使用LUMiSizer®评估椰子分离蛋白乳化

摘要:许多食品是多相分散的系统,如牛奶、冰淇淋和黄油。多糖和蛋白质经常被用于食品乳液设计。目前,动物蛋白在食品工业中主要用作乳液稳定剂。然而,植物蛋白正逐渐成为动物蛋白的替代品。植物蛋白的溶解度通常比动物蛋白差。溶解度是影响乳化性能的重要因素之一。此外,无论溶解度如

许多食品是多相分散的系统,如牛奶、冰淇淋和黄油。多糖和蛋白质经常被用于食品乳液设计。目前,动物蛋白在食品工业中主要用作乳液稳定剂。然而,植物蛋白正逐渐成为动物蛋白的替代品。植物蛋白的溶解度通常比动物蛋白差。溶解度是影响乳化性能的重要因素之一。此外,无论溶解度如何,蛋白质乳化剂都必须具有足够的疏水基团。因此,通过物理和化学方法修饰植物蛋白对于制备稳定的乳液至关重要。蛋白质的界面柔韧性是影响其功能特性的关键因素。

本文研究了脉冲光耦合弱碱循环(pH 7→9→7)处理椰子分离蛋白(CPI)时,界面柔韧性对其乳化能力的影响。

1. 材料和方法

1.1 CPI溶液的制备

CPI粉末在5mm磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液(pH 7.0)中充分溶解,制备50.0 mg/mL样品溶液,4℃水化过夜。7100 g离心20 min,除去少量不溶性物质,以CPI为对照(43.62 mg/mL, BCA法测定)。弱碱循环时,用2 M NaOH将CPI溶液的pH调至9.0,搅拌2 h,再调至7.0。该样本命名为CPI-9。联合处理时,CPI和CPI-9样品立即用0.76 W/cm2/nm光强(uv200, Limego光敏技术有限公司,中国深圳)的5 Hz脉冲光处理120 s。脉冲光处理后,pH值中和为7.0。样本分别定义为PCPI和PCPI-9。

1.2乳液的制备

采用高速分散器将不同处理的CPI溶液(43.62 mg/mL)与MCT油(8:2,v/v)混合,然后在20,000 rpm下剪切3 min。

1.3 物理稳定性分析

使用 LUMiSizer®进行测试,转速:4000 rpm、测试时长:50min、温度:25 ℃。

2. 结果与分析

2.1 乳液稳定性


图1 CPI稳定的乳状液透光率图谱(A)、积分透光率随时间的变化(B)、积分透光率变化速率(C)、不稳定指数随时间的变化(D)和不稳定指数(E)。

通过透光率图谱记录乳液的颗粒迁移行为(图1A)。乳液最初是一个均匀的体系,随着实验的进行,乳液变得不稳定,油滴向上迁移。最后一条绿线表示以4000rpm离心后的最后一个透光率谱线。因此,图谱变化越小意味着乳液越稳定。用PCPI-9稳定的乳液表现出比其他样品更稳定。为了直观地比较透光率图谱的变化,积分透射随时间的变化如图1B所示,积分透光率在离心过程中增加,这表明乳液变得越来越不稳定。经过处理后的样品积分透光率和透光率变化速率比对照组低,尤其是在用脉冲光与弱碱循环耦合处理的样品PCI-9中(图1C)。同时,随时间变化的不稳定性指数和最终不稳定性指数显示出相同的结果(图1D和E)。由PCPI-9制备的乳液的不稳定性指数为0.401,这可能是由于形成了能够抵抗油滴聚结的弹性界面层。


2.2 CPI乳液的微观结构特征

图2 CPI稳定的乳液的CLSM图像

图2显示,CPI可以紧密地锚定在油滴的界面上,这意味着O/W乳液的形成。同时,观察到PCPI-9稳定的较小油滴,这有利于乳液的稳定性。

3. 结论

本文研究了脉冲光和弱碱循环处理CPI后蛋白质结构、界面柔性和乳化性能的变化。处理后,CPI经历了一个结构展开和重折叠过程,导致疏水基团的暴露和较小的聚集物的形成。较小的凝聚体促进了在油水界面处产生更薄但高度柔性的层,CPI的离心稳定性、乳化活性和乳化稳定性都得到了显著提高。结果表明,PCPI-9形成的界面层柔性结构能够阻止油滴的聚结和分离。这些结果将为椰子蛋白作为乳液型食品添加剂提供一个新的视角。

来源:爱时尚周公子

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