[科普中國]-乳化活力指數(shù)

蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)

蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)（Functionalproperty）是指在食品加工、保藏、制備和消費期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的性能的物理、化學性質(zhì)。而這些物理化學特性又受到蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水以及蛋白質(zhì)與食品體系中其他成分之間相互作用的影響，影響食品蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的因素包括內(nèi)在因素、外在因素以及蛋白質(zhì)的加工條件。從經(jīng)驗上看食品蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為兩類：（1）流體動力學性質(zhì)；（2）表面性質(zhì)。第一類包括水吸收和保持、溶脹性、黏附性、黏度、沉淀、凝膠和形成其他各種結(jié)構(gòu)時起作用的那些性質(zhì)（如蛋白質(zhì)面團和纖維），它們通常與蛋白質(zhì)的大小、形狀和柔順性有關(guān)；第二類主要是與蛋白質(zhì)的濕潤性、分散性、溶解度、表面張力、乳化作用、蛋白質(zhì)的起泡性及脂肪和風味的結(jié)合等有關(guān)的性質(zhì)，這些性質(zhì)之間并不是完全孤立和彼此無關(guān)的。例如，凝膠作用不僅包括蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，而且還有蛋白質(zhì)-水相互作用；黏度和溶解度取決于蛋白質(zhì)-水和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用。

蛋白質(zhì)的乳化性蛋白質(zhì)的許多功能性質(zhì)都與蛋白質(zhì)的溶解度有關(guān)，特別是增稠、起泡、乳化和凝膠作用。目前不溶性蛋白質(zhì)在食品中的應(yīng)用非常有限。蛋白質(zhì)的溶解度是在蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-溶劑相互作用之間平衡的熱力學表現(xiàn)形式。蛋白質(zhì)的溶解度除與氨基酸組成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，它的大小隨pH、離子強度、溫度、和蛋白質(zhì)濃度不同而改變。

已指定一些術(shù)語描述食品蛋白質(zhì)的溶解性，它們是水溶性蛋白質(zhì)、水可分散蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)分散性指標、氮溶解性指數(shù)（NSI）；其中PDI和NSI已被采納為美國油脂化學家協(xié)會的法定方法。試驗中對蛋白質(zhì)溶解性的評價，多采用測定NSI的方法1。

蛋白質(zhì)是表面活性物質(zhì)，一旦集結(jié)于油-水界面時便可以降低表面張力，使之容易乳化。乳化油滴表面的蛋白質(zhì)是保護層，能夠阻止油滴聚集，提高了乳化液的穩(wěn)定性。紅腸、蛋黃醬、稀奶油、甜點等的制作都是蛋白質(zhì)的乳化作用在食品中的具體應(yīng)用。蛋白質(zhì)除了和油形成乳濁液外，其乳化性還與乳濁液中脂肪的穩(wěn)定性和食品的風味物質(zhì)吸附與保持有重要關(guān)聯(lián)。乳溶液有水包油（o/w)和油包水（w/o)兩種類型，蛋白質(zhì)大多形成水包油型的乳濁液。蛋白質(zhì)和油的混合溶液在均質(zhì)機作用下形成微小的油滴粒子，而蛋白質(zhì)覆蓋在粒子的表面，防止粒子之間的聚合，起到乳化的作用。蛋白質(zhì)的乳化性主要在以下幾方面起作用：①油滴球在液相中的活動性（溶解性）；②油滴球的表面容易具有重排列的柔軟結(jié)構(gòu)（柔軟性）；③再重排時，油滴球上能夠有一定量的疏水基露出（疏水性）；④在油滴球表面，蛋白質(zhì)分子具有穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)（堅固結(jié)構(gòu)）。

蛋白質(zhì)的乳化性和起泡性都屬于蛋白質(zhì)的界面性質(zhì)。許多天然的和加工的食品都是泡沫和乳化體系的產(chǎn)品，它們都需要利用蛋白質(zhì)的起泡性、泡沫穩(wěn)定性和乳化性等功能，如焙烤食品、牛奶、冰淇淋、黃油和肉餡等，這些分散體系，除非有兩親物質(zhì)存在，否則是不穩(wěn)定的。而凡是能影響蛋白質(zhì)構(gòu)象和親水性與疏水性的環(huán)境因素，諸如pH、溫度、離子強度和鹽的種類、界面的組成、蛋白質(zhì)的濃度、糖類和低相對分子質(zhì)量表面活性劑、能量的輸入，以及形成界面加工容器和操作順序等，都將影響蛋白質(zhì)的表面活性。這主要是因為蛋白質(zhì)是具有復雜結(jié)構(gòu)的兩性物質(zhì)，環(huán)境條件改變，蛋白質(zhì)分子內(nèi)氫鍵、靜電、疏水相互作用發(fā)生變化，迫使蛋白質(zhì)采取一個新的平衡結(jié)構(gòu)，所以蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)隨之改變。

乳化活力評價蛋白質(zhì)乳化性的方法有油滴大小分布、乳化活力、乳化能力和乳化穩(wěn)定性。測定乳狀液平均液滴的大小的方法有光學顯微鏡法(不是非常可靠)、電子顯微鏡法、光散射、質(zhì)子相關(guān)譜和使用Coulter計數(shù)器。另一個簡便而更實際的測定蛋白質(zhì)的乳化活力指數(shù)（EAI）的方法是濁度法。

乳化活力指數(shù)（EAI）肌原纖維蛋白乳化活力的測定依據(jù)Agyare等(2009)采用濁度法2。取一定量的肌原纖維蛋白溶于鹽溶液（不同濃度NaCl、KCl和CaCl2的鹽溶液）中，pH在3~8之間，在室溫下（25℃)磁力攪拌30min。取8ml溶液于50ml離心管（直徑28mm）中，加入2ml大豆色拉油，高速勻漿機“5檔”分散乳化1min。然后立即將乳化液倒入25ml的玻璃杯（直徑30mm）中，分別在0min、10min在距離杯底5mm處取50μL乳狀液于加入0.1%SDS溶液5ml混勻試管中，將稀釋后的樣品測定在500nm處的吸光值。乳化活力指數(shù)（EAI）和乳化穩(wěn)定指數(shù)（ESI）用以下公式進行計算：

EAI（m2/g）={(2×2.303)/[C×(1－φ)×104]}×A500×稀釋倍數(shù)

ESI(%)=100×A10/A0

式中：A500為500nm處的吸光值；φ為油相體積分數(shù)（v/v）（φ=0.2）；C為蛋白質(zhì)濃度（g/ml）；

A0、A10為乳狀液在0min、10min的吸光值。