Page 98 - 《精细化工》2020年第2期
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·300·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            作用而实现蛋白质的水化，而这些作用涉及到离子-                                然而，FU 等     [69] 在研究中却发现 Arg 存在时，
            偶极、偶极-偶极、偶极-诱导偶极和疏水水合作用                            肌球蛋白凝胶中整体水的迁移率降低（即 T 2 缩短），
            等 [61] （图 5c）。                                     原因是 Arg 的加入引起了蛋白溶液 pH 偏离等电点，
                 蛋白质在水中分散后，就是宏观上所看到蛋白                          使蛋白带有更多净负电荷，故增强了蛋白质与水的
            质发生了溶解现象。首先，在水表面，水通过毛细                             相互作用，最终降低了 T 2 ；此外，氨基和羧基通过
            管力和物理吸附作用渗透到蛋白质粉团的多孔系统                             形成氢键也会降低 T 2 。这与文献[67-68]的研究结果
            中（即蛋白质具有润湿性）；然后，蛋白质粉团沉降                            相矛盾，具体原因还需要深入研究。另外，FU 等                    [69]
            到水面以下（沉降性）；在轻微搅拌和水的作用下，                            发现，Lys 处理对肌球蛋白凝胶的 T 2 影响很小，可
            组成蛋白质粉团的颗粒之间的作用力被破坏，颗粒                             能是 Lys 处理后的肌球蛋白凝胶孔隙更大，抵消了
            发生分散（分散性）；最后，蛋白质颗粒溶解在水中，                           静电相互作用所引起的 T 2 降低。
            即所看到的溶解现象          [62] （图 5d）。从微观角度看，             4.2   蛋白乳化性
            蛋白质在水中的分散（或溶解）则是其与水相互作                                 乳状液广泛存在于生产生活，如奶油食品、蛋
            用的结果。                                              白酱、调味料、饮料等常规食品，还有一些功能性
                 对蛋白质水化能力主要运用冻干法和低场核磁                          成分（如功能性油脂、色素、维生素、酸味剂、酶
            共振（LF-NMR）两种方法进行评价。LI 等                 [41] 通过    等）也被制成乳状液以提高其在食品中的稳定性，
            冻干法测定了肌球蛋白的水化能力，发现 Lys/Arg                         延长货架期。此外，乳状液在药物                [70] 、化妆品  [71-72]
            能够与肌球蛋白发生相互作用，暴露更多的水合位                             等领域中也得到广泛应用。乳状液是由油、水和乳
            点，进而提高蛋白质的水化能力，最终增加了溶解                             化剂形成的一种高分散体系，它具有动力学稳定性
            度。GOETZ 等    [63] 在研究中指出，蛋白质水溶液中存                  （即体系中粒子粒径小、分散度大、布朗运动强烈，
            在 4 种类型水，即结合水、中度可移动水、可移动                           对重力引起的沉降有一定忍耐性）和热力学不稳定
            水和自由水，这些水分通过 LF-NMR 可以拟合出 4                        性（即体系具有巨大的界面能，液滴一旦发生聚集，
            种峰，由不同的自旋-自旋弛豫时间（T 2 ）范围表示，                        整个体系就会失稳）         [73] 。
            即结合水（T 21 ）、中度可移动水（T 22 ）、可移动水（T 23 ）                  在食品领域，乳化是一种常见的食品或食品配
            和自由水（T 24 ）。                                       料加工方式，而这一加工方式离不开乳化剂的参与。
                 韩敏义等    [64] 也有同样的发现，并指出当肌原纤                  蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的长链高分子，既
            维蛋白所处环境的 pH 高于其等电点时，蛋白凝胶                           含有亲水基团又含有亲油基团，理论上是很好的乳
            中代表可移动水的 T 23 会显著增加，其峰面积也会提                        化剂。通过均质化处理，蛋白质在油-水-蛋白质三
            高，结合凝胶持水性的增加可知，这部分就是可移动                            者形成的乳状液中作为一种中介，利用自身的极性
                        [65]
            水。韩敏义等 还运用 LF-NMR 研究了 NaCl 浓度对                     基团与水相结合，亲油基团与油相接触，以极大的
            肌原纤维蛋白凝胶水分分布的影响，发现 NaCl 浓度                         分子排布包裹小油滴，形成具有一定机械强度的界
            升高，自由水变少，转变为不易流动水（即中度可                             面膜，从而通过降低表面张力、形成静电排斥和空
            移动水和可移动水的总和），使肌原纤维蛋白热诱导                            间作用阻止油滴聚集以稳定乳状液                [74] 。但实际上蛋
            凝胶保水性提高。所以，不易流动水对应的弛豫时                             白质并不能大幅度降低界面张力，这与其复杂结构
            间的减少表明水的移动性受限              [66] 。                  密切相关。蛋白质的亲疏水基团在分子表面随机分
                 QIN 等 [67] 和 LEI 等 [68] 在研究中发现，用 Arg 处        布，只有少部分的疏水基团以分离斑块的形式存在
            理鸡胸肉中盐溶性蛋白和肌动球蛋白后，两种蛋白                             于分子表面，这种形式可以提高蛋白质在界面的吸
            形成的凝胶相比各自的对照组具有更长的 T 2 ，这说                         附量，因此，赋予了大分子蛋白质的乳化性能优于
            明 Arg 能提高凝胶的水分含量和蛋白质的水化能                           小分子乳化剂（如磷脂、甘油酯等）                 [75] 。
            力。他们还发现，Arg 的处理能够显著增加 T 23 ，这                          由于蛋白质乳状液的稳定性决定实际产品的储
            表明水分子在凝胶中可移动性增强，因为 T 23 可以反                        藏特性和货架期，如何保证乳状液在一定时间内拥
            映可移动水的迁移率。QIN 等            [67] 的研究表明，在 Arg        有更持久的稳定性一直为研究者所关注。一般情况
            添加量一定时，凝胶的水分含量对水分的移动更重                             下，新鲜制备的乳状液会出现絮凝、聚结、乳析、
            要；而当 Arg 添加量过高时，静电作用力显著增加，                         沉降、相转化和奥氏熟等不稳定现象                 [76] （图 6）。理
            对水的迁移具有主导作用。LEI 等               [68] 研究发现，相        想的表面活性蛋白质应具备如下特性：能快速吸附
            比于 pH 调节组，Arg 处理后能够显著降低 T 23 峰的                    到界面、到达界面后迅速展开并采取恰当的取向以
            宽度，这可能是因为 Arg 有利于均一凝胶结构的                           及一旦到达界面即与相邻分子快速作用形成内聚力
            形成。                                                强、黏弹性好并能承受机械作用和热的界面膜。在
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