《食品科学》：扬州大学王庆玲讲师等：不同黏度多糖阿拉伯胶和瓜尔胶对肌原纤维蛋白乳化性质的影响

乳化型肉制品（如法兰克福香肠）因其丰富的营养、独特的风味、细腻的质感等优点受到广大消费者的青睐。然而，实际生产加工过程中，该类产品容易发生出水、出油等不稳定现象，严重影响了最终产品的品质，给肉制品工业造成了极大的经济损失。肌原纤维蛋白（MP）是肌肉中最主要的蛋白质，约占肌肉总蛋白含量的55%～60%。MP可以有效地吸附在油水界面，在油滴表面形成具有高度黏弹性的连续性界面膜结构，降低油水界面张力，有利于乳液的形成和稳定。MP的乳化性质与肉制品的质构、持水持油特性等密切相关，对乳化型肉制品的品质至关重要。但是MP的乳化特性易受到pH值、离子强度等加工条件的影响，从而影响肉制品的品质。因此，有必要通过合适的手段改善MP的乳化性质。

扬州大学食品科学与工程学院的缪雨雁、王庆玲*等以MP为研究对象，选取了分子质量接近、黏度相差大的两种天然高分子多糖阿拉伯胶（AG）和瓜尔胶（GG）与MP分别复合，探究不同质量分数下两种多糖与MP作用对复合乳液性质（乳化活性、乳化稳定性、粒径分布、微观结构、流变学特性等）的影响效果，以期为多糖在高品质乳化型肉制品的应用提供理论依据及指导。

1、多糖添加对乳化活性和乳化稳定性的影响

如图1A所示，单一MP的EAI较低，约为20.1 m2/g。除添加0.1% GG外，AG和GG的添加均显著提升了MP的EAI（P＜0.05），尤其是AG的提升效果更加显著，可能是由于GG的黏度较大，在均质乳化过程中阻碍了蛋白质从连续相迅速扩散到油滴表面。随着复合体系多糖质量分数的增加，EAI呈先上升后下降趋势，MP-AG和MP-GG复合体系的EAI分别在添加0.3%和0.2%时达到最大值，此时EAI分别提升了1.97 倍和1.59 倍。高质量分数的多糖导致EAI下降的现象可能是由于分子拥挤效应阻碍了蛋白质和多糖快速到达并吸附在油水界面上。由图1B可知，多糖添加后，ESI也得到了一定改善，GG对乳液稳定性的提升效果明显高于AG，这可能是因为GG的黏度远高于AG，能更有效地限制乳滴之间的相互靠近，防止聚结和絮凝等失稳现象的发生。

2、多糖添加对乳液界面蛋白含量和组成的影响

如图2可知，未添加多糖（0%）时，乳液中界面蛋白含量约为78.7%。随着多糖质量分数增加，界面蛋白含量出现先降低后增长的现象。在热力学有限相容条件下，蛋白质和多糖共存体系在油水界面上的吸附主要可能会出现以下几种情况：1）具有界面活性的多糖会与蛋白质在界面上发生竞争性吸附；2）具有界面活性或者不具有界面活性的多糖通过静电相互作用或氢键与已吸附在界面上的蛋白质之间形成复合物；3）多糖和蛋白质之间出现热力学不相容现象，水相中的多糖通过容积排阻作用促使蛋白质向界面的扩散吸附形成更致密的界面膜甚至多层界面膜结构。AG作为具有界面活性的多糖会与蛋白质在界面上发生竞争性吸附，从而导致界面蛋白含量下降。

如图3所示，乳化界面吸附的蛋白主要以肌球蛋白重链和肌动蛋白为主，条带种类与邵俊花的报道基本一致。添加多糖后，蛋白条带种类无明显变化，说明多糖添加对蛋白种类无显著影响。然而，添加多糖后条带的强度有所改变，随着AG添加量的增加，肌球蛋白重链和肌动蛋白主条带强度出现先增强后减弱趋势，说明其吸附量先增加后减少。同样的情况也出现在添加GG的乳液中，但是其肌球蛋白重链和肌动蛋白条带强度的减弱趋势比添加AG的乳液更加明显。

3、多糖添加对乳液粒径分布的影响

如图4A、B所示，未添加多糖（0%）的乳液显示双峰分布，主要集中在0.5～1.4 μm和1.5～120 μm粒度范围。AG质量分数为0.1%时，大粒径分布的峰值有向右移动的趋势，但是随着AG质量分数的增加，峰值逐渐向左偏移，与此同时小粒径分布的峰高有所增加。此外，随着GG质量分数的增加，大粒径分布的峰值也表现出向左移动的趋势，且移动幅度明显大于AG处理组，同时伴随着0.5～1.4 μm范围峰高的增加。但是GG含量≥0.3%时，一个新的小峰出现在60～270 μm处，这可能是由于过多GG的存在诱导了部分排斥絮凝的发生，导致小规模聚集体的生成，这与ESI略微降低的结果相呼应（图1B）。

如图4C、D所示，AG添加量为0.1%时中值粒径（D 50 ）有所增加。Xu Xingfeng等研究大米谷蛋白和多糖复合乳液性质时也发现，多糖浓度过低时，乳液粒径出现增大的现象。推测原因是当多糖含量不足以覆盖液滴表面时，一个多糖分子会吸附到几个液滴表面，导致桥接絮凝。随着多糖质量分数进一步增加，AG和GG处理组的D 50 均显著降低，说明足够多的多糖有利于吸附到油滴表面形成蛋白质-多糖复合吸附层，能有效降低界面张力，促使油滴粒径的减小。

4、多糖添加对乳液流变学特性的影响

如图5所示，剪切速率范围内，所有乳液的表观黏度均随着剪切速率的增加而减小，表现出典型的剪切变稀行为，为假塑性流体，主要原因是剪切力作用下液滴的取向作用远高于布朗运动引起的随机效应。多糖的添加引起乳液表观黏度不同程度的变化。由于AG本身黏度较低，AG添加量较低时，乳液的表观黏度低于未添加多糖乳液；AG添加量不低于0.4%时，乳液表观黏度明显提高。

如图6所示，频率扫描范围内，所有乳液的G＇均高于G″，表现出弹性凝胶属性，说明乳液形成了弱凝胶结构。随着AG添加量的增加，G＇在0.01～5 Hz范围内整体呈先增大后减小趋势，AG质量分数为0.3%时G＇值最高。添加GG的乳液的G＇在低频率范围内（＜0.5 Hz）也表现出先增加后减少趋势，0.2%时达到最高值；但是在较高频率范围，GG含量越高，G＇越大。

5、多糖添加对乳液微观结构的影响

如图7所示，单一MP形成的乳液油滴尺寸较大，且油滴大小分布不均一。添加多糖后，油滴尺寸随着多糖质量分数的增加呈现逐渐减小的趋势，大油滴的数量明显变少，油滴分布更加均匀、细密，这与图4中粒径结果一致。相同多糖添加量下，添加GG相比于添加AG的乳液油滴更加细小，尺寸更均匀，这也与GG乳液较高的稳定性相呼应（图1B）。这种现象的发生可能是由于GG与MP的协同作用能够更有效降低界面张力，促使形成较小的油滴；同时由于GG的高黏度效应，可以减少界面分子之间的接触碰撞，从而抑制乳滴进一步聚结，降低了大液滴形成的几率，有利于乳液性稳定提高。GG含量≥0.3%时，油滴虽然仍较小，但是油滴表面变得模糊，似乎存在絮凝的趋势，与粒径分布（图4B）中出现的大粒径新峰相吻合。

结论

添加两种多糖AG和GG均能显著改善MP的乳化性质，黏度高的GG对乳液的稳定效果显著高于AG，但是黏度低的AG与蛋白质复合更有利于其在界面上的快速吸附，因而具有更好的乳化活性。AG和GG均会引起界面吸附蛋白含量降低，其中GG的影响效果更为明显。但是相对于AG，GG的添加更有利于形成细小、尺寸分布均匀的油滴，尽管高质量分数的GG（≥0.3%）会引起局部排斥絮凝现象。适量的AG和GG添加可以明显改善复合乳液流变学性质，其中GG的改善效果更好，其乳液的表观黏度和G＇均得到显著提高。此外，多糖添加量会极大程度影响复合乳液性质，总体来看AG和GG添加量分别为0.3%、0.2%时乳化活性、乳化稳定性最好，并在此时拥有较高的G＇。

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通信作者简介

王庆玲，博士，扬州大学食品科学与工程学院讲师，硕士生导师。主要从事食源性蛋白质结构、功能及营养、多重乳液构建等方面的研究。主持江苏省自然科学青年基金1项，绿扬金凤人才项目1项，先后参与国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目3项。以第一作者在Comprehensive Review of Food Science and Food Safety、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Innovative Food Science and Emerging Technologies、Food Chemistry、Food Research International、Journal of Functional Foods等期刊上发表SCI论文12篇，并发表中文核心论文3篇，获得授权国际专利1项。

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第一作者简介

缪雨雁（2000-），女，现就读于扬州大学食品科学与工程学院，本科在读，主要从事蛋白质、肉品科学研究。在校期间主持完成“素味相拾——汉麻基素肉饼”项目、“酶解及纤维化修饰改善汉麻蛋白泡沫性质的研究”项目（2021年校大学生科技创新基金资助项目），参与“口口香：口水鸡复合调味料”项目、“素味相拾——汉麻基素肉饼加工技术服务商”项目等。2021年获2021年“科创江苏”创新创业大赛食品科学创新组三等奖；2022年获“2022天博食品创意大赛”三等奖；2022年荣获第八届“互联网+”扬州大学大学生创新创业大赛三等奖。以第一作者发表EI 收录论文1篇，中文核心论文1篇。

本文《不同黏度多糖阿拉伯胶和瓜尔胶对肌原纤维蛋白乳化性质的影响》来源于《食品科学》2023年44卷6期57-64页，作者：缪雨雁，曹燕，立静芝，吴满刚，王庆玲，葛庆丰，于海。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220710-103。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、宁夏大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院、黄山学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

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