摘要：乳液冷凝膠因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能特性顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。以蛋黃蛋白質(zhì)（egg yolk protein，EYP）和海藻酸鈉（sodium alginate，SA）為基質(zhì)，通過(guò)高速剪切均質(zhì)機(jī)與含葵花籽油混合（油相∶水相為3∶7），形成O/W型EYP-SA乳液冷凝膠。通過(guò)改變EYP-SA的pH，分析其熱穩(wěn)定性、水分分布、流變、溶解度、表面疏水性、分子間作用力及二級(jí)結(jié)構(gòu)，探究pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠理化性質(zhì)的影響及機(jī)制。結(jié)果表明，pH值對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠的性質(zhì)有顯著影響，隨著pH的升高，EYP-SA對(duì)水的結(jié)合能力增強(qiáng)，逐漸形成了均勻致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性；在頻率掃描測(cè)試中，pH的提高降低了樣品的G′與G″，EYP-SA彈性和剛性減弱。溶解度和表面疏水性呈顯著性相關(guān)，原因可能是pH升高，靜電排斥力增強(qiáng)導(dǎo)致蛋黃顆粒解聚，溶解度增加的同時(shí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)，使原本嵌在蛋白質(zhì)分子內(nèi)的疏水基團(tuán)暴露在蛋白質(zhì)分子表面，疏水相互作用和氫鍵是EYP-SA乳液冷凝膠形成的主要分子力。pH為9.0時(shí)EYP-SA乳液中液滴小且分散均勻，更有利于物質(zhì)包埋。這些發(fā)現(xiàn)為EYP-SA乳液冷凝膠在食品凝膠遞送體系中的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：乳液冷凝膠；蛋黃蛋白質(zhì)；海藻酸鈉；pH；理化性質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS201.2""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號(hào)：1000-9973（2024）10-0043-07

Effect of pH on Physicochemical Properties of Egg Yolk-Sodium Alginate

Emulsion Cold-Set Gel and Its Mechanism Analysis

ZHANG Gen-sheng1， SU Wen-wen1， XU Gui-yang1， XU Yi-meng2，

DU Yi-nan1， FEI Ying-min3*

（1.College of Food Engineering， Harbin University of Commerce， Harbin 150028， China;

2.Type Ⅶ （Shanghai） Supply Chain Management Co.， Ltd.， Shanghai 201800， China;

3.Department of Food Engineering， Heilongjiang Vocational College for

Nationalities， Harbin 150066， China）

Abstract： Emulsion cold-set gel shows tremendous advantages and broad application prospects due to its unique structure and functional properties. With egg yolk protein （EYP） and sodium alginate （SA） as the substrates， an O/W type EYP-SA emulsion cold-set gel is formed by mixing with sunflower seed oil through high-speed shear homogenizer （oil phase∶water phase is 3∶7）. The thermal stability， moisture distribution， rheology， solubility， surface hydrophobicity， intermolecular force and secondary structure of EYP-SA are analyzed by changing the pH of EYP-SA， and the effect and mechanism of pH on the physicochemical properties of EYP-SA emulsion cold-set gel are explored. The results show that pH significantly influences the properties of EYP-SA emulsion cold-set gel. With the increase of pH， the water-binding ability of EYP-SA is enhanced， and a uniform and dense network structure is gradually formed， showing good thermal stability. In the frequency scanning test， the increase of pH reduces the G' and G\" of the sample， and the elasticity and rigidity of EYP-SA decrease. Solubility is significantly correlated with surface hydrophobicity， which may be due to the increase of pH， the increase of electrostatic repulsion force leading to the depolymerization of egg yolk particles. With the increase of solubility， the protein structure unfolds， exposing the hydrophobic groups originally embedded in the protein molecules to the surface of the protein molecules. Hydrophobic interaction and hydrogen bonding are the main molecular forces in the formation of EYP-SA emulsion cold-set gel. When pH is 9.0， the droplets in EYP-SA emulsion are small and uniformly dispersed， which is more conducive to the encapsulation of substances. These findings have provided an important theoretical basis for the application of EYP-SA emulsion cold-set gel in food gel delivery systems.

Key words： emulsion cold-set gel; egg yolk protein; sodium alginate; pH; physicochemical properties

乳液冷凝膠是由分散的油滴和凝膠基質(zhì)作為連續(xù)相組成的一種凝膠材料，不僅具有凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且具有很強(qiáng)的力學(xué)性能[1]。乳液冷凝膠能夠在不影響感官特性的同時(shí)，保留熱敏化合物的功能性特點(diǎn)，可用于包埋對(duì)環(huán)境敏感的生物活性化合物或藥物，如姜黃素和酚類化合物[2]。冷凝膠的形成要經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程：一是在相對(duì)較低的濃度下，蛋白質(zhì)溶液在低的離子強(qiáng)度和高于或低于等電點(diǎn)的pH值條件下被加熱，以獲得反應(yīng)蛋白聚合體；二是通過(guò)降低溶液pH值，減少聚合體之間的靜電排斥，從而誘導(dǎo)凝膠化。值得注意的是，pH值對(duì)蛋白乳液冷凝膠的形成有著決定性影響。一些天然的蛋白質(zhì)、多糖和蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物都是良好的乳液冷凝膠的基質(zhì)。乳液冷凝膠作為一種在經(jīng)濟(jì)上合理、在制備上簡(jiǎn)便的運(yùn)載體系，具有較高的市場(chǎng)價(jià)值。

蛋黃含有32%的脂肪和16%的蛋白質(zhì)，蛋黃中豐富多樣的蛋白質(zhì)為其凝膠的形成提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，蛋黃蛋白的所有成分（低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、活性蛋白和磷蛋白）在油水界面都具有很強(qiáng)的吸附傾向，并已應(yīng)用于乳液的制備[3]。梅鈺琪等[4]利用蛋黃蛋白乳液凝膠包埋姜黃素，發(fā)現(xiàn)包埋后姜黃素的溶解度和穩(wěn)定性均大幅提高。郭綽等[5]研究低脂蛋黃醬時(shí)發(fā)現(xiàn)，在pH＜5.0時(shí)，帶負(fù)電荷的海藻酸鈉與帶正電荷的蛋黃蛋白質(zhì)通過(guò)靜電作用聚集，使復(fù)合凝膠結(jié)構(gòu)增強(qiáng)、黏彈性提升。

近年來(lái)，蛋白質(zhì)-多糖乳液凝膠在包埋、保護(hù)以及遞送活性物方面具有優(yōu)異的性能。研究乳液冷凝膠的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)，以及這些性質(zhì)如何受制于制備條件，尤其是pH值對(duì)其的影響，成為了食品科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要議題。盡管已有研究探討了pH對(duì)蛋黃乳液性質(zhì)的影響，但對(duì)于其在不同pH條件下的凝膠化行為、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能性質(zhì)的系統(tǒng)性研究仍然相對(duì)缺乏。本研究以蛋黃-海藻酸鈉乳液冷凝膠為研究對(duì)象，通過(guò)熱穩(wěn)定性、水分分布、流變特性、溶解性、分子間作用力、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、熒光顯微鏡分析，探究不同pH對(duì)蛋黃-海藻酸鈉乳液冷凝膠理化性質(zhì)的影響并探究其機(jī)制，旨在為理解蛋黃-海藻酸鈉乳液冷凝膠的凝膠化機(jī)制提供新的見(jiàn)解。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞蛋、金龍魚葵花籽油：購(gòu)于大潤(rùn)發(fā)超市；海藻酸鈉、無(wú)水氯化鈣：天津市福晨化學(xué)試劑廠；磷酸鹽緩沖溶液、8-苯胺基-1-萘磺酸銨、氯化鈉：上海源葉生物科技有限公司；β-巰基乙醇：上海麥克林生化科技有限公司；鹽酸、溴化鉀、尿素、氫氧化鈉：西隴化工股份有限公司；尼羅紅、尼羅蘭：阿拉丁試劑（上海）有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FA1104B電子分析天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司；CL-200集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；FJ200-SH數(shù)顯恒速高速分散均質(zhì)機(jī) 上海滬析實(shí)業(yè)有限公司；PHS-25精密酸度計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TG16臺(tái)式高速離心機(jī) 上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；KDY-9820凱氏定氮儀 蘇州江東精密科學(xué)儀器有限公司；UV-5200紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；NMI20-040核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；Spectrum Two傅里葉紅外光譜儀、Anton-Paar MCR 302動(dòng)態(tài)流變儀 奧地利安東帕有限公司；DSC4000差示掃描量熱儀 美國(guó)珀金埃爾默儀器有限公司。

1.3 蛋黃乳液凝膠的制備

將新鮮的雞蛋脫殼后分離出蛋黃，用凱氏定氮儀測(cè)定蛋黃中的蛋白質(zhì)含量。將蛋黃液溶于去離子水中，在室溫下攪拌過(guò)夜，將獲得含6%的EYP母液與2%海藻酸鈉（sodium alginate，SA）和水按質(zhì)量比為1∶3∶0.5的比例混合，攪拌15 min，4 ℃貯藏過(guò)夜。將上述混合分散體與葵花籽油混合（水相∶油相為7∶3），使用高速剪切均質(zhì)機(jī)在室溫下以12 000 r/min剪切乳化4 min，用1 mol/L NaOH和HCl調(diào)節(jié)pH至5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，形成不同pH的O/W型EYP-SA乳液。

1.4 檢測(cè)方法

1.4.1 熱穩(wěn)定性

參考Fei等[6]的方法，將凍干后的樣品粉碎成微粒，放入50 ℃烘箱中烘制48 h，烘干后精確稱量15 mg，置于鋁坩堝中，密封，壓實(shí)，然后進(jìn)行DSC測(cè)試。實(shí)驗(yàn)參數(shù)：初始溫度20 ℃，以5 ℃/min的升溫速率升至120 ℃，空鋁盒為空白，記錄DSC曲線，根據(jù)得到的熱譜圖計(jì)算變性溫度峰值（Td）和變性熱焓（ΔH）。

1.4.2 低場(chǎng)核磁共振

參考吳珊珊等[7]的方法，將樣品放入低場(chǎng)核磁試管中，橫向弛豫時(shí)間（T2）采用CPMG序列測(cè)定。參數(shù)為采樣頻率200 kHz，采樣點(diǎn)數(shù)96 004，脈沖寬度18 μs，回波個(gè)數(shù)2 000～5 000，半回波時(shí)間0.100 ms，循環(huán)采樣16次。重復(fù)測(cè)定3次。

1.4.3 流變特性

參考Li等[8]的方法，將樣品放入探頭型號(hào)為PP-50的流變儀進(jìn)行流變分析，流變儀溫度為25 ℃，固定應(yīng)變1%，進(jìn)行0.1～100 rad/s的頻率掃描。采用冪律模型擬合頻率掃描曲線，分析儲(chǔ)能模量G′的頻率依賴性，見(jiàn)式（1）。

G′=A′×ωn′。（1）

式中：G′為樣品的儲(chǔ)能模量（Pa）；A′為每個(gè)正弦剪切變形循環(huán)所儲(chǔ)存和恢復(fù)的能量；ω為角頻率（rad/s）；n′為G′對(duì)頻率的依賴程度。

1.4.4 溶解度的測(cè)定

參考邵瑤瑤[9]的方法，將1 g EYP-SA乳液冷凝膠與9 mL磷酸緩沖溶液（0.1 mol/L，pH 8.0）在12 000 r/min下均質(zhì)2 min。靜置20 min后，在4 ℃下以10 000 r/min離心30 min，離心后取出1 mL上清液，在540 nm處測(cè)定吸光度，溶解度的計(jì)算見(jiàn)式（2）。

溶解度（%）=PSPA×100%。（2）

式中：PS為上清液蛋白質(zhì)含量（g）；PA為樣品中蛋白質(zhì)含量（g）。

1.4.5 表面疏水性的測(cè)定

參考Xu等[10]的方法，稱取1 g EYP-SA乳液冷凝膠，加入磷酸緩沖溶液（0.01 mol/L，pH 7.0），均質(zhì)后于4 000 r/min離心10 min，取上清液備用。取4 mL稀釋液加入20 μL 8 mmol/L ANS（8-苯胺基-1-萘磺酸銨）溶液混合并漩渦混勻，在室溫和黑暗條件下反應(yīng)15 min，測(cè)定熒光強(qiáng)度。參數(shù)為激發(fā)波長(zhǎng)390 mm，掃描范圍420～600 nm。

1.4.6 凝膠中分子作用力的測(cè)定

參考Wang等[11]的方法，取0.6 g EYP-SA乳液冷凝膠，放入10 mL離心管中，加入5.4 mL S1，用均質(zhì)機(jī)以12 000 r/min處理2 min，于10 000 r/min條件下離心20 min，取上清液測(cè)定蛋白質(zhì)含量；沉淀部分繼續(xù)加入5.4 mL S2，重復(fù)S1的操作，后續(xù)S3、S4均重復(fù)上述操作。

S1為0.6 mol/L NaCl，S2為0.6 mol/L NaCl＋1.5 mol/L 尿素，S3為0.6 mol/L NaCl＋8 mol/L 尿素，S4為0.6 mol/L NaCl＋8 mol/L 尿素＋0.5 mol/L β-巰基乙醇。

1.4.7 傅里葉紅外光譜（FTIR）分析

取冷凍干燥后的樣品2 mg與200 mg KBr混合，研磨均勻后進(jìn)行壓片，利用傅里葉紅外光譜儀對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠粉末進(jìn)行分析，測(cè)定波長(zhǎng)為400～4 000 cm-1，掃描次數(shù)為3，分辨率為4 cm-1。譜圖經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后采用Peakfit 4.12軟件進(jìn)行蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析[12]。

1.4.8 熒光顯微鏡分析

參考Mao等[13]的方法，用熒光顯微鏡觀察EYP-SA乳液冷凝膠的微觀分布。取少量樣品于載玻片上，將尼羅紅（0.1%丙二醇）和尼羅藍(lán)（0.1%去離子水）按1∶1的比例混合約15 min，每個(gè)樣品中加入10 μL混合熒光染料溶液，蓋上蓋玻片。平衡2 min后進(jìn)行觀察，使用熒光顯微鏡儀器自帶的軟件控制攝像機(jī)拍照。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Origin 2018軟件制圖，采用Duncan's法進(jìn)行顯著性分析（Plt;0.05），所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行操作，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠熱穩(wěn)定性的影響

通過(guò)差示掃描量熱法比較樣品間的熱量差，分析EYP-SA的熱穩(wěn)定性，見(jiàn)表1。

由表1可知，在加熱過(guò)程中所有樣品均在60～76 ℃之間顯示吸熱峰，pH為7.0時(shí)Td最高，為75.72 ℃，說(shuō)明此時(shí)EYP-SA乳液冷凝膠具有更高的穩(wěn)定性。此外，ΔH可以反映EYP-SA的變性情況，ΔH值高，表明樣品結(jié)構(gòu)有序，不易變性[14]。EYP-SA在堿性條件下的ΔH顯著高于酸性條件下，可能是堿性環(huán)境導(dǎo)致EYP與SA相互作用加強(qiáng)，形成氫鍵和疏水鍵等影響了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。綜上，中性環(huán)境（pH 7.0）的EYP-SA乳液冷凝膠熱穩(wěn)定性好，堿性環(huán)境（pH 9.0）的EYP-SA乳液冷凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.2 pH對(duì)蛋黃-海藻酸鈉乳液冷凝膠水分分布的影響

由表2可知，EYP-SA乳液冷凝膠中的水主要為自由水（T23），隨著pH的增大，EYP-SA乳液冷凝膠半結(jié)合水（T22）出現(xiàn)，結(jié)合水（T21）峰面積顯著增加，自由水（T23）峰面積先下降后上升。然而不同pH下三者峰值之和不變，表明pH可以影響EYP-SA乳液冷凝膠內(nèi)部與水結(jié)合的能力，pH升高，EYP-SA乳液冷凝膠中水分子的流動(dòng)性減弱，水分子在凝膠結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性提高，逐漸形成了均勻致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，水分被牢固的鎖在網(wǎng)孔中，由自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水和半結(jié)合水。

2.3 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠流變特性的影響

通過(guò)頻率掃描觀察pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠黏彈性的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，損耗系數(shù)（tanδ）值在0.1～1之間，說(shuō)明彈性形變大于黏性形變（G′＞G″），EYP-SA乳液冷凝膠是以彈性為基礎(chǔ)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，G′和G″隨頻率的增加呈上升趨勢(shì)，反映了乳液冷凝膠的弱凝膠性。

由表3可知，冪定律擬合的系數(shù)R2在0.96～0.99范圍內(nèi)，表明實(shí)驗(yàn)中冪定律對(duì)靜態(tài)流變特征曲線的擬合度較高，n′均大于0，乳液凝膠的G′具有頻率依賴性，證實(shí)EYP-SA乳液冷凝膠為弱凝膠。G′和G″隨著pH的增加而降低，同A′數(shù)值變化分析，得知EYP-SA乳液冷凝膠的彈性和剛性隨pH的升高而減弱。

2.4 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠蛋白溶解性的影響

pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠蛋白質(zhì)溶解度的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著pH的升高，EYP-SA乳液冷凝膠蛋白質(zhì)溶解度逐漸增大，在pH為5.0時(shí)，EYP-SA乳液冷凝膠蛋白質(zhì)溶解度最低（36.95%），可能是此時(shí)EYP形成了不溶性的高密度脂蛋白-卵黃高磷蛋白復(fù)合物，隨著pH的升高，體系中的負(fù)電荷數(shù)量增加，靜電排斥力導(dǎo)致蛋黃顆粒解聚蛋白質(zhì)的溶解度增加[15]。Yang等[16]在研究pH對(duì)EYP溶解度的影響中發(fā)現(xiàn)，EYP的溶解度與pH誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)構(gòu)象狀態(tài)之間存在顯著性相關(guān)，蛋白質(zhì)的溶解度隨著蛋白質(zhì)內(nèi)疏水性和極性基團(tuán)的暴露而增加。

2.5 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠表面疏水性的影響

在自然狀態(tài)下，極性分子一般分布在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表面，非極性分子通常埋藏在蛋白質(zhì)內(nèi)部作為疏水核心[17]。

由圖3可知，隨著pH的增大，熒光最大吸收波長(zhǎng)從510～485 nm發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象，說(shuō)明pH導(dǎo)致EYP-SA乳液冷凝膠聚集體數(shù)量較多，整體是一個(gè)疏水環(huán)境[18]。同時(shí)，隨著EYP-SA pH的增加，EYP-SA的表面疏水性也逐漸增大，可能是堿性環(huán)境導(dǎo)致蛋白質(zhì)原有結(jié)構(gòu)展開(kāi)，使原本嵌在蛋白質(zhì)分子中的疏水基團(tuán)暴露在蛋白質(zhì)分子表面，疏水基團(tuán)與ANS結(jié)合后熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。

2.6 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠分子力的影響

蛋白質(zhì)的凝膠化首先是蛋白質(zhì)分子鏈在極端環(huán)境下發(fā)生變性展開(kāi)，其次是通過(guò)分子間相互作用力，如離子鍵、氫鍵、疏水相互作用和共價(jià)鍵（主要是二硫鍵）的變化引起蛋白質(zhì)分子的聚集[19]。

由圖4可知，在酸性條件下，帶正電的EYP與帶負(fù)電的SA通過(guò)靜電吸引和疏水相互作用結(jié)合形成EYP-SA配合物，隨著pH的升高，EYP的表面負(fù)電荷量逐漸增多，與帶負(fù)電的SA產(chǎn)生靜電斥力，離子鍵先下降后上升。同時(shí)，pH升高，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)，二硫鍵斷裂，疏水基團(tuán)暴露，EYP和SA與水結(jié)合形成氫鍵，疏水相互作用和氫鍵的增強(qiáng)對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠的形成貢獻(xiàn)度顯著增大。在不同pH下形成復(fù)合凝膠的作用力貢獻(xiàn)度各不相同，疏水相互作用和氫鍵是EYP-SA乳液冷凝膠形成的主要分子力。

2.7 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

FTIR光譜主要通過(guò)分子振動(dòng)頻率和強(qiáng)度來(lái)推測(cè)官能團(tuán)和化學(xué)鍵的信息。

由圖5可知，隨著pH變化，EYP-SA乳液冷凝膠沒(méi)有新的吸收峰出現(xiàn)，在3 650～3 200 cm-1之間的峰是O—H和N—H的伸縮振動(dòng)引起的，說(shuō)明EYP-SA存在分子間和分子內(nèi)氫鍵，且隨著pH的增大，峰逐漸增高，可知凝膠過(guò)程中部分水分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成結(jié)合水，與水分分布結(jié)果相符。處于2 985～2 800 cm-1的兩個(gè)峰是由亞甲基（C—H）的對(duì)稱和不對(duì)稱伸縮振動(dòng)引起的，這兩個(gè)伸縮條帶大多出現(xiàn)在脂質(zhì)樣品中[20]。隨著pH改變，處于2 985～2 800 cm-1的兩個(gè)峰沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明EYP-SA的C—H伸縮振動(dòng)在pH 5.0～9.0范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。

酰胺Ⅰ帶（1 700～1 600 cm-1）是FTIR光譜中關(guān)于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)信息最豐富的部分，采用傅里葉去卷積法對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析，利用高斯線性函數(shù)擬合1 700～1 600 cm-1區(qū)域的紅外光譜，得到二級(jí)結(jié)構(gòu)的含量，見(jiàn)表4。

由表4可知，在不同的pH條件下α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲的含量變化顯著（P＜0.05），表明蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)pH敏感。EYP-SA乳液冷凝膠中的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要以β-折疊為主，其次是β-轉(zhuǎn)角或α-螺旋，β-折疊是肽主鏈處于最伸展的構(gòu)象，而β-轉(zhuǎn)角區(qū)域中疏水相互作用和形成氫鍵能力強(qiáng)的氨基酸較多，兩者的含量較大時(shí)，對(duì)蛋白形成結(jié)實(shí)的球狀結(jié)構(gòu)具有積極作用[21]。α-螺旋含量隨著pH的增大而增加，α-螺旋的穩(wěn)定性依賴于氫鍵，說(shuō)明pH可使EYP-SA與水分子間的氫鍵作用增強(qiáng)，與分子間作力結(jié)果一致。無(wú)規(guī)則卷曲的含量隨著pH的增大而降低，表明pH使EYP-SA的構(gòu)象更有序，可能是由于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)在堿性條件下更容易發(fā)生變化，堿性環(huán)境有助于EYP-SA乳液冷凝膠有序結(jié)構(gòu)的形成，也可能是堿性條件下各二級(jí)結(jié)構(gòu)的含量差異不顯著的原因。

2.8 pH對(duì)EYP-SA乳液冷凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

乳液和乳液冷凝膠的微觀結(jié)構(gòu)可以揭示液滴的微觀形態(tài)和分布，見(jiàn)圖6。

由圖6可知，所有的液滴幾乎都呈球形，且EYP-SA成功吸附在油水界面上，穩(wěn)定地包裹著油滴。pH為6.0和8.0時(shí)，乳液液滴發(fā)生了嚴(yán)重的絮凝和聚集，液滴大且不規(guī)則，多呈簇狀分布。蛋黃顆粒在極端環(huán)境（pH 9.0）下會(huì)裂解釋放出小分子蛋白，蛋白質(zhì)粒徑小更容易吸附在界面上，也可能是帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)與陰離子多糖間的靜電斥力導(dǎo)致聚集體的收縮，平均粒徑變小，微觀表現(xiàn)為分散得更加均勻。萬(wàn)盈[22]發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和多糖帶有相同電荷時(shí)，蛋白質(zhì)上的正電荷補(bǔ)丁可以與多糖的陰離子基團(tuán)靜電重組，這也可能是EYP-SA乳液冷凝膠在pH 9.0時(shí)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的原因。

3 結(jié)論

以EYP和SA為基質(zhì)，通過(guò)高速剪切均質(zhì)機(jī)與葵花籽油混合（水相∶油相為7∶3）形成O/W型EYP-SA乳液冷凝膠，改變其pH，發(fā)現(xiàn)隨著pH的增大，凝膠對(duì)水的結(jié)合能力增強(qiáng)，自由水轉(zhuǎn)變成結(jié)合水和半結(jié)合水；蛋黃乳液冷凝膠的儲(chǔ)能模量和損耗模量隨著pH的增大而下降；當(dāng)pH為7.0時(shí)，EYP-SA乳液冷凝膠熱穩(wěn)定性好，Td為75.72 ℃；當(dāng)pH為9.0時(shí)，EYP-SA乳液冷凝膠溶解度和表面疏水性高。

酸性條件下，EYP帶正電，能夠和陰離子多糖SA通過(guò)靜電相互作用結(jié)合，形成微粒，此時(shí)離子鍵對(duì)凝膠的形成貢獻(xiàn)最大。隨著pH的升高，體系中負(fù)電荷的數(shù)量增加，靜電排斥力導(dǎo)致蛋黃顆粒解聚，蛋白質(zhì)溶解度增加，二硫鍵降低，靜電相互作用先降低后升高，表面疏水性提高，疏水相互作用增強(qiáng)。EYP-SA乳液冷凝膠的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要以β-折疊為主，其次是β-轉(zhuǎn)角或α-螺旋，隨著pH的增大，蛋黃蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)，β-折疊和α-螺旋含量上升，EYP-SA與水結(jié)合的能力增強(qiáng)，氫鍵顯著提高。從EYP-SA冷凝膠的微觀結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，pH為9.0時(shí)，液滴小且分散均勻，EYP-SA乳液冷凝膠更有利于物質(zhì)包埋。隨著pH值的升高，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)并被賦予了更多的電荷，增強(qiáng)了氫鍵和EYP-SA分子間的相互作用，改善了EYP-SA乳液冷凝膠的性質(zhì)。

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收稿日期：2024-05-16

基金項(xiàng)目：黑龍江省“百千萬(wàn)”工程科技重大專項(xiàng)（2019ZX07B03-3）

作者簡(jiǎn)介：張根生（1964—），男，教授，碩士，研究方向：畜產(chǎn)品加工與貯藏。

*通信作者：費(fèi)英敏（1973—），女，副教授，碩士，研究方向：畜產(chǎn)品加工與貯藏。