脫鈣程度對(duì)濃縮乳蛋白功能性質(zhì)的影響

劉大松，余 韻 ，李珺珂 ，徐雨婷，王 淼，周 鵬 *

（1．江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2．食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江南大學(xué)，江蘇 無錫 214122）

濃縮乳蛋白 （milk protein concentrate，MPC）是牛乳先經(jīng)脫脂處理，然后經(jīng)超濾和洗濾脫除部分乳糖和鹽之后，再通過真空濃縮和噴霧干燥脫水，所得到的一類高蛋白粉，其蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40～90%之間[1-2]。MPC具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、低乳糖等特點(diǎn)，并具有良好的風(fēng)味和口感，是酸奶、乳酪、嬰幼兒食品、烘焙食品、運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品、功能性飲料等食品的重要蛋白質(zhì)配料[3-4]。MPC在食品中的具體應(yīng)用是由其特有的功能性質(zhì)所決定的，比如MPC中的酪蛋白分子具有無序的展開結(jié)構(gòu)，并具有嵌段式的疏水和親水區(qū)域，對(duì)液—液和氣—液等界面的形成和穩(wěn)定具有促進(jìn)作用，因而MPC具有較好的乳化性和起泡性，可用于冰淇淋、慕斯蛋糕、攪打奶油、蛋奶酥等食品的研發(fā)和生產(chǎn)。此外，MPC的蛋白質(zhì)組成與牛乳幾乎完成相同，即主要含酪蛋白與乳清蛋白，且兩者的質(zhì)量比例約為4∶1，因而MPC可用于強(qiáng)化酸奶、乳酪等乳制品的蛋白組成，促進(jìn)其在生產(chǎn)過程中凝膠結(jié)構(gòu)的形成，從而提高最終產(chǎn)品的品質(zhì)和得率等。

膜分離工藝具有非熱、高效等特點(diǎn)，因而MPC能較好地保持了牛乳中蛋白質(zhì)原有的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。MPC中主要的蛋白質(zhì)是以酪蛋白膠束的形式存在的，膠束的結(jié)構(gòu)特性決定了MPC的功能性質(zhì)，而酪蛋白膠束的結(jié)構(gòu)又受體系中鈣的含量和存在狀態(tài)的調(diào)控。目前，MPC在應(yīng)用過程中存在的一個(gè)突出問題是其溶解性較差，而且蛋白質(zhì)含量越高和貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，其溶解性較差的問題越嚴(yán)重[3，5-7]。MPC良好的溶解性是實(shí)現(xiàn)凝膠性、乳化性、起泡性等其它功能性質(zhì)的先決條件，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常要求MPC在常溫條件下能夠快速和完全的溶解[4]。前期研究表明，MPC溶解性較差的主要誘導(dǎo)機(jī)理是蛋白非共價(jià)聚集，即MPC中的鈣離子會(huì)通過離子鍵介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間產(chǎn)生非共價(jià)交聯(lián)，從而降低MPC的溶解度，而適當(dāng)程度的脫鈣預(yù)處理能提高M(jìn)PC的溶解性和貯藏穩(wěn)定性[7-10]。然而，脫鈣預(yù)處理對(duì)MPC其它功能性質(zhì)的影響卻有待于進(jìn)一步研究。

因此，作者以脫脂乳為原料，通過超濾、洗濾、離子交換脫鈣和噴霧干燥，制備系列脫鈣程度的MPC，探討脫鈣程度對(duì)MPC功能性質(zhì)的影響，為調(diào)控和拓展MPC的功能性質(zhì)提供理論依據(jù)，從而促進(jìn)MPC在食品中的廣泛應(yīng)用。基于MPC在食品中的主要應(yīng)用范圍，作者在對(duì)脫鈣MPC主要理化特性和功能特性（起泡性和起泡穩(wěn)定性、乳化性和乳化穩(wěn)定性）測(cè)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)脫鈣MPC的凝膠流變、質(zhì)構(gòu)特性和微觀結(jié)構(gòu)特性及鈣離子對(duì)其影響，進(jìn)行了初步的探索研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

巴氏殺菌脫脂乳：上海光明集團(tuán)產(chǎn)品；羅門哈斯Amberlite SR1L Na樹脂：美國Dow’s化學(xué)品公司產(chǎn)品；異硫氰酸熒光素 （FITC）、葡萄糖酸內(nèi)酯（GDL）：美國Sigma公司產(chǎn)品；玉米胚芽油：西王集團(tuán)有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要儀器

SPPM-24S-1超濾系統(tǒng)：廈門三達(dá)膜科技有限公司產(chǎn)品；Spectr AA 220原子吸收光譜分析儀：美國Varian公司產(chǎn)品；B-290噴霧干燥儀：瑞士步琪公 司 產(chǎn) 品 ；HAAKE MARS Ш 流 變 儀 、Heraeus Multifuge XIR冷凍離心機(jī)：美國Thermo公司產(chǎn)品；TA-XT2質(zhì)構(gòu)分析儀：英國Stable Micro Systems公司產(chǎn)品；LSM-780激光共聚焦顯微鏡（CLSM）：德國Zeiss公司產(chǎn)品；TM3030臺(tái)式掃描電子顯微鏡（SEM）：日本日立公司產(chǎn)品；UV-2700紫外可見分光光度計(jì)：日本島津公司產(chǎn)品；T10高速分散機(jī)、T25高速分散機(jī)、C-MAG HS7磁力攪拌器：德國IKA集團(tuán)產(chǎn)品；K1302凱氏定氮儀：上海晟聲自動(dòng)化分析儀器有限公司產(chǎn)品；SHP-250生化培養(yǎng)箱：上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 脫鈣MPC的制備 在脫脂乳中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%疊氮化鈉以防止微生物生長(zhǎng)，采用截留相對(duì)分子質(zhì)量10 000的聚醚砜濾膜進(jìn)行超濾，待體積濃縮3倍后，在截留液中補(bǔ)加水至原脫脂乳體積，經(jīng)洗濾濃縮3倍后，再在相同條件下重復(fù)上述洗濾步驟2次，收集最終所得的截留液，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%疊氮化鈉。取1 kg截留液分別加入0、10、20、30、40 g離子交換樹脂，在室溫下攪拌2 h，然后在進(jìn)口溫度135℃和出口溫度75℃的條件下進(jìn)行噴霧干燥，收集MPC置于鋁箔袋中。

1.3.2 總鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定 稱取0.1 g脫鈣MPC至250 mL高腳燒杯中，加入20 mL濃硝酸和5 mL高氯酸，高溫消化至剩余體積約為2 mL，用超純水定容至50 mL，取5 mL定容后樣品與1 mL鑭溶液（50 mg/mL）一起定容至50 mL，然后再采用原子吸收光譜法測(cè)定鈣含量[11]。

1.3.3 總蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定 稱取0.2 g脫鈣MPC、0.2 g硫酸銅、4 g硫酸鉀于消化管中，加入20 mL濃硫酸，高溫消化至澄清透明。采用凱氏定氮法測(cè)定脫鈣MPC中的總蛋白質(zhì)含量，所用的蛋白質(zhì)換算系數(shù)為6.38。

1.3.4 起泡性和起泡穩(wěn)定性分析 稱取5 g脫鈣MPC，加入100 mL超純水，配制為5 g/dL的溶解液，25℃攪拌2 h后，在4℃冰箱中靜置過夜。取5 mL溶解液置于15 mL刻度試管中，記錄溶解液高度，然后用T10高速分散機(jī)和S10N-10G分散刀頭（7.6 mm轉(zhuǎn)子直徑）在30 000 r/min下均質(zhì)30 s，記錄泡沫初始高度，待靜置30 min后，記錄泡沫終止高度，所得泡沫初始高度與溶解液高度的百分比即為起泡性，泡沫終止高度與泡沫初始高度的百分比即為泡沫穩(wěn)定性[12]。

1.3.5 乳化性和乳化穩(wěn)定性分析 取1.3.4中脫鈣MPC的溶解液20 mL，置于50 mL燒杯中，加入5 mL玉米胚芽油，然后用T25高速分散機(jī)和S18N-19G分散刀頭（12.7 mm轉(zhuǎn)子直徑）在11 200 r/min下均質(zhì)2 min，立即取10 μL乳狀液加入到5 mL磷酸緩沖液（0.1 mol/L、pH 7.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.1%SDS）中，混合均勻后置于1 cm寬度的比色皿中，在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度值。乳液靜置20 min后，再在相同條件下測(cè)定其吸光度值。乳化性和乳化穩(wěn)定性的計(jì)算采用Manoi的方法[13]。

1.3.6 凝膠特性分析

1）凝膠的流變學(xué)性質(zhì)分析 按照1.3.4中的方法配制兩組脫鈣MPC的溶解液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%），在一組中添加氯化鈣，使脫鈣MPC溶解液中的鈣含量與未脫鈣MPC的溶解液相同。將溶解液置于95℃水浴中加熱10 min，冷卻至40℃，加入1 g/dL的葡萄糖酸內(nèi)酯（GDL），攪拌2 min，取1 mL樣品置于流變儀測(cè)試平臺(tái)上，使用3.5 cm直徑的探頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試，測(cè)試頻率為1 Hz，應(yīng)變?yōu)?%，測(cè)試過程包含4個(gè)步驟：酸化階段，40℃保持240 min；冷卻階段，樣品以1℃/min的速度降溫至10℃；退火階段，10℃保持30 min；加熱階段，樣品以1℃/min的速度升溫至40℃[14]。同時(shí)，另取加入GDL的溶解液，置于40℃水浴中保持240 min，測(cè)定pH值的變化。

2）凝膠的質(zhì)構(gòu)特性分析 加入GDL的脫鈣MPC的溶解液15 mL，置于25 mL平底燒杯中，40℃水浴中保持240 min，然后放入4℃冰箱，貯藏過夜后測(cè)定凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，采用12.5 mm直徑的圓柱形探頭，下壓速度為1 mm/s，下壓位移為10 mm。在力與時(shí)間的關(guān)系曲線上，下壓過程中的第一個(gè)破裂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的力即為凝膠斷裂力，最大下壓程度所對(duì)應(yīng)的力即為凝膠強(qiáng)度[14]。

3）凝膠的持水力分析 加入GDL的脫鈣MPC的溶解液5 mL，置于15 mL離心管中，40℃水浴中保持240 min后于4℃冷藏過夜，在500 g和4℃條件下離心10 min，棄去上清后，所得剩余物的質(zhì)量占凝膠初始質(zhì)量的百分比即為持水力[14]。

4）凝膠的CLSM分析 加入GDL的脫鈣MPC的溶解液，采用FITC（0.01 mg/mL）標(biāo)記，然后取200 μL標(biāo)記樣品置于玻底培養(yǎng)皿中，蓋上蓋玻片，以AB膠密封，并包裹錫箔紙，避光放置于40℃培養(yǎng)箱中保持240 min，4℃冷藏過夜，然后在488 nm激發(fā)波長(zhǎng)下觀測(cè)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)[15]。

5）凝膠的SEM分析 按照1.3.6.2中的方法制備凝膠，并將其切成1 mm3的立方塊，用體積分?jǐn)?shù)2.5%戊二醛在4℃固定過夜，然后用1%四氧化鋨在4℃固定2 h，再用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、90%和100%乙醇梯度脫水，臨界點(diǎn)干燥后將樣品置于貼有導(dǎo)電膠的載物臺(tái)上，噴金后于15 kV加速電壓下觀測(cè)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫鈣MPC的基本組成

如表1所示，脫脂乳通過超濾、洗濾、離子交換脫鈣和噴霧干燥等不同系列工藝處理后，各脫鈣MPC的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為27%、24%、22%、20%和17%，脫鈣率分別為0%、11%、19%、27%和37%。各脫鈣MPC的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為78%，對(duì)應(yīng)于食品工業(yè)中常用的MPC80。

表1 脫鈣MPC的基本組成Table 1 Composition of decalcified MPC

2.2 脫鈣MPC的起泡性和起泡穩(wěn)定性

泡沫是由連續(xù)的水相和分散的氣相組成。蛋白質(zhì)的起泡性是指蛋白質(zhì)降低氣-液界面的界面張力而促進(jìn)泡沫形成的能力。MPC的起泡性是決定攪打奶油、冰淇凌、蛋糕等泡沫型乳制品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，微細(xì)的空氣泡能賦予產(chǎn)品獨(dú)特的質(zhì)構(gòu)和口感。MPC的起泡性和起泡穩(wěn)定性隨脫鈣程度的變化如圖1所示。從圖中可以看出，起泡性隨脫鈣程度的增加而逐漸提高；起泡穩(wěn)定性在脫鈣率0～11%之間快速增加，在脫鈣率11%～37%之間則緩慢增加。

圖1 脫鈣MPC的起泡性和起泡穩(wěn)定性Fig.1 Foamability and foam stability of decalcified MPC

2.3 脫鈣MPC的乳化性和乳化穩(wěn)定性

一些天然和加工食品，如牛乳、奶油、人造奶油、蛋糕等，都是乳狀液類型的食品。乳狀液為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在貯藏過程中會(huì)發(fā)生相分離、絮凝、聚集等現(xiàn)象，蛋白質(zhì)具有兩親特性，能起到乳化劑的作用，從而降低水油之間的界面張力。MPC的乳化性和乳化穩(wěn)定性隨脫鈣程度的變化如圖2所示。從圖中可以看出，乳化性隨脫鈣程度的增加而逐漸提高；乳化穩(wěn)定性在脫鈣率0～19%之間保持幾乎不變，在脫鈣率19%～37%之間則快速增加。

圖2 脫鈣MPC的乳化性和乳化穩(wěn)定性Fig.2 Emulsifiability and emulsion stability of decalcified MPC

MPC中的酪蛋白主要是以球狀膠束聚集體的形式存在的，膠束的粒徑約為100 nm，膠束結(jié)構(gòu)的完整性主要由膠體磷酸鈣和疏水相互作用維持。酪蛋白都是磷酸化的蛋白，在膠束結(jié)構(gòu)中，其磷酸基團(tuán)與膠束鈣之間相互作用形成離子鍵，從而起到維持膠束結(jié)構(gòu)的作用。當(dāng)脫脂乳的超濾截留液經(jīng)過離子交換處理后，酪蛋白膠束中的鈣離子被逐漸脫除，維持膠束結(jié)構(gòu)的離子鍵被破壞，帶負(fù)電的磷酸殘基之間產(chǎn)生靜電斥力，因而膠束結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，酪蛋白逐漸從膠束中解離，以單分子和小相對(duì)分子質(zhì)量聚集體的形式存在[16]。相比酪蛋白膠束，單分子和小相對(duì)分子質(zhì)量聚集體的酪蛋白能更快速地遷移到兩相界面，更快速地展開并在界面上定向，更快速地在界面上與鄰近分子之間發(fā)生相互作用，形成穩(wěn)定的界面膜，從而更快速地降低界面張力，促進(jìn)兩相體系的分散，并提高兩相體系（如泡沫和乳狀液）的熱力學(xué)穩(wěn)定性。

2.4 脫鈣MPC的凝膠性

2.4.1 凝膠的流變學(xué)性質(zhì) 脫鈣MPC凝膠的流變學(xué)性質(zhì)測(cè)試模擬了酸奶從生產(chǎn)、貯藏、到食用的整個(gè)過程，分為4個(gè)步驟：酸化階段，摸擬酸奶的發(fā)酵過程；冷卻和退火階段，模擬酸奶的后熟和貯藏過程；加熱階段，模擬酸奶入口食用的過程。

在動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試過程中，脫鈣MPC凝膠的儲(chǔ)能模量隨時(shí)間和脫鈣程度的變化如圖3（a）所示。在加入GDL的酸化階段，即0～240 min之間，體系溫度保持在40℃，體系pH逐漸從6.74降到4.54，儲(chǔ)能模量隨時(shí)間逐漸增加。MPC中主要的酪蛋白為αs1、αs2、β、κ，其等電點(diǎn)分別為 4.4～5.0、4.9～5.0、5.2～5.4、5.4～5.6，因而隨著體系 pH 值的降低，酪蛋白分子所帶的凈電荷逐漸減少，蛋白質(zhì)分子之間的相互作用逐漸增強(qiáng)，產(chǎn)生蛋白聚集，并最終形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而儲(chǔ)能模量逐漸增加。在冷卻階段，即250～270 min之間，體系溫度從40℃降到10℃，儲(chǔ)能模量隨時(shí)間快速增加。在退火階段，即270～300 min之間，體系溫度保持在10℃，儲(chǔ)能模量隨時(shí)間變化不明顯。在加熱階段，即300～330 min之間，體系溫度從10℃升到40℃，儲(chǔ)能模量隨時(shí)間快速降低。在加熱階段結(jié)束時(shí)，脫鈣MPC凝膠的儲(chǔ)能模量略高于酸化階段結(jié)束時(shí)的儲(chǔ)能模量，說明經(jīng)歷冷卻和退火階段的熟化后，凝結(jié)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。

在動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試的4個(gè)階段，脫鈣率越高，凝膠的儲(chǔ)能模量越低，這可能是因?yàn)殁}離子的存在能夠介導(dǎo)蛋白分子之間產(chǎn)生交聯(lián)，并促進(jìn)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。雖然前期研究表明適當(dāng)程度的脫鈣預(yù)處理能提高M(jìn)PC的溶解性，但其凝膠性和貯藏穩(wěn)定性降低[7-10]。然而，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常要求MPC在常溫條件下能夠快速和完全的溶解。因此，可在脫鈣MPC的溶解液中回補(bǔ)鈣離子，使其鈣含量與未脫鈣MPC的溶解液相同，以探究?jī)?chǔ)能模量的回復(fù)程度。脫鈣MPC在回補(bǔ)鈣后，其凝膠的儲(chǔ)能模量隨時(shí)間和脫鈣程度的變化如圖3（b）所示。對(duì)比回補(bǔ)鈣前后的凝膠，可以發(fā)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)測(cè)試的4個(gè)階段，其儲(chǔ)能模量隨時(shí)間而變化的趨勢(shì)基本相同，但回補(bǔ)鈣能顯著回復(fù)其凝膠的儲(chǔ)能模量，而且脫鈣率越低，儲(chǔ)能模量回復(fù)到的水平越高，其中11%脫鈣率的MPC的儲(chǔ)能模量完全回復(fù)到了脫鈣之前的水平。

圖3 脫鈣MPC在回補(bǔ)鈣前后其凝膠的儲(chǔ)能模量（G’）變化圖Fig.3 Changes in elastic modulus of decalcified MPC colloids/gels without and with calcium supplement

2.4.2 凝膠的質(zhì)構(gòu)特性和持水力 在回補(bǔ)鈣前后，脫鈣MPC的溶解液經(jīng)酸化和熟化后，所得凝膠的斷裂力、強(qiáng)度和持水力如表2所示。在回補(bǔ)鈣前，MPC凝膠的斷裂力和強(qiáng)度隨脫鈣程度的增加而逐漸降低；在回補(bǔ)鈣后，凝膠斷裂力和強(qiáng)度都得到了顯著的回復(fù)，而且脫鈣率越低，斷裂力和強(qiáng)度回復(fù)到的程度越高，但仍略低于脫鈣之前的水平。此外，在回補(bǔ)鈣前，MPC凝膠的持水力也隨脫鈣程度的增加而逐漸降低；在回補(bǔ)鈣后，凝膠持水力也得到了顯著的回復(fù)，而且脫鈣率越低，持水力回復(fù)到的程度越高，其中11%脫鈣率的MPC的持水力完全回復(fù)到了脫鈣之前的水平。

2.4.3 鈣離子對(duì)MPC凝膠的組織結(jié)構(gòu)的影響 對(duì)不同鈣含量（即回補(bǔ)鈣前后）的MPC的葡萄糖酸內(nèi)酯凝膠組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熒光顯微和掃描電鏡超微結(jié)構(gòu)的對(duì)比觀察。

在回補(bǔ)鈣前后，脫鈣MPC的溶解液經(jīng)酸化和熟化后，通過激光共聚焦顯微鏡 （Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）對(duì)所得凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熒光顯微觀察結(jié)果如圖4所示。圖片中的綠色區(qū)域?qū)?yīng)乳蛋白，黑色區(qū)域?qū)?yīng)水相。從圖片上可以看出，未脫鈣MPC的凝膠，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密均勻。在回補(bǔ)鈣前，隨著脫鈣率的增加，MPC凝膠中的空隙逐漸變大且數(shù)量逐漸增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸變得疏松。在回補(bǔ)改后，MPC凝膠變得致密緊實(shí)，其孔隙率顯著降低，凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到了顯著的回復(fù)，而且脫鈣率越低，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)回復(fù)到的水平越高，其中11%～19%脫鈣率的MPC凝膠基本回復(fù)到了未脫鈣MPC的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖4）。這也解釋了MPC凝膠的儲(chǔ)能模量、斷裂力、強(qiáng)度和持水力，隨脫鈣率的變化趨勢(shì)以及在回補(bǔ)鈣前后的變化，即凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密、穩(wěn)固，其儲(chǔ)能模量、斷裂力、強(qiáng)度和持水力越大。

在回補(bǔ)鈣前后，脫鈣MPC的溶解液經(jīng)酸化和熟化后，所得凝膠的微觀結(jié)構(gòu)在掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）下的觀察結(jié)果如圖5所示。相比CLSM，SEM能更好的展現(xiàn)MPC凝膠的細(xì)微結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，未脫鈣MPC的凝膠中，蛋白質(zhì)分布均勻，凝膠結(jié)構(gòu)致密。在回補(bǔ)鈣前，隨著脫鈣率的增加，凝膠孔隙率逐漸升高，凝膠結(jié)構(gòu)逐漸變得疏松和粗糙。在回補(bǔ)改后，MPC凝膠的孔隙率顯著降低，凝膠的結(jié)構(gòu)得到了顯著的回復(fù)；而且脫鈣率越低，補(bǔ)加鈣后MPC凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)回復(fù)到的水平越高，其中11%～19%脫鈣率的MPC凝膠基本回復(fù)到了未脫鈣的MPC凝膠結(jié)構(gòu)。這一結(jié)果與CLSM顯示的結(jié)果基本一致。

表2 脫鈣MPC在回補(bǔ)鈣前后其凝膠的斷裂力、強(qiáng)度和持水力Table 2 Fracture force，hardness and water hold capacity of decalcified MPC gel without and with calcium supplement

圖4 脫鈣MPC在回補(bǔ)鈣前后其凝膠的CLSM微結(jié)構(gòu)Fig.4 CLSM microstructure of decalcified MPC gel without and with calcium supplement

綜合MPC凝膠流變學(xué)性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、持水力和微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果，可以說明鈣的回補(bǔ)能夠在一定程度上回復(fù)脫鈣MPC的凝膠性，其中11%脫鈣MPC的凝膠性能夠基本完全回復(fù)到脫鈣之前的水平。這可能是由于鈣離子的回補(bǔ)，增加了脫鈣MPC溶解液中游離鈣離子的含量，也提高了體系的離子強(qiáng)度，從而促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子之間的交聯(lián)以及凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。

圖5 脫鈣MPC在回補(bǔ)鈣前后其凝膠的SEM超微結(jié)構(gòu)Fig.5 SEM micrographs of decalcified MPC gel without and with calcium supplement

3 結(jié) 語

采用離子交換樹脂對(duì)脫脂乳的超濾截留液進(jìn)行脫鈣預(yù)處理，然后再通過噴霧干燥制備了脫鈣率為0%、11%、19%、27%和37%的MPC。MPC溶解液的起泡性和起泡穩(wěn)定性、乳化性和乳化穩(wěn)定性都隨著脫鈣程度的增加而逐漸提高。此外，隨著脫鈣程度的增加，MPC凝膠的儲(chǔ)能模量、斷裂力、強(qiáng)度和持水力均逐漸降低，且凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸變得疏松和粗糙；在脫鈣MPC的溶解液中回補(bǔ)鈣至未脫鈣MPC的含量時(shí)，其凝膠的儲(chǔ)能模量、斷裂力、強(qiáng)度、持水力和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均得到了顯著的回復(fù)，且脫鈣率越低，回復(fù)到的程度越高，其中11%脫鈣率的MPC凝膠基本完全回復(fù)到了脫鈣之前的水平。這說明離子交換脫鈣可作為一種潛在的手段來調(diào)控MPC的功能性質(zhì)，以拓展其在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍。