雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠制備技術及特性分析

楊琳　鄭華　江偉烽　劉澤祺　馬朋　吳紹宗　郭宗林　林捷

摘 要：為開發預消化防嗆咳雞肉蛋白補充劑，采用雞油和雞肉蛋白水解物制備O/W型Pickering乳液，研究高速剪切對乳液性質的影響，并添加卡拉膠制備熱誘導型乳液凝膠。結果表明：在高速剪切工藝中，在50 ℃下以17 000 r/min高剪切力處理6 min所制備的乳液粒徑較小、乳液液滴均勻分布且乳液物理穩定性相對較好；當卡拉膠添加量為0.3%時，乳液凝膠在0.1～100.0 rad/s頻率范圍內出現屈服應力點（G=G），即發生相變，且在25～55 ℃的溫度波動下能保持良好的凝膠特性，在一定程度上提高了乳液凝膠的持水性。采用高速剪切處理在50 ℃下以17 000 r/min高剪切力處理6 min所制備的乳液特性最好，當卡拉膠添加量為0.3%時所形成的雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠穩定性最好且易發生凝膠態向流動態轉變，可作為適合老年人食用的凝膠態雞肉蛋白產品。

關鍵詞：雞肉蛋白水解物；高速剪切；Pickering乳液；乳液凝膠；防嗆咳

Preparation and Characterization of Chicken Breast Protein Hydrolysate-Stabilized Pickering Emulsion Gel

YANG Lin1， ZHENG Hua1，2，*， JIANG Weifeng3， LIU Zeqi1， MA Peng1， WU Shaozong1，2， GUO Zonglin1，2， LIN Jie1，2

（1.College of Food Science， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China;

2.Local Joint Engineering Research Center for Precision Processing and Safety of Livestock and Poultry Products， Guangzhou 510642， China;

3.Guangzhou Jiangfeng Industrial Wengyuan Co. Ltd.， Guangzhou 512600， China）

Abstract： In order to develop pre-digested anti-choking chicken protein supplements， an an oil-in-water （O/W）? Pickering emulsion was prepared using chicken oil and chicken breast protein hydrolysate. The effects of high-speed shearing homogenization on the properties of the emulsion were explored， and carrageenan was added to the emulsion to prepare thermally induced emulsion gels. The results showed that the emulsion prepared by high-speed shearing at 50 ℃ at a shearing speed of 17 000 r/min for 6 min had a small particle size， uniform droplet size distribution and good physical stability. The emulsion gel with 0.3% carrageenan showed a yield stress point （G = G） in the frequency range of 0.1 to 100.0 rad/s， indicating that a phase change occurred， and it could maintain good gel properties at fluctuating temperatures of 25–55 ℃， and had improved water holding capacity （WHC）. The emulsion prepared by high-speed shear treatment at 17 000 r/min

for 6 min at 50 ℃ had the best properties. The Pickering emulsion gel with 0.3% carrageenan had the best stability and was easily transformed into a fluid state， so it could be suitable for the elderly to consume.

Keywords： chicken protein hydrolysate; high-speed shearing; Pickering emulsion; emulsion gel; anti-choking

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230517-043

中圖分類號：TS251.55? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2023）07-0008-09

引文格式：

楊琳， 鄭華， 江偉烽， 等. 雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠制備技術及特性分析[J]. 肉類研究， 2023， 37（7）： 8-16. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230517-043.? ? http：//www.rlyj.net.cn

YANG Lin， ZHENG Hua， JIANG Weifeng， et al. Preparation and characterization of chicken breast protein hydrolysate-stabilized Pickering emulsion gel[J]. Meat Research， 2023， 37（7）： 8-16. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230517-043.? ? http：//www.rlyj.net.cn

近年來，中國的雞肉消費量持續快速增長，雞胸肉因其高蛋白、低膽固醇等特點，是最受消費者喜愛的優質肉類之一[1-2]。但也正是因為雞胸肉的這一特點，其食用口感不佳，銷售價格低于腿肉。目前在食品工業中，對雞胸肉的利用仍處于初加工階段，深加工的雞胸肉產品有待創新研發[3-4]。相關研究發現，雞肉蛋白經酶解后，蛋白質結構中的功能肽片段被釋放變成小分子肽，其酶解產物具有抗疲勞、抗氧化、易消化等特點，從而顯著提高了雞肉蛋白質的營養價值及消化利用率[5-9]。

在乳液制備中，蛋白質通常作為乳化劑，利用其兩親特性提供空間或靜電斥力來穩定油滴[10]。大豆分離蛋白、豌豆蛋白及玉米蛋白等植物基蛋白已廣泛用于制備O/W型乳液[11-13]。動物源的蛋白質不僅具有較高營養價值，也可以應用于乳液的制備，如乳清蛋白、酪蛋白酸鈉及明膠等[14-15]。此外，有研究報道，魚蛋白經過酶促水解后具有一定的乳化能力[16]。有學者探究了高速剪切均質對雞肉蛋白乳化特性的影響[17-18]，Chai Xianghua等[19]在既定的均質參數下，對以抗氧化性為指標優化得到的雞肉蛋白水解物進行乳化特性研究，但少有學者探究均質條件對雞肉蛋白水解物乳化特性的影響。老年人由于口腔生理功能的退化，在日常飲食中攝入牛乳等流體食物時易出現嗆咳現象，而能夠被舌肌破碎的軟凝膠態食品可降低老人嗆咳風險[20]。

本研究分析均質條件對雞肉蛋白水解物O/W型Pickering乳液特性的影響，利用卡拉膠優化乳液體系以制備雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠，開發易消化、防嗆咳的老年人食品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞肉蛋白水解物（水解度為16.1%、可溶性肽含量為26.53 mg/mL、蛋白質含量為33.57 mg/mL）、雞油（提取溫度80 ℃、水分含量0.04%、碘值68.64 g/100 g）? ?實驗室自制。

κ-卡拉膠 廣州新如榮生物科技有限公司；十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）（分析純）? ?德國Biofroxx生化試劑公司。

1.2 儀器與設備

D-500Pro高速剪切均質機 德國Wiggens公司；Mastersize 3000激光粒度分析儀、Nano-ZS90電位分析儀? ?英國馬爾文儀器公司；MCR301流變儀 奧地利Anton Parr公司；VersaMax酶標儀 美國Molecular Devices公司；HMS-4G數顯四工位加熱磁力攪拌器 上海滬析實業有限公司；AL104電子分析天平 深圳衡通偉業科技儀器有限公司；BA210T光學顯微鏡 廈門麥克奧迪實業集團有限公司。

1.3 方法

1.3.1 雞肉蛋白水解物Pickering乳液及乳液凝膠的制備

在雞肉蛋白水解物勻漿中添加4%的雞油，加熱至一定的乳化溫度，利用高速剪切均質機在一定均質速率下均質一定時間得到O/W型Pickering乳液，并用于測定粒徑、ζ-電位、物理穩定性及微觀結構。

攪拌Pickering乳液并緩慢加入卡拉膠，以17 000 r/min的剪切均質速率處理4 min，之后加熱到85 ℃，經冷卻后得到O/W型的Pickering乳液凝膠。

1.3.2 雞肉蛋白水解物Pickering乳液制備均質工藝單因素試驗

高速剪切試驗組：設置初始高速剪切處理條件為處理溫度50 ℃、均質速率14 000 r/min、處理時間6 min。高速剪切處理的單因素變量分別為處理溫度20、30、40、50、60 ℃，均質速率8 000、11 000、14 000、17 000、20 000 r/min，均質時間2、4、6、8、10 min。

1.3.3 雞肉蛋白水解物Pickering乳液中卡拉膠添加量的單因素試驗

在根據1.3.2節確定的均質條件制備得到雞肉蛋白水解物穩定的Pickering乳液基礎上，以質量比進行卡拉膠添加量單因素試驗（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%），對所制備的雞肉蛋白水解物-多糖穩定的Pickering乳液進行流變特性分析。

1.3.4 粒徑及電位測定

采用激光粒度分析儀對乳液及乳液凝膠的體積平均粒徑（d4，3）及粒徑分布進行分析，雞油和水相的折射率分別為1.46和1.33。使用電位分析儀測定樣品的ζ-電位，將乳液或乳液凝膠樣品用去離子水稀釋100 倍，測定溫度為25 ℃。樣品平行測定3 次。

1.3.5 物理穩定性測定

1.3.5.1 離心穩定性

參照蔣雨珊[21]的方法并稍作修改，將8 mL乳液加入離心管中，在2 000 r/min下離心10 min，距離心管底部2 cm處取樣。離心前與離心后乳液分別取50 ?L用0.1 g/100 mL SDS溶液稀釋至5 mL，于500 nm波長處測定吸光度。乳狀液離心穩定系數按式（1）計算。

式中：A0為離心前乳狀液的吸光度；At為離心后乳狀液的吸光度。

1.3.5.2 熱穩定性

取10 g最優條件下制備的新鮮乳液于樣品瓶中，分別將乳液在95 ℃溫度下水浴加熱25 min后迅速冷卻，測定乳液粒徑。

1.3.5.3 貯藏穩定性

樣品在4 ℃下貯藏14 d，于0、3、7、14 d測定乳液粒徑及乳液的表觀狀態。

1.3.6 微觀結構觀察

取1 滴樣品滴在載玻片上，加蓋玻片后置于載物臺上，利用光學顯微鏡放大10×10 倍（物鏡×目鏡）進行觀察，利用儀器配套軟件進行拍照。

1.3.7 流變特性測定

1.3.7.1 黏度

將制備好的乳液凝膠樣品置于流變儀樣品臺上，使用PP50的平板配件，平板間隙高度設置為1 mm，測試溫度為25 ℃。設置剪切速率由0.1～100.0 s－1（對應于吞咽過程中普遍接受的剪切速率），考察Pickering乳液凝膠的黏度隨剪切速率的變化。

1.3.7.2 黏彈性

頻率掃描：在線性黏彈性域內（應變為1%），使用0.1～100.0 rad/s的頻率掃描評估黏彈性。

1.3.7.3 溫度掃描

設置初始溫度為25 ℃，經過25～55 ℃線性升溫（速率5 ℃/min），55 ℃保溫10 min，經過55～25 ℃線性降溫（速率10 ℃/min），測定儲能模量（G）及損耗模量（G）。

1.3.8 持水性測定

參照王鵬等[22]的方法并稍作更改，將新鮮制備的5 g乳液凝膠樣品置于10 mL離心管中，于4 ℃條件下放置12 h后取出恢復至室溫并稱質量（m1，g），3 000 r/min離心10 min。倒置離心管以傾倒液體，用干燥濾紙吸除離心管內壁和凝膠樣品表層液體后再次稱裝有凝膠樣品的離心管質量（m2，g）。持水性（water holding capacity，WHC）按式（2）計算。

1.3.9 感官評定

由12 人組成感官評價小組，從咀嚼、舌肌破碎、吞咽及總體防嗆咳程度4 個方面對雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠進行感官評價，評分為百分制，評價標準見表1。

1.4 數據處理

采用Excel 2019軟件處理數據，結果用平均值±標準差表示，利用SPSS軟件對數據進行方差分析（ANOVA檢驗法）和多重比較（LSD法），使用Origin 2021軟件作圖。每組實驗重復3 次。

2 結果與分析

2.1 高剪切力對乳液特性的影響

2.1.1 高剪切力處理溫度對乳液特性的影響

小寫字母不同，表示差異顯著（P＜0.05）。下同。

由圖1A可知，當處理溫度由20 ℃升高到60 ℃，乳液粒徑的體積分布呈現逐漸增加后趨于穩定的趨勢。當高剪切力處理溫度為20 ℃和30 ℃時，接近雞油的凝固點（25 ℃左右），雞肉蛋白水解物未將雞油充分乳化，所以乳液粒徑較大且粒徑體積分布較大。張慧慧等[23]同樣發現，乳化溫度在20 ℃時對乳液的均質效果不好。當溫度為50 ℃時，乳液粒徑大小達到10.3 μm，體積分布顯著增大，其乳液粒徑大小及體積分布與60 ℃時相比無顯著差異。

由圖1B可知，不同溫度下的乳液粒徑在貯藏期間均呈現逐漸增大的趨勢。當高剪切力處理溫度低于50 ℃時，乳液粒徑隨著貯藏時間延長顯著增大（P＜0.05）。當高剪切力處理溫度達到50 ℃時，貯藏14 d乳液的粒徑比0 d增大1.5 μm，其粒徑變化與60 ℃相比不顯著，說明在該處理溫度下達到了雞肉蛋白水解物乳化雞油的最好效果。新鮮制備的乳液在熱處理后，乳液粒徑均略有增大。

由圖1C可知，在不同的高剪切處理溫度下所制備的乳液，其ζ-電位無顯著變化，經過高剪切處理后的乳液ζ-電位均在－21～－23 mV，說明高剪切處理溫度對雞肉蛋白水解物穩定的雞油乳液ζ-電位影響不大。

由圖2可知，隨著高剪切力處理溫度的升高，離心穩定性呈現先提高后趨于一致的趨勢。在20～50 ℃的處理溫度范圍內，乳液的離心穩定性顯著提高（P＜0.05），當處理溫度為50 ℃時，乳液的離心穩定系數為0.71，與60 ℃時乳液的離心穩定系數（約為0.69）相比差異不顯著。

由圖3可知，當高剪切力處理溫度低于40 ℃時，乳液表面有未乳化的油相。隨著貯藏時間的延長，所有處理組的乳液均發生了分層的現象，但高剪切力處理溫度高于40 ℃的乳液均沒有出現析油、破乳的情況。在相同的高剪切處理速率和處理時間下，不同的處理溫度對乳液貯藏分層現象影響不大。

由圖4的微觀結構可以觀察到，20 ℃和30 ℃的高剪切力處理溫度組中，乳液液滴明顯較大，其直接影響了雞肉蛋白水解物對雞油的乳化效果。隨著處理溫度的升高，乳液液滴粒徑減小且均勻分散，由于相對較高的溫度會造成耗能，故選擇50 ℃作為該乳液制備的最佳剪切處理溫度。

2.1.2 高剪切力處理時間對乳液特性的影響

在處理溫度50 ℃下，不同高剪切力處理時間下所制備的O/W型雞肉蛋白水解物Pickering乳液的粒徑分布如圖5A所示。隨著剪切處理時間的延長，乳液粒徑體積分布呈現先增加后趨于一致的分布趨勢。與剪切處理2 min相比，當剪切處理6 min時乳液粒徑的體積分布由8%增加到10%左右。

由圖5B可知，隨著高剪切處理時間的延長，乳液粒徑逐漸下降，當剪切處理2 min時，貯藏0 d的乳液粒徑為13.67 μm，當處理時間達到6 min時，貯藏0 d的乳液粒徑顯著下降到9.60 μm。而韓柯穎等[18]利用高速剪切制備雞肉肌原纖維蛋白-山茶油混懸液時發現，均質時間越長，乳液粒徑越大。說明在高速剪切下利用雞肉蛋白水解物制備的乳液具有較好乳化穩定性。在4 ℃貯藏條件下，乳液的粒徑隨貯藏時間的延長而增大。鄧卓瑤等[24]在對綠豆蛋白基乳液的穩定性研究中也發現了一致的結果。新鮮乳液經過熱處理后，乳液粒徑均顯著增大，當高速剪切處理時間超過8 min后，乳液經熱處理后粒徑顯著增加約3 μm，與其他高剪切力處理時間組相比熱穩定性較差。由圖5C可知，在不同的高剪切力處理時間下所制備的乳液，其ζ-電位無顯著變化。

由圖6可知，當高剪切力處理時間為2 min時，乳液離心穩定系數最低，約為0.16，在圖7中乳液明顯分層。由圖8可以觀察到在該處理時間下乳液液滴較大，葛艷爭等[25]發現，乳液中存在較多大粒徑的乳滴時物理穩定性較差，容易受到離心力的影響而產生分層現象。隨著高剪切力處理時間的延長，乳液的離心穩定性提高，液滴逐漸減小，當高剪切力處理時間達到6 min后，乳液的離心穩定性基本一致，在微觀結構中觀察到的液滴大小差異不大，但高剪切力處理時間為10 min時液滴存在部分聚結現象。綜合考慮，選擇6 min作為制備該乳液的最佳高剪切力處理時間。

2.1.3 高剪切力處理速率對乳液特性的影響

在50 ℃處理溫度下，于不同的高剪切力速率處理6 min所制備的O/W型雞肉蛋白水解物Pickering乳液的粒徑分布結果如圖9A所示，隨著剪切速率的增大，乳液粒徑的體積分布逐漸增大。當剪切速率達到17 000 r/min時，乳液的粒徑及體積分布與20 000 r/min均質速率相比差異不顯著，粒徑約為7.36 μm。可能由于相對較大的剪切速率能夠促進雞肉蛋白水解物的分散，有利于油相與雞肉蛋白水解物中的兩親結構結合。而Zhou Lei等[26]發現，在14 500 r/min的高速剪切速率下制備的雞肉肌原纖維蛋白-雞油乳液粒徑最小，隨著剪切速率的增加，乳液粒徑增大。

由圖9B可知，在貯藏期間，8 000 r/min剪切速率下所制備的乳液粒徑變化顯著，而在17 000 r/min剪切速率下所制備的乳液粒徑變化較小。此外，在不同剪切速率處理下制備的乳液經過熱處理后粒徑變化差異不顯著。由圖9C可知，在不同的高剪切力處理速率下所制備的乳液，其ζ-電位無顯著變化。

由圖10可知，隨著高剪切力處理速率的提高，乳液的離心穩定系數先升高后趨于穩定，當乳液的均質速率為17 000 r/min時，其離心穩定系數最高，約為0.83。

由圖11可知，剪切速率對乳液的貯藏穩定性影響相對較大，當高剪切力處理速率為17 000 r/min時，乳液分層程度最小，可能是因為其乳液粒徑小且液滴均勻分散，由于小液滴有助于減緩重力分離，因此可以降低乳液絮凝的速率[27]。Li Jinlong等[28]研究指出，若乳液粒徑減小、比表面積增加，那么液滴之間的摩擦力會增大，使得乳液的黏度增加，從而減緩乳液聚合速率，提高了乳液穩定性。

由圖12可知，隨著高剪切力處理速率的提高，乳液液滴變小，但當高剪切力速率達到20 000 r/min時，乳液液滴出現絮凝現象。故選擇17 000 r/min作為乳液制備的最佳高剪切力處理速率。

綜上所述，在50 ℃處理溫度下，以17 000 r/min的高剪切速率處理6 min所制備的乳液具有更小的粒徑且乳液的物理穩定性更好。在此工藝條件下制備得到雞肉蛋白水解物Pickering乳液，并進一步添加卡拉膠后，通過熱誘導制備乳液凝膠。

2.2 卡拉膠對高剪切力處理的Pickering乳液凝膠特性的影響

由于雞肉蛋白水解物制備的O/W型Pickering乳液的穩定性達不到產品開發的目的，故選用在50 ℃下，以17 000 r/min高速剪切處理6 min得到的Pickering乳液進一步制備防嗆咳凝膠。由圖13可知，隨著卡拉膠添加量的增加，乳液凝膠的粒徑增大，體積分布略有下降。這可能是由于卡拉膠是大分子物質，在乳液體系中影響了雞肉蛋白水解物中疏水基團與油相的結合，卡拉膠添加量越多，對原本穩定的乳液體系造成的干擾性越大[29]，從而乳液粒徑增大。由于卡拉膠是陰離子多糖且在熱誘導后經冷卻可形成凝膠，從而隨著卡拉膠添加量的增加，所制備乳液凝膠的ζ-電位絕對值增大，并且乳液凝膠的WHC相對增強。當卡拉膠添加量為0.2%～0.4%時，乳液凝膠的粒徑及ζ-電位無顯著差異。

采用動態流變儀測定Pickering乳液凝膠的流變學特性，由圖14A可知，當剪切速率從0.1 s－1提高到100 s－1時，黏度掃描結果表明，各乳液凝膠的表觀剪切黏度減小，表明該Pickering乳液凝膠是典型的非牛頓流體，具有剪切變稀行為，這一效應可歸因于剪切速率的增大破壞了乳液凝膠的結構[30]。由圖14B可知，在0.1～100.0 rad/s頻率范圍內，添加0.3%卡拉膠的乳液凝膠樣品出現了屈服應力點（G=G），顯示乳液凝膠在頻率振蕩下出現了凝膠-溶膠的轉變，即相的轉變。而其他組在該頻率范圍內均未出現該屈服應力點，可能是添加0.1%～0.2%卡拉膠的處理組未形成穩定的凝膠體系，而卡拉膠添加量為0.4%～0.5%時所形成的凝膠需要更大的屈服應力，所以在0.1～100.0 rad/s頻率范圍內未發生凝膠態到流動態的轉變。由圖14C可知，從25 ℃升溫到55 ℃后，在55 ℃保持10 min，隨后又從55 ℃降溫到25 ℃的過程中，當卡拉膠添加量為0.3%～0.5%時，乳液凝膠的變化趨勢較為穩定，說明在該添加量范圍內形成的乳液凝膠結構穩定，且受溫度的變化影響不大。

由圖15可知，添加0.1%卡拉膠形成的乳液凝膠為極弱的凝膠狀，添加0.2%卡拉膠形成的乳液凝膠具有一定的流動性，當卡拉膠添加量為0.3%，乳液凝膠的表觀流動性減小，且在流變學特性中該添加量下形成的乳液凝膠在變形過程某一瞬時進行塑性流動所需的應力較小，隨著貯藏時間的延長，凝膠狀態穩定。

由圖16可知，隨著卡拉膠添加量的增加，乳液的液滴出現聚集分布現象，從而當卡拉膠添加量為0.5%時，乳液粒徑增大。

由圖17可知，當卡拉膠添加量為0.2%、0.3%時，乳液凝膠的感官評分最高，此時乳液凝膠不需要咀嚼，處于可利用舌肌破碎的軟凝膠態，破碎后食團的流動平滑性適中，有助于老年人吞咽時防嗆咳。

綜上所述，當卡拉膠添加量為0.3%時可形成軟凝膠態的雞肉蛋白水解物Pickering乳液凝膠，其感官評分較高，且可達到防止乳液分層及提高乳液凝膠持水性的效果。

3 結 論

本研究以4%雞油作為油相，利用雞肉蛋白水解物制備O/W型Pickering乳液，開發預消化防嗆咳雞肉蛋白補充劑。通過探究高剪切力處理對其乳化效果的影響發現，在高剪切力處理下，隨著高剪切力處理溫度（20～60 ℃）的升高、剪切時間（2～10 min）的延長及剪切速率（8 000～20 000 r/min）的增大，乳液粒徑逐漸降低后趨于穩定。在50 ℃下，以17 000 r/min剪切6 min時乳液穩定性最好且粒徑相對較小。在最優的乳液制備工藝條件下進一步添加卡拉膠后通過熱誘導制備乳液凝膠，探究不同添加量的卡拉膠對上述乳液凝膠特性的影響，當卡拉膠添加量為0.3%時可形成軟凝膠態的乳液凝膠，其在0.1～100.0 rad/s出現了屈服應力點（G=G），即發生了凝膠態向流動態的轉變，且在25～55 ℃的溫度波動下仍具有良好的凝膠特性。本研究為雞胸肉的深加工產品開發提供了一種新的思路，并提高了雞肉蛋白的消化利用率，也為老年人防嗆咳的乳液凝膠態產品工業化生產提供了相關技術依據。

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收稿日期：2023-05-17

基金項目：廣東省現代農業產業技術體系創新團隊建設項目（2023KJ128）；

麻黃肉雞屠宰加工技術研究與規范制定項目（2023440002000203）

第一作者簡介：楊琳（1998—）（ORCID： 0009-0000-0134-4081），女，碩士研究生，研究方向為畜禽產品加工與控制。

E-mail： 694981700@qq.com

*通信作者簡介：鄭華（1966—）（ORCID： 0000-0001-8613-0639），男，副教授，碩士，研究方向為畜禽屠宰、加工及產品開發。E-mail： 951524011@qq.com