張志凱，肖軍霞，牟瑤瑤，黃國清*

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是以低溫脫脂大豆粕為原料生產(chǎn)的一種植物蛋白產(chǎn)品，主要由清蛋白和球蛋白組成，其中清蛋白約占5%、球蛋白約占90%[1]。SPI具有良好的乳化能力，是非常好的天然水包油型乳化穩(wěn)定劑[2]，已在甜品、香腸、湯料等的生產(chǎn)加工中發(fā)揮重要作用。

改性是進(jìn)一步拓展SPI應(yīng)用范圍的重要措施。到目前為止，文獻(xiàn)已經(jīng)報道了大量可用于SPI改性的方法，包括物理法、化學(xué)法、酶法等[3]。在物理法中，超聲處理已經(jīng)引起了部分學(xué)者的關(guān)注，已被證實(shí)可使SPI的結(jié)構(gòu)更加舒展并可顯著改善其溶解[4-6]、乳化[7-9]、流變[10]、凝膠[11-14]和感官[15]等多種功能性質(zhì)。美拉德反應(yīng)是另外一種非常有潛力的SPI改性方法，與麥芽糊精[16-17]、葡聚糖[18-19]、阿拉伯樹膠[20]、羧甲基纖維素鈉[21]、乳糖[22]等多糖發(fā)生美拉德反應(yīng)后，SPI的乳化活性及其他功能性質(zhì)均有顯著提高。

超聲處理可以加速SPI與多糖之間的美拉德反應(yīng)并提高所得美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（Maillard reaction products，MRPs）的乳化性質(zhì)。比如，王喜波等[23-24]利用超聲輔助SPI與葡聚糖之間的美拉德反應(yīng)，所得MRPs的乳化活性及乳液的凍融穩(wěn)定性均有了顯著的提高；穆利霞等[25]就超聲對加速SPI與多糖接枝反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)超聲處理可顯著增加SPI肽鏈的伸展度、分子內(nèi)部自由氨基的暴露程度及無規(guī)則卷曲的數(shù)量。

上述研究表明，超聲處理與美拉德反應(yīng)結(jié)合可以顯著提高SPI的乳化活性及所得乳液的穩(wěn)定性，但是目前鮮見關(guān)于SPI單獨(dú)經(jīng)超聲處理后與還原糖的美拉德反應(yīng)規(guī)律及所得MRPs乳化活性的報道。因此，本實(shí)驗(yàn)先在一定功率下超聲處理SPI不同時間，然后使其與木糖（xylose，XYL）在濕熱條件下發(fā)生美拉德反應(yīng)，研究SPI超聲處理對其與XYL美拉德反應(yīng)及MRPs部分性質(zhì)的影響，最后再對利用MRPs制備的乳液在不同食品加工條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。本實(shí)驗(yàn)對于推動超聲處理在SPI生產(chǎn)、進(jìn)一步拓展SPI的應(yīng)用范圍具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白 臨邑禹王植物蛋白有限公司；D-木糖 上海藍(lán)季生物有限公司；大豆油 益海糧油工業(yè)有限公司；十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、磷酸二氫鉀、鹽酸、氫氧化鈉等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫水浴鍋 龍口市先科儀器公司；UV-2000紫外分光光度計 上海尤尼科儀器有限公司；分析天平、Delta320 pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）公司；90-1型恒溫磁力攪拌器 上海滬西分析儀器廠有限公司；LG10-2.4A高速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；NicoleIR200傅里葉紅外光譜儀 賽默飛世爾科學(xué)儀器公司；Zetasizer Nano ZS激光粒度分析儀英國馬爾文實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司；ZDG-0.25真空冷凍干燥機(jī)煙臺冰輪股份有限公司；KQ-500B型超聲波清洗器昆山市超聲儀器有限公司；FJ200-SH型數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠；F-2700熒光分光光度計天美（中國）科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 MRPs的制備

取5 份4.000 0 g SPI分別加入96.000 0 g蒸餾水，用恒溫磁力攪拌器充分?jǐn)嚢璧玫劫|(zhì)量濃度為4 g/100 mL的溶液，然后置于超聲清洗機(jī)中在25 ℃、16 000 Hz條件下分別處理20、40、60、80、100 min。預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SPI與XYL在混合質(zhì)量比4∶1、反應(yīng)體系pH 8.0及水浴溫度90 ℃反應(yīng)6 h后所得MRPs的溶解性最好，因此本實(shí)驗(yàn)中的美拉德反應(yīng)均在此條件下進(jìn)行。超聲處理結(jié)束后，向各SPI溶液中分別加入1.000 0 g XYL，攪拌均勻，調(diào)節(jié)溶液pH 8.0，然后置于90 ℃水浴鍋內(nèi)反應(yīng)6 h，得到各種MRPs（記為SPI（Ult）-XYL-MRPs）。另外，將未經(jīng)超聲處理的SPI與XYL按上述條件混合、溶解（所得混合物記為SPI-XYL-Mix）后在相同條件下反應(yīng)得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（記為SPI-XYL-MRPs），作為實(shí)驗(yàn)對照。

1.3.2 MRPs的表征

1.3.2.1 美拉德反應(yīng)程度的測定

美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物在294 nm波長處具有特征吸收，最終產(chǎn)物在420 nm波長處具有特征吸收[26]，因此可通過檢測這兩個波長下的吸收揭示SPI與XYL的美拉德反應(yīng)程度。

將SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYL-MRPs、SPIXYL-Mix于4 000 r/min離心20 min，收集上清液，用蒸餾水分別稀釋100 倍和15 倍后用紫外-可見分光光度計測定其在294 nm和420 nm波長處的吸光度。

1.3.2.2 紅外光譜分析

將各MRPs冷干后與KBr按質(zhì)量比100∶1混合、研磨均勻，用壓片機(jī)壓制成均勻的薄片，將壓片置于紅外光譜儀在波數(shù)4 000～400 cm－1進(jìn)行掃描分析，以空白KBr作為背景對照。

1.3.2.3 Zeta電位的測定

取SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYL-MRPs和SPIXYL-Mix各1 mL，加入9 mL蒸餾水稀釋，振蕩均勻后用激光粒度分析儀測定電位。

1.3.2.4 熒光分析

將SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYL-MRPs和SPIXYL-Mix凍干后準(zhǔn)確稱取一定量的粉末，用10 mmol/L的pH 7.0磷酸緩沖液稀釋至SPI質(zhì)量濃度為1 mg/mL。將稀釋液加入到熒光光度計的比色皿中，設(shè)置激發(fā)波長為334 nm，按5 nm/min的速率在350～500 nm范圍內(nèi)掃描，測定熒光強(qiáng)度。

1.3.3 乳化性的測定

將SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYL-MRPs和SPI-XYL-Mix凍干，用0.1 mol/L pH 6.5磷酸緩沖液溶解，使溶液中的SPI質(zhì)量濃度達(dá)到1 mg/mL，然后按照體積比3∶1加入大豆油，于10 000 r/min高速攪拌5 min得到均勻的O/W乳狀液。

取1 mL上述乳狀液用蒸餾水稀釋5 倍，另取1 mL乳狀液與39 mL 1 g/L的SDS溶液混合均勻，以相同質(zhì)量濃度的SDS溶液為空白，測定500 nm波長處的吸光度（A500nm），按式（1）計算乳化活性[27]：

式中：L為光路長度，此處為1 cm；N為稀釋倍數(shù)。

同時測定乳液在該時刻（T0）及放置10 min后在500 nm波長處的濁度（T10），按照式（2）計算乳化穩(wěn)定性：

1.3.4 乳狀液穩(wěn)定性的測定

選擇超聲處理時間20、40、80 min研究SPI超聲處理對SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液穩(wěn)定性的影響。

1.3.4.1 對離子強(qiáng)度的穩(wěn)定性

將1.3.1節(jié)中所得的SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYLMRPs和SPI-XYL-Mix溶液各取3 份，向溶液中加入大豆油，使大豆油的體積分?jǐn)?shù)為25%，于10 000 r/min攪拌5 min得到均勻的O/W大豆油乳狀液，然后加入一定量的NaCl固體，使NaCl質(zhì)量濃度分別達(dá)到0、0.15 mg/mL和0.20 mg/mL，將其置于4 ℃貯藏12 h，測定乳液的粒徑及分層指數(shù)。

1.3.4.2 熱穩(wěn)定性

將1.3.1節(jié)中所得的SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYLMRPs和SPI-XYL-Mix溶液各取3 份，加入大豆油，使大豆油的體積分?jǐn)?shù)為25%，于10 000 r/min高速攪拌5 min得到均勻的O/W大豆油乳狀液，分別在60、80、90 ℃加熱15min，降至室溫后測定乳液的粒徑及分層指數(shù)。

1.3.4.3 對鹽和加熱的協(xié)同穩(wěn)定性

將1.3.1節(jié)中所得的SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYLMRPs和SPI-XYL-Mix溶液各取3 份，向溶液中加入大豆油，使大豆油的體積分?jǐn)?shù)為25%，于10 000 r/min攪拌5 min得到均勻的O/W大豆油乳狀液，加入一定量的NaCl固體，使NaCl的質(zhì)量濃度分別達(dá)到0、0.15 mg/mL和0.20 mg/mL，然后分別在60、80、90 ℃加熱15 min，降至室溫后測定乳液的粒徑及分層指數(shù)。

1.3.4.4 pH值穩(wěn)定性

將1.3.1節(jié)中所得的SPI-XYL-MRPs、SPI（Ult）-XYLMRPs和SPI-XYL-Mix溶液各取3 份，向溶液中加入大豆油，使大豆油的體積分?jǐn)?shù)為25%，于10 000 r/min攪拌5 min得到均勻的O/W大豆油乳狀液，用1 mol/L的NaOH或HCl溶液分別調(diào)節(jié)pH 3.0、4.5、7.0。將所得乳液置于4 ℃貯藏12 h，測定乳液的粒徑及分層指數(shù)。

1.3.4.5 乳狀液粒徑

當(dāng)乳液發(fā)生聚集時粒徑會增大，因此其相對變化可以反映乳液對環(huán)境條件的穩(wěn)定性。取0.5 mL乳狀液于玻璃試管中，用去離子水稀釋10 倍，然后用激光粒度儀測定乳狀液的粒徑。

1.3.4.6 乳狀液分層指數(shù)

將乳狀液進(jìn)行靜置觀察，測量分層后底層清液的高度與總高度，根據(jù)式（3）計算分層指數(shù)[28]：

1.4 數(shù)據(jù)分析與分析

每個實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，結(jié)果以 ±s表示，采用SPSS 17.0（美國SPSS公司）進(jìn)行統(tǒng)計分析。組間差異顯著性分析采用方差分析中的最小顯著性差異法測試，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPI超聲處理對其與XYL美拉德反應(yīng)的影響

圖1 SPI超聲處理時間對其與XYL美拉德反應(yīng)的影響Fig. 1 Effect of ultrasonication time of SPI on its Maillard reaction with XYL

如圖1所示，MRPs溶液的A294nm和A420nm值均高于SPI與XYL的混合物溶液（SPI-XYL-Mix），表明兩者之間發(fā)生了美拉德反應(yīng)。SPI超聲處理對其與XYL之間的美拉德反應(yīng)有重要影響，且該影響與處理時間有關(guān)。當(dāng)超聲處理時間為20 min和40 min時，所得MRPs溶液在294 nm和420 nm波長處的吸光度均高于SPI-XYL-Mix（但處理時間為20 min時差異不顯著）。這可能是由于SPI經(jīng)超聲處理后更多的氨基暴露出來，同時溶解性增加，使得其與XYL的美拉德反應(yīng)增強(qiáng)；當(dāng)SPI的超聲處理時間延長至60 min時，所得MRPs溶液在2 個波長處的吸光度與40 min

時相比均顯著下降，但是隨著SPI超聲處理時間的進(jìn)一步延長，吸光度又開始顯著增加。這可能是由于此時SPI的三級結(jié)構(gòu)發(fā)生了更加劇烈的變化，該變化更加有利于SPI與XYL發(fā)生美拉德反應(yīng)[25]。因此，SPI超聲處理可以增強(qiáng)其與XYL美拉德反應(yīng)的程度。在隨后的研究中，選擇SPI超聲處理時間20、40、80 min進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

2.2 MRPs的表征

2.2.1 紅外光譜檢測結(jié)果

圖2 SPI超聲處理對其與XYL形成的MRPs紅外光譜的影響Fig. 2 Effect of ultrasonication time of SPI on the FTIR pattern of MRPs

如圖2所示，醛基的特征吸收峰出現(xiàn)在3 750 cm－1處，此處各種SPI（Ult）-XYL-MRPs的強(qiáng)度大于SPI-XYLMRPs和SPI-XYL-Mix，證明SPI超聲處理可以促進(jìn)含醛基中間產(chǎn)物的生成。1 560 cm－1處為C—N伸縮與N—H彎曲的吸收峰，SPI-XYL-MRPs在此處的強(qiáng)度要高于SPI-XYLMix，表明美拉德反應(yīng)使得更多的—NH2暴露出來，SPI超聲處理使得該處的強(qiáng)度進(jìn)一步增加，但是隨著超聲處理時間的延長，吸收強(qiáng)度逐漸降低，表明SPI與XYL之間發(fā)生了美拉德反應(yīng)，且SPI超聲處理可以增強(qiáng)其與XYL之間的美拉德反應(yīng)，這與圖1中的結(jié)果一致。

2.2.2 Zeta電位

由圖3可以看出，在選定的濃度下，SPI與XYL混合物（SPI-XYL-Mix）的Zeta電位僅為－13 mV；發(fā)生美拉德反應(yīng)后，MRPs的Zeta電位仍為負(fù)值，但其絕對值提高到24.7 mV；SPI超聲處理進(jìn)一步增加了相應(yīng)MRPs的Zeta電位，但是不同處理時間之間沒有顯著的差異。這可能是美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了帶有負(fù)電荷的中間產(chǎn)物，同時超聲處理使得SPI中更多的羧基暴露出來，從而導(dǎo)致MRPs電位絕對值增加。MRPs電位絕對值在一定范圍內(nèi)的提高可加強(qiáng)乳滴之間的靜電排斥作用，因此有望用于提高乳液的穩(wěn)定性[29]。

圖3 SPI超聲處理時間對其與XYL所得MRPs Zeta電位的影響Fig. 3 Effect of ultrasonication time of SPI on the Zeta potential of MRPs

2.2.3 熒光特性

圖4 SPI超聲處理時間對其與XYL所得MRPs熒光特性的影響Fig. 4 Effect of ultrasonication time of SPI on the fluorescence characteristics of MRPs

由圖4可見，在激發(fā)波長為334 nm的情況下，超聲處理40 min后得到的MRPs的熒光強(qiáng)度最大，其次為80 min和20 min，再次為SPI-XYL-MRPs，SPI與XYL兩者的混合物的熒光強(qiáng)度最低。這表明，美拉德反應(yīng)可以增強(qiáng)SPI的熒光強(qiáng)度，且SPI超聲處理可以進(jìn)一步提高該參數(shù)，這與SPI與阿拉伯膠干熱處理后熒光強(qiáng)度降低的現(xiàn)象不一致[30]。這可能是由于超聲處理會使SPI結(jié)構(gòu)更為舒展，使更內(nèi)部更多熒光性基團(tuán)暴露出來，同時美拉德反應(yīng)還生成了新的熒光物質(zhì)。超聲處理80 min時的熒光強(qiáng)度較40 min時低，這可能是由于長時間的超聲處理使SPI結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈變化所致。

2.2.4 乳化活性

由圖5可以看出，美拉德反應(yīng)可以顯著增強(qiáng)SPI的乳化活性。當(dāng)未經(jīng)超聲處理的SPI與XYL發(fā)生美拉德反應(yīng)后（SPI-XYL-MRPs），其乳化活性與兩者的混合物（SPIXYL-Mix）相比增加了18.48%，這與大部分現(xiàn)有的報道一致[15,21]。SPI超聲處理進(jìn)一步增強(qiáng)了所得MRPs的乳化活性。當(dāng)處理時間為20 min和40 min時，所得MRPs的乳化活性分別為兩者混合物的1.59 倍和1.74 倍。但是當(dāng)SPI超聲處理時間進(jìn)一步延長時，所得MRPs的乳化活性又顯著下降，且與SPI-XYL-Mix之間無顯著差異。這可能是由于SPI的結(jié)構(gòu)變化過于劇烈，削弱了其在油水兩界面的吸附作用，使得乳化活性略有降低。SPI超聲處理對其與XYL形成的MRPs的乳化穩(wěn)定性沒有顯著影響。

圖5 SPI超聲處理時間對其與XYL所得MRPs乳化性能的影響Fig. 5 Effect of ultrasonication time of SPI on the emulsifying properties of MRPs

2.3 乳液穩(wěn)定性

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)乳液粒徑的變化及分層指數(shù)[24]評價乳液在不同離子強(qiáng)度、溫度及pH值下的聚集特性及穩(wěn)定性。

2.3.1 對離子強(qiáng)度的穩(wěn)定性

圖6 SPI超聲處理對相應(yīng)SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液離子強(qiáng)度穩(wěn)定性的影響Fig. 6 Effect of SPI ultrasonication time on the stability of MRPs-stabilized emulsions at different ionic strengths

如圖6所示，隨著溶液中NaCl質(zhì)量濃度的升高，SPIXYL-Mix穩(wěn)定乳液的粒徑隨之增大，與未添加NaCl時相比，添加0.15 mg/mL和0.20 mg/mL NaCl后，乳液的粒徑分別增加了33%和91%，說明NaCl屏蔽了乳滴之間的靜電斥力，導(dǎo)致乳滴之間發(fā)生了聚集。SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的粒徑略低于SPI-XYL-Mix；當(dāng)向乳液中添加兩個濃度的NaCl后，粒狀液的粒徑分別增加了94%和103%，變化幅度要高于SPI-XYL-Mix穩(wěn)定乳液，表明乳液對離子強(qiáng)度的抗性有所減弱。

與SPI-XYL-MRPs相比，各種SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的粒徑均有所提高，這可能是由于美拉德反應(yīng)使得SPI分子質(zhì)量變大所致。SPI超聲處理對乳液粒徑的變化有顯著影響，且該影響與超聲處理時間相關(guān)。當(dāng)SPI超聲處理20 min時乳狀液在各NaCl溶液中的粒徑?jīng)]有顯著變化；當(dāng)超聲處理時間延長至40 min和80 min時，所得乳液的粒徑隨NaCl質(zhì)量濃度的升高顯著增加，與未添加NaCl時相比，兩種乳液在兩個NaCl質(zhì)量濃度下的粒徑分別增加了31%、92%和35%、90%，表明此時乳液發(fā)生了聚集，但是與SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液相比對離子誘導(dǎo)的聚集的抗性仍有所增強(qiáng)。

SPI-XYL-Mix穩(wěn)定乳液的分層指數(shù)最高，美拉德反應(yīng)顯著降低乳液在水溶液中的分層指數(shù)，但SPI是否進(jìn)行超聲處理對該指數(shù)沒有顯著影響。乳液中添加NaCl后，乳狀液的分層指數(shù)均升高，表明NaCl能夠破壞乳滴使油析出。與SPI-XYL-MRPs相比，SPI超聲處理對乳液的分層指數(shù)沒有明顯的改善作用。

2.3.2 熱穩(wěn)定性

圖7 SPI超聲處理對相應(yīng)SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液熱穩(wěn)定性的影響Fig. 7 Effect of SPI ultrasonication time on the thermal stability of MRPsstabilized emulsions

由圖7可以看出，所有乳液的粒徑均隨著貯藏溫度的升高而增加，表明高溫貯藏會引起乳液的聚集，這可能是由于高溫削弱了靜電斥力及增強(qiáng)了SPI分子之間的疏水性相互作用。美拉德反應(yīng)顯著降低了乳液在高溫下的粒徑，但是與SPI-XYL-MRPs相比，對SPI進(jìn)行超聲處理會引起相應(yīng)乳液粒徑的增加，這與圖6的結(jié)果一致。當(dāng)將乳液的貯藏溫度由60 ℃提高至80 ℃和90 ℃時，SPI-XYL-Mix穩(wěn)定乳液的粒徑分別增加了24%和44%，SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的粒徑分別增加了16%和36%，說明美拉德反應(yīng)可以削弱由環(huán)境溫度升高引起的乳液聚集；將SPI超聲處理20、40 min和80 min后，該增加值分別為5%、11%和3%、23%及13%、21%。因此，對SPI進(jìn)行超聲處理可以進(jìn)一步提高乳液對高溫貯藏的抗性。這可能是由于美拉德反應(yīng)增強(qiáng)了MRPs的Zeta電位（圖3）從而使得相應(yīng)乳液在高溫下仍可保持較強(qiáng)的靜電斥力所致。

SPI-XYL-MRPs和各種SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液在3 個選定溫度下的粒徑和分層指數(shù)均小于SPI-XYL-Mix，表明美拉德反應(yīng)可以提高乳液的熱穩(wěn)定性，但是SPI超聲處理對該指標(biāo)沒有進(jìn)一步的提升作用。

2.3.3 對溫度和離子強(qiáng)度的協(xié)同穩(wěn)定性

圖8 SPI超聲處理對相應(yīng)SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液熱和離子協(xié)同穩(wěn)定性的影響Fig. 8 Effect of SPI ultrasonication time on the synergetic stability of MRPsstabilized emulsions under varying conditions of temperature and ionic strength

如圖8所示，當(dāng)加入0.15 mg/mL的NaCl后，所有乳液的粒徑和分層指數(shù)均隨著貯藏溫度的升高而變大，乳狀液的穩(wěn)定性逐漸變差；所有SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液在所選條件下的粒徑和分層指數(shù)均小于SPI-XYL-Mix，表明美拉德反應(yīng)可以顯著提高乳液在高溫高鹽條件下的穩(wěn)定性，這與圖7的結(jié)果一致。

當(dāng)將含0.15 mg/mL NaCl乳液的貯藏溫度由60 ℃提高至80 ℃和90 ℃時，SPI-XYL-Mix穩(wěn)定乳液的粒徑分別增加了7%和13%，SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的粒徑分別增加了4%和25%；將SPI超聲處理20、40 min和80 min后，該增加值分別為3%、18%和5%、10%及16%、27%。這表明，對SPI進(jìn)行適度的超聲處理可以提高乳液對高溫和高鹽貯藏環(huán)境的抗性。

與SPI-XYL-MRPs相比，SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液分層指數(shù)均有所增加，且在超聲處理時間為40 min時穩(wěn)定性最差。因此，對SPI進(jìn)行超聲處理并不能進(jìn)一步提高相應(yīng)乳液在鹽離子和高溫貯藏下的穩(wěn)定性，這與圖6和圖7的結(jié)果一致。

2.3.4 pH值穩(wěn)定性

SPI在等電點(diǎn)（pH 4.5）下乳化性差是影響其應(yīng)用的重要因素之一[17]，本實(shí)驗(yàn)也觀察到該現(xiàn)象。由圖9可知，所有乳液在pH 4.5下的粒徑最大，這是由于在等電點(diǎn)附近，SPI的溶解度降低；同時乳滴表面的電荷量較低，粒子間的靜電排斥力降弱，乳狀液發(fā)生絮凝或聚合，導(dǎo)致乳狀液失穩(wěn)、粒徑變大。另外，所有乳液在pH 7.0下的粒徑最小，這是因?yàn)樵損H值遠(yuǎn)離SPI的等電點(diǎn)，因此乳液表面的電荷數(shù)量最大，靜電斥力更強(qiáng)，導(dǎo)致聚集現(xiàn)象最弱。美拉德反應(yīng)顯著降低了乳液在所選pH值下的粒徑，表明該反應(yīng)可以提高SPI在各pH值、尤其是等電點(diǎn)下的乳化能力，并可有效避免乳滴之間發(fā)生聚集。

圖9 SPI超聲處理對相應(yīng)SPI（Ult）-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液pH值穩(wěn)定性的影響Fig. 9 Effects of SPI ultrasonication time on the pH stability of MRPsstabilized emulsions

當(dāng)將乳液的貯藏pH值由3.0提高至4.5～7.0時，SPI-XYL-Mix粒徑分別增加了4%，減小了35%，SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的粒徑分別增加了11%，減小了6%；將SPI超聲處理20、40 min和80 min后，該值分別增加2%、減小48%和增加5%、減小42%及增加31%、減小15%。因此，對SPI進(jìn)行適度的超聲處理可以提高乳液對環(huán)境pH值變化的抗性，且該效應(yīng)在pH值為7.0時尤為明顯。

與SPI-XYL-Mix相比，SPI-XYL-MRPs穩(wěn)定乳液的分層指數(shù)明顯下降，但是對SPI進(jìn)行超聲處理對該指標(biāo)沒有進(jìn)一步的促進(jìn)作用。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)先對SPI進(jìn)行超聲處理，然后使其與XYL發(fā)生美拉德反應(yīng)，并對所得MRPs的乳化活性及乳液穩(wěn)定性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，對SPI進(jìn)行超聲處理可以顯著促進(jìn)其與XYL之間的美拉德反應(yīng)；與未進(jìn)行超聲處理的SPIXYL-MRPs相比，超聲處理顯著提高了相應(yīng)MRPs的Zeta電位、熒光強(qiáng)度及乳化能力。與天然SPI相比，其經(jīng)超聲處理后再與XYL發(fā)生美拉德反應(yīng)顯著降低了相應(yīng)MRPs穩(wěn)定乳液在環(huán)境離子強(qiáng)度、加熱及pH值發(fā)生變化時的聚集程度，但是對乳液的分層情況沒有明顯的改善作用。