì)對(duì)儲(chǔ)藏過(guò)程中MPC溶解度變化影響并不十分顯著的原因。機(jī)理討論主要以35℃（RH 11%）下儲(chǔ)藏的樣品為模型，分別討論脂質(zhì)氧化、蛋白氧化和蛋白不溶物的形成，考察影響溶解度下降的主要因素。

2.2.1 脂質(zhì)氧化的影響 首先考察了飽和脂肪酸甲酯在儲(chǔ)藏過(guò)程中氧化的情況。檢測(cè)含脂乳粉中脂質(zhì)氧化的指標(biāo)有多種，如過(guò)氧化值（POV）、硫代巴比妥酸（TBA）方法和感官評(píng)定等，每種方法檢測(cè)的脂質(zhì)氧化階段不同，也有各自的應(yīng)用限制［16］。另外，提取脂肪時(shí)使用的溶劑和去除溶劑的方式都有可能影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性［17］。作者通過(guò)測(cè)定乳粉復(fù)水后溶液的過(guò)氧化值（POV）來(lái)表征乳粉中脂肪的氧化情況。

由圖3可見(jiàn)，含飽和脂肪酸甲酯的樣品在第45 d時(shí)POV都有一定的增加，到第60 d時(shí)，所有樣品的POV值都在0.2 meq/kg左右，這說(shuō)明除了所添加的飽和脂肪酸甲酯以外，MPC中微量殘余的乳脂質(zhì)（約1%）也是造成脂質(zhì)氧化的原因之一。總的說(shuō)來(lái)，3種樣品的POV都維持在相對(duì)較低的水平，變化范圍小于0.5 meq/kg，說(shuō)明脂質(zhì)氧化在3種樣品中都并不突出，脂質(zhì)氧化對(duì)溶解度下降的影響并不顯著。

2.2.2 蛋白氧化的影響 除了脂質(zhì)氧化的可能性，乳粉中的蛋白質(zhì)在生產(chǎn)及儲(chǔ)藏過(guò)程中也會(huì)發(fā)生氧化，這與蛋白質(zhì)中氨基酸的組成有關(guān)。酪蛋白中缺少足夠的脯氨酸，其二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊的數(shù)量減少，導(dǎo)致了酪蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)無(wú)規(guī)則狀態(tài)，暴露出較多可被氧化的氨基酸，增加了酪蛋白氧化的敏感性［18］。羰基的形成是蛋白質(zhì)氧化對(duì)初級(jí)結(jié)構(gòu)影響的重要表征。

圖3 乳粉樣品在35℃儲(chǔ)藏60 d內(nèi)過(guò)氧化值（POV）的變化Fig.3 Change of POV in different milk powders stored at 35℃for 60 d

圖4 樣品在35℃儲(chǔ)藏60 d內(nèi)羰基含量的變化Fig.4 Change of carbonyl content in different milk powders stored at 35℃for 60 d

由圖4可見(jiàn)，樣品在35℃下儲(chǔ)藏60 d的過(guò)程中，幾種樣品的羰基值有所增加。Hamad［19］在利用紫外線照射儲(chǔ)藏中的MPC70時(shí)觀察到了蛋白質(zhì)羰基值的明顯增加，檢測(cè)到的羰基值變化范圍為2～15 nmoL/mg蛋白質(zhì)。與Hamad報(bào)道的數(shù)據(jù)相比，圖4 中3種樣品的蛋白質(zhì)羰基值都相對(duì)較低，因此，蛋白氧化對(duì)溶解度下降的影響也不顯著。

2.2.3 蛋白質(zhì)組分在儲(chǔ)藏期內(nèi)溶解情況的變化結(jié)合脂質(zhì)氧化與蛋白質(zhì)氧化的指標(biāo)分析，可以發(fā)現(xiàn)，二者的氧化對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的下降可能造成了一定的影響，但都不是最主要的因素。因此，通過(guò)還原型SDS-PAGE進(jìn)一步觀察了蛋白質(zhì)組分在儲(chǔ)藏期內(nèi)溶解情況的變化（圖5）。

圖5 35℃儲(chǔ)藏時(shí)上清液中可溶性蛋白的凝膠電泳圖Fig.5 Gel electrophoresis for supernatants from milk powders stored at 35℃

圖5顯示隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，幾種樣品溶解后的上清液中蛋白質(zhì)組分的條帶逐漸變淺，這說(shuō)明越來(lái)越多的蛋白質(zhì)成為不溶物沉降下來(lái)，模型乳粉的溶解度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間下降。比較各蛋白組分的變化情況可知，上清液中α-酪蛋白與β-酪蛋白的下降趨勢(shì)最為明顯，這與文獻(xiàn)報(bào)道中主要是酪蛋白構(gòu)成了不溶物［20］結(jié)論一致。

2.2.4 不溶物形成的分子機(jī)制考察 造成蛋白質(zhì)不溶物形成的分子機(jī)制主要有共價(jià)相互作用和非共價(jià)相互作用兩種，前者主要包括通過(guò)巰基-二硫鍵交換或巰基氧化導(dǎo)致的分子內(nèi)或分子間的二硫鍵，后者包括疏水相互作用、氫鍵、離子鍵及其他弱相互作用［21］。

為了進(jìn)一步探討MPC及含脂樣品中不溶性蛋白質(zhì)產(chǎn)生的分子機(jī)制，按照蛋白質(zhì)溶解度測(cè)試的方法，將樣品分別分散在5種不同的溶液中：10 mmol/ L PBS溶液 （pH=7.0）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%SDS溶液、8 mol/L尿素溶液、10 mmol/L DTT溶液、0.1%SDS＋8 mol/L尿素＋10 mmol/L DTT溶液，其中后4種溶液均以PBS（10 mmol/L，pH=7.0）為溶劑。其中，SDS是陰離子去污劑，可破壞蛋白質(zhì)之間的疏水相互作用；高濃度的尿素能夠破壞蛋白質(zhì)內(nèi)部的氫鍵，也會(huì)對(duì)疏水相互作用產(chǎn)生一定的破壞；DTT是常見(jiàn)的蛋白質(zhì)還原劑，可以阻止蛋白質(zhì)中半胱氨酸之間形成的分子內(nèi)或分子間二硫鍵，而對(duì)于蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的二硫鍵，需要先用SDS、尿素或鹽酸胍等將蛋白質(zhì)變性后再用DTT還原。

凝膠電泳圖（圖6）顯示了35℃條件下儲(chǔ)藏60 d后的樣品溶解后的上清液中的可溶性蛋白的變化?？梢园l(fā)現(xiàn)，添加還原劑和變性劑后，酪蛋白條帶逐漸加深，這也證實(shí)了儲(chǔ)藏過(guò)程中蛋白不溶物主要是由酪蛋白組成。

圖6 35℃條件下儲(chǔ)藏60 d后不同溶液中上清液可溶性蛋白的凝膠電泳圖Fig.6 Gel electrophoresis for supernatants from powders stored at 35℃for 60 d

表1總結(jié)了不同的化學(xué)試劑對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響，由此解析不溶物形成的分子間作用力。可以發(fā)現(xiàn)，向PBS中加入還原劑或變性劑后蛋白質(zhì)的溶解度均會(huì)增加，但8 mol/L的尿素對(duì)溶解度的改善效果最明顯，說(shuō)明氫鍵在不溶物中起著重要的作用；其次為DTT，說(shuō)明不溶物中存在一定量的二硫鍵；最后為SDS，表示疏水相互作用對(duì)不溶物的形成也有貢獻(xiàn)；當(dāng)把幾種試劑都加入之后，蛋白質(zhì)幾乎全部溶解。文獻(xiàn)中將MPC復(fù)溶于20℃或25℃的水中時(shí)離心沉降的部分稱為不溶物，當(dāng)不溶物在更高的溫度（50℃）復(fù)溶時(shí)不溶物會(huì)全部溶解，由于溫度升高會(huì)破壞氫鍵，因此氫鍵是酪蛋不溶物形成的主要驅(qū)動(dòng)力，這與作者的結(jié)論一致。

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，在35℃下儲(chǔ)藏60 d后的含脂濃縮乳蛋白模型體系中蛋白不溶物的形成受到了氫鍵、二硫鍵和疏水相互作用的共同影響，其中影響較大的是氫鍵作用，其次是二硫鍵，最后是疏水相互作用。

表1 樣品復(fù)水于含不同變性劑/還原劑的溶液中時(shí)蛋白質(zhì)的溶解度的變化（35℃儲(chǔ)藏60 d）Table1 Protein solubility of milk powders stored at 35℃ for 60 d in various solutions with denaturing or reducing chemicals

2.2.5 脂對(duì)MPC不溶物形成的影響討論 脂質(zhì)對(duì)MPC溶解度的影響主要是由脂質(zhì)-蛋白相互作用以及脂質(zhì)氧化所引起的。脂質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的方式有多種，包括氫鍵、靜電作用力、疏水相互作用、共價(jià)鍵和范德華力。蛋白質(zhì)-脂質(zhì)的復(fù)合物通常受到不止一種的相互作用力的影響，而且二者的作用還會(huì)受到pH、離子強(qiáng)度和溫度等的影響。脂質(zhì)自動(dòng)氧化除了產(chǎn)生不良的風(fēng)味劣化乳制品以外，氧化所產(chǎn)生的自由基還會(huì)轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的氧化，引發(fā)蛋白質(zhì)的聚集。自由基、氫過(guò)氧化物和終產(chǎn)物丙二醛還可以與蛋白質(zhì)中的半胱氨酸、賴氨酸和組氨酸等作用，形成蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，使得乳粉的溶解性、乳化性和起泡性等性質(zhì)降低。另外，在MPC儲(chǔ)藏過(guò)程中，脂質(zhì)還有可能在乳粉中發(fā)生遷移，導(dǎo)致脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用，并最終影響到乳粉的溶解性；脂質(zhì)遷移的速率與方向可能與脂質(zhì)的熔點(diǎn)有關(guān)。

在以飽和脂肪酸甲酯為代表的乳脂模擬物的研究體系中，脂質(zhì)氧化對(duì)于MPC在儲(chǔ)藏過(guò)程中的溶解度劣化的影響并不顯著。另外，對(duì)于不溶物形成的分子間作用力的解析也沒(méi)有顯示出乳脂模擬物體系和MPC對(duì)照體系之間的明顯差異，脂質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用對(duì)于MPC溶解度下降的影響在本體系中也不顯著。Havea在研究MPC中蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，MPC不溶物的主要成分為疏水性酪蛋白 （主要是αs-酪蛋白和β-酪蛋白），而且不溶物主要是蛋白質(zhì)之間通過(guò)非共價(jià)相互作用形成［21］。

3 結(jié)語(yǔ)

以不同熔點(diǎn)的飽和脂肪酸甲酯作為乳脂模擬物經(jīng)由噴霧干燥制備得到模型含脂濃縮乳蛋白模型體系，考察了樣品在45℃和35℃下分別儲(chǔ)藏30 d和60 d后的溶解度變化，并討論了儲(chǔ)藏過(guò)程中MPC溶解度下降的分子機(jī)制。研究結(jié)果表明，不同熔點(diǎn)的脂質(zhì)對(duì)儲(chǔ)藏過(guò)程中MPC的溶解穩(wěn)定性有一定的影響，特別是在儲(chǔ)藏前期時(shí)。脂質(zhì)氧化和蛋白氧化并不是MPC在儲(chǔ)藏過(guò)程中溶解度下降的主要原因，蛋白不溶物的形成才是影響MPC溶解度的關(guān)鍵因素。影響不溶物形成的主要分子間作用力是氫鍵，其次為二硫鍵，最后為疏水相互作用。還原型SDS-PAGE中酪蛋白條帶的加深則證實(shí)了儲(chǔ)藏過(guò)程中蛋白不溶物主要是由酪蛋白組成的。脂質(zhì)對(duì)于酪蛋白不溶物形成的影響則需要更深入的探索。

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Effects of Lipid on the Solubility of MPC during Storage

HU Jinhua1，2，3， SUN Xiaolei1， ZHUANG Fengcheng1， ZHANG Hongchao1， JIN Yuejie2， ZHOU Peng*1，2，3
（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；3.Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

This study was focus on the effect of lipid on the protein solubility of milk protein con centrate，which lacks of intensive study now.A model system was established using fatty acid methyl ester with different melting points including methyl laurate and methyl myristate.The spray dried milk powder prepared with various lipids was storage at 45℃（RH 23%）for 30 days and at 35℃（RH 11%）for 30 days，respectively.The changes in the powder solubility under different conditions were studied and the mechanism ofsolubilitydecrease was explored.The effect oflipid on protein solubility was insignificant.The most prominent determinant for solubility decrease was related neither to lipid oxidation nor to protein oxidation.The interaction between caseins caused insoluble aggregates formation during storage，which decreased the protein solubility.The main driving forces for protein aggregation were in the prefer orders ofhydrogen bond＞disulfide bond＞hydrophobic interaction.

fatty acid methyl ester，milk protein concentrate，solubility，molecular interaction，casein aggregates

TS 252.1

A

1673—1689（2016）07—0692—07

2015-06-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31471697）；江蘇省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（BK20150150）；江南大學(xué)自主科研計(jì)劃青年基金項(xiàng)目（JUSRP11440）；江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目。

胡錦華（1982—），女，江蘇無(wú)錫人，理學(xué)博士，副教授，主要從事食品科學(xué)研究。E-mail：hujinhua@jiangnan.edu.cn

周 鵬（1975—），男，山東青島人，理學(xué)博士，教授，主要從事食品科學(xué)研究。E-mail：zhoupeng@jiangnan.edu.cn