茶多酚對(duì)乳蛋白包被的核桃油乳液物理特性的影響

中圖分類號(hào)：TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：In recent years，walnut oil is receiving increasing attention for its high nutritional properties，oil-in-water emulsions are common coating systems for fats and oils，and emulsion physical stability and rheology are the most important physical properties of emulsions for production applications. In order do this，this study investigated the effect of tea polyphenols （TP） on the physical properties of whey protein and sodium caseinate-coated walnut oil emulsions. Selection of appropriate protein concentration by visual observation of droplet morphology and aggregation state，preparation of walnut oil emulsions containing different concentrations （0，025%～0.5%，w/v） of tea polyphenols，analyze particle size and size distribution，zeta potential，interfacial tension，apparent viscosity and endogenous fluorescence intensity. The results showed that the minimum concentration of both WPI and CAS required for the preparation of relatively stable walnut oil emulsions is 0.3% . ，and the physical stability of WPI emulsion is higher than CAS. Tea polyphenols have an important effect on the physical properties of emulsions. Specifically，The highest physical stability and lowest interfacial tension equilibrium values were obtained when 0.025% and 0.1% of tea polyphenols were introduced into the WPI and CAS emulsion systems，respectively; the introduction of tea polyphenols increased the apparent viscosity of the emulsions but did not change the rheological properties of the shear-thinning；For WPI systems， 0.025%～0.5% TP induced concentration-dependent fluorescence quenching，whereas CAS systems demonstrated fluorescence enhancement at ?0.1% TP and quenching at ≥0.3% TP. It can be seen that the appropriate amount of tea polyphenols can improve the physical stability of walnut oil emulsions，but attention should be paid to the effect of tea polyphenols on the physical properties of the emulsions during the actual production process.

Key words： walnut oil emulsion； tea polyphenols； whey protein isolate； sodium caseinate;physical property

0 引言

核桃是具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的珍貴果木1.核桃油是對(duì)核桃仁進(jìn)行物理壓榨（冷壓或熱壓）的的高價(jià)值功能性油，它富含單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸（PUFA），其中主要為亞油酸和亞麻酸，約占70%～75%^[2，3] .在 PUFA中，尤其是 ω^-3?ω^-6 型脂肪酸等脂質(zhì)具有預(yù)防心腦血管疾病、降血脂等多種生理活性[4].然而，PUFA在加工與儲(chǔ)存過程中極易受氧氣、光照和溫度等因素影響而產(chǎn)生不良風(fēng)味和有害物質(zhì)，限制了其在食品、保健品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用5.因此，尋找有效的方法對(duì)PUFA進(jìn)行包被保護(hù)，延緩其氧化變質(zhì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

目前，現(xiàn)有的包被方法有噴霧干燥法、冷凍干燥法等.噴霧干燥法操作簡(jiǎn)便、效率高，但在高溫干燥過程中，PUFA易因受熱而氧化；冷凍干燥法能較好地保留PUFA的活性，但成本高昂，不利于大規(guī)模生產(chǎn)[6].蛋白質(zhì)分子含有親油親水基團(tuán)，具有雙親特性，因此常作為乳化劑應(yīng)用于含油食品的制造[78].乳蛋白中的乳清分離蛋白（WPI）是從乳清中分離純化得到的一類高純度蛋白質(zhì)，具有良好的溶解性、高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，因其富含親水和疏水基團(tuán)9，使其能夠在油水界面吸附并形成穩(wěn)定的界面膜，有效防止油滴的聚結(jié)和絮凝[10].酪蛋白酸鈉（CAS）是酪蛋白的鈉鹽形式，具有優(yōu)異的乳化性能、良好的熱穩(wěn)定性、能夠在界面形成較厚的吸附層，從而阻止油滴的聚集[11]，因此，這兩種乳蛋白在包被油脂體系中應(yīng)用廣泛[12].水包油（O/W）乳液是包被油脂的常用體系.然而，O/W乳液在實(shí)際生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中，容易發(fā)生乳析、絮凝、聚結(jié)等失穩(wěn)現(xiàn)象，影響其物理穩(wěn)定性，并最終導(dǎo)致產(chǎn)品的品質(zhì)下降[13，14].

茶多酚（TP）是從茶葉中提取的一類多酚類化合物，能夠有效清除自由基，具有優(yōu)異的抗氧化活性，是公認(rèn)的安全、健康的天然抗氧化劑[15].此外，茶多酚還有助于延緩細(xì)胞衰老、降低心血管疾病、癌癥和神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[16].目前，許多生產(chǎn)商以將茶多酚應(yīng)用于食品生產(chǎn)（如乳飲料、綠茶等）提高產(chǎn)品功能特性.有研究顯示，茶多酚與食品中的蛋白質(zhì)存在相互作用.茶多酚主要通過非共價(jià)結(jié)合（如氫鍵、疏水作用、靜電作用）或共價(jià)結(jié)合（如氧化后的醌類與蛋白質(zhì)交聯(lián)）與蛋白質(zhì)互作，并對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及加工特性產(chǎn)生重要影響[1718」.蛋白質(zhì)作為乳化劑，能在油水界面形成蛋白質(zhì)界面膜.多酚與蛋白質(zhì)互作有可能影響這層膜，進(jìn)而影響乳液穩(wěn)定性、流變性等物理特性[18，19].有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，多酚與大豆分離蛋白相互作用影響乳液的物理穩(wěn)定性，且受到酚類物質(zhì)濃度的影響[20].

本研究以富含PUFA核桃油為油相，以WPI與CAS為乳化劑，制備功能性油脂的O/W乳液，研究茶多酚對(duì)乳蛋白乳液物理特性影響，以期為茶多酚應(yīng)用于乳蛋白包被的功能性脂質(zhì)食品提供技術(shù)參考和理論依據(jù)，并為進(jìn)一步探究茶多酚對(duì)乳蛋白脂質(zhì)遞送化學(xué)穩(wěn)定性的影響奠定基礎(chǔ).

1材料與方法

1. 1 材料與儀器

1. 1. 1 主要材料與試劑

乳清分離蛋白（純度 80% ），上海源葉生物科技有限公司；酪蛋白酸鈉（純度 90% ），上海源葉生物科技有限公司；核桃油，大理家華核桃產(chǎn)業(yè)有限公司；茶多酚（純度 98% ），上海源葉生物科技有限公司；所有其他化學(xué)品和試劑均為分析級(jí).

1. 1.2 主要儀器

離心機(jī)，湘儀離心機(jī)有限公司；氣相色譜儀，日本島津公司；超細(xì)勻漿器，廣州滬瑞明儀器有限公司；超高壓均質(zhì)機(jī)，廣州滬瑞明儀器有限公司；納米粒度及ZETA電位測(cè)試儀，安東帕上海（商貿(mào)）有限公司；接觸角測(cè)量?jī)x，德國(guó)KRUSS公司；MARS60旋轉(zhuǎn)流變儀，熱電子（卡爾斯魯厄）有限公司；熒光光譜儀，英國(guó)愛丁堡儀器有限公司；pH計(jì)，賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司；磁力攪拌器，上海荊和分析儀器有限公司；恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；電子天平，上海精科天美科學(xué)儀器有限公司；漩渦混合器，上海亞榮生化儀器廠.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 核桃油脂肪酸組成的測(cè)定

根據(jù)文獻(xiàn)21」，略有改動(dòng).取一定量的核桃油，加人 3mL 硫酸甲醇溶液 （0.9mol/L） 和 1mL 甲苯，在 70^°C 水浴 2h 后加入正己烷和生理鹽水，2000rpm離心 10min ，取上清液用 Na₂SO₄ 干燥后采用氣相色譜法測(cè)定.色譜分析條件：FFAP彈性石英毛細(xì)管柱 （30m×0.25mm，0.3μm） ；升溫程序， 50^°C 保持 5min ，以 升到 230°C ，保持 20min ：FID檢測(cè)器溫度 270°C ;進(jìn)樣口溫度 250°C

1.2.2乳蛋白包被的核桃油乳液的制備

參考文獻(xiàn)[22]，略有改動(dòng).將WPI、CAS分散到10mM 磷酸鹽緩沖溶液 （pH 7. 0） 中，室溫下攪拌2h ，中途加入疊氮鈉，在 4C 下過夜以使其水合.將茶多酚（基于最終乳液的體積，含量為 0%0.025% 、0.05%0.025%0.1%0.3%0.3%0.5%0.5%0%0.3% 溶解在2mL 乙醇中.將這些溶液吸移到玻璃燒杯中，將乙醇用氮?dú)庹舭l(fā).然后將WPI、CAS溶液（ 95% ， w/v） 和核桃油 （5%，w/v） 添加到裝有不同茶多酚濃度的燒杯中，并通過高速剪切器在 19 000rpm 下粗乳化2min.將得到的粗乳液在 50MPa 下均質(zhì)化3次，得到均勻乳蛋白包被的 O/W 乳液.用 100mM 或1000mM 的NaOH或HCl溶液將乳液的 pH 值調(diào)節(jié)至7.0.將所有樣品于 50^°C 存放 0d.1d.4d 或 ⁷d 1.2.3乳蛋白濃度對(duì) O/W 乳液穩(wěn)定性影響.

參照1.2.2節(jié)方法，分別配置WPI和CAS不同濃度 （0.1%0.3%0.0.5%.1.0%，w/v） 的溶液，制備成未添加茶多酚的乳液.將乳液于 50^°C 放置7d觀察乳液是否分層，同時(shí)在 0d，1d，4d，7d 分別視覺觀察乳滴的形貌，以表征乳液的穩(wěn)定情況，從而研究WPI和CAS及其不同濃度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響.

1.2.4 乳液液滴粒徑和粒徑分布的測(cè)定

所有乳液儲(chǔ)存od、1d、4d或7d后，先將樣品用 10mM PBS（ pH7.0） 稀釋200倍，目的是消除多重散射對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，阻止其干擾測(cè)定結(jié)果.使用納米粒度及ZETA電位測(cè)試儀在 25‰ 下分析乳液液滴的平均粒徑和粒徑分布.粒度數(shù)據(jù)記錄d_4，3 值.重復(fù)三次測(cè)量后計(jì)算平均值.

1. 2.5 乳液液滴表面電位的測(cè)定

參照1.2.4節(jié)，在 25°C 下將稀釋后的樣品加入到指定的比色血內(nèi)，放入電位儀中，設(shè)置好各項(xiàng)指標(biāo)之后，開始進(jìn)行電位的測(cè)定.重復(fù)三次測(cè)量后計(jì)算平均值.

1.2.6 茶多酚對(duì)乳蛋白界面層界面張力影響

參考文獻(xiàn)[23]方法，稍作修改.將適量的蛋白質(zhì)樣品溶解在磷酸鹽緩沖溶液中來(lái)制備水相，選擇核桃油為油相.將注射器吸入待測(cè)液體（注射器內(nèi)不得有氣泡，否則擠壓時(shí)氣體壓縮會(huì)使液滴外形變化影響讀數(shù)），裝上針頭，固定在帶旋轉(zhuǎn)絲桿的支架上，再將支架固定在工具顯微鏡載物臺(tái)上.比色Ⅲ中裝入核桃油，測(cè)表面張力，放在支架當(dāng)中，旋動(dòng)絲桿，先擠出數(shù)滴液體（避免氣泡產(chǎn)生影響），然后再慢慢擠出液體，立刻用顯微鏡測(cè)滴液的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可得出界面張力.

1.2.7茶多酚對(duì)乳蛋白流變學(xué)特性影響

參考Li等[24]的方法，使用MARS6O旋轉(zhuǎn)流變儀和 35mm 不銹鋼平行板測(cè)量乳液的流變特性.主要參數(shù)設(shè)置為：溫度 （25C） ，測(cè)量間隔0 .1mm? ，平衡時(shí)間（ 3min ）.共進(jìn)行了三次表觀粘度測(cè)定，數(shù)據(jù)記錄在 0. 01～100s^-1 剪切速率范圍內(nèi)，通過兩個(gè)平行板之間的旋轉(zhuǎn)剪切.

1.2.8茶多酚對(duì)乳蛋白內(nèi)源熒光特性影響

將新鮮乳液用磷酸鹽緩沖液（ ?pH 7. 0） 稀釋200倍，采用熒光光譜儀測(cè)定所有稀釋后乳液的內(nèi)源熒光強(qiáng)度.WPI乳液激發(fā)波長(zhǎng)為 306nm ，發(fā)射波長(zhǎng) 373nm ，記錄范圍為 360～400nm ;CAS乳液激發(fā)波長(zhǎng)為 297nm ，發(fā)射波長(zhǎng) 362nm ，記錄范圍為355～380nm ;分析記錄其熒光強(qiáng)度.

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS20.O統(tǒng)計(jì)軟件和Origin2021軟件分別進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及圖形繪制.通過單因素方差分析（ANOVA）確定樣本間的顯著性， plt;0. 05 表示差異顯著，所得試驗(yàn)結(jié)果采用三次重復(fù)試驗(yàn)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 （M±SD） 的形式進(jìn)行表示.

2 結(jié)果與討論

2.1 核桃油的脂肪酸組成

對(duì)核桃油進(jìn)行脂肪酸組成及含量分析，結(jié)果如表1所示.由表1可知，核桃油中脂肪酸的組成含飽和脂肪酸 9.0% ，不飽和脂肪酸為主要組成部分占 91.0% ，其中亞油酸含量最高，其次是油酸和亞麻酸.不飽和脂肪酸中亞油酸和亞麻酸為多不飽和脂肪酸，占 73.4% ，這與前人的研究結(jié)果一致[2，3]

表1核桃油脂肪酸組成及含量

注： a～f 不同字母表示核桃油不同脂肪酸組成間差異顯著 （plt;0.05） 0

2.2乳蛋白濃度對(duì)O/W乳液物理穩(wěn)定性影響

O/W乳液最重要的物理特性是其穩(wěn)定性，蛋白質(zhì)乳液自身穩(wěn)定性是探究茶多酚對(duì)其影響的基礎(chǔ)，而蛋白質(zhì)濃度是制備穩(wěn)定的蛋白質(zhì)乳液物的最為關(guān)鍵的因素，因此，本研究首先考察了蛋白質(zhì)濃度對(duì)乳液穩(wěn)定性影響.

視覺形貌觀察可以直觀的反映出乳液的穩(wěn)定性，基于此，本研究將不同濃度的WPI和CAS乳液在 50^°C 的烘箱中放置7d，通過視覺形貌觀察來(lái)探究不同乳蛋白及其濃度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響.50°C 放置7d的視覺觀察圖如圖1所示.

圖1乳蛋白O/W乳液的視覺觀察圖

如圖1所示，蛋白質(zhì)濃度對(duì)含PUFA乳液體系有重要影響，WPI與CAS蛋白濃度較低時(shí)，如兩者濃度都為 0.1% ，乳液存放1d后失穩(wěn)并且出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象（圖中箭頭所指），表明較低的濃度的蛋白不能完全覆蓋油-水界面膜，而導(dǎo)致油滴合并分層，最終導(dǎo)致體系破乳[25]；圖1還顯示，隨著WPI和CAS蛋白濃度的提高，乳液的物理穩(wěn)定性均有所增強(qiáng).當(dāng)WPI濃度 ≥0.3% 時(shí)，乳液存放7d后乳液均勻一致，無(wú)明顯分層情況，與此同時(shí)，當(dāng)CAS濃度 ≥0.3% 時(shí)，乳液存放7d后也無(wú)分層情況，因此，制備穩(wěn)定的乳蛋白乳液WPI與CAS的最低濃度皆為 0.3% ，并應(yīng)用于后續(xù)研究.

2.3茶多酚對(duì)乳蛋白乳液物理穩(wěn)定性影響

2.3.1 茶多酚對(duì)乳液粒徑的影響

乳液的粒徑大小是衡量乳液物理穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，其中 d_4，3 為乳液液滴體積平均直徑，由于油相密度小于水相，油滴粒徑若較大，油滴會(huì)較快上浮到乳液表面形成乳層；反之，較小的乳液粒徑可以使乳液在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，減少沉降或上浮現(xiàn)象的發(fā)生，因此， d_4，3 經(jīng)常被用于評(píng)估粒徑大小和乳液的物理穩(wěn)定性.由此，本研究采用 d_4，3 探查茶多酚對(duì)乳液粒徑的影響，其結(jié)果如圖2所示.

圖2茶多酚濃度對(duì)乳液液滴粒徑的影響（圖中A～D 不同字母表示W(wǎng)PI和CAS乳液同一濃度不同儲(chǔ)藏天數(shù)組間差異顯著（ （plt;0.05） ；圖中a～g 不同字母表示W(wǎng)PI和CAS乳液同一儲(chǔ)藏天數(shù)不同濃度組內(nèi)差異顯著 （plt;0.05） ）

由圖2可知，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，由兩種乳蛋白制備的乳液粒徑均逐漸增大，表明液滴逐漸發(fā)生聚集，體系的穩(wěn)定性均有所下降.圖2同時(shí)表明，茶多酚應(yīng)用于蛋白乳液，其濃度對(duì)乳液粒徑有明顯的影響，可見，茶多酚與蛋白質(zhì)存在互作，可能影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其理化性質(zhì)，并最終影響蛋白質(zhì)包被油滴的物理穩(wěn)定性[26].從圖2還可以看出，茶多酚對(duì)乳液粒徑總體趨勢(shì)為：茶多酚濃度較高時(shí)，初始乳滴粒徑較大，且乳液在儲(chǔ)存期間粒徑快速增大，致使體系穩(wěn)定性降低；而茶多酚濃度較低時(shí)，其對(duì)粒徑的具體影響因乳蛋白種類不同而異.

圖2（a）顯示，與空白對(duì)照組相比，WPI乳液加人 0.025% 和 0.05% 茶多酚可以減少初始油滴大小，并降低儲(chǔ)藏期間油滴聚集的程度.且含0.025% 茶多酚的乳液體系在儲(chǔ)存7d后粒徑增長(zhǎng)速率（ 16.7% 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于含 0.05% 茶多酚的乳液體系 （55.6%） ，這表明 0.025% 的茶多酚能更有效的提高WPI乳液的物理穩(wěn)定性.而茶多酚添加量≥0.1% 時(shí)，初始乳液粒徑高于空白對(duì)照組，且增長(zhǎng)速率隨著茶多酚濃度的增加逐漸上升，表明高濃度的茶多酚乳液中液滴發(fā)生聚集，促使WPI乳液的物理穩(wěn)定性下降.與之相對(duì)應(yīng)，圖2（b）顯示，CAS乳液中加入 0.1% 茶多酚可降低初始液滴的粒徑，并降低了儲(chǔ)藏期間油滴聚集程度.其余濃度的茶多酚液滴粒徑均高于同日對(duì)照組，可見，采用 0.1% 茶多酚可提升CAS乳液的物理穩(wěn)定性.茶多酚對(duì)兩種乳蛋白乳液粒徑影響的差異可能源于蛋白質(zhì)自身不同結(jié)構(gòu)及特性[27].

由圖2還可以看出，WPI初始乳液粒徑小于CAS乳液.有研究指出，球狀蛋白質(zhì)（乳清蛋白主要組分）形成的乳液，其粒徑小于彈性蛋白質(zhì)（如酪蛋白）[28，29].當(dāng)前研究結(jié)果與上述報(bào)道一致.更有趣的是，兩種乳蛋白加入最適濃度的茶多酚形成的乳液，WPI體系的穩(wěn)定性高于CAS乳液，如0.025%TP+WPI 乳液及 0.1%TP+CAS 乳液在50^°C 恒溫儲(chǔ)存7d后粒徑增幅分別為 16.7% 和48.2% ，分析可知，WPI具有較為緊密的球狀三維結(jié)構(gòu)，在界面吸附時(shí)，能夠緊密地排列在油水界面上，形成相對(duì)致密的界面膜.這層膜能夠更有效地降低界面張力，促使油滴在乳化過程中分散成較小的粒徑，從而形成粒徑較小的乳液.而CAS的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為松散，具有一定的彈性和柔韌性.這種松散的結(jié)構(gòu)在油水界面吸附時(shí)，分子間的排列相對(duì)不夠緊密，形成的界面膜相對(duì)較疏松.在乳化過程中，對(duì)于降低界面張力和控制油滴分散的能力相對(duì)較弱，導(dǎo)致形成的乳液粒徑較大[30].

2.3.2茶多酚對(duì)乳液粒徑分布的影響

乳液粒徑分布也是影響乳液物理穩(wěn)定性的重要因素之一.當(dāng)乳液粒徑分布較窄時(shí)，乳液中的液滴大小較為均勻，液滴之間的相互作用相對(duì)一致，乳液的穩(wěn)定性較好.相反，當(dāng)乳液粒徑分布較寬時(shí)，大液滴可能會(huì)因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)等原因與小液滴碰撞，導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降[31].鑒于此，本研究通過測(cè)定乳液的粒徑分布曲線（PSD），進(jìn)一步探究茶多酚對(duì)該體系穩(wěn)定性影響，結(jié)果如圖3所示.

從圖3可以看出，WPI與CAS乳液粒徑在儲(chǔ)存前后基本呈單峰分布，但儲(chǔ)存后的乳液PSD不同程度的向右偏移，表明隨貯藏后乳液粒徑增大，乳液穩(wěn)定性降低，與上述關(guān)于粒徑的研究基本一致.圖3還可以看出，WPI乳液粒徑分布相對(duì)較窄1 （300～1200nm） ，且曲線向右移位較小，而CAS乳液粒徑分布較寬 （300～2200nm） ，曲線向右移位較大，此研究再次證明WPI穩(wěn)定的O/W乳液的物理穩(wěn)定性高于CAS穩(wěn)定的乳液體系.

圖3茶多酚濃度對(duì)乳液粒徑分布的影響（圖中圓形曲線表示乳液儲(chǔ)藏0d的粒徑分布；圖中三角形曲線表示乳液儲(chǔ)藏 7d 的粒徑分布）

圖3（a）顯示，對(duì)于含有 0.025% 和 0.05% 茶多酚的WPI乳液，PSD曲線的向右偏移的程度小于對(duì)照組，尤其是含 0.025% 茶多酚的乳液，儲(chǔ)存前后兩條PSD曲線幾乎重疊，該研究結(jié)果進(jìn)而驗(yàn)證了WPI乳液中加入 0.025% 茶多酚可以獲取最高的穩(wěn)定性，而較高濃度 （?0.075% 的茶多酚導(dǎo)致PSD曲線向右偏移程度較大，乳液穩(wěn)定性降低.與之對(duì)應(yīng)，圖3（b）顯示，含有 0.1% 茶多酚的CAS乳液，PSD曲線的向右偏移的程度小于對(duì)照組，而其余濃度PSD曲線不僅存在不同程度向右偏移，且分布較寬.該研究再次證實(shí)， 0.1% 茶多酚應(yīng)用于CAS乳液可以增強(qiáng)體系的物理穩(wěn)定性，其余濃度的茶多酚促使該體系穩(wěn)定性下降.

2.3.3 茶多酚對(duì)乳液 5 電位的影響

蛋白質(zhì)表面有可解離的堿性氨基酸與酸性氨基酸基團(tuán)，因此蛋白質(zhì)形成的乳液通常帶有電荷，可以產(chǎn)生靜電排斥，促使乳液分散[32].因此，可以通過測(cè)定乳液電位了解乳液的穩(wěn)定性.

圖4為茶多酚濃度對(duì)乳液電位的影響.從圖4可以觀察到，所有的乳液都是負(fù)值，本研究體系pH為7.O，高于兩種乳蛋白的等電點(diǎn)（pD，其中WPI的等電點(diǎn)5.1，CAS等電點(diǎn)4.6，因此，乳液帶負(fù)電.這與以前研究相一致[33].圖4還表明，乳液分別儲(chǔ)藏 0～7 d后，電位呈絕對(duì)值增加趨勢(shì).這可能是因?yàn)樵?50^°C 高溫下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，乳液體系逐漸失穩(wěn)，乳液液滴之間發(fā)生絮凝、聚結(jié)等現(xiàn)象，使得界面空間增大，蛋白質(zhì)的帶負(fù)電基團(tuán)疊加，負(fù)電勢(shì)增大[34].

圖4茶多酚濃度對(duì)乳液電位的影響

（圖中 A～C 不同字母表示W(wǎng)PI和CAS乳液同一濃度不同儲(chǔ)藏天數(shù)組間差異顯著 （plt;0.05） ：圖中 a～e 不同字母表示W(wǎng)PI和CAS乳液同一儲(chǔ)藏天數(shù)不同濃度組內(nèi)差異顯著（ （plt;0.05） ）

從圖4同時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩種乳蛋白乳液中引入茶多酚導(dǎo)致電位絕對(duì)值有不同程度的提高，茶多酚在中性pH呈現(xiàn)弱負(fù)電性，其自身所帶的負(fù)電荷有可能引入到液滴表面，從而增強(qiáng)了乳液帶電性，該研究結(jié)果進(jìn)一步說明茶多酚與乳蛋白存在互作.以往研究指出，茶多酚會(huì)通過共價(jià)或非共價(jià)的方式和蛋白質(zhì)反應(yīng)，改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而改變了帶電基團(tuán)的位置，進(jìn)而改變?nèi)橐河偷谓缑鎺щ娞匦约叭橐后w系的穩(wěn)定性[35，36].

圖4（a）顯示，WPI乳液形成后立即添加0.025% 茶多酚使 5 電位絕對(duì)值顯著提高，負(fù)電荷增多，從而增強(qiáng)油滴靜電排斥力，提升乳液物理穩(wěn)定性；但茶多酚的濃度繼續(xù)增大導(dǎo)致乳液 5 電位值開始下降，可見，茶多酚應(yīng)用于WPI乳液的制備，其最適濃度為 0.025% .與之對(duì)比，圖4（b）CAS乳液形成后添加 0.1% 茶多酚可使 5 電位絕對(duì)值達(dá)到最大，繼續(xù)提高茶多酚的濃度乳液 5 電位絕對(duì)值反而開始下降，可見，茶多酚應(yīng)用于CAS乳液的制備，最適的濃度是 0.1%.

2.4茶多酚對(duì)乳蛋白界面張力的影響

油水界面存在的界面張力促使液滴傾向于聚結(jié)以減小界面面積，導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定.降低界面張力有助于液滴的分散和乳液的形成.因此，界面張力是衡量乳液體系形成的難易程度及乳液穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[37].由此，本研究進(jìn)一步探究了茶多酚對(duì)兩種蛋白質(zhì)的油水界面張力的影響，結(jié)果如圖5所示.

比較圖5（a）、（b）可清楚看出，尚未添加茶多酚的WPI及CAS油水初始界面張力分別為 20.99± 0.29mN/m.15.67±0.20mN/m ，說明最初CAS比WPI更容易形成油水界面層，這歸因于兩種乳蛋白不同是分子形貌與特性，如前論述，酪蛋白是一種無(wú)規(guī)卷曲的大分子，分子柔韌性較強(qiáng)，因此能快速在油水界面鋪展，形成蛋白質(zhì)界面層；相反，乳蛋白是球形大分子，大量的疏水基團(tuán)包裹于分子內(nèi)部，導(dǎo)致其在油水界面鋪展較緩，蛋白質(zhì)界面層形成較慢[27]。然而，進(jìn)一步觀察兩種蛋白平衡界面張力，并分析其界面壓差γ（界面張力初始值與平衡值之差），WPI形成的界面壓差γ為 17.28±0.27mN/m ，顯著高于CAS形成的γ為 12.60±0.13mN/m ，表明WPI降低油水界面張力的能力高于CAS，因此，WPI乳液的物理穩(wěn)定性較高.

圖5還顯示茶多酚的引入顯著降低了油水界面初始值，可見，茶多酚與蛋白質(zhì)互作影響蛋白質(zhì)界面活性.另外，圖5（a）顯示，較低濃度的茶多酚（如 0.025%.0.05%） 引入WPI形成的油水界面，平衡后界面張力接近或低于空白對(duì)照，而較高濃度反而提升界面張力平衡值，可見較高濃度的茶多酚對(duì)乳液體系穩(wěn)定性起反作用.觀察圖5（b），茶多酚對(duì)CAS形成的油水界面具有相似的影響，茶多酚濃度較低時(shí) ?TP?0.1% 較高濃度茶多酚（ TP? 0.3% 反而提高了界面張力平衡值，不利于形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)乳液體系.更重要的是，圖5（a）、（b）顯示， 0.025%.0.1% 茶多酚分別引入WPI、CAS油水界面時(shí)，界面張力平衡值最低，可見，形成穩(wěn)定的WPI、CAS油水界面的茶多酚濃度分別 0.025% 、0.1% ，進(jìn)一步印證上述研究.

圖5茶多酚濃度對(duì)乳蛋白界面張力的影響2.5茶多酚對(duì)乳液流變學(xué)特性的影響

乳液在外力作用下的流動(dòng)和變形，且其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對(duì)外力具有響應(yīng)作用，這種特性是其流變性特性.乳液流變學(xué)特性直接影響乳液黏性、穩(wěn)定性、加工工藝及其使用性能（如涂抹性、鋪展性等）.表觀黏度是測(cè)定乳液流變學(xué)特性重要指標(biāo)之_[38.39].圖6表示茶多酚濃度對(duì)乳液表觀粘度的影響結(jié)果.

由圖6可知，隨著剪切速率從 0.01s^-1 增加到100s^-1 ，乳液的表觀粘度整體呈現(xiàn)剪切變稀的趨勢(shì)，兩種蛋白質(zhì)乳液均為假塑性流體.從圖6還可以看出，乳液中添加茶多酚總體提升了乳液的表觀粘度，可見，茶多酚引入提高了蛋白質(zhì)乳液油滴間的相互作用和碰撞頻率，乳液總體黏度增大.圖6同時(shí)顯示，茶多酚引入未改變蛋白質(zhì)乳液體系剪切變稀的特性.比較圖6（a）與圖6（b）發(fā)現(xiàn)，茶多酚應(yīng)用于WPI乳液，其表觀黏度曲線較為分散，而CAS乳液黏度曲線較為集中，因此，茶多酚對(duì)WPI包被的油脂流變性影響大于CAS，這可能歸因于茶多酚與這兩種乳蛋白之間不同作用，以及乳滴粒徑、濃度、界面性質(zhì)等差異.觀察圖6（a），發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊現(xiàn)象，WPI乳液添加 0.075% 茶多酚后，剪切速率 0.01s^-1 時(shí)，乳液表觀粘度最高，而剪切速率100s^-1 時(shí)，乳液表觀粘度最低，即 0.075% 茶多酚使WPI乳液快速剪切變稀，其原因不明，有待后續(xù)進(jìn)一步探究.

圖6茶多酚濃度對(duì)乳液表觀粘度的影響2.6茶多酚對(duì)乳液內(nèi)源熒光特性的影響

乳蛋白含有色氨酸，具有內(nèi)源熒光.蛋白質(zhì)熒光強(qiáng)度變化可以反映探究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其分子微環(huán)境的改變[40]，圖7為茶多酚濃度對(duì)乳液內(nèi)源熒光強(qiáng)度的影響.圖7表明，茶多酚應(yīng)用導(dǎo)致兩種乳液熒光曲線整體發(fā)生向上或向下垂直移位，即熒光強(qiáng)度統(tǒng)一增大或減小.以往學(xué)者研究[41]顯示，茶多酚與蛋白質(zhì)在單純的溶液中互作，其曲線波谷的熒光強(qiáng)度（熒光強(qiáng)度的最低值）基本相同，茶多酚僅對(duì)波峰（熒光強(qiáng)度的峰值）有影響，可見，茶多酚對(duì)乳液體系中蛋白質(zhì)影響有別于單純的溶液，這是由于乳液是多相體系，蛋白質(zhì)所處的微環(huán)境比較復(fù)雜，其中油相、水相、以及蛋白質(zhì)在界面不同分布都將影響茶多酚與蛋白質(zhì)作用，進(jìn)而影響其熒光的激發(fā)與發(fā)射.

圖7茶多酚濃度對(duì)乳液熒光特性的影響

為分析茶多酚在兩種蛋白質(zhì)乳液中其熒光特性差異，本研究對(duì)圖7熒光曲線進(jìn)一步處理，利用熒光強(qiáng)度的最大值（峰值）與最小值（波谷值）之差即熒光強(qiáng)度極差（FIR）來(lái)表征茶多酚對(duì)兩種體系熒光強(qiáng)度影響，結(jié)果如圖8所示.

由圖8可以看出，空白對(duì)照WPI乳液的FIR高于對(duì)應(yīng)的CAS乳體系，這與乳清蛋白中較高含量色氨酸有關(guān).圖8還表明，隨著茶多酚濃度的增加，WPI乳液FIR呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，說明茶多酚對(duì)乳清蛋白熒光有淬滅作用.有研究指出，茶多酚與蛋白質(zhì)互作，尤其與疏水氨基酸基團(tuán)如色氨酸殘基互作，直接阻斷熒光基團(tuán)的激發(fā)態(tài)能量釋放，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低[42].與之對(duì)比，低濃度的茶多酚反而稍稍提高了CAS體系的FIR，而高濃度表現(xiàn)出熒光淬滅現(xiàn)象.這可能是由于酪蛋白分子柔韌性較高，易于在界面舒展，低濃度茶多酚促使其疏水基團(tuán)更容易插入疏水油相，進(jìn)而增大其熒光強(qiáng)度.

圖8茶多酚濃度對(duì)乳液熒光強(qiáng)度極差的影響

3結(jié)論

本研究以富含PUFA的核桃油作為油相，分別以含WPI、CAS為乳化劑，制備乳蛋白O/W乳液，探究茶多酚對(duì)該乳液物理特性的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制備乳蛋白包被的穩(wěn)定的O/W乳液最低濃度是 0.3% ；隨著的儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，WPI與CAS乳液粒徑逐漸增大，粒徑分布曲線不同程度的向右偏移，電位絕對(duì)值增加，乳液的穩(wěn)定性均有下降趨勢(shì)，但WPI高于CAS.茶多酚應(yīng)用于這兩種乳液，對(duì)其穩(wěn)定性（包括粒徑、粒徑分布、電位）、界面張力、流變學(xué)特性及熒光特性有重要影響，其中添加0.025% 茶多酚WPI包被的O/W乳液及添加0.1% 茶多酚CAS包被體系獲得最高的穩(wěn)定性及最低的界面張力平衡值，兩種乳液呈現(xiàn)剪切變稀的現(xiàn)象，茶多酚引入提高了乳液的表觀粘度，但未改變體系剪切變稀的特性；低濃度茶多酚對(duì)WPI乳液表現(xiàn)為熒光淬火特性，而對(duì)CAS體系顯現(xiàn)為熒光增強(qiáng)，但高濃度茶多酚對(duì)兩種乳液體系皆表現(xiàn)為熒光淬滅作用.

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【責(zé)任編輯：陳 佳】