劉香玲，李真，王金廂，李學(xué)鵬*，徐永霞，米紅波，儀淑敏，勵(lì)建榮，高瑞昌，張宇昊

（1. 渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，國(guó)家魚(yú)糜及魚(yú)糜制品加工技術(shù)研發(fā)分中心，遼寧 錦州 121013；2. 江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；3. 西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715）

Pickering 乳液是以固體顆粒為穩(wěn)定劑的乳狀液，由互不相溶的兩相組成，一相以液滴的方式分散在另一相中。相比使用表面活性穩(wěn)定的常規(guī)乳液，Pickering乳液具有綠色、無(wú)污染、安全性高和穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，Pickering 乳液在食品領(lǐng)域的應(yīng)用獨(dú)具優(yōu)勢(shì)且逐漸成為研究熱點(diǎn)，如應(yīng)用于冰淇淋、蛋白飲料、蛋黃醬、沙拉醬等[1]。Pickering 乳液不僅能使產(chǎn)品質(zhì)地均勻、穩(wěn)定，而且其固體顆粒的包埋形式在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、功能性成分的傳遞方面發(fā)揮著重要作用[2]。

穩(wěn)定Pickering 乳液的食品級(jí)顆粒主要有蛋白質(zhì)、多糖等成分[3]。其中，蛋白質(zhì)是由多種氨基酸組成的天然有機(jī)物質(zhì)，表面具有極性和非極性基團(tuán)，是穩(wěn)定食品級(jí)Pickering 乳液安全、清潔的首選。蛋白基Pickering 乳液的顆粒通常以球形、纖維狀、微凝膠和納米凝膠的形式存在。其中固體顆粒作為Pickering 乳液穩(wěn)定劑的前提是具有適當(dāng)?shù)臐?rùn)濕性并且顆粒尺寸應(yīng)明顯小于目標(biāo)尺寸至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。固體顆粒界面膜理論和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理論是Pickering 乳液潛在的穩(wěn)定機(jī)制[4]。為了提高乳液穩(wěn)定性，蛋白顆粒通常經(jīng)過(guò)熱處理改性或反溶劑沉淀法制備[3，5]，熱處理是蛋白顆粒改性的一種簡(jiǎn)單、高效的方法。研究表明，大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）在乳化前進(jìn)行熱處理，可以減小蛋白顆粒的粒徑并增加界面蛋白吸附量，提高SPI乳液在貯藏過(guò)程中的物理穩(wěn)定性，且較高的加熱溫度與乳液的穩(wěn)定性呈正相關(guān)[6]。此外，可以通過(guò)降低液滴粒徑、提高連續(xù)相黏度的方式提高乳液的穩(wěn)定性，進(jìn)而防止乳液分層[3]。

如今，已研究出多種蛋白質(zhì)可作為穩(wěn)定Pickering乳液的固體顆粒，例如大豆分離蛋白[6]、藜麥蛋白[7]、花生分離蛋白[8]、醇溶蛋白[9]。大豆分離蛋白占大豆蛋白含量90%以上，含有人體必需氨基酸，營(yíng)養(yǎng)豐富，不含膽固醇，具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可替代動(dòng)物蛋白[10]。SPI具有良好的乳化特性和穩(wěn)定界面層的能力，因而廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化妝品工業(yè)生產(chǎn)中[11]。例如，在傳統(tǒng)乳液中，SPI 可以有效包裹魚(yú)油[12]、肉桂精油[13]、靈芝孢子油[14]等，保護(hù)在空氣中容易被氧化變質(zhì)而不易儲(chǔ)存的優(yōu)質(zhì)脂肪；在Pickering 乳液中，SPI 顆?？梢匝杆俎D(zhuǎn)移到油水（空氣-水、油-水）界面上形成類(lèi)凝膠網(wǎng)絡(luò)從而穩(wěn)定Pickering 乳液。

冷凍魚(yú)糜生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)經(jīng)過(guò)漂洗程序，洗去魚(yú)肉中的酶、脂肪等物質(zhì)。作為魚(yú)糜加工副產(chǎn)物的鰱魚(yú)脂肪中含有大量不飽和脂肪酸，其中二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EHA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DPA）含量處于較高水平，具有降血壓、血脂，增強(qiáng)免疫力，保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的功能[15]。如何利用鰱魚(yú)脂肪制備功能性食品配料、提高其利用價(jià)值，是水產(chǎn)品加工行業(yè)關(guān)注的重要問(wèn)題。鑒于此，本文以鰱魚(yú)脂肪制備的鰱魚(yú)油為原料，以SPI 為穩(wěn)定劑，制備SPI 顆粒穩(wěn)定的鰱魚(yú)魚(yú)油Pickering 乳液，通過(guò)探究SPI濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)Pickering 乳液理化特性及穩(wěn)定性的影響，為魚(yú)油Pickering 乳液的制備及其在食品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白（食品級(jí)）：浙江諾一生物科技有限公司；鰱魚(yú)脂肪：遼寧安井食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

APV-1000 高壓均質(zhì)機(jī)：丹麥APV 公司；Discovery DHR-1 流變儀：美國(guó)TA 公司；80i 光學(xué)顯微鏡：日本Nikon 公司；Turbiscan Lab Expert 穩(wěn)定性分析儀：法國(guó)Formulaction 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鰱魚(yú)油的制備將固態(tài)鰱魚(yú)脂肪于70℃水浴融化，在25℃、7 000r/min離心兩次取上清液，每次15 min，-20 ℃儲(chǔ)存。

1.3.2 Pickering 乳液的制備

參考Wang 等[6]的方法，略作修改。稱取SPI 于燒杯中配制3%蛋白母液，磁力攪拌2 h，過(guò)夜水化。95 ℃加熱15 min，冷卻至室溫，放入4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。將母液與鰱魚(yú)油混合，以8 000 r/min 剪切2 min，30 MPa均質(zhì)兩次，分別研究不同SPI 顆粒濃度（1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、油相體積分?jǐn)?shù)（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）、離子強(qiáng)度（0、0.1、0.2、0.3、0.4 mol/L NaCl）對(duì)乳液理化性質(zhì)和穩(wěn)定性的影響。

1.3.3 乳化活性及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定

參考Jang 等[16]的方法。將均質(zhì)完畢的乳液倒入小燒杯中，立即使用移液槍吸取20 μL 乳化液，置于5 mL 0.1% 十二烷基磺酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）溶液中稀釋250 倍，測(cè)定500 nm 處的吸光值A(chǔ)0，乳化活性（emulsifying activity，EAI）及乳化穩(wěn)定性（emulsifying stability，ESI）計(jì)算公式如下。

式中：X 為乳化活性，m2/g；Y 為乳化穩(wěn)定性，%；C為乳化之前蛋白的濃度，g/100 mL；φ 為乳化液中油相體積分?jǐn)?shù)；N 為稀釋倍數(shù)；A0為乳狀液在0 min、500 nm處吸光值；At為乳化液在2 h、500 nm 處吸光值。

1.3.4 粒度分布的測(cè)定

參照李笑笑[17]的方法，利用激光粒度分布儀測(cè)定，添加樣品，在遮光率達(dá)到10%～15%時(shí)停止加樣，參數(shù)設(shè)置為顆粒吸收率0.001，顆粒折射率1.481，介質(zhì)折射率1.333。

1.3.5 光學(xué)顯微形貌分析

將乳液稀釋5 倍，取少量稀釋后的樣品滴在載玻片上，放置在10 倍物鏡下觀察并拍攝，在電腦上記錄拍攝的圖片。

1.3.6 流變特性的測(cè)定

參考Zeng 等[18]的方法，采用流變儀測(cè)定，使用40mm平行板石英夾具，取1 mL 乳液于測(cè)試臺(tái)上。

表觀黏度：模式Flow Sweep，取適量樣品于平板上，記錄剪切速率從0.01～100 s-1的過(guò)程中乳液的黏度變化。

黏彈性質(zhì)：在恒定應(yīng)變下（0.5%），頻率為0.1～10 Hz，獲得彈性模量（G′）和黏性模量（G″），表征Pickering 乳液的動(dòng)態(tài)黏彈性。

1.3.7 凍融穩(wěn)定性的測(cè)定

參考Qin 等[7]的方法，將制得的乳液于-20 ℃放置24 h，循環(huán)冷凍-解凍，共3 次。記錄外觀變化，通過(guò)觀察乳析層的變化評(píng)價(jià)乳液的穩(wěn)定性，測(cè)定凍融過(guò)程中乳析指數(shù)（creaming index，CI）。

式中：X 為乳析指數(shù)，%；HC為乳清層高度，cm；HB為起始乳狀液高度，cm。

1.3.8 多重光散射分析

將20 mL 乳液放入多重光專(zhuān)用瓶中，每隔25 s 檢測(cè)一次，持續(xù)1 h，得到穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)（turbiscan stability index，TSI）。TSI 指數(shù)反映樣品不穩(wěn)定的程度，TSI 越大，越不穩(wěn)定[19]。

式中：X 為穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)；xi為背射光強(qiáng)的平均值；xBS為xi的平均值；n 為掃描次數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)均重復(fù)3 次，采用SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，并用Origin 8.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳液的粒度分布

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液粒度分布的影響見(jiàn)圖1。

圖1 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液粒度分布的影響Fig.1 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on particle size distribution of emulsion

粒徑是評(píng)價(jià)乳液穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，粒徑越小，分布越集中，乳液越穩(wěn)定。由圖1a 可知，所有乳液均呈多峰分布，隨著SPI 顆粒濃度增加，主峰總體向左移動(dòng)，說(shuō)明粒徑逐漸減小。Ning 等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在花生分離蛋白乳液中，當(dāng)?shù)鞍最w粒濃度較低時(shí)，能夠覆蓋油滴表面的有效顆粒較少，顆粒數(shù)量不足以充分穩(wěn)定油滴，形成較大尺寸的油滴。所以，當(dāng)SPI 顆粒濃度為2.5%～3.0%時(shí)，體系蛋白顆粒含量增加，產(chǎn)生更多油水界面（界面面積增加），從而使乳化油滴數(shù)量增多、粒徑變小。

如圖1b 所示，乳液粒徑呈多峰分布，油相體積分?jǐn)?shù)增加，主峰位置總體向右移動(dòng)，粒徑加大。Wang 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，油相體積分?jǐn)?shù)在0.1～0.6，由SPI 穩(wěn)定的茶油Pickering 乳液的平均粒徑也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。說(shuō)明在濃度一定的情況下，SPI 包埋能力有限，隨著油相增加，體系產(chǎn)生了更多的油水界面，然而油滴單位界面面積可獲得顆粒數(shù)一定，所穩(wěn)定的界面面積有限，從而加重了油滴顆粒之間的聚集，油滴變大。

由圖1c 可知，加入NaCl 后，乳液由多峰分布變?yōu)殡p峰分布且粒徑減小，說(shuō)明NaCl 能使液滴大小更加均一。研究發(fā)現(xiàn)，NaCl 分解出Cl－可以增加液滴間的空間位阻和靜電斥力，使乳液的平均液滴尺寸降低，增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間的相互作用，有助于液滴絮凝形成不易變形的界面層[20-21]。

2.2 乳化活性及乳化穩(wěn)定性

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳化活性及乳化穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖2。

圖2 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳化活性及乳化穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on EAI and ESI of emulsion

乳化活性主要反映蛋白到界面的吸附速率、降低界面張力的速率，在乳化時(shí)降低界面張力的速率越高，乳化活性越高，反之乳化活性則降低[22]。乳化穩(wěn)定性表征蛋白質(zhì)維持乳液穩(wěn)定而不被破壞的性質(zhì)，與乳液的存放時(shí)間有關(guān)[23]。由圖2A 可知，乳液的EAI 隨SPI顆粒濃度的增加而降低，而ESI 先升高后降低，當(dāng)SPI顆粒濃度為2.5%時(shí)，ESI 達(dá)到最大值97.3%。EAI 逐漸降低可能由于蛋白顆粒之間發(fā)生締合，改變了親水親油值（hydrophile-lipophile balance，HLB），從而使EAI降低。此外蛋白含量升高，乳液黏度增大，蛋白質(zhì)吸附在界面的速率降低，降低了EAI；另一方面，蛋白含量增大，發(fā)生絮凝等聚集現(xiàn)象，降低了蛋白/纖維的表面活性作用，最終降低了乳液的EAI[24-25]。蛋白顆粒之間存在分子間或分子內(nèi)作用力，SPI 顆粒濃度增加，分子作用力增強(qiáng)，不利于蛋白顆粒吸附到油滴表面，進(jìn)而導(dǎo)致乳液的ESI 在SPI 顆粒濃度為3.0%時(shí)略有下降。

如圖2B 所示，隨著油相體積分?jǐn)?shù)的增加，Pickering 乳液的EAI 逐漸增加，ESI 則在油相體積分?jǐn)?shù)為0.2 時(shí)達(dá)到最高后逐漸降低。表明在SPI 顆粒濃度一定的情況下，油相體積分?jǐn)?shù)增加，蛋白顆粒越易吸附至界面上，降低界面張力的速率越快，乳化活性就越高[22]。當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)為0.2 時(shí)，ESI 最高，說(shuō)明此時(shí)乳液的穩(wěn)定性較好。

如圖2C 所示，隨著離子強(qiáng)度的增加，乳液的EAI先降低后升高，ESI 變化不顯著。可能由于加入鹽離子后，體系產(chǎn)生靜電屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致蛋白顆粒間的相互作用增強(qiáng)，乳液滴絮凝，導(dǎo)致乳液黏度增加，蛋白擴(kuò)散速率低，EAI 降低；當(dāng)鹽離子濃度過(guò)高時(shí)，乳液在油水界面的擴(kuò)散速率變大，EAI 升高[21]。與之相對(duì)應(yīng)，由于蛋白顆粒間較強(qiáng)的相互作用使得乳液的ESI 不易隨時(shí)間的變化而變化，進(jìn)而表明離子強(qiáng)度的添加對(duì)該P(yáng)ickering 乳液的乳化穩(wěn)定性影響不大。

2.3 乳液的表觀黏度

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液表觀黏度的影響見(jiàn)圖3。

圖3 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液表觀黏度的影響Fig.3 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on apparent viscosity of emulsion

乳液的流變性能是指在外力或無(wú)外力作用下的流動(dòng)學(xué)，在許多應(yīng)用中起著決定其功能性能的重要作用，如黏度、黏彈性、屈服應(yīng)力或彈性模量，研究乳液的流變性不僅可以了解其流動(dòng)特性和穩(wěn)定性，還可以了解它的失穩(wěn)機(jī)制。表觀黏度能看出乳液的流動(dòng)性，有利于表征液滴間的相互作用進(jìn)而反映乳液的穩(wěn)定性[26]。由圖3a 可知，乳液表現(xiàn)為典型的非牛頓假塑性行為，產(chǎn)生了剪切稀化的現(xiàn)象，這是由于較高的剪切速率可以抑制布朗運(yùn)動(dòng)使乳液的流動(dòng)阻力變小，進(jìn)而說(shuō)明乳液滴之間的相互作用較弱，在高剪切力下液滴易被破壞[27]。隨著SPI 顆粒濃度的增加，體系中產(chǎn)生越來(lái)越多的蛋白顆粒穩(wěn)定油水界面，使液滴間的距離減小，相互作用增強(qiáng)，所以提高了乳液的表觀黏度。乳液的表觀黏度將直接影響液滴之間的相互作用，進(jìn)而影響乳液的凍融穩(wěn)定性。

從圖3b 可以看出，乳液出現(xiàn)剪切稀化現(xiàn)象，說(shuō)明液滴之間的弱相互作用。Wang 等[6]研究結(jié)果表明SPI乳液存在剪切稀化的流體特性，這與本研究結(jié)果一致。隨著油相體積分?jǐn)?shù)的增加，乳液表觀黏度增加，這是由于油脂的升高增強(qiáng)了蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，并使它們之間的聯(lián)系更緊密，進(jìn)而形成了絮凝網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，油滴之間更大的接觸面積阻礙了乳狀液在剪切場(chǎng)中的自由流動(dòng)，從而增加了其黏度。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)大于0.3 時(shí)，此時(shí)的乳液黏稠，不易流動(dòng)，放置幾天后近似凝固狀態(tài)，高黏度的乳液可以通過(guò)抑制液滴的自由移動(dòng)，增強(qiáng)乳液的穩(wěn)定性[28-29]。

根據(jù)Stokes 方程，通過(guò)增加連續(xù)相的黏度，降低液滴粒徑或分散相與連續(xù)相之間的密度差，可以使乳液更穩(wěn)定[30]。如圖3c 所示，加入鹽離子能顯著提高體系黏度，從而獲得更加穩(wěn)定的乳液，這是因?yàn)辂}離子存在，可以使乳液體系形成靜電屏蔽，促使連續(xù)相中未吸附的蛋白顆粒從水相向界面的擴(kuò)散和吸附，界面膜變厚，蛋白質(zhì)分子之間相互作用增強(qiáng)，從而形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[31]。

2.4 乳液的黏彈性質(zhì)

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液黏彈性的影響見(jiàn)圖4。

圖4 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液黏彈性的影響Fig.4 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on viscoelasticity of emulsion

由圖4a 可知，乳液的G′略大于G″，在同一頻率下，隨著SPI 顆粒濃度增大，G′和G″均增大，這是因?yàn)镾PI 顆粒濃度增加，體系中蛋白含量增加，從而使三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，增強(qiáng)了乳液的穩(wěn)定性。隨著頻率的增加，乳液模量增加，說(shuō)明乳液形成以彈性為主的弱締合相互作用的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而模量差距不大說(shuō)明乳液具有較好的流動(dòng)性[32-33]。

從圖4b 可以看出，不同油相體積分?jǐn)?shù)的乳液的G′＞G″，體系形成以彈性為主網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)較低時(shí)，乳液具有頻率依賴性，說(shuō)明乳液具有較好的流動(dòng)性。當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)在0.4～0.5 時(shí)，乳液由于液滴聚集具有較高的黏性，乳液呈類(lèi)凝膠狀，形成了類(lèi)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以模量不易受頻率的變化而改變，此時(shí)的乳液穩(wěn)定性強(qiáng)，這與Ning 等[7]研究結(jié)果一致。

由圖4c 可知，在0.1～0.4 mol/L NaCl 存在下，不同離子強(qiáng)度的乳液G′均遠(yuǎn)大于G″，表明乳液形成了以彈性為主的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但不同離子強(qiáng)度之間變化很小。乳液的模量基本不具有頻率依賴性，說(shuō)明形成了較強(qiáng)的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并降低了液滴的流動(dòng)性，從而提高了乳液的穩(wěn)定性。這可能是由于加入Na＋后，蛋白質(zhì)聚集程度加重，從而使蛋白分子之間的結(jié)合更加緊密，制成乳液后的結(jié)構(gòu)也較為緊密，黏度和模量均有所增加，這與王小慶等[34]報(bào)道的結(jié)果一致。

2.5 乳液的貯藏穩(wěn)定性

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液TSI 的影響見(jiàn)圖5。

圖5 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液TSI 的影響Fig.5 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on turbiscan stability index of emulsions

Pickering 乳液的貯藏穩(wěn)定性可以用穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)（TSI）、視覺(jué)外觀來(lái)共同評(píng)價(jià)，TSI 是評(píng)估乳液穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)。穩(wěn)定性分析儀應(yīng)用多重光散射的原理，在樣品無(wú)損的條件下表征物理不穩(wěn)定現(xiàn)象，TSI 值越小、斜率越小，表明乳液越穩(wěn)定[35]。從圖5a 可以看出，隨著SPI 顆粒濃度的升高，乳液的整體穩(wěn)定性呈現(xiàn)先升高后略微降低的趨勢(shì)。SPI 顆粒濃度較低時(shí)，不足以覆蓋油滴，導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性差[8]。當(dāng)SPI 顆粒濃度達(dá)到2.5%時(shí)，乳液穩(wěn)定系數(shù)最低，為0.98，剛好達(dá)到乳液最適濃度，與貯藏20 d 后外觀圖相對(duì)應(yīng)，高顆粒濃度有利于小液滴的形成，較高的顆粒可以穩(wěn)定較高的界面面積，當(dāng)顆粒濃度大于能吸附在界面上的最大濃度時(shí)，未吸附顆粒形成空間位阻，乳液穩(wěn)定性升高；但當(dāng)SPI 顆粒濃度達(dá)到3.0%時(shí)，顆粒濃度過(guò)高導(dǎo)致未吸附顆粒聚集，乳液整體穩(wěn)定性降低。

由圖5b 可知，油相體積分?jǐn)?shù)為0.2 時(shí)，乳液穩(wěn)定系數(shù)越低，為0.10。說(shuō)明當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)為0.2 時(shí)，乳液的穩(wěn)定性最好。貯藏20 d 后的視覺(jué)外觀圖中油相體積分?jǐn)?shù)0.1～0.4 都有輕微的破乳現(xiàn)象，油相體積分?jǐn)?shù)越高乳液常溫貯藏時(shí)穩(wěn)定性越好，與圖3b 相對(duì)應(yīng)，這主要是由于高油相可以通過(guò)增加體系的黏度使乳液的穩(wěn)定性增強(qiáng)[36]。但在凍融試驗(yàn)中油相較高時(shí)，蛋白顆粒不足以覆蓋油水界面，會(huì)發(fā)生析油、破乳等現(xiàn)象，反而不利于乳液的凍藏。

圖5c 為不同離子強(qiáng)度對(duì)乳液貯藏穩(wěn)定性的影響。當(dāng)離子強(qiáng)度為0.3、0.4 mol/L 時(shí)，乳液的TSI 最小，乳液相對(duì)穩(wěn)定。鹽離子的加入進(jìn)一步提升了乳液的貯藏穩(wěn)定性，乳液常溫貯藏20 d 后仍未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。Zhu等[37]研究指出NaCl 的存在能實(shí)現(xiàn)有效的靜電屏蔽，改善SPI 顆粒的乳化效率和界面填充性能，進(jìn)而提高乳液的穩(wěn)定性，與本文研究結(jié)果一致。

2.6 乳液的凍融穩(wěn)定性

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液凍融穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖6。

圖6 SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)乳液凍融穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effects of SPI concentration，volume fractions of oil phase and NaCl concentration on freeze-thaw stability of emulsion

乳液食品在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)冷藏或冷凍，所以較高的凍融穩(wěn)定性對(duì)市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。乳析指數(shù)（CI）是乳液中所析出水及油的高度與乳液總高度的比值，乳析指數(shù)越低，乳液越穩(wěn)定。由圖6a 可知，乳液冷凍過(guò)程中蛋白競(jìng)爭(zhēng)性的吸附于冰晶和油滴，油相、水相結(jié)晶，融化時(shí)從界面解吸從而失穩(wěn)；而試驗(yàn)中3 次凍融循環(huán)都未出現(xiàn)明顯的油析出，說(shuō)明吸附蛋白完全覆蓋了油水界面。凍融循環(huán)過(guò)程中，隨著SPI 顆粒濃度的升高，CI 先降低后升高，當(dāng)SPI 顆粒濃度為2.5%時(shí)，CI 達(dá)到最小值為2.6%，表明此時(shí)乳液的凍融穩(wěn)定性最高。SPI 顆粒濃度在1.0%～2.5%時(shí)，乳液穩(wěn)定性逐步上升，原因是連續(xù)相中未吸附的蛋白顆粒與液滴形成了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以抵抗冷凍帶來(lái)的損傷，此外固體顆粒吸附在油水界面上形成厚而堅(jiān)硬的界面層可以抵抗冰膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力。當(dāng)SPI 顆粒濃度為3.0%時(shí)，CI 升高到28.8%，是因?yàn)轶w系中未吸附蛋白質(zhì)顆粒增多，一方面未吸附蛋白質(zhì)顆粒之間在零度以下的聚集行為[38]；另一方面界面吸附顆粒與水相中未吸附顆粒之間相互纏結(jié)，聚集程度加深，進(jìn)而使高濃度SPI 乳液的CI 增加[39]。

圖6b 可以看出，隨著油相體積分?jǐn)?shù)的增加，乳液CI 越來(lái)越高，在3 次凍融過(guò)程中，油相體積分?jǐn)?shù)為0.1～0.2 時(shí)，乳液僅出現(xiàn)破乳現(xiàn)象；而油相體積分?jǐn)?shù)為0.3～0.5時(shí)，乳液析油與破乳現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)。研究表明，不同油相比例的SPI 乳液的凝固點(diǎn)在-19.78～-16.26 ℃[38，40]，說(shuō)明在凍融過(guò)程中兩相都會(huì)發(fā)生結(jié)晶，而粗魚(yú)油在4 ℃就可發(fā)生凝固，所以隨著體系中魚(yú)油含量升高，乳液凝固點(diǎn)升高，進(jìn)而說(shuō)明油相體積分?jǐn)?shù)越高，乳液將在冷凍過(guò)程中越容易發(fā)生結(jié)晶。此外，冷凍過(guò)程中，蛋白競(jìng)爭(zhēng)性的吸附于冰晶和油滴，融化時(shí)從界面解吸，使油滴暴露出來(lái)，導(dǎo)致失穩(wěn)。

由圖6c 可知，離子強(qiáng)度決定了乳液的失穩(wěn)程度。對(duì)于不加鹽的乳液會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的破乳現(xiàn)象，這表明其凍融穩(wěn)定性非常低。離子強(qiáng)度在0.3～0.4 mol/L 時(shí)，乳液較穩(wěn)定。說(shuō)明鹽離子的存在極大地提高了乳液在凍融循環(huán)過(guò)程中的抗分層穩(wěn)定性。乳液加入鹽后液滴發(fā)生絮凝，在凍融過(guò)程中液滴堆積可能會(huì)形成類(lèi)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Qin 等[7]研究表明藜麥蛋白乳液中添加鹽離子的乳液液滴具有較小的尺寸，且在凍融過(guò)程中“鹽析”效應(yīng)有效抑制了水結(jié)晶體的形成，使得乳滴界面處形成了凝膠狀三維網(wǎng)絡(luò)和多層結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

SPI 顆粒濃度、油相體積分?jǐn)?shù)、離子強(qiáng)度對(duì)大豆蛋白顆粒穩(wěn)定的鰱魚(yú)油Pickering 乳液的粒徑、微觀結(jié)構(gòu)、流變特性、乳化特性、凍融穩(wěn)定性等性能具有顯著影響。在SPI 顆粒濃度為1.0%～3.0%時(shí)，隨SPI 顆粒濃度的增加，乳液粒徑變小，液滴聚集程度降低，乳化活性逐漸降低，乳液凍融過(guò)程中的乳析指數(shù)先降低后升高；當(dāng)SPI 顆粒濃度為2.5%時(shí)乳化穩(wěn)定性最高，凍融后乳析指數(shù)最低，乳液最穩(wěn)定。隨著鰱魚(yú)油油相體積分?jǐn)?shù)的升高，乳液粒徑逐漸增大，液滴聚集程度加深，乳化活性顯著增高，凍融時(shí)乳析指數(shù)不斷升高，甚至出現(xiàn)析油現(xiàn)象；當(dāng)油相體積分?jǐn)?shù)為0.2 時(shí)，乳液乳化穩(wěn)定性ESI 最高，凍融乳析指數(shù)最低，乳液最穩(wěn)定。加入不同鹽濃度后，液滴粒徑增大、聚集程度加深，乳液表觀黏度、彈性模量和黏性模量顯著增加；當(dāng)離子強(qiáng)度在0.4 mol/L 時(shí)乳液穩(wěn)定性好、未出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。同時(shí)，乳液具有剪切變稀的現(xiàn)象，其彈性模量大于黏性模量，乳液形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。綜上，當(dāng)SPI 顆粒濃度為2.5%、鰱魚(yú)油體積分?jǐn)?shù)為0.2、離子強(qiáng)度為0.4 mol/L時(shí)，制得的Pickering 乳液具有較好的穩(wěn)定性。