论文部分内容阅读
本研究尝试通过大豆分离蛋白与柑橘果胶在体相与界面上的相互作用及其制备的乳液的稳定性,为其实际应用提供理论依据。论文从三个方面研究两者的相互作用:1.大豆分离蛋白(SPI)与柑橘果胶(CP)在1mg/m L浓度的水溶液体系中的相互作用:应用ζ电位、动态光散射(DLS)、浊度与流变等手段,结合SPI与CP在不同复配比例与pH值条件下的相分离状态,确定了两者形成可溶性复合物的区域:当pH≥7.0时,不同复配比例的SPI与CP均以共溶体系的状态存在,混合溶液体系澄清,SPI与CP均带有较高的负电荷(ζ<-25mV),两者未发生结合;当pH<6.0时,体系的ζ电位降低,浊度值、水力等效直径(Dh)增加,说明SPI-CP复合物开始形成。所有复配比例条件下,混合溶液的ζ电位均在pH5.5时达到最低,说明整体带负电的SPI与CP的结合;继续降低pH,溶液出现相分离,形成了不溶性复合物,并且相分离的起始pH依赖于比例大小,较高的SPI比例在等电点附近及以下时易产生沉淀。同样pH下,高比例的SPI会增大复合物的粒径与浊度,而ζ电位绝对值更低,说明了此时结合程度更高,更多复合物结合在一起形成了分子间复合物。通过ζ电位的分析得知,可溶性复合物的形成依赖于过量未吸附CP分子的存在,它通过静电排斥抑制了复合物间的进一步聚集。通过对复合溶液添加NaCl、尿素和SDS证实,复合物的形成是由静电作用所驱动的,而在pH高于等电点时聚集程度的增加有一部分疏水相互作用的贡献。动态流变的实验结果表明:复合物的形成会明显降低溶液黏度,并使流体特征更接近于牛顿流体。2.对SPI-CP混合体系、单一SPI或CP溶液的乳化稳定性进行了探究。结果表明:中性pH下的混合体系由于排空作用无法形成稳定的乳液,而不溶性复合物体系制备的乳液很容易发生絮凝,只有混合体系形成了可溶性复合物之后才能保持乳液稳定。此外,复合物形成的乳液稳定性要高于同样浓度的SPI乳液,并且复合物的形成有效的降低了界面蛋白的吸附量。乳化条件中,超声时间对乳液形成初始阶段粒径影响较大。进一步的探究表明,过高的CP比例同样不利于乳液的稳定(r=0.25,pH5.5)。对乳液盐离子稳定性的测试表明处于等电点以下的乳液能有效耐受质量浓度为200mmol/L的NaCl,而高于等电点的复合乳液盐离子稳定性弱于中性pH值时的SPI乳液。经过加热处理,较低pH值(pH3.5)的复合乳液更易发生聚集,说明此条件下SPI疏水集团暴露更多,更易在加热时发生吸引而絮凝。乳液的油脂含量对乳液稳定性影响很大,过高(20%)或过低质量浓度(1%,2.5%)的MCT会因为排斥絮凝和桥联絮凝而使液滴聚集,更易失稳。相比之下,在合适的pH值、复配比例与MCT质量浓度情况下,超声时间对乳液粒径影响较小,仅在初始阶段(0-12min)有明显影响,继续延长超声时间乳液中微粒粒径大小趋于平衡,保持不变。3.对SPI-CP混合体系的界面吸附研究表明:SPI的吸附能力远强于CP的吸附能力,在混合体系中主导界面膜的形成过程,但CP在不同条件下对SPI的吸附会产生不同类型的影响。pH7的混合体系中,SPI与CP彼此游离,在r=20时,CP因与SPI的热力学不兼容性,而使两者在界面周围产生微观相分离,此过程一方面促进SPI的吸附,另一方面可以增强SPI在界面的相互作用,导致界面膜弹性特征增强;当r=0.5或0.25时,CP会与SPI竞争性吸附地共存于界面层,CP的存在尽管明显提高了SPI的吸附速率与平衡界面压力,但明显抑制了SPI的界面相互作用,很大程度上弱化界面膜的结构化(Ed值、kEd-π明显下降)。当pH低于等电点时(r=0.25,pH3;r=0.5,pH3.5),混合体系以复合物的形式存在,静电复合物的形成明显降低了体系的吸附速率与界面吸附量,但是最终形成的界面膜弹性与界面上的分子间相互作用得到很大程度的提高,说明复合物对界面的稳定作用主要是由于界面膜的增强作用,而不是由于对体系界面张力的降低。盐离子强度的增加提高了所有体系的吸附速率但弱化界面膜的强度,说明其不利于界面的稳定。