表面活性剂调控大豆蛋白界面性质的研究

王依凡 高育哲 张一凡 吕文 霍金杰 杨统帅

摘要：以非离子表面活性剂吐温80与大豆分离蛋白（SPI）为研究对象，探讨二者以不同比例、在不同温度和pH值条件下、加热前后大豆蛋白的界面性质（起泡性、泡沫稳定性及乳化性）的变化。结果表明：吐温80与大豆分离蛋白在50 ℃时复合得到的复合物具有较好的界面性质，与70 ℃时复合物相比，起泡性、泡沫稳定性和乳化性分别提高了189.73%，63.59%和80.40%；在pH值为5时复合物的起泡性和泡沫稳定性显著优于其他pH值条件，在pH值为7时复合物的乳化性有最大值；吐温80与大豆分离蛋白的比例为1∶2时，复合物的界面性质最好。

关键词：大豆分离蛋白；吐温80；复合物；界面性质

中图分类号：TS201.21 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2018）02-0030-03

大豆蛋白是大豆中主要的营养成分之一，其含量占大豆干基的40%以上。大豆蛋白含有人体所需的必需氨基酸且比例合理，是理想的食用蛋白资源。大豆蛋白被广泛应用于食品加工中，它能够赋予食品较高的营养价值，同时其理化及功能特性如溶解性、吸水和持水性、吸油性、流变性、黏弹性及泡沫稳定性能够赋予食品良好的性状、质地和口感，提高了食品品质。然而，大豆蛋白在不同环境条件下由于其本身结构使得功能性质不能充分发挥，导致其在食品加工中的应用受到一定限制。表面活性剂和蛋白质的相互作用能够改变蛋白质界面吸附层的性质，从而对界面体系及其稳定性产生重要影响。吐温类表面活性剂（Tweens surfactant）具有乳化、分散、增溶及稳定等功能和无毒性、性能温和等特点，其与蛋白质的相互作用研究受到广泛关注。本课题以吐温80这种非离子表面活性剂和大豆分离蛋白（SPI）为研究对象，探讨二者以不同比例、在不同温度和pH值的条件下、水浴加热前后大豆蛋白的界面性质（乳化性、乳化稳定性、起泡性、泡沫稳定性）的变化，为拓宽大豆蛋白在食品加工中的应用条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆分离蛋白：哈尔滨高科技食品有限公司；吐温80：化学纯；盐酸、氢氧化钠等：分析纯。

1.2 仪器与设备

HH-6型电子恒温水浴锅；电子pH计：奥立笼科学仪器有限公司；ULTRA-TURRAX T25 basic高速分散机：IKA-WERKE；JD2000-2L型 电子天平：沈阳龙腾电子有限公司；电热恒温鼓风干燥机：上海精宏实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 复合物的制备 将不同比例的吐温80与大豆分离蛋白配成混合溶液，调节溶液pH值，恒温水浴加热制得吐温80与大豆蛋白分离的复合物。

1.3.2 表面活性剂与大豆分离蛋白复合比例的确定 设定恒温水浴加热温度为60 ℃，加热时间为1 h，调节pH值为7，在吐温80与大豆分离蛋白比例分别为1∶8，

1∶4，1∶2，1∶1条件下得到复合溶液，測定复合物的界面性质。

1.3.3 复合温度的确定 设定吐温80与大豆分离蛋白的比例为1∶2，加热时间为1 h，调节pH值为7，在加热温度分别为40，50，60，70 ℃条件下得到复合溶液，测定复合物的界面性质。

1.3.4 表面活性剂与大豆分离蛋白复合溶液pH值的确定 设定吐温80与大豆分离蛋白的比例为1∶2，加热温度为60 ℃，加热时间为1 h，在 pH值分别为 2，5，7条件下得到复合溶液，测定复合物的界面性质。

1.3.5 起泡性和泡沫稳定性的测定 参照Watanabe等人的试验方法稍作改进。取样品溶液40 mL，以转速

6 500 r/min用组织捣碎机捣碎40 s，置于量筒中。记录泡沫高度V1，静置30 min后记录泡沫高度V2，按下列公式计算泡沫稳定性。

1.3.6 乳化性的测定 取样品溶液5 mL，加入5 mL大豆色拉油，以转速7 500 r/min用组织捣碎机捣碎1 min，制成乳化液并倒入量筒。静置10 min时量取乳化层的高度，以此表示乳化性。

2 结果与分析

2.1 温度对复合物界面性质的影响

吐温80与大豆分离蛋白在不同温度条件下形成复合物的界面性质测定结果见表1。

由表1可知：复合温度影响复合物的界面性质，随着复合温度的升高，界面性质先增大后减小；在50 ℃时复合得到的复合物具有较好的界面性质，与70 ℃时复合物相比，起泡性、泡沫稳定性和乳化性分别提高了189.73%，63.59%和80.40%。产生这种差异的原因可能是温度太高使蛋白质变性程度增加，过度展开的蛋白质结构与吐温80复合后不利于大豆蛋白质功能性质的发挥。因此，确定研究50 ℃时吐温80与大豆分离蛋白在不同pH值且以不同比例复合时复合物的界面性质。

2.2 pH值及复合比例对复合物起泡性的影响

在不同pH值，50 ℃恒温水浴加热1 h条件下，通过改变吐温80与大豆分离蛋白的比例制得复合物，其起泡性测定结果如图1所示。

由图1可以看出：吐温80与大豆分离蛋白以不同比例复合形成的复合物起泡性不同，pH值为5时得到的复合物起泡性最好，pH值为2时起泡性最差；随着吐温80含量的增加，复合物的起泡性先增大后减小，在二者比例为1∶2时起泡性有最大值，较1∶8时起泡性提高了78.30 mL。

2.3 pH值及复合比例对复合物泡沫稳定性的影响

在不同pH值，50 ℃恒温水浴加热1 h条件下，通过改变吐温80与大豆分离蛋白的比例制得复合物，其泡沫稳定性测定结果如图2所示。

由图2可以看出：吐温80与大豆分离蛋白以不同比例复合形成的复合物泡沫稳定性不同，pH值为5和7时得到的复合物泡沫稳定性较好，pH值为2时泡沫稳定性最差；随着吐温80含量的增加，复合物的泡沫稳性先增大后减小，在二者比例为1∶2时泡沫稳定性有最大值，较1∶8时泡沫稳定性提高了157.11%。

2.4 pH值及复合比例对复合物乳化性的影响

在不同pH值，50 ℃恒温水浴加热1 h条件下，通过改变吐温80与大豆分离蛋白的比例制得复合物，其乳化性测定结果如图3所示。

由图3可以看出：吐温80与大豆分离蛋白以不同比例复合形成的复合物乳化性不同，pH值为7时得到的复合物乳化性最好，pH值为5时乳化性最差；随着吐温80含量的增加，复合物的乳化性先增大，在二者比例为1∶2和1∶1时乳化性有最大值且差异不显著，较1∶8时乳化性提高了41.67%。综合起泡性和泡沫稳定性的结果，当吐温80与大豆分离蛋白以1∶2比例复合时复合物界面性质最好。

3 结论

吐温80与大豆分离蛋白以不同比例、在不同温度和pH值的条件下、加热前后复合物的界面性质不同。吐温80与大豆分离蛋白在50 ℃时复合得到的复合物具有较好的界面性质，与70 ℃时复合物相比，起泡性、泡沫稳定性和乳化性分别提高了189.73%，63.59%和80.40%；在pH值为5时复合物的起泡性和泡沫稳定性显著优于其他pH值条件，在pH值为7时复合物的乳化性有最大值；吐温80与大豆分离蛋白的比例为1∶2时，复合物的界面性质最好。

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