葉蕓彤，梅鈺琪，楊韻儀，劉瀟，萬(wàn)芝力*

（1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，食物蛋白與膠體研究中心，廣東廣州 510640）（2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210023）

作為廣受歡迎的配方調(diào)味醬，蛋黃醬呈乳液凝膠狀，由蛋黃、植物油等原料均質(zhì)混合而制得[1]。商品化蛋黃醬被看作是水包油型高內(nèi)相乳液[2]（High Internal Phase Emulsion，HIPE），HIPE 通常被定義為油相體積分?jǐn)?shù)大于74%（V/V）的乳液體系[3]。在形成時(shí)，蛋白質(zhì)為系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了重要的作用。但蛋黃本身除蛋白質(zhì)外，還含有較多的膽固醇及飽和脂肪酸，大量攝入會(huì)增加人體患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[4]。此外，在健康飲食的潮流下，人們對(duì)于此類(lèi)食品開(kāi)始出現(xiàn)抵觸心理，更多地去追求綠色、健康的食品。目前，利用植物蛋白替代動(dòng)物蛋白，從而減少或消除產(chǎn)品對(duì)動(dòng)物性原料的依賴(lài)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的方案之一[5-7]。因此，利用植物蛋白部分或全部代替動(dòng)物蛋白制作具有類(lèi)似蛋黃醬結(jié)構(gòu)的HIPE 或乳液凝膠[8,9]是非常熱門(mén)的課題之一，早在二十一世紀(jì)初，F(xiàn)ranco 等[10]便進(jìn)行過(guò)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)。

乳液由于自身不穩(wěn)定性，通常加入乳化劑來(lái)降低界面張力。食品中為了達(dá)到健康的要求，通常采用蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)作為天然乳化劑[11]。而蛋白基膠體顆粒因其具有良好的乳液、界面穩(wěn)定能力及特有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，被視為優(yōu)質(zhì)的HIPE 乳化劑。小麥醇溶蛋白是一種水溶性較差的蛋白顆粒，但在一定濃度的乙醇溶液中具有較好的溶解性[12]。并且含有較多的疏水性氨基酸，呈現(xiàn)出較好的兩親性。曾濤[13]成功利用小麥醇溶蛋白膠體顆粒制備抗氧化HIPE，表明其在開(kāi)發(fā)植物蛋白乳液凝膠方面具有潛力。但在酸性條件下，其具有較強(qiáng)的親水性，無(wú)法在界面上吸附，故無(wú)法達(dá)到好的穩(wěn)定效果[14]。目前，利用多糖制備蛋白/多糖復(fù)合顆粒已被證明可修飾蛋白顆粒的結(jié)構(gòu)，從而改善界面吸附性質(zhì)，提高體系的乳化性[15]。一些因?yàn)榫哂蟹菢O性基團(tuán)或蛋白質(zhì)附著在親水性碳水化合物鏈上的天然多糖，具有良好的乳化性能。阿拉伯膠是最常見(jiàn)的此類(lèi)表面活性多糖，也是目前食品工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的天然多糖乳化劑。然而，其主要缺點(diǎn)是需要較高的乳化劑與油的比例才能形成穩(wěn)定的乳液[11]。但阿拉伯膠屬于陰離子多糖，具有獨(dú)特的蛋白質(zhì)與鼠李糖分子結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出良好的兩親性[16]，可用于制備具有較好乳化性的復(fù)合膠體顆粒。

基于此，本項(xiàng)目利用小麥醇溶蛋白與多糖（阿拉伯膠）通過(guò)反溶劑法制備復(fù)合顆粒[17]，進(jìn)一步制備出HIPE，并對(duì)乳液的外觀(guān)及粒徑分布、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、流變學(xué)行為、摩擦學(xué)性質(zhì)和熱穩(wěn)定性等性質(zhì)加以評(píng)估，致力于開(kāi)發(fā)一種與蛋黃醬性質(zhì)相似的植物蛋白基HIPE，為食品生產(chǎn)中植物蛋白作為動(dòng)物蛋白的替代品提供可能，便于人們?cè)谧非蠼】档耐瑫r(shí)兼顧口感追求，并以此為新型健康食品的開(kāi)發(fā)提供思路及理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

谷阮粉購(gòu)自封丘華豐粉業(yè)有限公司，阿拉伯膠購(gòu)自Sigma-Aldrich 公司，葵花籽油購(gòu)于當(dāng)?shù)爻校渌噭┚鶠榉治黾?，所有?shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

Arium 611 純水機(jī)，德國(guó)Sartorius 公司；CR22 低溫離心機(jī)，日本Hitachi 公司；DELTA 1-24 LSC 冷凍干燥機(jī)，德國(guó)Christ 公司；DHG-9140A 電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器公司；T10 Basic 高速分散機(jī)，德國(guó)IKA 公司；MasterSizer 3000 微米粒度儀，英國(guó)Malvern公司；IX53 光學(xué)顯微鏡，日本OLYMPUS 公司；HAKKE MARS60 流變儀，美國(guó)Thermo Fisher Scientific 公司；RV10 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國(guó)IKA 公司；DHZ-DA 恒溫?fù)u床，江蘇太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠(chǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小麥醇溶蛋白/阿拉伯膠（G/GA）復(fù)合膠體顆粒的制備

小麥醇溶蛋白的制備按照Duclaroir 等[18]的方法，稍作修改。稱(chēng)取100 g 谷阮粉于2 L 燒杯中，加入1 000 mL 70%（V/V）的乙醇水溶液，調(diào)節(jié)pH 值至4.0，在25 ℃下進(jìn)行攪拌2～3 h，8 000 r/min 離心20 min，將上清液轉(zhuǎn)移至旋蒸儀中，在45 ℃下去除乙醇，隨后將溶液冷凍干燥24 h，得到的樣品即為小麥醇溶蛋白。

通過(guò)反溶劑方法制備小麥醇溶蛋白納米顆粒。準(zhǔn)確稱(chēng)量16 g 小麥醇溶蛋白粉末，溶解在200 mL 70%（V/V）乙醇溶液中，另外將8 g 阿拉伯膠溶于400 mL去離子水。待兩者分散均勻后，調(diào)節(jié)pH 值至4.0，并將小麥醇溶蛋白溶液快速加入至阿拉伯膠溶液中，過(guò)程中不斷攪拌。隨后將溶液在45 ℃條件下進(jìn)行旋蒸處理以完全除去乙醇，得到的溶液冷凍干燥24 h 后獲得G/GA 復(fù)合膠體顆粒（小麥醇溶蛋白與阿拉伯膠的質(zhì)量比為2:1）。

1.3.2 復(fù)合膠體顆粒的粒度測(cè)定

利用MasterSizer 3000 測(cè)量復(fù)合膠體顆粒的粒徑。使用超純水分散G/GA 復(fù)合膠體顆粒，顆粒折射率設(shè)定為1.473；顆粒吸收率為0.001；分散劑為水，折射率為1.330。所有測(cè)量均在25 °C 下進(jìn)行。

1.3.3 復(fù)合膠體顆粒的微觀(guān)結(jié)構(gòu)（SEM）

利用掃描電子顯微鏡對(duì)復(fù)合膠體顆粒的微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)察。將粉末樣品用導(dǎo)電膠固定于金屬載物臺(tái)上進(jìn)行噴金處理，使用5 kV 加速電壓，觀(guān)察其形貌特征。

1.3.4 高內(nèi)相乳液HIPE 及蛋黃醬的制備

調(diào)節(jié)G/GA 復(fù)合膠體顆粒的pH 值為4.0，以不同濃度的G/GA 復(fù)合膠體顆粒溶液為水相，葵花籽油為油相，油相占比為75 wt%，制備不同復(fù)合膠體顆粒濃度的HIPE[19]。使用高速分散機(jī)在20 000 r/min 轉(zhuǎn)速下剪切均質(zhì)3 min，得到Pickering類(lèi)型的HIPE。其中G/GA復(fù)合膠體顆粒溶液的濃度分別為2 wt%、4 wt%、6 wt%和8 wt%，最后制得的HIPE 中復(fù)合膠體顆粒濃度分別為0.5 wt%、1.0 wt%、1.5 wt%和2.0 wt%。

參照Ghoush 等[20]的方法制備蛋黃醬，稍作修改。將0.4 g 糖、0.22 g 食鹽、3.1 g 蛋黃與48 g 葵花籽油混合，使用T10 Basic 高速分散機(jī)在轉(zhuǎn)速20 000 r/min 下剪切3 min，加入1.25 g 白醋和11 g 水均質(zhì)1 min。所得蛋黃醬的油含量與HIPE 相同，均為75 wt%。

1.3.5 HIPE 的粒度測(cè)定

使用MasterSizer 3000 微米粒度儀對(duì)HIPE 液滴的尺寸測(cè)定分析，分散介質(zhì)為超純水，葵花籽油和水相折射率分別設(shè)定為1.46 與1.33。

1.3.6 HIPE 的微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察

分別觀(guān)察不同濃度HIPE 的外觀(guān)，用IX53 光學(xué)顯微鏡對(duì)新鮮制備的乳液進(jìn)行微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察。

1.3.7 HIPE 的流變學(xué)特性測(cè)定

采用HAAKE MARS60 流變儀測(cè)定HIPE 的流變性能[21]。操作時(shí)，采用直徑為60 mm 的平板，間隙設(shè)為1 mm。確定試樣的線(xiàn)性粘彈性區(qū)域，對(duì)試樣進(jìn)行0.1～1 000 Pa 的應(yīng)力掃描（頻率為1 Hz）。之后對(duì)樣品進(jìn)行0.1～10 Hz 的頻率掃描，應(yīng)力恒定為1 Pa。此外，粘度測(cè)量的剪切速率為1～50 s-1。采用三間隔觸變性測(cè)試（3-ITT）研究乳液凝膠的剪切稀化和觸變行為，分別于0.1 s-1、10 s-1、0.1 s-1的剪切速率下測(cè)定600 s。測(cè)試溫度恒為25 ℃。利用所得結(jié)果計(jì)算觸變恢復(fù)率。

式中：

A——觸變恢復(fù)率，%；

VIII——第三階段中峰值粘度值，Pa·s；

VI——第一階段結(jié)束時(shí)粘度值，Pa·s。

1.3.8 HIPE 的摩擦學(xué)性質(zhì)

HAAKE MARS60 流變儀與球三板摩擦附件（T-PTD 200）聯(lián)用以進(jìn)行摩擦性能測(cè)試。摩擦計(jì)由三個(gè)鋼銷(xiāo)（15 mm×6 mm×3 mm）和一個(gè)鋼球（12.7 mm）組成。試驗(yàn)前，用超純水清洗鋼球，自然空氣干燥。測(cè)試溫度恒定在25 ℃，樣品池中加入400 μL 乳液，靜置2 min 至穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于Stribeck 曲線(xiàn)的測(cè)試，法向力為1 N，摩擦速率設(shè)為0.1～100 mm/s。

1.3.9 HIPE 的熱穩(wěn)定性

為了測(cè)定HIPE 的熱穩(wěn)定性，將樣品置于水浴鍋中，90 ℃處理30 min，用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察樣品形態(tài)變化。

1.3.10 數(shù)據(jù)分析

所有樣品測(cè)定都經(jīng)過(guò)三次測(cè)定以獲得數(shù)據(jù)，通過(guò)SPSS 21.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，采用Origin 2018 軟件進(jìn)行作圖分析，Duncan 檢驗(yàn)對(duì)多組樣品進(jìn)行顯著性分析（p＜0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合膠體顆粒的表征

小麥醇溶蛋白可溶于乙醇水溶液中，以此制備兩親性納米材料，其等電點(diǎn)接近中性（pH 值7.0）[22]。為了避免等電點(diǎn)對(duì)制備小麥醇溶蛋白過(guò)程造成影響，本實(shí)驗(yàn)參照劉瀟[23]的方法，在酸性條件（pH 值4.0）制備小麥醇溶蛋白。同樣，為避免小麥醇溶蛋白等電點(diǎn)對(duì)以小麥醇溶蛋白為原料制備的復(fù)合膠體顆粒的制備與測(cè)量造成影響，選擇酸性條件（pH 值4.0）進(jìn)行對(duì)復(fù)合膠體顆粒的制備和測(cè)量。

由圖1a 可知，G/GA 復(fù)合膠體顆粒的平均粒徑為1.03 μm，粒徑分布曲線(xiàn)呈單峰，顆粒具有良好的單分散性。圖1b 為G/GA 復(fù)合膠體顆粒微觀(guān)結(jié)構(gòu)圖，圖片顯示膠體顆粒均呈規(guī)則的圓球狀，表面光滑，除個(gè)別顆粒存在差異外，其他大小均分布在1.00 μm 左右，與粒徑測(cè)定結(jié)果較為接近。據(jù)吳滋靈等[24]的研究，小麥醇溶蛋白膠體粒徑為120.1 nm，遠(yuǎn)小于G/GA 復(fù)合膠體顆粒，但據(jù)Yuan 等[9]的研究，以未經(jīng)過(guò)任何修飾的小麥醇溶蛋白制備的高內(nèi)相乳液只具備穩(wěn)定數(shù)天的能力。以上結(jié)果說(shuō)明小麥醇溶蛋白可以通過(guò)該方法制備出均一穩(wěn)定的G/GA 復(fù)合膠體顆粒，且制備出的G/GA復(fù)合膠體顆粒利于進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。

圖1 G/GA 復(fù)合膠體顆粒的粒徑分布及掃描電子顯微鏡圖Fig.1 Particle size distribution and scanning electron microscopy of G/GA complex colloidal particles

2.2 HIPE 的粒徑分布

蛋黃醬是一種典型的水包油乳液，在食品應(yīng)用中，液滴大小對(duì)其穩(wěn)定性和性能起著主導(dǎo)作用[25]，而據(jù)Hunter 等[26]研究，液滴尺寸受顆粒濃度的影響，濃度越高，水油界面上的界面富集蛋白的效益越強(qiáng)，液滴尺寸越小。在本研究中，粒徑大小同樣與顆粒濃度相關(guān)。圖2 為G/GA 穩(wěn)定的HIPE 和蛋黃醬的粒徑分布圖，用于檢測(cè)不同濃度G/GA 穩(wěn)定的HIPE 粒徑分布與蛋黃醬之間存在的差異。圖中所有測(cè)試樣品均呈現(xiàn)接近的粒度分布趨勢(shì)，都存在一大一小兩個(gè)峰，大峰位于20.00 μm左右，表明絕大多數(shù)HIPE粒徑接近20.00 μm，且隨G/GA 濃度的增加，分布曲線(xiàn)逐漸向左偏移，表明乳液液滴的粒徑逐漸變小。小粒徑峰位于2.00 μm 左右，大小接近復(fù)合膠體顆粒。推測(cè)雙峰的出現(xiàn)可能有兩個(gè)原因，一方面可能是存在部分未吸附到油-水界面而停留在體相中的復(fù)合膠體顆粒導(dǎo)致的[27]；另一方面可能是由于在高粘度體系剪切過(guò)程中，油滴粒徑分布不均勻造成的[28]。此外，G/GA 為2.0 wt%的HIPE 粒徑分布與蛋黃醬的分布曲線(xiàn)具有高度的重合性，說(shuō)明兩者在乳液的形成方面具有較高的相似性。

圖2 G/GA 穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液HIPE 和蛋黃醬的粒徑分布圖Fig.2 Particle size distribution of G/GA-stabilized HIPE and mayonnaise

2.3 HIPE 的微觀(guān)結(jié)構(gòu)

高內(nèi)相乳液HIPE 通常被稱(chēng)為超濃縮乳液，通常由大量表面活性劑（5～50 wt%）穩(wěn)定。研究表明，由固體顆粒穩(wěn)定的Pickering 乳液更加穩(wěn)定[29]，吸附在乳狀液滴表面的顆粒（如乳清蛋白顆粒、玉米醇溶蛋白顆粒）可形成單層或多層顆粒層[30]，通過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)烈的空間排斥作用防止液滴聚集[31]。

如圖3 所示，不同濃度的復(fù)合膠體顆粒的HIPE 在pH 值4.0 時(shí)的外觀(guān)圖、光學(xué)顯微鏡圖存在明顯差異。當(dāng)復(fù)合膠體顆粒的濃度為0.5 wt%時(shí)，乳液呈流動(dòng)狀態(tài)，無(wú)法形成半固態(tài)或固態(tài)的乳液凝膠形式，液滴粒徑較大。隨著復(fù)合膠體顆粒濃度的增加（1.0～2.0 wt%），乳液液滴的粒徑逐漸減小，液滴之間的堆積更為緊密，形成更加穩(wěn)定的乳液凝膠。當(dāng)復(fù)合膠體顆粒的濃度為2.0 wt%時(shí)，粒徑大小及微觀(guān)結(jié)構(gòu)接近蛋黃醬，這與乳液粒徑分布的測(cè)定結(jié)果相符。

圖3 G/GA 穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液HIPE 與蛋黃醬的外觀(guān)圖、光學(xué)顯微鏡圖Fig.3 Appearance and optical microscopy of G/GA-stabilized HIPE and mayonnaise

根據(jù)劉瀟[23]的研究，在乳液形成過(guò)程中，小麥醇溶蛋白作為富含半胱氨酸的蛋白可在油-水界面處部分展開(kāi)，這可能會(huì)導(dǎo)致游離巰基暴露，可以進(jìn)一步參與巰基-二硫鍵交換反應(yīng)形成蛋白分子間二硫鍵交聯(lián)。而在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，濃度越高，更容易形成結(jié)構(gòu)化的乳液凝膠，故而我們推測(cè)，對(duì)于小麥醇溶蛋白而言，濃度越高，粒徑越小，二硫鍵交聯(lián)反應(yīng)更容易觸發(fā)。

2.4 HIPE 的流變學(xué)行為

圖4a為不同復(fù)合膠體顆粒濃度G/GA穩(wěn)定的HIPE與蛋黃醬的應(yīng)力掃描圖。在一定范圍內(nèi)（0.5 wt% G/GA穩(wěn)定的HIPE 為2 Pa 內(nèi)，其他樣品均為10 Pa 內(nèi)），所有樣品的彈性模量（G′）一直高于粘性模量（G′′），表現(xiàn)出類(lèi)彈性固體性質(zhì)。隨著應(yīng)力提高，出現(xiàn)明顯的G′和G′′交點(diǎn)，說(shuō)明在該應(yīng)力大小下，樣品的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)生變化。由圖中可知，隨著G/GA 濃度增加，該點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力增大。這表明G/GA 顆粒將液滴連接，液滴相互作用形成的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)增加了乳液的機(jī)械強(qiáng)度，G/GA 濃度越大，形成的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)越牢固。而如圖4b 所示，恒定的應(yīng)力下，在測(cè)試頻率范圍內(nèi)，所有樣品的G′和G′′均表現(xiàn)出頻率依賴(lài)性低的特點(diǎn)，特別是G′，顯示較小的波動(dòng)。此外，所有樣品G′值始終高于G′′，在所有測(cè)試頻率下都未出現(xiàn)G′和G′′交點(diǎn)，說(shuō)明頻率改變并不能產(chǎn)生凝膠-溶膠的轉(zhuǎn)變。隨著G/GA 濃度的增大，G′顯著提高，并且2.0 wt%G/GA 制備HIPE 與蛋黃醬G′接近。這表明可以通過(guò)改變G/GA 濃度可操控HIPE 流變學(xué)性質(zhì)，并且2.0 wt%G/GA 穩(wěn)定的HIPE 與蛋黃醬具有相似的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

表觀(guān)粘度隨剪切速率變化的曲線(xiàn)如圖4c 所示，從曲線(xiàn)上看，所有蛋黃醬的粘度隨剪切速率的增大而減小，表明所有樣品都具有假塑性流體性質(zhì)。這是由于乳狀液滴在流動(dòng)層中沿剪切方向逐漸排列，大液滴被分散形成小液滴。隨著復(fù)合顆粒濃度的增大，乳液粘度增大。蛋黃醬的形態(tài)在生產(chǎn)、處理、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和食用過(guò)程中會(huì)發(fā)生一定程度的變化，因此在模擬食品工業(yè)的整個(gè)過(guò)程時(shí)，其觸變性也至關(guān)重要。采用3-ITT的方法在測(cè)量蛋黃醬變形和恢復(fù)的性能，以模擬分析實(shí)際操作的效果。通常認(rèn)為，恢復(fù)率大于70%即擁有較高的觸變恢復(fù)性[32]。

圖4 G/GA 穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液HIPE 與蛋黃醬的流變學(xué)特性：（a）振幅掃描；（b）頻率掃描；（c）粘度；（d）觸變恢復(fù)性Fig.4 Rheological properties of G/GA-stabilized HIPE and mayonnaise: (a) Amplitude sweep,(b) frequency sweep,(c)viscosity curve,and (d) thixotropic recovery

如圖4d 所示，經(jīng)計(jì)算蛋黃醬的觸變恢復(fù)率為98.62%，不同復(fù)合膠體顆粒濃度HIPE 的觸變恢復(fù)率分別為83.69%（0.5 wt%）、88.52%（1.0 wt%）、86.53%（1.5 wt%）和97.17%（2.0 wt%）。其中，2.0 wt%的HIPE 顯示出與蛋黃醬幾乎一致的高觸變恢復(fù)率，表明了其在快速涂抹后能像蛋黃醬一樣可迅速恢復(fù)粘度，證明在性質(zhì)上與蛋黃醬高度相似，具有代替蛋黃醬的潛力。值得注意的是，由圖可以看出，2.0 wt% G/GA穩(wěn)定的HIPE 與實(shí)際蛋黃醬的四個(gè)表征曲線(xiàn)都幾乎重合，表明兩者的流變學(xué)性質(zhì)非常接近。

2.5 HIPE 的摩擦學(xué)性質(zhì)

乳液的流變學(xué)和摩擦學(xué)特性在消費(fèi)者口腔加工過(guò)程中的感官知覺(jué)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用[33]。Stribeck 曲線(xiàn)呈現(xiàn)了摩擦系數(shù)和夾帶速度之間的關(guān)系。在Stribeck 曲線(xiàn)中，存在三種主要的潤(rùn)滑狀態(tài)：邊界（兩個(gè)滑動(dòng)面之間有大量接觸，摩擦系數(shù)≥0.1），混合（接觸面開(kāi)始被潤(rùn)滑劑分開(kāi)，摩擦系數(shù)介于0.001 和0.1）和流體動(dòng)力學(xué)（滑動(dòng)表面完全被潤(rùn)滑劑隔開(kāi)，摩擦系數(shù)≤0.001）[34]。如圖5 所示，可以看出，隨夾帶速度的增加，不同復(fù)合膠體顆粒濃度的HIPE 的摩擦系數(shù)均呈現(xiàn)先減小再增大的趨勢(shì)，并且明顯看到，相同夾帶速度下，復(fù)合膠體顆粒濃度越大，HIPE 的摩擦系數(shù)也越大。對(duì)于2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE，其表現(xiàn)出與實(shí)際蛋黃醬極為相似的Stribeck 曲線(xiàn)，這在一定程度上表明2.0 wt% G/GA穩(wěn)定的HIPE 在實(shí)際口感上與蛋黃醬高度接近，具有較大的替代蛋黃醬的潛力。

圖5 G/GA 穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液HIPE 與蛋黃醬的Stribeck 曲線(xiàn)Fig.5 Stribeck curves of G/GA-stabilized HIPE and mayonnaise

測(cè)試樣品（HIPE 和蛋黃醬）作為潤(rùn)滑劑促進(jìn)接觸表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而降低兩者間的摩擦系數(shù)。根據(jù)Chojnicka 等[35]的研究結(jié)果表明，在壓力相對(duì)較低時(shí)（50～100 kPa），潤(rùn)滑劑中蛋白質(zhì)聚集體的濃度及其形狀和大小顯著影響軟接觸摩擦。蛋白質(zhì)濃度越高，粒徑越大，潤(rùn)滑效果也越好。所有蛋白質(zhì)分散體均以濃度依賴(lài)的方式有效降低了邊界摩擦力。而在本試驗(yàn)的測(cè)試樣品中吸附在乳狀液滴表面的顆粒形成單層或多層顆粒層，并且隨著復(fù)合膠體顆粒濃度的增加（1.0～2.0 wt%），乳液液滴的粒徑逐漸減小，液滴之間的排列更為緊密，形成更加穩(wěn)定的乳液凝膠。我們推測(cè)，其中的復(fù)合膠體顆粒分散體擁有類(lèi)蛋白質(zhì)的性質(zhì)，也以濃度依賴(lài)的方式有效降低了邊界摩擦力。

2.6 乳液的熱穩(wěn)定性

乳液體系的熱穩(wěn)定性對(duì)其加工貯藏有著重要作用[36]，而蛋黃醬為高度熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，高溫對(duì)其體系影響較大。通過(guò)前面的研究我們發(fā)現(xiàn)，2.0 wt%G/GA 穩(wěn)定的HIPE 和蛋黃醬具有非常相似的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、流變學(xué)、摩擦學(xué)等性質(zhì)。因此我們進(jìn)一步研究了2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定HIPE 的熱穩(wěn)定性。在早先的研究中發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)顆粒層還可以通過(guò)降低界面自由能來(lái)改善Pickering 乳液的物理穩(wěn)定性，從而在均質(zhì)過(guò)程中形成較小的液滴[37]。通常，較小的液滴比較大的液滴更能抵抗重力分離和聚集[30]。由圖6 所示，在90 ℃熱處理30 min 后，2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 呈現(xiàn)倒立不流動(dòng)的膏狀，但實(shí)際蛋黃醬出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生油水分離現(xiàn)象，表明蛋黃醬產(chǎn)品的穩(wěn)定性遭到破壞。光學(xué)顯微鏡觀(guān)察到蛋黃醬小液滴聚集變?yōu)榇笠旱?，?.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 的微觀(guān)結(jié)構(gòu)在加熱后沒(méi)有發(fā)生明顯變化，液滴仍保持與處理前大小一致的球狀。因此，這表明2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 比蛋黃醬具有更好的熱穩(wěn)定性。

圖6 2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液HIPE 和蛋黃醬在90 ℃加熱處理30 min 后的外觀(guān)和光學(xué)顯微鏡圖Fig.6 Appearance and optical microscopy of 2.0 wt% G/GA HIPE and mayonnaise after heating at 90 ℃ for 30 min

此外，一般認(rèn)為，膠體顆粒的平均尺寸應(yīng)至少比乳化液滴的平均尺寸小一個(gè)數(shù)量級(jí)，以便有效吸附到界面上并形成保護(hù)層。隨著膠體顆粒尺寸的減小，可以使穩(wěn)定的乳化液滴的比表面積增加，從而形成更小的乳化液滴，通常更穩(wěn)定。這也應(yīng)證了乳液的粒徑測(cè)試與乳液的微觀(guān)結(jié)構(gòu)測(cè)定中的試驗(yàn)結(jié)論。作為商品，加工與貯藏方面的優(yōu)勢(shì)同時(shí)也決定了經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢(shì)。因此，2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 在制作植物基蛋黃醬方面具有較大的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)反溶劑法制備了小麥醇溶蛋白/阿拉伯膠（G/GA）復(fù)合膠體顆粒，并以此為乳化劑制備高內(nèi)相乳液HIPE。通過(guò)研究乳液的微觀(guān)結(jié)構(gòu)及粒度分布、流變學(xué)行為、摩擦學(xué)性質(zhì)以及熱穩(wěn)定性，評(píng)估該體系作為蛋黃醬替代物的潛力。主要結(jié)論如下：G/GA 復(fù)合顆粒具有良好的單分散性，呈規(guī)則的圓球狀。隨著G/GA 濃度的增加，乳液液滴的粒徑逐漸變小，液滴之間的排列更為緊密；當(dāng)復(fù)合顆粒濃度為2.0 wt%時(shí)，制備的HIPE 粒徑及形貌與蛋黃醬最為相似。流變學(xué)測(cè)定中，所有樣品均表現(xiàn)出類(lèi)彈性固體性質(zhì)，并且均隨著G/GA 濃度增加，乳液的機(jī)械強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。摩擦學(xué)性質(zhì)方面，隨夾帶速度的增加，所有樣品的摩擦系數(shù)均呈現(xiàn)先減小再增大的趨勢(shì)；且復(fù)合顆粒濃度越高，HIPE的摩擦系數(shù)也越大。值得注意的是，2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 顯示出與蛋黃醬幾乎一致的粘彈特性、表觀(guān)粘度、高觸變恢復(fù)率以及摩擦系數(shù)。表明在乳液質(zhì)構(gòu)及感官上，2.0 wt% G/GA 穩(wěn)定的HIPE 與蛋黃醬具有極大的相似性。熱穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)果進(jìn)一步表明2.0 wt%G/GA 穩(wěn)定的HIPE 比蛋黃醬具有更高的熱穩(wěn)定性，上述結(jié)果在一定程度上說(shuō)明，在熱加工、熱殺菌方面，采用G/GA 穩(wěn)定的HIPE 制備植物基蛋黃醬具有較大優(yōu)勢(shì)，在代替動(dòng)物蛋白生產(chǎn)類(lèi)似蛋黃醬產(chǎn)品方面具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力。