景成童，涂 安，趙春昊，董 琪，王亞瀟，郭 鵬,2，董 爽,*

（1.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255000；2.山東扳倒井股份有限公司，山東淄博 256399）

玉米醇溶蛋白（Zein）是從玉米中分離出來(lái)的植物蛋白，價(jià)格低廉，具有醇溶性、低水溶性、高生物相容性和生物降解性。玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)中由于存在大量（＞50%）的非極性氨基酸殘基而表現(xiàn)出固有的疏水性，這使得它可以單獨(dú)組裝或與其他生物聚合物組裝成薄膜、微粒、納米顆粒、納米纖維和膠束等[1]。這種自組裝特性使玉米醇溶蛋白廣泛用于食品包裝和輸送系統(tǒng)的制造。作為傳遞載體，玉米醇溶蛋白常適用于遞送疏水性生物活性物質(zhì)[2]，如姜黃素[3]、白藜蘆醇[4]、百里香酚[5]等。然而，玉米醇溶蛋白由于特殊的溶解性可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品穩(wěn)定性差以及相關(guān)性能欠佳[6]，很大程度上限制了玉米醇溶蛋白在食品、藥品、材料等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。作為一種天然蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和功能具有高度可調(diào)控性[1]，可以通過(guò)其他物質(zhì)的結(jié)構(gòu)修飾來(lái)優(yōu)化玉米醇溶蛋白的理化和功能特性來(lái)彌補(bǔ)上述缺陷。

假酸漿是一種一年生直立草本茄科植物，最初起源于南美洲，但目前已在中國(guó)廣泛種植。漿果根部的種子是假酸漿的主要產(chǎn)物，其外胚層中含有豐富的果膠類多糖。假酸漿子膠（Nicandra physaloidesgum，NPG）的酯化程度為46.93%，半乳糖醛酸含量為65.8%，濃度在1.3%～1.5%時(shí)有自發(fā)凝膠化特性[7]。NPG 可以在酸性條件下形成凝膠，且凝膠的pH 范圍十分廣泛，因此可作為酸性食品的增稠劑和穩(wěn)定劑[8]。

食品級(jí)Pickering 乳液主要是由多糖、蛋白質(zhì)或其復(fù)合顆粒而不是傳統(tǒng)小分子表面活性劑穩(wěn)定的乳液[9]。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)“綠色食品”和“清潔標(biāo)簽”的關(guān)注日益增加，天然來(lái)源的生物大分子材料越來(lái)越多地應(yīng)用于Pickering 乳液穩(wěn)定劑，以提高食品乳液的安全性和環(huán)境相容性。然而，研究發(fā)現(xiàn)采用單一蛋白組分作為穩(wěn)定劑時(shí)，Pickering 乳液的界面穩(wěn)定效果并不理想，在后期貯藏或各加工條件下容易發(fā)生乳析行為。若不聯(lián)用傳統(tǒng)小分子乳化劑，很難滿足在真實(shí)食品乳液體系中的穩(wěn)定性要求，但小分子乳化劑的使用又不可避免帶來(lái)一些食品安全性問(wèn)題。因此，亟需探尋合適的天然組分來(lái)修飾玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)，改善其在Pickering 乳液中的應(yīng)用性能。

近些年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)采用蛋白和多糖或多酚結(jié)合形成的二元復(fù)合物制備的Pickering 乳液，其理化功能特性有明顯改善。如利用大豆分離蛋白和羧甲基殼聚糖的絡(luò)合來(lái)提高Pickering 的穩(wěn)定性[10]。目前，玉米醇溶蛋白和假酸漿子膠復(fù)合顆粒（NGP-Zein composite particles，NZPs）及其在Pickering 乳液中的應(yīng)用鮮有研究，其具體復(fù)合機(jī)制以及對(duì)乳液穩(wěn)定特性的影響尚不可知?；诖?，本文采用熱水浸提法提取假酸漿果實(shí)中的膠質(zhì)多糖，通過(guò)復(fù)凝聚法制備玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠二元復(fù)合物顆粒，并構(gòu)建其Pickering 乳液。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)三相接觸角、粒徑、內(nèi)源熒光光譜、差式掃描量熱儀（DSC）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、微觀形貌等探究了不同蛋白-多糖比例對(duì)復(fù)合物的理化特性及結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制，并考察了Pickering 乳液的流變特性和乳液穩(wěn)定性等相關(guān)指標(biāo)。本文研究為Zein-多糖二元復(fù)合物的制備及相關(guān)食品級(jí)Pickering 乳液開(kāi)發(fā)提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉米醇溶蛋白 高郵市日星藥用輔料有限公司；假酸漿子、玉米胚芽油、大豆油 市售。

UV-2600 可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司；Mastersizer 2000 馬爾文粒度儀、Kinexus lab+型高級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀 英國(guó)馬爾文儀器有限公司；Nicolet 5700 傅里葉變換紅外光譜儀 美國(guó)熱電尼高力儀器公司；JY-82A 型視頻接觸角測(cè)量?jī)x 承德鼎盛試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)設(shè)備有限公司；Quanta 200F 型掃描電子顯微鏡 美國(guó)FEI 公司；Q2000 型差示掃描量熱儀 美國(guó)TA 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 假酸漿子膠的提取 采用熱水浸提法[11]對(duì)假酸漿果實(shí)中的膠質(zhì)成分進(jìn)行提取。將假酸漿子除雜過(guò)篩后，采用70 ℃水浴加熱40 min，每隔5 min 攪動(dòng)一次防止假酸漿子膠粘結(jié)。隨后使用紗布（100目）濾出假酸漿子膠，真空冷凍干燥48 h 收集干燥的假酸漿子膠粉末。

1.2.2 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒（NZPs）的制備 參考Yu 等[12]方法，采用復(fù)凝聚法制備NZPs。將Zein 溶解于80%乙醇配制成濃度為2.5%（w/v）的Zein 溶液，在磁力攪拌下勻速將Zein 溶液滴入3 倍體積的去離子水中，持續(xù)攪拌30 min。隨后，采用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（40 ℃）15 min 去除乙醇，并調(diào)整Zein 懸浮液終濃度為0.625%（w/v）。此外，將假酸漿子膠粉末分散于去離子水中（2.5%，w/v），采用70 ℃水浴加熱4.5 h 并將所得溶液過(guò)濾。待冷卻至室溫（25.0±0.5 ℃）后調(diào)整pH 分別至3.5、4.0、4.5 和5.0，即得不同pH 的假酸漿子膠溶液。隨后，按照Z(yǔ)ein 與假酸漿子膠不同比例（1:0、10:1、5:1、2:1、1:1、1:2 和0:1，樣品分別標(biāo)記為ZPs、N1ZPs、N2ZPs、N3ZPs、N4ZPs、N5ZPs、NPs），磁力攪拌下（600 r/min，1 h）將Zein 懸浮液以200 mL/h 的速度滴加至假酸漿子膠溶液中，獲得NZPs 分散液。將溶液置于4 ℃冰箱中儲(chǔ)存待測(cè)。另外，為了獲得復(fù)合顆粒的干燥樣品，將部分NZPs 懸浮液采用真空冷凍干燥48 h 后收集待測(cè)。

1.3 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒理化特性及結(jié)構(gòu)表征

1.3.1 三相接觸角測(cè)定 采用壓片機(jī)將顆粒粉末樣品壓片（厚度2 mm，直徑13 mm）并浸入玉米胚芽油中。使用微量注射器每次將5 μL 去離子水垂直滴落至片劑表面。在接觸角測(cè)量?jī)x的高速攝像機(jī)記錄下液滴輪廓，采用JY-82A 軟件自動(dòng)擬合到LaPlace Young 方程中，以計(jì)算三相接觸角（θ）。

1.3.2 粒徑分布測(cè)定 使用Mastersizer 2000 激光粒度儀測(cè)定復(fù)合顆粒的粒徑分布。每個(gè)樣品自動(dòng)重復(fù)測(cè)試三次。

1.3.3 內(nèi)源熒光光譜掃描 根據(jù)Sun 等[13]的方法并進(jìn)行適當(dāng)修改。將復(fù)合顆粒分散液稀釋至0.2 mg/mL，以Zein 分子內(nèi)的熒光基團(tuán)作為探針，采用熒光分光光度計(jì)進(jìn)行內(nèi)源熒光光譜掃描，其中激發(fā)波長(zhǎng)為270 nm，發(fā)射波長(zhǎng)范圍為280～450 nm。激發(fā)和發(fā)射狹縫寬分別為5 nm 和3 nm。

1.3.4 DSC 分析 稱量5 mg 復(fù)合顆粒樣品置于坩堝中進(jìn)行DSC 測(cè)定，加熱溫度設(shè)置為20～180 ℃，升溫速率設(shè)置為10 ℃/min，氮?dú)獾牧魉僭O(shè)定為20 mL/min。

1.3.5 FT-IR 分析 將復(fù)合顆粒樣品與溴化鉀按照1:100 的比例研磨并壓片。在4000～400 cm-1范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，掃描次數(shù)為64，分辨率為4 cm-1。

1.3.6 掃描電子顯微鏡（SEM）觀察 將復(fù)合顆粒樣品固定、噴金，采用SEM 觀察微觀結(jié)構(gòu)特性并拍照，樣品放大倍數(shù)為5×104倍和1×105倍。

1.4 NZPs 基Pickering 乳液制備及性能研究

1.4.1 NZPs 基Pickering 乳液的制備 根據(jù)Tao 等[14]的方法并適當(dāng)修改，采用恒流泵以3 mL/min 的速度勻速將復(fù)合顆粒懸液加入到大豆油中。顆粒懸液與油的體積比為3:7。然后采用高速均質(zhì)機(jī)在14000 r/min 下乳化剪切3 min，即得NZPs 基Pickering 乳液，存于4 ℃中冷藏待測(cè)。

1.4.2 NZPs 基Pickering 乳液的流變特性 采用動(dòng)態(tài)流變儀測(cè)定Pickering 乳液的動(dòng)態(tài)黏彈性，測(cè)試采用C35/1 Ti 錐板，間距為1 mm，頻率掃描范圍為0.1～20.0 Hz，應(yīng)力為1.0%，測(cè)定溫度25 ℃。

1.4.3 乳液pH 穩(wěn)定性 取5 mL 乳液樣品分別加入5 mL pH 為3、6、9 的HCl 或NaOH 溶液（1 mol/L），攪拌均勻，加蓋密封，室溫儲(chǔ)存（25.0±0.5 ℃）3 d。隨后觀察記錄乳液表面出油及分層情況，按照如下公式計(jì)算乳液的乳析指數(shù)（Creaming index，CI）。

式中：CI—乳析指數(shù)（%）；Hs—析出相（底部析出水層或頂部析出顆粒）高度（cm）；Ht—乳液總高度（cm）。

1.4.4 乳液熱穩(wěn)定性 取乳液樣品10 mL 于試管中，加蓋密封，分別置于60 和90 ℃水浴鍋中加熱12 h，并觀察記錄乳液表面出油及分層狀況，參考1.4.3 中方法測(cè)定乳液的CI 值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)測(cè)定三次，使用SPSS 25.0和Origin 2022 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和圖片繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的三相接觸角

表面潤(rùn)濕性是固體顆粒的重要特性，其大小是由顆粒自身決定的。接觸角過(guò)大或過(guò)小均會(huì)導(dǎo)致固體顆粒較難吸附到油水界面而導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定、破乳。當(dāng)接觸角越接近90°時(shí)，顆粒同時(shí)表現(xiàn)出親水和疏水性，制備的乳液體系穩(wěn)定性更好[15]。在不同pH（3.5、4.0、4.5、5.0）下復(fù)合形成的NZPs 三相接觸角如圖1 所示。由結(jié)果可知，相比復(fù)合顆粒，ZPs 顆粒在不同pH 條件下接觸角均較大，這是由于Zein 為疏水性蛋白質(zhì)，非極性氨基酸殘基比重較大。隨著復(fù)合物中NPG 比例的增大，NZPs 三相接觸角明顯下降，這是由于假酸漿子膠質(zhì)多糖主要由半乳糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖等組成，其中占比最大的半乳糖醛酸結(jié)構(gòu)中含有豐富的-COOH 和-OH 等極性基團(tuán)[7]，因此，復(fù)合顆粒中NPG 比例越大，顆粒的表面潤(rùn)濕性越強(qiáng)。另外，對(duì)比不同pH 下NZPs 的三相接觸角可知，復(fù)合顆粒形成時(shí)的pH 對(duì)顆粒三相接觸角有一定影響，pH 為4.0 時(shí)接觸角最大。復(fù)凝聚法制備Zein-NPG 復(fù)合物基于酸性pH 下通過(guò)靜電吸引使蛋白與多糖結(jié)合。在復(fù)合過(guò)程中，pH 環(huán)境直接影響了蛋白和多糖的帶電荷數(shù)，合適的pH 條件能促使Zein 與NPG 之間的靜電相互作用增強(qiáng)，提高了交聯(lián)程度，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒表面親/疏水性的改變[16]。結(jié)合三相接觸角與乳液穩(wěn)定性之間的關(guān)聯(lián)，后續(xù)研究選擇pH4.0 為Zein 和NPG 的復(fù)合pH。

圖1 pH 對(duì)玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒表面親/疏水性的影響Fig.1 Effect of pH on the surface hydrophilicity/hydrophobicity of Zein-NPG composite particles

2.2 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的粒徑分布

圖2 和表1 分別為玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠不同比例下復(fù)合顆粒的粒徑分布和平均徑（D50和D[4,3]）。由圖2 可知，N1ZPs 和N2ZPs 粒徑呈雙峰分布，但隨著NPG 比例的增加，N3ZPs～N5ZPs 粒徑均呈較窄的單峰分布且相對(duì)集中。這表明隨著NPG添加量的增加，復(fù)合顆粒的粒徑大小更加均勻。由表1 中復(fù)合顆粒的D50結(jié)果可知，隨著NPG 比例的增加，復(fù)合顆粒的粒徑尺寸逐漸縮小，由49.40 μm（Zein:NPG=10:1）降至18.62 μm（Zein:NPG=1:2）。此外，D[4,3]呈現(xiàn)整體降低趨勢(shì)，但其下降趨勢(shì)并沒(méi)有隨NPG 添加量呈明顯規(guī)律性。天然Zein 在反溶劑自組裝過(guò)程中形成的顆粒粒徑大小不均一，粒徑分布較寬，普遍為雙峰分布[17]。在本研究中，N1ZPs 和N2ZPs 的粒徑呈雙峰分布，可能是由于NPG 添加量較少，在靜電作用力下，帶正電荷的Zein 與帶負(fù)電荷的陰離子多糖NPG 形成了少量結(jié)構(gòu)更緊密的二元復(fù)合物，所以粒徑呈現(xiàn)雙峰。但隨著NPG 比例的繼續(xù)增加，二者在靜電作用下形成了更多尺寸更均勻的復(fù)合顆粒，進(jìn)而導(dǎo)致粒徑尺寸的降低，這與Sun 等[13]的研究結(jié)果一致。

表1 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的平均粒徑Table 1 Average particle size of Zein-NPG composite particles

圖2 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的粒徑分布Fig.2 Size distribution of Zein-NPG composite particles

2.3 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的內(nèi)源熒光光譜

酪氨酸殘基對(duì)蛋白質(zhì)的局部環(huán)境條件高度敏感[18]，NZPs 中蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化以及蛋白-多糖的互相作用[19]可以通過(guò)監(jiān)測(cè)內(nèi)源熒光發(fā)射光譜的譜峰變化來(lái)解析。由圖3 中復(fù)合顆粒的內(nèi)源熒光光譜可知，基于酪氨酸殘基的熒光發(fā)色特性，Zein 在300 nm（峰1）處出現(xiàn)了一個(gè)發(fā)射峰（ZPs）。而NPG 在330 nm附近（峰2）出現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的發(fā)射峰（NPs），這表明NPG 本身也具有熒光特性。由圖3 可明顯看出，NZPs在300 nm 和330 nm 處均出現(xiàn)了熒光峰，且隨著NPG 含量的增加，復(fù)合顆粒在峰1 處的峰值強(qiáng)度逐漸下降，在峰2 處的峰值強(qiáng)度逐漸上升。這表明NZPs 的熒光光譜中對(duì)應(yīng)特征峰的峰強(qiáng)分別與Zein和NPG 的含量呈正比。在復(fù)合顆粒中多糖比重的增加使Zein 中酪氨酸殘基處于極性更強(qiáng)的微環(huán)境[20]。此外，NPG 的添加增強(qiáng)與蛋白之間的相互作用，復(fù)合顆粒內(nèi)部發(fā)生了更緊密的交聯(lián)，使Zein 分子中疏水性氨基酸殘基進(jìn)一步向內(nèi)包埋，進(jìn)而導(dǎo)致300 nm 處熒光峰發(fā)生猝滅，這與2.2 中粒徑結(jié)果相符。

圖3 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的內(nèi)源熒光光譜Fig.3 Internal fluorescence spectra of Zein-NPG composite particles

2.4 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的熱力學(xué)特性

采用DSC 研究NZPs 的熱力學(xué)特性，DSC 熱譜圖如圖4 所示，表2 為DSC 中的吸熱峰和對(duì)應(yīng)的吸熱焓。圖4 中所有樣品在20～180 ℃升溫范圍內(nèi)均呈現(xiàn)為較寬大的吸熱峰，表明樣品在熱變性過(guò)程中受熱導(dǎo)致化學(xué)鍵斷裂，分子結(jié)構(gòu)展開(kāi)需要吸收熱量，這與蛋白和多糖聚合物中結(jié)合水的蒸發(fā)有關(guān)[19]。ZPs的吸熱峰出現(xiàn)在88.95 ℃，此處為Zein 的變性溫度（Td）。NPs 的吸熱峰出現(xiàn)在87.71 ℃。相比于ZPs或NPs，NZPs 的吸熱峰溫度均有所下降，且吸熱峰峰面積明顯減小。結(jié)合表2 可知，隨著NPG 比例的增加，復(fù)合顆粒吸熱峰溫度呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)，在N2ZPs 處（即Zein:NPG=5:1）降到最低77.54 ℃。此外，復(fù)合顆粒的吸熱焓也有明顯降低。相比于ZPs 或NPs，復(fù)合顆粒中蛋白多肽鏈結(jié)構(gòu)舒展，分子鏈柔韌性較強(qiáng)，且蛋白-多糖之間的作用力主要為靜電作用力、氫鍵、疏水鍵等次級(jí)鍵，因此導(dǎo)致復(fù)合物的熱穩(wěn)定性有所降低。但隨著NPG 添加量的增加（N3ZPs～N5ZPs），NZPs 復(fù)合物形成了更緊密空間構(gòu)象，且NPG 中親水性基團(tuán)的存在增加了水分子與二元聚合物網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合能力，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性反而有所提高[20]。

表2 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的吸熱峰和吸熱焓Table 2 Endothermic peak and enthalpy of Zein-NPG composite particles

圖4 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的DSC 熱譜圖Fig.4 DSC thermal spectrum of Zein-NPG composite particles

2.5 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的FT-IR

由圖5 中NZPs 的FT-IR 可以看出，ZPs 在3304 cm-1處出現(xiàn)寬的吸收條帶[21]，NPs 在3417 cm-1處出現(xiàn)吸收帶，根據(jù)之前的研究報(bào)道可知3500～3100 cm-1范圍內(nèi)的譜帶是由O-H 的拉伸或N-H 拉伸振動(dòng)引起的[7]。但是，當(dāng)NPG 與Zein 按照不同的比例復(fù)合時(shí)，該譜帶相比ZPs 分別紅移至3305（N1ZPs）、3310（N2ZPs）、3314（N3ZPs）、3321（N4ZPs）、3392 cm-1（N5ZPs）。FT-IR 的強(qiáng)度、位移發(fā)生微妙的變化說(shuō)明分子間發(fā)生了相互作用[22]，此處FT-IR 譜峰位置發(fā)生變化可能是因?yàn)镺-H 或N-H 基團(tuán)的暴露，蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物中形成了新的H 鍵[23]。

圖5 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的FT-IRFig.5 FT-IR spectra of Zein-NPG composite particles

在1655 cm-1和1535 cm-1處觀察兩個(gè)峰為Zein的主要特征峰，分別對(duì)應(yīng)酰胺I 帶（1690～1600 cm-1）和酰胺II 帶（1575～1480 cm-1）區(qū)域。酰胺I 帶主要反映了C-O 基團(tuán)和C-N 基團(tuán)伸縮振動(dòng)。而酰胺II帶主要反映了N-H 基團(tuán)的彎曲振動(dòng)和C-N 基團(tuán)的伸縮振動(dòng)[24]。NPG 加入后，可以觀察到酰胺II 帶和酰胺I 帶特征峰明顯縮小。對(duì)于樣品N3ZPs、N4ZPs和N5ZPs 的特征峰在1540 cm-1附近，這與ZPs 相比發(fā)生較為明顯的偏移。Wu 等[25]報(bào)道過(guò)復(fù)合物紅外光譜中酰胺I 和酰胺II 區(qū)附近峰位的偏移表明了刺梧桐膠與Zein 之間存在靜電相互作用，推斷Zein 和NPG 之間同樣存在較強(qiáng)靜電相互作用，導(dǎo)致電子密度發(fā)生變化。

值得注意的是，Zein-NPG 復(fù)合膠體顆粒中N2ZPs～N5ZPs 樣品均在1017 cm-1處出現(xiàn)新的官能團(tuán)峰，N4ZPs 和N5ZPs 樣品在1735 cm-1處出現(xiàn)新的官能團(tuán)峰。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，上述兩個(gè)峰分別對(duì)應(yīng)NPs在1017 cm-1處的C-C 骨架的振動(dòng)和1735 cm-1處的C=O 的拉伸振動(dòng)[26]。這表明NPG 中的-COOH與Zein 之間可能發(fā)生了相互作用，再次證明了蛋白與多糖的成功復(fù)合。

2.6 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的微觀形貌

采用SEM 觀察Zein-NPG 復(fù)合顆粒的微觀形貌（圖6）。與先前的研究報(bào)道一致，ZPs 顆粒呈規(guī)則球形[27]。Zein 是一種球狀蛋白，在乙醇水溶液中能形成球狀的分子聚集體。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Zein 與NPG 復(fù)合物多為大尺寸的團(tuán)聚體，證實(shí)了2.2 粒徑結(jié)果中較大粒徑復(fù)合物的形成。由圖6b～f 可知，隨著NPG比例的增加，Zein-NPG 復(fù)合顆粒由球狀聚集體（N1ZPs）-網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)（N2ZPs、N3ZPs）-纖維狀聚集體（N4ZPs）-交聯(lián)成膜（N5ZPs）。低濃度的NPG 可以中和Zein 電荷，促進(jìn)蛋白-多糖交聯(lián)，當(dāng)Zein:NPG 比例為5:1 時(shí)，觀察到復(fù)合顆粒開(kāi)始形成均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著多糖比例的增加，聚集程度越高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為緊密，甚至在1:1（N4ZPs）時(shí)形成了纖維狀的顆粒形貌。但當(dāng)多糖濃度過(guò)高（Zein:NPG 達(dá)到1:2）時(shí)，蛋白顆粒之間發(fā)生嚴(yán)重粘連，進(jìn)而誘導(dǎo)形成片狀的膜結(jié)構(gòu)。對(duì)比可知，Zein:NPG 比例為5:1（N2ZPs）時(shí)Zein-NPG 復(fù)合物內(nèi)部的橋聯(lián)相對(duì)疏松，這與2.4中DSC 結(jié)果一致。

圖6 玉米醇溶蛋白-假酸漿子膠復(fù)合顆粒的微觀形貌Fig.6 Morphology of Zein-NPG composite particles

2.7 NZPs 基Pickering 乳液流變特性及穩(wěn)定性

2.7.1 流變特性 對(duì)不同Zein 和NPG 配比的復(fù)合顆粒構(gòu)建的Pickering 乳液進(jìn)行動(dòng)態(tài)黏彈性分析，其儲(chǔ)能模量（G'）和損耗模量（G"）結(jié)果如圖7 所示。由圖可知，隨著剪切頻率的增加，G'均大于G"，表明上述Pickering 乳液更多表現(xiàn)為固體流變行為。隨著NPG 配比的不斷增加，G'和G"呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在Zein:NPG=1:1（N4ZPs）時(shí)G'和G"均達(dá)到最大，形成的乳液膠體體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)最強(qiáng)，可能是因?yàn)樵摰鞍?多糖比例下顆粒內(nèi)部靜電相互作用和氫鍵都達(dá)到了平衡，同時(shí)顆粒粒徑較小，液滴之間的相互作用顯著[28]，從而影響了Pickering 乳液的黏彈特性[29]。

圖7 NZPs 基Pickering 乳液的G'、G"值Fig.7 G' and G" values of Pickering emulsion based on NZPs

2.7.2 乳液的pH 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 NZPs 基Pickering 乳液的pH 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性結(jié)果如表3所示。在不同pH（3、6、9）下，乳液放置3 d 后通過(guò)觀察CI 值變化可知，ZPs 與NPs 乳液的CI 普遍高于Zein-NPG 復(fù)合顆粒乳液的CI 值，證明復(fù)合顆粒制備的Pickering 乳液的穩(wěn)定性相對(duì)高于ZPs 或NPs基乳液。當(dāng)pH 由3 增加到6 時(shí)，N2ZPs～N4ZPs 復(fù)合顆粒乳液的CI 隨之增加。這可能是由于Zein 的等電點(diǎn)為6.2 左右，當(dāng)pH 接近6 時(shí)，體系pH 接近等電點(diǎn)，聚合物溶解度降低從而導(dǎo)致乳化性的降低，聚合物出現(xiàn)絮凝沉淀，造成納米粒子之間會(huì)發(fā)生粒子聚集[30]。當(dāng)pH 遠(yuǎn)離等電點(diǎn)時(shí)（pH9），通過(guò)靜電相互作用和疏水相互作用使復(fù)合顆粒粒子直徑變小，顆粒處于良好的穩(wěn)定狀態(tài)沒(méi)有出現(xiàn)大范圍的聚集行為，此時(shí)的Pickering 乳液的穩(wěn)定性相對(duì)較好[31]。

表3 NZPs 基Pickering 乳液的pH 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性（%）Table 3 pH stability and thermal stability of Pickering emulsion based on NZPs (%)

與pH 穩(wěn)定性結(jié)果類似，在熱處理溫度條件為60 ℃下，同樣觀察到復(fù)合顆?；鵓ickering 乳液CI值基本都低于ZPs 和NPs 乳液，表明NZPs 比單一蛋白或多糖具有更優(yōu)良的乳液穩(wěn)定效果。但當(dāng)T=90 ℃時(shí)，析油現(xiàn)象比較明顯，可能是因?yàn)檩^高加熱溫度下，蛋白發(fā)生嚴(yán)重變性，其空間構(gòu)象遭到了破壞，復(fù)合顆粒的穩(wěn)定性下降，進(jìn)而導(dǎo)致乳液的熱穩(wěn)定性降低。另外，60 ℃加熱下CI 值整體上小于90 ℃，這是由于在60 ℃加熱下，蛋白的分子構(gòu)象適當(dāng)展開(kāi)，提高了Zein 分子結(jié)構(gòu)的柔韌性，使NZPs 復(fù)合顆粒更容易吸附在水/油界面上，從而提高了顆粒的乳化性及乳化穩(wěn)定性[32]。

3 結(jié)論

本文通過(guò)熱水浸提法提取了假酸漿子中的膠質(zhì)多糖，并與Zein 按照不同比例制備成Zein-NPG 二元復(fù)合顆粒。結(jié)果顯示，隨著NPG 比例的增加，NZPs的表面潤(rùn)濕性越強(qiáng)，粒徑尺寸越小且趨于均勻分布。DSC 結(jié)果表明，NZPs 的吸熱峰溫度和焓值相比單一Zein 或NPG 明顯降低，復(fù)合物分子鏈的柔韌性增強(qiáng)。內(nèi)源熒光光譜和FT-IR 顯示，NPG 的引入改變了Zein 中酪氨酸殘基所處微環(huán)境的極性，Zein 和NPG 之間存在H 鍵作用以及新的化學(xué)鍵生成。SEM圖像表明，NZPs 微觀形貌經(jīng)歷了球狀聚集體-網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)-纖維狀聚集體-成膜的過(guò)程。

雖然在不同pH 和加熱處理下，NZPs 基Pickering 乳液的穩(wěn)定性普遍高于單一的Zein 或NPG 乳液，但其分層現(xiàn)象均比較明顯，為了更好滿足食品工業(yè)化應(yīng)用，后續(xù)還需要進(jìn)一步提升Zein-NPG 二元復(fù)合顆粒的乳化性能。

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