[科普中国]-乳化活力指数

蛋白质的功能性质

蛋白质的功能性质（Functionalproperty）是指在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的物理、化学性质。而这些物理化学特性又受到蛋白质-蛋白质、蛋白质-水以及蛋白质与食品体系中其他成分之间相互作用的影响，影响食品蛋白质功能性质的因素包括内在因素、外在因素以及蛋白质的加工条件。从经验上看食品蛋白质的功能性质分为两类：（1）流体动力学性质；（2）表面性质。第一类包括水吸收和保持、溶胀性、黏附性、黏度、沉淀、凝胶和形成其他各种结构时起作用的那些性质（如蛋白质面团和纤维），它们通常与蛋白质的大小、形状和柔顺性有关；第二类主要是与蛋白质的湿润性、分散性、溶解度、表面张力、乳化作用、蛋白质的起泡性及脂肪和风味的结合等有关的性质，这些性质之间并不是完全孤立和彼此无关的。例如，凝胶作用不仅包括蛋白质-蛋白质相互作用，而且还有蛋白质-水相互作用；黏度和溶解度取决于蛋白质-水和蛋白质-蛋白质的相互作用。

蛋白质的乳化性蛋白质的许多功能性质都与蛋白质的溶解度有关，特别是增稠、起泡、乳化和凝胶作用。目前不溶性蛋白质在食品中的应用非常有限。蛋白质的溶解度是在蛋白质-蛋白质和蛋白质-溶剂相互作用之间平衡的热力学表现形式。蛋白质的溶解度除与氨基酸组成蛋白质的结构有关外，它的大小随pH、离子强度、温度、和蛋白质浓度不同而改变。

已指定一些术语描述食品蛋白质的溶解性，它们是水溶性蛋白质、水可分散蛋白质、蛋白质分散性指标、氮溶解性指数（NSI）；其中PDI和NSI已被采纳为美国油脂化学家协会的法定方法。试验中对蛋白质溶解性的评价，多采用测定NSI的方法1。

蛋白质是表面活性物质，一旦集结于油-水界面时便可以降低表面张力，使之容易乳化。乳化油滴表面的蛋白质是保护层，能够阻止油滴聚集，提高了乳化液的稳定性。红肠、蛋黄酱、稀奶油、甜点等的制作都是蛋白质的乳化作用在食品中的具体应用。蛋白质除了和油形成乳浊液外，其乳化性还与乳浊液中脂肪的稳定性和食品的风味物质吸附与保持有重要关联。乳溶液有水包油（o/w)和油包水（w/o)两种类型，蛋白质大多形成水包油型的乳浊液。蛋白质和油的混合溶液在均质机作用下形成微小的油滴粒子，而蛋白质覆盖在粒子的表面，防止粒子之间的聚合，起到乳化的作用。蛋白质的乳化性主要在以下几方面起作用：①油滴球在液相中的活动性（溶解性）；②油滴球的表面容易具有重排列的柔软结构（柔软性）；③再重排时，油滴球上能够有一定量的疏水基露出（疏水性）；④在油滴球表面，蛋白质分子具有稳定性的结构（坚固结构）。

蛋白质的乳化性和起泡性都属于蛋白质的界面性质。许多天然的和加工的食品都是泡沫和乳化体系的产品，它们都需要利用蛋白质的起泡性、泡沫稳定性和乳化性等功能，如焙烤食品、牛奶、冰淇淋、黄油和肉馅等，这些分散体系，除非有两亲物质存在，否则是不稳定的。而凡是能影响蛋白质构象和亲水性与疏水性的环境因素，诸如pH、温度、离子强度和盐的种类、界面的组成、蛋白质的浓度、糖类和低相对分子质量表面活性剂、能量的输入，以及形成界面加工容器和操作顺序等，都将影响蛋白质的表面活性。这主要是因为蛋白质是具有复杂结构的两性物质，环境条件改变，蛋白质分子内氢键、静电、疏水相互作用发生变化，迫使蛋白质采取一个新的平衡结构，所以蛋白质的功能性质随之改变。

乳化活力评价蛋白质乳化性的方法有油滴大小分布、乳化活力、乳化能力和乳化稳定性。测定乳状液平均液滴的大小的方法有光学显微镜法(不是非常可靠)、电子显微镜法、光散射、质子相关谱和使用Coulter计数器。另一个简便而更实际的测定蛋白质的乳化活力指数（EAI）的方法是浊度法。

乳化活力指数（EAI）肌原纤维蛋白乳化活力的测定依据Agyare等(2009)采用浊度法2。取一定量的肌原纤维蛋白溶于盐溶液（不同浓度NaCl、KCl和CaCl2的盐溶液）中，pH在3~8之间，在室温下（25℃)磁力搅拌30min。取8ml溶液于50ml离心管（直径28mm）中，加入2ml大豆色拉油，高速匀浆机“5档”分散乳化1min。然后立即将乳化液倒入25ml的玻璃杯（直径30mm）中，分别在0min、10min在距离杯底5mm处取50μL乳状液于加入0.1%SDS溶液5ml混匀试管中，将稀释后的样品测定在500nm处的吸光值。乳化活力指数（EAI）和乳化稳定指数（ESI）用以下公式进行计算：

EAI（m2/g）={(2×2.303)/[C×(1－φ)×104]}×A500×稀释倍数

ESI(%)=100×A10/A0

式中：A500为500nm处的吸光值；φ为油相体积分数（v/v）（φ=0.2）；C为蛋白质浓度（g/ml）；

A0、A10为乳状液在0min、10min的吸光值。