蔣將★，金斐，王智

江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122

近年來(lái)，豌豆蛋白因其突出的功能性質(zhì)受到人們?cè)絹?lái)越多的研究和關(guān)注。豌豆中蛋白的含量約為18%~30%，其加工產(chǎn)品包括豌豆?jié)饪s蛋白（PPC）和豌豆分離蛋白（PPI，蛋白含量一般在85%左右）。相比于大豆蛋白，豌豆蛋白富含營(yíng)養(yǎng)，便于消化吸收并富含賴(lài)氨酸、谷氨酸、精氨酸等物質(zhì)。豌豆蛋白的生物價(jià)（BV）為48%~64%，功效比（PER）為 0.6~1.2。酸堿處理是一種簡(jiǎn)便溫和的蛋白質(zhì)化學(xué)改性方法。在溫和的酸堿條件下，帶電的氨基酸會(huì)與水分子發(fā)生離子-偶極的相互作用，從而提高了PPI 在水中的溶液度，同時(shí)帶同種電荷的分子之間又會(huì)發(fā)生相互排斥，致使亞基發(fā)生解離，結(jié)構(gòu)得以展開(kāi)。極端的pH 處理?xiàng)l件下，豌豆蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)部分展開(kāi)，球蛋白的的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，二硫鍵斷裂，使得內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露在外，更易與水、脂肪、蛋白和金屬離子作用，從而使得其起泡性、乳化性和凝膠性得到極大的改善。

充氣型乳液是一種由油、蛋白、糖和乳化劑制成的水包油型乳狀液，典型的充氣型乳液在經(jīng)歷過(guò)攪打之后，其中充滿(mǎn)了空氣，將近一半的體積皆是空氣，氣泡大小分布在20~25 μm之間，細(xì)小且密集的氣泡為乳液提供了松軟細(xì)膩的質(zhì)地，當(dāng)冰晶的尺寸小于45 μm 時(shí)可提供平滑的口感。

本研究以以PPI 和堿性偏移處理豌豆分離蛋白（BPPI）作為牛奶蛋白替代品，研究豌豆蛋白與牛奶蛋白在界面、乳化和起泡特性上的差異，并將三種蛋白（4%）作為實(shí)驗(yàn)原料制備冷凍攪打型O/W 乳液，研究豌豆蛋白對(duì)乳液穩(wěn)定性及攪打性的影響。

1 材料與方法

1.1 PPI 的提取

將豌豆粉碎，粉碎后的豌豆粉用正己烷一乙醇(體積比10:1)脫脂。然后采用堿溶酸沉法制取豌豆蛋白備用。

1.2 PPI 的pH12 改性處理

蛋白溶液用2 mol/L NaOH 溶液滴定蛋白質(zhì)溶液到pH12，處理1 h，之后在再將pH 調(diào)回中性處理1 h，得到改性后的偏pH12 的PPI，即BPPI。

1.3 攪打前O/W 乳液制備

為了制備基于冰淇淋配方的O/W 乳液，將15%（w/w）蔗糖，0.2%（w/w）瓜爾膠，0.5%（w/w）S370 乳化劑和10%（w/w）脫脂奶粉溶解在去離子水中，并在50℃連續(xù)攪拌下與完全熔化的FHPKO（10%，w/w）混合40 min。使用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行二級(jí)均質(zhì)3 次獲得細(xì)乳液。出口的終乳液（約65℃）立即置于4℃下冷卻并在該溫度下老化6 h。

1.4 攪打冷凍乳液的制備及膨脹率測(cè)定

老化6 h 后，將200 g 乳液在刮面式冰淇淋機(jī)（ICM-150，香港德國(guó)寶公司）中連續(xù)攪打15 min 制備冷凍乳液，出口溫度為-5 至-6℃。使用重量變化測(cè)定膨脹率（%）。采用同一個(gè)鋁盒先后對(duì)同體積的冷凍前的乳液和新制備的冷凍后的充氣乳液進(jìn)行稱(chēng)重。

1.5 攪打后冷凍乳液的融化特性分析

采用Bolliger 等人描述的方法測(cè)定冷凍乳液融化速率。

1.6 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)重復(fù)2~3 次，所有測(cè)試至少3 個(gè)平行，結(jié)果取平均值。采用originPro 9.0 分析數(shù)據(jù)，制作圖表。使用Microsoft Excel 2010 的單因素方差分析方法評(píng)估樣品之間的差異（p ＜ 0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 攪打后冷凍乳液的充氣性

各組乳液在4℃下老化6h 后，其膨脹率結(jié)果如圖1 所示。當(dāng)加入豌豆蛋白后，由于乳液整體的黏度大大增加，較高的黏度會(huì)阻礙空氣的進(jìn)入，從而使得含有豌豆蛋白的樣品膨脹率均小于對(duì)照組樣品。未處理的豌豆蛋白由于其本身功能性質(zhì)不佳，難以吸附到氣泡表面。偏移處理過(guò)后的豌豆蛋白由于相對(duì)于未處理的豌豆蛋白起泡性較好，可以有效的包裹住氣泡，在乳液制備過(guò)程中就可以觀察到在機(jī)械震蕩作用下液體表面會(huì)有大量細(xì)密的小氣泡產(chǎn)生。但又由于偏移過(guò)后的乳液的黏度過(guò)大，加上乳液本身中就已有許多小氣泡的存在，致使偏移過(guò)后的乳液的膨脹率反而縮小。

2.2 攪打后冷凍乳液的融化特性

充氣冷凍乳液的融化特性可以反映其內(nèi)部脂肪三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以融化的開(kāi)始時(shí)間、融化速率和形態(tài)保留程度進(jìn)行分析比較，結(jié)果如表1 所示?？傮w上，添加了0-50%豌豆蛋白后，冷凍乳液比對(duì)照組的融化速率要快，但是其初始滴落所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。而75%和100%的融化率則相對(duì)較低，這可以從穩(wěn)定性上得到解釋。將樣品從冷凍條件下取出時(shí)，可明顯觀察到冷凍后的乳液表面覆蓋著大量的冰晶，開(kāi)始融化時(shí)需要先將表面的冰全部溶解之后才能夠繼續(xù)溶解乳液剩余的部分，這也表明高替代度的樣品穩(wěn)定性不佳。

表1 充氣冷凍乳液解凍過(guò)程中開(kāi)始滴落的時(shí)間(ts)以及90 min 時(shí)的融化率(%)

BPPI 替代的冷凍乳液樣品中，其底部有較多的氣泡聚集，當(dāng)融化過(guò)程中出現(xiàn)小氣泡聚集并覆蓋在乳液表面時(shí)，一定程度上會(huì)阻礙融化過(guò)程中的傳熱速率[8]，導(dǎo)致乳液失穩(wěn)速率有所降低。同時(shí)，BPPI 可以更好地分散在水相中，提升了乳液的抗融性[9]，使得融化速率降低。隨著B(niǎo)PPI 替代梯度的上升，融化過(guò)程中冷凍乳狀液保持其形態(tài)良好的能力也越加完好，表明一定程度上隨著界面蛋白含量的提升，水相中蛋白含量減少，更多的蛋白吸附到氣泡表面，并且隨著黏度的增加，乳液中分散著更多更穩(wěn)定的小氣泡，這也使得冷凍乳液在融化過(guò)程中可以更好的保持自身表面的完好性，以帶來(lái)更好的感官體驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文圍繞偏移處理后豌豆分離蛋白在冷凍乳狀液中的替代展開(kāi)研究，通過(guò)對(duì)不同梯度PPI 或BPPI 替代乳蛋白制備乳液，研究其對(duì)充氣冷凍乳液的影響。研究發(fā)現(xiàn)直接利用PPI 進(jìn)行替代時(shí)，由于其本身功能性質(zhì)不平衡，會(huì)導(dǎo)致冷凍充氣乳液的穩(wěn)定性下降，最終產(chǎn)品冰沙感較強(qiáng)，難以應(yīng)用。而相比于PPI，BPPI 的乳化特性顯著改善，在充氣冷凍乳液體系中，提升體系的粘彈性，并對(duì)氣泡的穩(wěn)定性和脂肪結(jié)晶的穩(wěn)定性有較好的提升，考慮到其在膨脹率上的不利影響，選擇25%-50%的替代梯度是可行的。