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        茶多酚與大豆分離蛋白對(duì)復(fù)合乳化體系性質(zhì)的影響

        2017-04-20 08:13:22王團(tuán)結(jié)馮志彪岳瑩王一瀟田波
        中國(guó)調(diào)味品 2017年4期
        關(guān)鍵詞:抗氧化性油量茶多酚

        王團(tuán)結(jié),馮志彪,岳瑩,王一瀟,田波

        (東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,哈爾濱 150030)

        茶多酚與大豆分離蛋白對(duì)復(fù)合乳化體系性質(zhì)的影響

        王團(tuán)結(jié),馮志彪,岳瑩,王一瀟,田波*

        (東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,哈爾濱 150030)

        采用單因素試驗(yàn)研究了茶多酚(TP)添加量、pH值、油添加量、大豆分離蛋白(SPI)濃度對(duì)TP-SPI復(fù)合乳液的乳化活性、穩(wěn)定性和抗氧化性等性質(zhì)的影響,為制備不同需求的復(fù)合乳化體系條件選擇提供理論依據(jù)。研究表明:隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性和抗氧化性增強(qiáng),對(duì)乳化活性影響不顯著;隨著油量的增加,復(fù)合乳液的乳化活性和抗氧化性降低,乳化穩(wěn)定性先增強(qiáng)后降低;隨著pH值的增加,復(fù)合乳液的乳化活性和穩(wěn)定性先降低后增強(qiáng),其乳化活性和乳化穩(wěn)定性在堿性條件下比在酸性條件下強(qiáng),抗氧化能力變化則與之相反;隨著SPI的濃度增大,復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性增強(qiáng),對(duì)抗氧化性的影響不顯著。

        茶多酚;大豆分離蛋白;復(fù)合乳液;性質(zhì)

        茶多酚(TP)是茶葉中主要的生物活性成分,其主要成分為黃烷醇類(lèi)(兒茶素類(lèi))、花色素類(lèi)(花白素和花青素)、花黃素類(lèi)(黃酮及黃酮醇類(lèi))、縮酸及縮酚酸類(lèi)組成,兒茶素類(lèi)是它的主要成分,占茶多酚總量的70%~80%,精制的兒茶素具有抗病毒活性,有利于生殖器疣的治療,有抗肥胖、抗代謝綜合征、抗糖尿病、改善心臟健康、降低血液中膽固醇水平和預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的功效;TP還可以作為免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)劑和抗腫瘤劑;茶多酚有利于促進(jìn)腸道微生物菌群的代謝作用;尤其是它的抗氧化性、清除自由基活性、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和抗炎活性得到了廣泛的重視[1-5]。

        大豆分離蛋白(SPI)是一種天然的、廣泛存在的植物性蛋白,其能為人體提供必需氨基酸及蛋白質(zhì),不含膽固醇,尤其對(duì)血管病患者有益,攝入大豆分離蛋白能降低心血管疾病等慢性疾病的發(fā)病率[6],SPI同時(shí)具有乳化作用、吸水與吸油性、組織化作用、黏彈性、成膜性與起泡性等多種功能性質(zhì),因此,它被廣泛應(yīng)用到食品加工的各個(gè)領(lǐng)域[7]。

        近些年,研究多酚與蛋白質(zhì)的相互作用成為了熱點(diǎn),Staszewski M V等[8]研究了不同pH值和TP添加量對(duì)乳清蛋白濃縮物(WPC)的膠體穩(wěn)定性和凝膠化特性的影響。Nie X等[9]研究了葡萄籽原花青素(GSPC)、綠茶多酚(GTP)和肌原纖維蛋白膜的制備及對(duì)膜物理性能、機(jī)械性能、防水性和熱性能的影響。Haratifar S等[10]研究了兒茶素與酪蛋白相互作用及絡(luò)合物對(duì)脫脂乳凝乳性的影響。Wan Z L等[11]研究了添加白藜蘆醇來(lái)提高SPI玉米油乳液的抗氧化穩(wěn)定性及加熱對(duì)乳液功能性質(zhì)的影響。本文以TP與SPI為原料制備具有易氧化且為脂溶性物質(zhì)載體潛力的復(fù)合乳化體系,本文采用單因素試驗(yàn)研究了TP添加量、pH值、油添加量、SPI濃度對(duì)TP-SPI復(fù)合乳液的乳化活性、穩(wěn)定性和抗氧化性等性質(zhì)的影響,為制備不同需求的復(fù)合乳化體系條件選擇提供理論依據(jù)。

        1 材料

        大豆分離蛋白 臨沂山松生物制品有限公司;茶多酚 中成化工有限公司;菜籽油 益海嘉里(武漢)糧油工業(yè)有限公司;UV-24C1PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司;GLH-220型高速乳化均質(zhì)機(jī)美國(guó)Omni公司;Delta320pH計(jì) 瑞士梅特勒-托利多有限公司;其他所用的試劑均為分析純。

        2 方法

        2.1 TP與SPI復(fù)合物乳化體系的制備

        2.1.1 不同濃度的TP復(fù)合物乳化體系的制備

        配制1.0g/dL濃度的SPI溶液,室溫勻速攪拌3h,調(diào)節(jié)pH至7.0。添加多酚的量為0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35g/dL(TP/蛋白溶液),按照SPI液與油3.0∶1(V/V)的比例加入菜籽油,高速分散機(jī)均質(zhì)(10000r/min,5min),制成乳液,做3組平行試驗(yàn)。

        2.1.2 不同油量復(fù)合物乳化體系的制備

        TP的量為0.05g/dL,按照SPI液與油(V/V)5.0∶1,4.0∶1,3.5∶1,3.0∶1,2.0∶1,1.0∶1的比例加入菜籽油,其他條件同2.1.1。

        2.1.3 不同pH值復(fù)合物乳化體系的制備

        配制1g/dL濃度的SPI溶液,室溫勻速攪拌3h,分別調(diào)節(jié)pH至3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0。添加TP的量為0.05g/dL,按照SPI液與油3.0∶1(V/V)的比例加入菜籽油,高速分散機(jī)均質(zhì)(10000r/min,5min),制成乳液,做三組平行試驗(yàn)。

        2.1.4 不同濃度的SPI復(fù)合乳化體系的制備

        配制0.5,1.0,1.5,2.0,2.5g/dL(蛋白/去離子水)濃度的SPI溶液,室溫勻速攪拌3h,調(diào)節(jié)pH至7.0,其他條件同2.1.3。

        2.2 復(fù)合乳化體系抗氧化性的測(cè)定

        復(fù)合乳化體系的抗氧化性用其還原能力的大小來(lái)表示。復(fù)合乳化體系還原力的測(cè)定[12]:0.1mL樣品溶液與0.4mL 0.2mol/L磷酸緩沖液(pH 6.6)和0.5mL的1%(W/V)鐵氰化鉀溶液混合均勻,將混合物放在50℃下20min。然后將0.5mL 10%(W/V)TCA(三氯乙酸)添加到混合物中,并以3000r/min離心10min。取下層溶液0.5mL與0.5mL的去離子水和0.1mL 0.1%(W/V)氯化鐵,在700nm處測(cè)吸光度,相同體積的蒸餾水代替使用的樣品作空白對(duì)照。吸光度越大表示還原力越強(qiáng)。

        2.3 復(fù)合乳化體系的乳化活性與穩(wěn)定性測(cè)定

        取適量的乳液,分別于0,60min在燒杯底部取樣10μL與6mL 0.1%SDS溶液均勻混合,在500nm處測(cè)定其吸光值,以十二烷基磺酸鈉(SDS)0.1%作為空白樣。由公式(1)可知,乳化活性與A0值成正比關(guān)系,可以用A0值表示乳液的乳化活性大小,吸光度值越大,乳化活性就越強(qiáng)。

        式中:T為2.303;N為稀釋倍數(shù);C為乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白質(zhì)濃度,g/mL;φ為乳化液中油相體積分?jǐn)?shù);A0為0min時(shí)的吸光值;A1為60min時(shí)的吸光值;t為間隔時(shí)間

        3 結(jié)果與分析

        3.1 不同濃度的TP對(duì)復(fù)合乳化體系影響

        3.1.1 不同濃度的TP對(duì)復(fù)合乳化體系乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響

        不同濃度的TP對(duì)復(fù)合乳液乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

        圖1 TP添加量對(duì)復(fù)合乳液乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.1 The effect of TP additive amount on composite emulsion emulsibility and emulsion stability

        由圖1可知,在不高于0.10g/dL時(shí),隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液的乳化活性表現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì),在0.05g/dL時(shí)達(dá)到最大值,但對(duì)復(fù)合乳液的乳化活性影響不顯著;在0.1.0~0.15g/dL之間,隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液的乳化性基本不變;在0.15~0.30g/dL之間,隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液的乳化活性表現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì),添加量為0.20g/dL時(shí)達(dá)到最大值。TP的量為0.05,0.20g/dL時(shí)兩者的OD值無(wú)顯著差異,TP的量為0.1,0.15,0.25g/dL時(shí)的OD值無(wú)顯著差異,因此,選擇0.05~0.25g/dL的添加量比較合適。隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性顯著性提高,TP的量在0.05~0.10g/dL之間時(shí),復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性變化不顯著。在0.05g/dL以下時(shí),復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性隨著TP添加量的增加顯著性增大;在大于0.10g/dL以上時(shí);乳化活性先增大后降低;在0.25g/dL時(shí)達(dá)到最大值;在0.25~0.30g/dL之間變化不顯著,因此,TP添加量應(yīng)在0.25~0.30g/dL之間。

        TP與蛋白質(zhì)是通過(guò)疏水作用、氫鍵、范德華力絡(luò)合,使SPI的疏水性降低,親水性相對(duì)增強(qiáng),肽鏈伸展開(kāi)[13]。因此,使復(fù)合乳液中油滴表面吸附的SPI的親水性增強(qiáng),形成厚的電層使油滴穩(wěn)定存在于水相中不易聚集成大顆粒,進(jìn)而使復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性增強(qiáng)。隨著茶多酚添加量不斷增大,達(dá)到一定的量,茶多酚與蛋白質(zhì)會(huì)結(jié)合形成少量的不溶性絡(luò)合物[14],使吸附在油滴表面的SPI層變薄,所以,復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性降低。

        3.1.2 不同濃度的TP對(duì)復(fù)合乳化體系抗氧化性的影響不同濃度的TP對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

        圖2 TP添加量對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響Fig.2 The effect of TP additive amount on composite emulsion inoxidizability

        由圖2可知,隨著TP添加量的增加,復(fù)合乳液抗氧化性顯著性增強(qiáng)。在TP添加量小于0.15g/dL時(shí),增大速率快;當(dāng)TP添加量大于0.15g/dL時(shí),復(fù)合乳液抗氧化性增加緩慢。因?yàn)椋琓P-SPI絡(luò)合物吸附在油滴表面,使TP-SPI復(fù)合乳液具有抗氧化能力,這與Tapal A等[15]研究的通過(guò)姜黃素與SPI絡(luò)合提高其抗氧化能力一致;與薛瑾研究的TP與酪蛋白結(jié)合進(jìn)而提高酪蛋白的抗氧化性一致[16]。因此,從復(fù)合乳液的抗氧化性來(lái)看,添加TP的量在0.15g/dL比較合適。綜合考慮3.1.1的結(jié)果,TP添加量應(yīng)該在0.20~0.25g/dL之間。

        3.2 不同油量對(duì)復(fù)合乳化體系的影響

        3.2.1 不同油量對(duì)復(fù)合乳化體系乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響

        不同油量對(duì)復(fù)合乳液乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。

        圖3 油添加量對(duì)復(fù)合乳液乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.3 The effect of oil additive amount on composite emulsion emulsibility and emulsion stability

        由圖3可知,隨著油量的增加,復(fù)合乳液的乳化活性顯著性降低,當(dāng)油量小于4.0∶1時(shí),復(fù)合乳液的乳化活性降低速率比較緩慢,大于4.0∶1時(shí),復(fù)合乳液的乳化活性降低速率較快??紤]到要用此復(fù)合乳液來(lái)包裹或作為脂溶性以及容易氧化的物質(zhì)的載體,油的添加量為3.5∶1比較合適。隨著油量的不斷增加,復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性先顯著性地增加,到4.0∶1時(shí)達(dá)到最大值,之后隨著油量的增加,其乳化穩(wěn)定性顯著性地降低。因?yàn)?,油的添加量不斷增加,使分散相增加、連續(xù)相降低,油滴表面吸附的SPI的量逐漸減少,所以,復(fù)合乳液的乳化能力降低;油水界面表面張力變大,使油滴不能穩(wěn)定存在水相中,使小油滴容易聚集成大油滴,進(jìn)而使復(fù)合乳液不能穩(wěn)定存在;然而,油量過(guò)低,過(guò)多的SPI存在溶液中,可能通過(guò)SPI分子之間的作用形成大的乳化顆粒,而使其不穩(wěn)定。因此,從復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性來(lái)看,油的添加量應(yīng)該以4.0∶1比較合適。3.2.2 不同油量對(duì)復(fù)合乳化體系抗氧化性的影響

        不同油量對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響結(jié)果見(jiàn)圖4。

        圖4 油添加量對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響Fig.4 The effect of oiladditive amount on composite emulsion inoxidizability

        由圖4可知,隨著油量的增加,復(fù)合乳液抗氧化性逐漸降低,起初降低速率比較緩慢,隨后降低速率不斷增加。當(dāng)油量為3.5∶1,4.0∶1,5.0∶1時(shí)抗氧化性無(wú)顯著性差異。因此,從抗氧化性來(lái)看,油的添加量為3.5∶1時(shí)比較合適。綜合考慮3.2.1的結(jié)果,油的添加量以3.5∶1比較合適。

        3.3 不同pH值對(duì)復(fù)合乳化體系的影響

        3.3.1 不同pH值對(duì)復(fù)合乳液乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響

        不同pH值對(duì)復(fù)合乳液乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響結(jié)果見(jiàn)圖5。

        圖5 pH值對(duì)復(fù)合乳液乳化性、抗氧化性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.5 The effect of pH on composite emulsion emulsibility,inoxidizability and emulsion stability

        由圖5可知,隨著pH值增大,復(fù)合乳液的乳化活性顯著性降低,在pH值為5時(shí)達(dá)到最低,然后隨著pH值的增大,乳化活性顯著性增加,在pH為9時(shí)幾乎達(dá)到最大值,之后pH值再增大,乳化活性變化不顯著。隨著pH值的增大,復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性呈現(xiàn)顯著性先降低后增大的趨勢(shì)。在pH為4~6之間時(shí),復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性變化緩慢;pH值為9時(shí)復(fù)合乳液的穩(wěn)定性達(dá)到最大值,之后pH值再增大,乳化活性變化不顯著。因此,復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性在堿性條件下比較好。

        pH值的變化對(duì)復(fù)合乳液的性質(zhì)影響顯著,因?yàn)殡S著pH值的不斷增大,SPI的溶解性先降低后變大,由于SPI的等電點(diǎn)接近5,在堿性條件下比在酸性條件下溶解度大[17]。在接近SPI的等電點(diǎn)時(shí),乳液的靜電荷接近于零,排斥力很??;當(dāng)遠(yuǎn)離等電點(diǎn)時(shí),乳液帶電荷排斥力大。因此,復(fù)合乳液的乳化活性與乳化穩(wěn)定性表現(xiàn)為先降低后增大,在堿性條件下比在酸性條件下強(qiáng)。

        3.3.2 不同pH值對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響

        由圖5可知,隨著pH值增大,復(fù)合乳液抗氧化性呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì),在酸性條件下,復(fù)合乳液的抗氧化性比在堿性條件下強(qiáng)。因?yàn)門(mén)P在酸性條件下的穩(wěn)定性好,而在堿性條件下不穩(wěn)定[18]。所以,復(fù)合乳液的抗氧化性在酸性條件下比在堿性條件下強(qiáng)。

        3.4 不同濃度的SPI對(duì)復(fù)合乳化體系的影響

        3.4.1 不同濃度的SPI對(duì)復(fù)合乳化體系乳化性與乳化穩(wěn)定性的影響

        不同濃度的SPI對(duì)復(fù)合乳液乳化活性、乳化穩(wěn)定性和抗氧化性的影響結(jié)果見(jiàn)圖6。

        圖6 SPI添加量對(duì)復(fù)合乳液乳化性、抗氧化性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.6 The effect of SPI additive amount on composite emulsion emulsibility,inoxidizability and emulsion stability

        由圖6可知,隨著SPI的增加,復(fù)合乳液的乳化性逐漸增強(qiáng)。起始增加速率比較快,之后增加速率緩慢。在60min時(shí)測(cè)定其OD值,當(dāng)SPI的量小于1.5g/dL時(shí),OD值顯著降低;而在大于或等于1.5g/dL時(shí),OD值不變或者略微大于0min時(shí)的OD值。表明當(dāng)SPI的量小于1.5g/dL時(shí),復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性都比較低;而在大于或等于1.5g/dL時(shí),復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性比較強(qiáng)。因?yàn)镾PI添加量不斷增加,相當(dāng)于不斷地增加乳化劑,使油滴表面形成的SPI膜變厚,不易聚集成大顆粒,所以復(fù)合乳液的乳化活性與乳化穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)。綜合考慮,選擇SPI的添加量為1.5g/dL比較合適。

        3.4.2 不同濃度的SPI對(duì)復(fù)合乳化體系抗氧化性的影響

        由圖6可知,隨著SPI添加量的增加,復(fù)合乳液的抗氧化性略有降低,但變化不顯著。在制備復(fù)合乳液時(shí),可以不考慮蛋白質(zhì)添加量對(duì)復(fù)合乳液抗氧化性的影響。

        4 結(jié)論

        本研究通過(guò)研究TP添加量、油添加量、pH值、SPI添加量對(duì)TP-SPI復(fù)合乳液的乳化活性、乳化穩(wěn)定性和抗氧化能力的影響,為制備不同復(fù)合乳液的條件選擇提供理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:隨著TP的增加,復(fù)合乳液的乳化穩(wěn)定性和抗氧化性顯著性增強(qiáng),而對(duì)復(fù)合乳液的乳化活性影響不顯著;隨著油量的增加,復(fù)合乳液的乳化活性和抗氧化性顯著性降低,而乳化穩(wěn)定性先增強(qiáng)而后顯著性降低;隨著pH值的增加,復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性顯著性先降低而后增強(qiáng),在pH為5時(shí)達(dá)到最小,其乳化活性和乳化穩(wěn)定性在堿性條件下比在酸性條件下強(qiáng),抗氧化性變化則與之相反;隨著SPI的濃度變大,復(fù)合乳液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性都顯著性增強(qiáng),SPI的濃度對(duì)復(fù)合乳液的抗氧化性影響不顯著。因此,可以根據(jù)不同的需求選擇不同的條件來(lái)制備所需的復(fù)合乳化體系。

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        Effect of Tea Polyphenols and Soy Protein Isolate on Property of the Composite Emulsion System

        WANG Tuan-jie,F(xiàn)ENG Zhi-biao,YUE Ying,WANG Yi-xiao,TIAN Bo*
        (College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

        The effect of additiue amount of tea polyphenols(TP),oil and soy protein isolate(SPI)and pH value on emulsion additive,emulsion stability and oxidation resistance of TP-SPI composite emulsion are studied with the single factor experiment.This study provides a theoretical basis for choosing the preparation of different needs'composite emulsion system conditions.This study shows that with the increase of TP additive amount,the emulsion stability and oxidation resistance are enhanced with no significant impact on the emulsion activity;with the increase of oil mass,the emulsion activity and oxidation resistance of composite emulsion are reduced and the emulsion stability decreases after enhancement;with the increase of pH value,the composite emulsion activity and emulsion stability reduce after enhancement,and the emulsion activity and emulsion stability are better in alkaline conditions than under acid condition,while the oxidation resistance changes conversely;with the increase of SPI concentration,the emulsion activity and emulsion stability are enhanced with no significant impact on the oxidation resistance.

        tea polyphenols;soy protein isolate;composite emulsion;property

        TS201.4

        A

        10.3969/j.issn.1000-9973.2017.04.007

        1000-9973(2017)04-0026-06

        2016-10-15 *通訊作者

        王團(tuán)結(jié)(1988-),男,河南開(kāi)封人,碩士,研究方向:食品營(yíng)養(yǎng)。

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