淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定Pickering乳状液性质
淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定Pickering乳状液性质王 然1,2，刘 颖1，刘 洋1,*，刘黎红1，蔡 勇1，张春玉1,3，温慧颖1
（1.长春职业技术学院食品与生物技术学院，吉林 长春 130033；2.吉林大学生物与农业工程学院，吉林 长春 130022；
3.东北师范大学生命科学学院，吉林 长春 130024）
摘 要：制备淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定的Pickering乳状液。以流体动力学直径、Zeta电位、界面张力、粒度、界面蛋白浓度、脂肪部分聚结率、流变性和光学显微镜观察为指标，研究淀粉微粒质量浓度变化对Pickering乳状液性质的影响。结果表明，淀粉微粒质量浓度变化显著影响协同体系流体动力学直径、Zeta电位和界面张力。当淀粉微粒质量浓度为0.04 g/100 mL时，其与酪蛋白酸钠协同稳定的Pickering乳状液表现剪切稀释特性，乳状液表面积平均直径和体积平均直径最小，分别为3.50 μm和1.97 μm；界面蛋白浓度和脂肪部分聚结率最高，分别为3.90 mg/m2和7.98%；分散相脂肪球直径最小，为4.11 μm，表明淀粉微粒在一定质量浓度范围内对酪蛋白酸钠的界面活性起到促进作用，两者能够共同维持Pickering乳状液稳定。
关键词：淀粉微粒；酪蛋白酸钠；界面性质；Pickering乳状液；稳定性
乳状液是一种以水包油或油包水形式稳定分散相的胶体分散系统，在食品工业中具有重要的地位，近年来多被研究用于荷载生物活性物质，发挥着改善生物利用率、控制有效成分释放以及延缓脂质氧化等方面的作用。乳状液是热力学不稳定体系，易发生相分离以降低油水界面接触面积并减少体系自由能，因此，油水界面组成成分和结构等界面性质是影响乳状液稳定的主导因素。
乳化剂通过延缓或阻止脂肪球聚结以维持乳状液体系的稳定性，其作用途径主要包括降低体系油水界面张力、改善界面膜黏弹性、增加本体相（连续相）黏度、提供空间位阻以及提供静电排斥作用等。传统乳化剂（如蛋白质）由于其具备亲水、亲油双重性质，所以能吸附到油水界面并形成界面膜，从而发挥增加界面面积、阻碍脂肪球聚结的作用。然而，由传统乳化剂形成的界面膜易发生陈化现象，导致乳状液发生物理性状或化学成分等方面的不稳定变化。颗粒作为新型乳化剂，由于其较高的表面能和油水双重润湿性质，能够相对快速的达到油水界面；较高的解吸能则帮助颗粒不可逆地吸附到油水界面上，形成一道空间屏障，并能防止脂肪球聚结；同时，在连续相的颗粒能通过相互作用形成三维网状结构，进而维持乳状液的高物理稳定性；除此之外，由颗粒稳定的乳状液能够适应食品加工工序，在食品工业中具有广阔的应用前景。
近年来，国内外学者大量报道利用蛋白质、碳水化合物和脂质等生物源颗粒稳定乳状液的相关研究。然而，利用生物源颗粒和传统乳化剂共同维持食品乳状液稳定方面的研究还鲜见报道。目前，传统乳化剂应用广泛，其在使用成本和乳化效果等方面仍具有一定优势，其中，酪蛋白酸钠是天然乳液主要成分酪蛋白的钠盐，对乳状液的结构起着重要的作用。酪蛋白酸钠主要是通过静电排斥作用吸附到脂肪球表面，并且形成一层保护膜，进而发挥空间位阻效应，维持乳状液中脂肪球的良好分散状态，已有研究将酪蛋白酸钠用于制备纳米乳液并探讨其对乳液稳定性的影响。在实际应用中，酪蛋白酸钠通常需要搭配多种传统乳化剂才能共同维持乳状液的稳定作用。作为新型乳化剂，酯化改性玉米淀粉微粒具有来源广泛、环境友好、可再生、可降解等特点，多用于制备食品级Pickering乳液或用于制备食品活性成分载体或药物载体。有研究表明，淀粉微粒与酪蛋白酸钠的相互作用关系会对其所在液体体系的物理性质产生重要影响。因此，本研究采用酯化改性淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定Pickering食品乳状液，探讨淀粉微粒和酪蛋白酸钠的协同稳定机制及其对Pickering乳状液界面性质及稳定性的影响，以期为Pickering食品乳状液的开发和应用提供新思路和方法借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
酪蛋白酸钠（蛋白质量分数95%） 郑州华峰食品科技有限公司；棕榈油（融点39～41 ℃） 南海油脂工业有限公司；玉米油 九三粮油工业集团有限公司；羟丙基甲基纤维素（hydroxypropyl methylcellulose，HPMC）（食品级） 济南云飞化工有限公司；玉米淀粉微粒（粒径100～550 nm，水分4.8%） 实验室自制（利用醇沉法结合辛烯基琥珀酸酐酯化反应制备玉米淀粉微粒）；实验所用试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
OCA20视频光学接触角测量仪 德国DataPhysics公司；BT-9300ST激光粒度分布仪 丹东百特仪器有限公司；AR500流变仪 美国TA仪器（上海）有限公司；RVDV-III黏度测定仪 美国博勒飞公司；ESFSL-500均质乳化机 上海仪驰实业有限公司；IX81荧光显微镜奥林巴斯（中国）有限公司；UV-2550紫外-可见分光光度计 日本岛津公司。
1.3 方法
1.3.1 酪蛋白酸钠悬浮液与淀粉微粒悬浮液的制备
将酪蛋白酸钠、淀粉微粒分别分散于去离子水中，以60 r/min的速率搅拌2 h，配制成质量浓度分别为10 g/100 mL和0.2 g/100 mL的悬浮液。将上述2 种悬浮液进行稀释并混合搅拌1 h，配制成酪蛋白酸钠与不同质量浓度淀粉微粒的混合悬浮液样品，样品中酪蛋白酸钠质量浓度均为1 g/100 mL、淀粉微粒质量浓度分别为0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06 g/100 mL。
1.3.2 Pickering乳状液的制备
Pickering乳状液由18 g/100 mL棕榈油、1 g/100 mL酪蛋白酸钠、1 g/100 mL HPMC以及0～0.06 g/100 mL淀粉微粒调配而成。将棕榈油作为油相加热至60 ℃，再将酪蛋白酸钠、HPMC、淀粉微粒和去离子水作为水相倒入油相中，以600 r/min的速率搅拌30 min，再利用均质乳化机以10 000 r/min的速率对样品进行均质处理5 min，制成Pickering乳状液。将乳状液样品置于25 ℃水浴中冷却，并用带盖样品瓶封装，于4 ℃贮存24 h待测。
1.3.3 酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液流体动力学直径及Zeta电位的测定
采用配置纳米激光粒度仪的激光多普勒测速系统以及动态光衍射技术，分别研究质量浓度0～0.06 g/100 mL淀粉微粒对酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液的流体动力学直径和Zeta电位的影响。将乳状液样品用去离子水稀释至蛋白质质量浓度1.0 mg/mL。取1 mL稀释样品分别注入透明的一次性粒径检测样品池和Zeta电位检测样品池，待测样品中不能有气泡，检测前平衡时间设置为1 min。对每个乳状液样品进行3 次检测，检测结果取平均值。
1.3.4 乳滴尺寸及分布测定
参照Zhao Qiangzhong等方法，利用激光粒度分布仪检测Pickering乳状液中乳滴尺寸及分布情况。分散相的折射指数和吸收指数分别设置为1.414和0.001，连续相的折射指数设置为1.330。在样品检测池中，先用去离子水将样品稀释1 000 倍，然后进行乳滴尺寸及分布检测，得到表面积平均直径D和体积平均直径D。
1.3.5 界面张力测定
利用接触角测定仪检测不同样品的接触角，并且利用Young’s方程计算得到界面张力。采用液滴法测定淀粉微粒和酪蛋白酸钠混合液与固态油脂的静态接触角，测量范围为0°～180°。由仪器控制带有毛细针头的微量进样器，设置测定用液量为2 μL，每个样品至少在固态油脂表面取5 个点进行检测，测量结果分别去掉最大值和最小值，取剩余3 个数值的平均值。
1.3.6 界面蛋白浓度测定
参照Hu Hongyan等方法并适当修改。将Pickering乳状液样品20 g置于50 mL离心管中，10 000 r/min离心30 min。在离心力的作用下，未乳化的油脂密度最小，会浮到乳状液的表面形成油脂层，其次是被乳化的油脂形成乳化层，而水相的密度最大。离心后，将装有样品的离心管平稳的移动到4 ℃环境下，静置20 min，然后用铝制药勺将乳状液上层凝固的油脂移除。采用凯氏定氮法测定乳化层中界面蛋白的浓度，利用乳滴尺寸及分布数据计算界面蛋白浓度，如式（1）所示。
pagenumber_ebook=71,pagenumber_book=62
式中：Γ为界面蛋白浓度/（mg/m2）；MP为乳化层中蛋白质量/g；ME为乳化层质量/g；A为乳滴比表面积/（m2/g）。
1.3.7 脂肪部分聚结率测定
准确称取油红O色素0.015 g分散于玉米油1 000 g中，在室温（25 ℃）下，以40 r/min的速率搅拌12 h，制成油红O溶液。将Pickering乳状液与油红O溶液以2∶1的体积比混合均匀，置于20 mL离心管中，10 000 r/min离心30 min。移取乳状液样品上层红色油液至比色皿中，以玉米油为空白样品，利用紫外-可见分光光度计在520 nm波长下检测上层油液的吸光度。Pickering乳状液中部分聚结的脂肪含量会改变油红O溶液的吸光度，因此可以计算出乳状液中脂肪部分聚结率，即游离脂肪含量占全部脂肪含量的比例，如式（2）所示：
pagenumber_ebook=71,pagenumber_book=62
式中：φ为脂肪部分聚结率/%；MO为样品中油红O溶液的质量/g；ME为样品中Pickering乳状液的质量/g；A1为油红O溶液吸光度；A2为离心后上层红色油液吸光度；φ为Pickering乳状液中油脂的质量浓度/（g/100 mL）。
1.3.8 流变学特性测定
利用应力控制型流变仪对Pickering乳状液样品的流变学特性进行检测，仪器配制直径40 mm铝制平行板夹具，平行板夹具间隙1 000 μm，并且配备温度控制系统，确保所有样品的检测温度相同并保持在25 ℃，检测前的平衡时间为3 min。通过流变学参数剪切速率及表观黏度，对含有不同质量浓度淀粉微粒的Pickering乳状液样品的流变学特性进行研究。
1.3.9 乳液的微观结构
取Pickering乳状液样品1 mL，滴加到洁净载玻片中央，加盖盖玻片，置于显微镜载物台上，用40 倍光学显微镜进行观察，利用仪器自带软件Simple PCI获得乳状液显微结构图像。
1.4 数据统计
每组实验在相同条件下至少重复测定3 次，检测结果数值以pagenumber_ebook=71,pagenumber_book=62表示。利用软件SPSS 20.0对实验数据进行统计分析；采用粒度分布仪自带软件对Pickering乳状液液滴粒径进行测量和分析；利用软件Origin 8.0制图。
2 结果与分析
2.1 淀粉微粒质量浓度对酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液流体动力学直径及Zeta电位的影响
pagenumber_ebook=71,pagenumber_book=62
图1 淀粉微粒质量浓度对酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液流体动力学直径及Zeta电位的影响
Fig. 1 Effect of starch particle concentration on hydrodynamic diameter and zeta potential of sodium caseinate-starch particle mixture
由图1可知，淀粉微粒质量浓度由0 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL，混合液流体动力学直径由159.30 nm增加至217.50 nm。在pH值中性条件下，淀粉微粒和酪蛋白酸钠均带有负电荷，易发生静电排斥作用，导致淀粉微粒和酪蛋白酸钠之间的热力学不相容性，进而引发混合液流体动力学直径增大。
表面电荷密度的变化情况能有效反映酪蛋白酸钠和淀粉微粒两者的静电相互作用关系。如图1所示，在pH值中性条件下，不含淀粉微粒的酪蛋白酸钠检测液的Zeta电位为-19 mV；随着淀粉微粒质量浓度的增加，混合液的Zeta电位负电荷数呈现不同幅度的下降趋势；当淀粉微粒质量浓度增加至0.06 g/100 mL时，混合液的Zeta电位为-14 mV。这表明淀粉微粒与酪蛋白酸钠之间存在的静电相互作用是导致混合液Zeta电位负电荷数下降的主要原因。Ching等研究表明，在中性条件下，酪蛋白酸钠所带的负电荷多于颗粒所带的负电荷，因此混合液所带电荷受酪蛋白酸钠主导，酪蛋白酸钠和颗粒之间具有较强的静电排斥作用，进而阻止复合物的形成。Consoli等研究认为由于麦芽糊精等碳水化合物所带的负电荷极少，在湿热条件下，酪蛋白酸钠与麦芽糊精等碳水化合物反应体系的负电荷变化主要受酪蛋白酸钠影响。本实验前期研究中得出淀粉微粒所带负电荷-25 mV，多于酪蛋白酸钠所带负电荷数，结合Ching和Consoli等研究结果，推断本实验中酪蛋白酸钠与淀粉微粒混合液所带负电荷主要受淀粉微粒主导，并且两者之间产生一定的静电排斥作用。
2.2 淀粉微粒质量浓度对酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液界面张力的影响
pagenumber_ebook=72,pagenumber_book=63
图2 淀粉微粒质量浓度对酪蛋白酸钠-淀粉微粒混合液接触角及界面张力的影响
Fig. 2 Effect of starch particle concentration on contact angle and interfacial tension of sodium caseinate-starch particle mixture
界面张力是指两相界面之间存在的分子受到不同分子力场作用，由于界面不是绝对的平整、均匀，进而界面的受力作用不均匀而产生的结果。由图2可知，所有样品的接触角均在0°～90°范围内，说明混合液可以润湿油脂；接触角越小，说明混合液对油脂的润湿性越好。随着淀粉微粒质量浓度由0 g/100 mL增加至0.04 g/100 mL时，界面张力由25.66 mN/m下降至18.54 mN/m，这可能是由于淀粉微粒促进了酪蛋白酸钠的界面活性，进而降低了界面张力，提高了乳液的稳定性。当淀粉微粒质量浓度由0.04 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL时，界面张力由18.54 mN/m增加至19.96 mN/m，表明淀粉微粒超过一定浓度反而对酪蛋白酸钠的界面活性产生不利影响。其可能原因是淀粉微粒质量浓度增加导致混合液流体动力学直径增大（图1），进而导致酪蛋白酸钠界面吸附速率下降，界面张力增加；同时，过量的淀粉微粒与酪蛋白酸钠之间可能存在竞争吸附，这也是导致界面张力增加的主要因素。除此之外，Li Yaoxin等研究表明表面活性剂不仅能够阻止蛋白质的界面吸附，还能使已经吸附到油水界面的蛋白质发生解吸附，这也可能是淀粉微粒增大到一定程度后，界面张力增加的原因之一。
2.3 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液粒度的影响
pagenumber_ebook=72,pagenumber_book=63
图3 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液粒度的影响
Fig. 3 Effect of starch particle concentration on particle size of Pickering emulsions
由图3可知，未添加淀粉微粒乳状液的D值和D值分别为4.04 μm和2.13 μm；添加0.01 g/100 mL淀粉微粒的乳状液，其D值和D值均小于未添加的样品。当淀粉微粒质量浓度从0.01 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL时，乳状液的D值和D值均呈现先降低后升高的趋势，在0.04 g/100 mL时，乳状液的D值和D值均达到最小，分别为3.50 μm和1.97 μm。本研究中，淀粉微粒对Pickering乳状液的D值和D值产生了明显的影响。相关研究表明，在低离子浓度和体系pH值远离等电点条件下，酪蛋白酸钠主要通过静电斥力维持乳液稳定性；当在乳状液中添加淀粉微粒时，适量的淀粉微粒可以吸附到酪蛋白酸钠的表面，与酪蛋白酸钠产生协同作用，促进其在油水界面的平衡；当添加过多的淀粉微粒，淀粉微粒会包埋酪蛋白酸钠分子或者与酪蛋白酸钠在油水界面上产生竞争吸附，进而导致乳状液不稳定，发生D值和D值增加的现象。Hu Hongyan等研究发现再生纤维素颗粒的添加量对Pickering乳状液稳定性有显著影响，与本实验结果一致。
2.4 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液界面蛋白浓度的影响
本研究制备的Pickering乳状液，在乳化过程中，酪蛋白酸钠从水相吸附到脂肪球表面，防止小脂肪球聚集和大脂肪球的产生，进而维持乳状液的稳定性。如图4所示，未添加淀粉微粒的样品，其乳状液体系界面蛋白浓度最低（2.08 mg/m2）；当淀粉微粒质量浓度从0.01 g/100 mL增加至0.04 g/100 mL时，乳状液体系界面蛋白浓度呈现上升趋势，并在淀粉微粒质量浓度为0.04 g/100 mL时达到最大（3.90 mg/m2）；然而，当淀粉微粒质量浓度从0.04 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL时，体系界面蛋白含量由3.90 mg/m2下降至3.40 mg/m2，表明淀粉微粒与界面吸附蛋白发生协同吸附作用或竞争吸附作用，进而影响乳状液的稳定性。实验结果进一步说明，适量的淀粉微粒有助于提高油水界面酪蛋白酸钠的浓度，对酪蛋白酸钠的界面活性具有促进作用，然而当淀粉微粒质量浓度超过一定范围时，大量的淀粉微粒可能会包埋酪蛋白酸钠分子，导致酪蛋白酸钠表面活性降低，进而表现为油水界面酪蛋白酸钠浓度下降。
pagenumber_ebook=73,pagenumber_book=64
图4 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液界面蛋白浓度的影响
Fig. 4 Effect of starch particle concentration on surface protein concentration of Pickering emulsions
2.5 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液脂肪部分聚结程度的影响
乳析是乳状液不稳定的主要形式之一，主要表现为脂肪球上浮。在乳状液体系中，脂肪球的上浮速率与其直径呈正比。乳状液中分布着大量的小脂肪球，小脂肪球相互靠近发生黏结或相互碰撞导致脂肪球膜破裂，脂肪分子流出而发生聚结，产生大脂肪球。因此，脂肪球的黏结或聚结均可能导致乳析，进而影响乳状液的稳定性。Moens和Petrut等研究发现，乳液体系界面的组成成分及成分含量对脂肪部分聚结率起着至关重要的作用。
本实验中淀粉微粒能够提高乳状液连续相的黏度和分散相的分散程度，从而降低因脂肪球聚结而导致的乳状液体系不稳定现象。如图5所示，未添加淀粉微粒样品的乳状液体系脂肪部分聚结率为6.31%；当淀粉微粒质量浓度从0.01 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL时，乳状液体系的脂肪部分聚结率呈现先升高再降低的趋势；当淀粉微粒质量浓度为0.04 g/100 mL时，乳状液体系的脂肪部分聚结率达到最大（7.98%），与2.3节研究结果一致。淀粉微粒稳定乳状液的效果受淀粉微粒质量浓度的影响，当淀粉微粒质量浓度高于某一临界值（0.04 g/100 mL）时，淀粉微粒与酪蛋白酸钠之间的关系由界面协同吸附作用转变成界面竞争吸附作用，这会增加乳状液体系脂肪球的聚集，进而导致脂肪部分聚结率降低。
pagenumber_ebook=73,pagenumber_book=64
图5 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液脂肪部分聚结率的影响
Fig. 5 Effect of starch particle concentration on fat partial coalescence rate of Pickering emulsions
2.6 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液流变学特性的影响
pagenumber_ebook=73,pagenumber_book=64
图6 淀粉微粒质量浓度对Pickering乳状液流变学特性的影响
Fig. 6 Effect of starch particle concentration on rheological behavior of Pickering emulsions
如图6所示，随着淀粉微粒质量浓度的增加，乳状液的黏度呈现升高的趋势。当剪切速率从0.02 s-1增加至200 s-1，所有乳状液样品的黏度呈现下降的趋势，表现为非牛顿流体剪切稀释特性，这是由于剪切应力使乳状液中各成分分子发生拉伸，并且不同成分分子之间发生解缠作用，导致乳状液体系流动阻力减小，表现为黏度降低。在乳状液体系中，提高淀粉微粒质量浓度能够促使淀粉分子缠结率增加，阻碍乳状液的流动，导致乳状液黏度增加。Tzoumaki等研究甲壳素纳米晶稳定的水包油乳状液的流变学特性发现，当剪切速率小于200 s-1时，乳状液的黏度与甲壳素纳米晶的浓度呈正比；裴亚琼研究发现在低剪切速率下，乳液体系的黏度与淀粉微粒质量浓度呈正比，均与本实验结果一致。
2.7 不同淀粉微粒质量浓度Pickering乳状液的显微结构
如图7所示，未添加淀粉微粒的乳状液样品中分布着大量的大脂肪球，在显微镜视野中，最大的脂肪球直径为36.86 μm；随着淀粉微粒的添加，乳状液样品中大脂肪球的数量呈现先减少后增大的趋势，当时，乳状液样品中的脂肪球直径发生大幅度减小，最大脂肪球直径仅为4.11 μm。这表明低浓度淀粉微粒对酪蛋白酸钠的界面活性起到促进作用，并且帮助酪蛋白酸钠有效的吸附到油水界面上阻止脂肪球的聚结，且0.04 g/100 mL时淀粉微粒作用效果最好。
pagenumber_ebook=74,pagenumber_book=65
图7 不同淀粉微粒质量浓度的Pickering乳状液样品及其光学显微镜观察图
Fig. 7 Optical microscopic images of Pickering emulsions with various concentrations of starch particles
3 结 论
本实验采用淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定Pickering食品乳状液，通过调节淀粉微粒质量浓度，改变酪蛋白酸钠的界面吸附活性。结果表明，Pickering乳状液的稳定性受淀粉微粒质量浓度的影响。在淀粉微粒质量浓度由0 g/100 mL增加至0.06 g/100 mL的过程中，Pickering乳状液的粒度、分散相脂肪球直径均呈现先下降再升高的趋势，而体系界面蛋白浓度和脂肪部分聚结率则呈现先升高再下降的趋势；淀粉微粒与酪蛋白酸钠之间存在静电相互作用，随着淀粉微粒质量浓度增加，酪蛋白酸钠与淀粉微粒混合液流体动力学直径增大，体系负电荷数减少，界面张力呈现先下降再升高的趋势；当淀粉微粒质量浓度为0.04 g/100 mL时，Pickering乳状液的粒度、分散相脂肪球直径、体系界面张力最小，体系界面蛋白浓度和脂肪部分聚结率最高。因此推断，当淀粉微粒质量浓度为0.04 g/100 mL时，其与酪蛋白酸钠维持的Pickering乳状液具有较强稳定性。
参考文献：
TAMIME A. 乳制品的结构. 北京: 中国轻工业出版社, 2010: 77-80.
BERTON-CARABIN C C, SCHROËN K. Pickering emulsions for food applications: background, trends, and challenges. The Annual Review of Food Science and Technology, 2015, 6: 263-297.DOI:10.1146/annurev-food-081114-110822.
焦博, 石爱民, 刘红芝, 等. 基于食品级固体颗粒稳定的Pickering乳液研究进展. 食品科学, 2018, 39(5): 296-303. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201805044.
孙哲浩, 赵谋明, 彭志英. 蛋白质多糖类交互作用对食品乳状液稳定性的影响. 食品与发酵工业, 2000, 26(2): 61-64. DOI:10.3321/j.issn:0253-990X.2000.02.016.
孙勤, 王丽娟. 酪蛋白酸钠稳定的海藻油纳米乳液制备及表征.现代食品科技, 2016, 32(6): 183-187.
陈启杰, 郑学铭, 周丽玲, 等. 纳米淀粉的研究及其在食品工业中的应用. 食品与机械, 2017, 33(7): 210-220. DOI:10.13652/j.jssn.1003-5788.2017.07.045.
王玥. 豌豆淀粉与酪蛋白复合物在水相体系中的相互作用及稳定性研究. 哈尔滨: 东北农业大学, 2017: 1.
王然. 辛烯基琥珀酸纳米淀粉酯颗粒的制备及其食品级Pickering乳液特性的研究. 食品科学, 2019, 40(20): 94-99. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190316-204.
赵强忠. 搅打稀奶油的搅打性能和品质的变化规律及其机理研究.广州: 华南理工大学, 2006.
龙肇. 蛋白质-多糖交互作用对高乳脂乳浊液稳定性的影响及作用机理研究. 广州: 华南理工大学, 2014: 63-64.
ZHAO Q Z, LONG Z, KONG J, et al. Sodium caseinate/f l axseed gum interactions at oil-water interface: effect on protein adsorption and functions in oil-in-water emulsion. Food Hydrocolloids, 2015, 43:137-145. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.05.009.
ZHOU J, REN L L, TONG J, et al. Effect of surface esterification with octenyl succinic anhydride on hydrophilicity of corn starch films. Journal of Applied Polymer Science, 2009, 114: 940-947.DOI:10.1002/app.30709.
HU H Y, XING L J, HU Y Y, et al. Effects of regenerated cellulose on oil-in-water emulsions stabilized by sodium caseinate. Food Hydrocolloids, 2016, 52: 38-46. DOI:10.1016/j.foodhyd.2015.06.019.
孙艺飞. 乳清分离蛋白-Tween20界面相互作用对水包核桃油乳液稳定性影响. 西安: 陕西科技大学, 2018: 24.
李超. 紫苏蛋白O/W乳状液的物化特性及稳定性研究. 西安:陕西科技大学, 2018: 25.
梁蓉. 以OSA变性淀粉为乳化剂的纳米乳液制备及特征研究.无锡: 江南大学, 2013: 17-18.
李杨, 孙红波, 董济萱, 等. 花青素与大豆分离蛋白非共价/共价作用对其界面功能性质的影响. 食品科学, 2018, 39(6): 32-38.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201806006.
CHING S H, BHANDARI B, WEBB R, et al. Visualizing the interaction between sodium caseinate and calcium alginate microgel particles. Food Hydrocolloids, 2015, 43: 165-171. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.05.013.
CONSOLI L, DIAS R A O, RABELO R S, et al. Sodium caseinate-corn starch hydrolysates conjugates obtained through the Maillard reaction as stabilizing agents in resveratrol-loaded emulsions. Food Hydrocolloids,2018, 84: 458-472. DOI:10.1016/j.foodhyd.2018.06.017.
陶磊, 刘雅莉, 林吉生, 等. 温度与表面活性剂协同作用下的特超稠油油水固界面行为分析. 科学技术与工程, 2019, 19(14): 152-158.
钟明明, 齐宝坤, 赵添, 等. 大豆亲脂蛋白-羟丙基甲基纤维素乳液制备及其稳定性研究. 食品科学, 2019, 40(18): 41-47. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181018-195.
LI Y X, PAN D H, NASHINE V, et al. Understanding protein-interface interactions of a fusion protein at silicone oil-water interface probed by sum frequency generation vibrational spectroscopy. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2017, 107(2): 682-689. DOI:10.1016/j.xphs.2017.09.029.
陈昀, 赵谋明, 孙哲浩. 蛋白质与多糖类交互作用研究进展. 食品科学, 2001, 22(4): 90-93. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2001.04.027.
KATO A, SASAKI Y, FURUTA R et al. Functional proteinpolysaccharide conjugate prepared by controlled dry-heating of ovalbumin-dextran mixtures. Agricultural and Biological Chemistry,1990, 54(1): 107-112. DOI:10.1271/bbb1961.54.107.
LAMBA H, SATHISH K, SABIKHI L. Double emulsions: emerging delivery system for plant bioactives. Food and Bioprocess Technology, 2015, 8(4): 709-728. DOI:10.1007/s11947-014-1468-6.
MOENS K, MASUM A K M, DEWETTINCK K. Tempering of dairy emulsions: partial coalescence and whipping properties. International Dairy Journal, 2016, 56: 92-100. DOI:10.1016/j.idairyj.2016.01.007.
PETRUT R F, DANTHINE S, BLECKER C. Assessment of partial coalescence in whippable oil-in-water food emulsions. Advances in Colloid and Interface Science, 2016, 229: 25-33. DOI:10.1016/j.cis.2015.12.004.
鞠梦楠, 祝钢, 陈红宇, 等. 大豆球蛋白/花青素Pickering乳液性质研究. 食品科学, 2020, 41(2): 1-7. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190109-101.
TZOUMAKI M V, MOSCHAKIS T, KIOSSEOGLOU V, et al. Oilin-water emulsions stabilized by chitin nanocrystal particles.Food Hydrocolloids, 2011, 25: 1521-1529. DOI:10.1016/j.foodhyd.2011.02.008.
裴亚琼. 疏水化大米淀粉微粒稳定的Pickering乳状液的制备与稳定性研究. 郑州: 河南农业大学, 2014: 44-45.
Pickering Emulsion Stabilized by Synergistic Effect of Starch Particles with Sodium Caseinate
WANG Ran1,2, LIU Ying1, LIU Yang1,*, LIU Lihong1, CAI Yong1, ZHANG Chunyu1,3, WEN Huiying1
(1. College of Food and Biotechnology, Changchun Polytechnic, Changchun 130033, China;2. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;3. School of Life Sciences, Northeast Normal University, Changchun 130024, China)
Abstract: In this study, Pickering emulsions stabilized by the synergistic effect between starch particles and sodium caseinate were prepared. The hydrodynamic diameter, zeta potential, interfacial tension, particle size, surface protein concentration, fat partial coalescence rate, rheological behavior and optical microscopy were used as indicators to study the properties of Pickering emulsions with different concentrations of starch particles. Changes in starch particle content significantly affected the hydrodynamic diameter, zeta potential and interfacial tension of the synergetic system. The Pickering emulsion with 0.04 g/100 mL starch particles showed shear thinning characteristics. The average diameter of surface area and volume of the emulsion were the smallest, 3.50 and 1.97 μm, respectively. The highest interfacial protein concentration and fat partial coalescence rate were observed, 3.90 mg/m2 and 7.98%, respectively. The diameter of fat globules in the dispersed phase was the smallest, 4.11 μm. The results showed that starch particles could promote the interfacial activity of sodium caseinate in a certain concentration range, and their combination could synergistically maintain the stability of Pickering emulsion.
Keywords: starch particles; sodium caseinate; interfacial properties; Pickering emulsions; stability
收稿日期：2019-07-30
基金项目：吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目（吉教科合字第557号）；长春职业技术学院2019年度应用技术研究与开发项目（YY-2019C06；YY-2019B25）
第一作者简介：王然（1984—）（ORCID: 0000-0002-1829-3863），女，讲师，博士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏工程。E-mail: ranwang13@mails.jlu.edu.cn
*通信作者简介：刘洋（1980—）（ORCID: 0000-0002-7307-2705），女，副教授，硕士，研究方向为食品生物技术。E-mail: 274381295@qq.com
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-408
中图分类号：TS235.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2020）12-0060-07
引文格式：王然, 刘颖, 刘洋, 等. 淀粉微粒和酪蛋白酸钠协同稳定Pickering乳状液性质. 食品科学, 2020, 41(12): 60-66.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-408. http://www.spkx.net.cn
WANG Ran, LIU Ying, LIU Yang, et al. Pickering emulsion stabilized by synergistic effect of starch particles with sodium caseinate. Food Science, 2020, 41(12): 60-66. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190730-408.http://www.spkx.net.cn
页:
[1]