低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳化性能的影響

李子晗，費(fèi)子璇，張瑞麗，王思珍,，倪娜

農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工

低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳化性能的影響

李子晗a，費(fèi)子璇b，張瑞麗b，王思珍a,b，倪娜b

（內(nèi)蒙古民族大學(xué) a.動物科技學(xué)院 b.生命科學(xué)與食品學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

研究不同鈉離子強(qiáng)度下pH值對羊肉肌原纖維蛋白乳化性能的影響，為低鹽肉制品的研發(fā)提供理論參考。將羊肉肌原纖維蛋白與植物油混合勻漿得到乳狀液，研究高鈉（0.6 mol/L NaCl）與低鈉（0.3 mol/L NaCl）條件下pH值對羊肉肌原纖維蛋白的乳化活性、乳化穩(wěn)定性、分層指數(shù)、粘度、微觀結(jié)構(gòu)、粒徑、Zeta電位等指標(biāo)的影響。在高鈉和低鈉條件下，隨著pH值的升高，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化活性指數(shù)、粘度均呈先減小后增大的趨勢（<0.05）；乳化穩(wěn)定性指數(shù)、分層指數(shù)、Zeta電位等指標(biāo)分析結(jié)果顯示，隨著pH值的升高，乳狀液體系的穩(wěn)定性均顯著增加（<0.05）；表觀指標(biāo)、微觀結(jié)構(gòu)和粒徑分布分析結(jié)果顯示，在低鈉條件下（pH值為8.0）肌原纖維蛋白乳狀液的乳化狀態(tài)與高鈉條件下pH值為7.0～8.0時最為接近?？稍诘外c條件下選擇較高的pH值，以提高羊肉肌原纖維蛋白的乳化性能。

羊肉；肌原纖維蛋白；高鈉；低鈉；乳化性

近年來乳化型肉制品的消費(fèi)量增長迅速，深受城鄉(xiāng)居民喜愛。肉制品加工中通常需要添加較高含量的食鹽（NaCl）以賦予產(chǎn)品咸味特征，抑制微生物引起的肉品腐敗，并促進(jìn)原料肉中肌原纖維蛋白的解離和溶出，發(fā)揮其乳化、凝膠特性，使肉制品獲得獨特的質(zhì)地、口感和貯藏性[1—2]。食物中較高的鹽含量很容易導(dǎo)致鈉攝入量過高，若長期攝入會提高患高血壓、心臟病，以及其他心腦血管疾病的風(fēng)險[3—5]。對于肉制品而言，較高含量的NaCl還可促進(jìn)冷藏過程中的肌原纖維蛋白氧化，改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能特性，影響肉制品貯藏后的食用品質(zhì)[2]。隨著人們生活質(zhì)量的提高和健康意識的加強(qiáng)，低鹽肉制品已成為新的研究熱點。Horita等[6]研究發(fā)現(xiàn)，添加KCl最多可替代法蘭克福香腸中約1/3的NaCl。Gelabert等[7]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合鹽可替代發(fā)酵香腸中40%的NaCl；復(fù)合磷酸鹽也可將牛肉餅中的含鹽量降至1.5%[8]。

要降低肉制品中食鹽的含量，需要找到可以全部或部分替代食鹽功效的物質(zhì)，完成食鹽在加工中的作用[9]。乳化性作為蛋白質(zhì)的一種重要加工性質(zhì)，間接決定了食品的質(zhì)地和外部感官特性，穩(wěn)定的乳化體系無疑是乳化型肉制品的基本要求之一。蛋白質(zhì)乳化性指在一定條件下蛋白質(zhì)所能乳化的脂肪量，乳化活性（EAI）和乳化穩(wěn)定性（ESI）是研究乳化性的重要指標(biāo)[10]。乳化活性是蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間，或者蛋白質(zhì)與脂肪之間的相互作用[11]，乳化穩(wěn)定性指乳化劑能使乳狀液在各種條件下保持乳化狀態(tài)穩(wěn)定的能力[12—13]。乳化性受蛋白質(zhì)自身理化性質(zhì)的影響，包括蛋白質(zhì)的分子構(gòu)象、溶解性、表面疏水性等[14—16]，此外，還受外界環(huán)境因素的影響，如蛋白質(zhì)濃度、溫度、pH值、離子強(qiáng)度、油相體積分?jǐn)?shù)等[17—22]。

在降低食鹽含量后的低離子強(qiáng)度條件下，能否通過調(diào)整pH值，以獲得高離子強(qiáng)度下的蛋白質(zhì)乳化性能，國內(nèi)外鮮有報道。文中以羊肉肌原纖維蛋白為研究對象，通過測定其乳狀液的乳化活性、乳化穩(wěn)定性、粘度、分層指數(shù)等，研究高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳化性能的影響，以期為低鹽乳化型肉制品的加工與貯藏提供理論參考。

1 實驗

1.1 材料與儀器

主要材料：新鮮羊肉，購自通遼市潤泰商貿(mào)有限公司，選用羊背最長肌，剔除可見脂肪和結(jié)締組織，切成小塊，用料理機(jī)攪碎，置于?18 ℃冰箱備用。其他試劑均為分析純。

主要儀器：FE20K，酸度計，梅特勒-托利多；XSP-2C型，顯微鏡，上海精儀；T6，新世紀(jì)型紫外可見分光光度計，北京普析通用；NDJ-8S型，數(shù)字式粘度計，上海精天儀器；3K-15型，高速冷凍離心機(jī)，德國西格瑪；Zetasizer Nano ZS90型，納米粒度電位儀，英國馬爾文；T25型，高速分散機(jī)，德國IKA。

1.2 方法

1.2.1 乳狀液樣品的制備

參考NI等[23]的方法提取羊肉肌原纖維蛋白，將得到的肌原纖維蛋白在溫度為4 ℃條件下保存，3 d內(nèi)用完。采用雙縮脲法測定肌原纖維蛋白濃度，用50 mmol/L PBS緩沖液將蛋白濃度稀釋至10 mg/mL，用1 mol/L HCl和1 mol/L NaOH調(diào)整pH值為5.0，6.0，7.0，8.0，調(diào)整離子強(qiáng)度分別至0.3 mol/L NaCl（簡稱低鈉）和0.6 mol/L NaCl（簡稱高鈉）。參照葉鳳凌等[24]的方法并稍做修改，將蛋白質(zhì)溶液與植物油按體積比為4∶1混合，并于14 500 r/min下勻漿90 s，得到的乳狀液用于相關(guān)指標(biāo)測定。

1.2.2 乳化活性和乳化穩(wěn)定性指數(shù)的測定

參照葉鳳凌[24]和李丹丹[25]等的方法，并稍做改動，將制備好的乳狀液樣品從底部取50 μL，用5 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% 的SDS稀釋，測定500 nm下的吸光度，乳化活性值的計算見式（1）。將乳狀液靜置10 min，測定500 nm下的吸光度，乳化穩(wěn)定性值的計算見式（2）。

(1)

式中：0為靜置前吸光度；為肌原纖維蛋白濃度（g/mL）；為乳狀液中油所占的體積分?jǐn)?shù)。

(2)

式中：Δ為靜置前與靜置10 min后吸光度值的差。

1.2.3 乳狀液分層指數(shù)的測定

將制備好的乳狀液置于量筒，待乳狀液分層后分別測量樣品下側(cè)清液層的高度，乳狀液分層指數(shù)的計算見式（3）[26]。

(3)

1.2.4 乳狀液粘度的測定

在溫度為25 ℃下使用粘度計測定，吸取7 mL剛制備好的乳狀液置于25 mL小燒杯中，粘度計轉(zhuǎn)速為30 r/min（最大量程為200 r/min）時測定。

1.2.5 乳狀液的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)

從乳狀液底部迅速吸取適量乳狀液在載玻片上均勻涂抹，在溫度為4 ℃下冷卻1 d后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的蘇丹紅溶液染色，靜置1 min，用蒸餾水沖掉載玻片表面多余的染液，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溴酚藍(lán)溶液染色1 min，沖洗后在光學(xué)顯微鏡下觀察微觀結(jié)構(gòu)并拍照。

1.2.6 Zeta電位和粒徑的測定

采用馬爾文激光粒度儀測定Zeta電位和粒徑，將pH值、離子強(qiáng)度處理下的磷酸緩沖液作為空白分散劑。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，用ANOVA進(jìn)行方差分析，LSD進(jìn)行顯著性檢驗（< 0.05），使用Origin 2019繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈉離子濃度下pH值對羊肉肌原纖維蛋白乳化活性的影響

在高鈉條件下，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化活性指數(shù)隨著pH值的上升先減小后增大，見圖1。pH值為5.0時，乳化活性指數(shù)為最大值；當(dāng)pH值繼續(xù)增加，乳化活性指數(shù)呈下降趨勢；pH值為7.0時，乳化活性指數(shù)最??；pH值為6.0～7.0時，差異不顯著（> 0.05）；pH值繼續(xù)升高至8.0時，乳化活性指數(shù)有所回升；pH值為7.0～8.0時，差異顯著（< 0.05）。在低鈉條件下，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化活性指數(shù)隨著pH值的上升也呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，pH值為6.0時，乳化活性指數(shù)最小，且pH值為5.0，7.0，8.0時，差異不顯著（> 0.05）。比較2種鈉離子濃度下乳狀液乳化活性的變化趨勢，可以發(fā)現(xiàn)2種鈉離子濃度在pH值為7.0和8.0時，乳化活性指數(shù)最為接近，且2種鈉離子濃度間無顯著差異（> 0.05）。

高鈉與低鈉條件下，乳化活性隨pH值的變化趨勢總體相似。pH值為5.0時，肌原纖維蛋白正處于其等電點附近，蛋白質(zhì)表面不帶電荷或僅帶少量電荷，其主要作用力表現(xiàn)為疏水相互作用，蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)暴露在外，增加了蛋白質(zhì)分子的脂肪吸附能力，改善了體系的乳化性能[23, 27]。與陸健康等[28]的研究結(jié)果相似，高鈉條件下羊肉肌原纖維蛋白的乳化活性指數(shù)最高值均出現(xiàn)在pH值為5.0。當(dāng)pH值升高后，乳化活性指數(shù)均不同程度地下降，這可能與偏離等電點時蛋白質(zhì)所帶的負(fù)電荷有關(guān)，當(dāng)靜電斥力占主導(dǎo)，而疏水相互作用逐漸減弱，降低了蛋白質(zhì)的油脂結(jié)合能力。當(dāng)pH值繼續(xù)升高時，溶液pH值距離等電點越遠(yuǎn)，蛋白質(zhì)所帶的靜電荷越高，靜電排斥作用進(jìn)一步增加，蛋白質(zhì)分子分散性變好，乳化性能有所提 升[27]。在高pH值條件下，與pH值對肌原纖維蛋白乳化體系的作用相比，離子強(qiáng)度的差異對體系影響不大，高鈉和低鈉條件下的乳化活性指數(shù)非常接近。雖然離子強(qiáng)度升高也能夠引起蛋白質(zhì)所帶負(fù)電荷增加、溶解度增大等作用[28]，但其可能對疏水相互作用影響不大，或?qū)Φ鞍踪|(zhì)與脂肪間的相互作用無明顯改善，因此未能導(dǎo)致其乳化活性發(fā)生顯著變化。

注：圖1—5，8中不同大寫字母表示高鈉條件下各處理組之間差異顯著（P<0.05）；不同小寫字母表示低鈉條件下各處理組之間差異顯著（P<0.05）

2.2 不同鈉離子濃度下pH值對羊肉肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性的影響

在高鈉條件下，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化穩(wěn)定性隨pH值的升高而增加，當(dāng)pH值為5.0時，乳化穩(wěn)定指數(shù)最低；pH值為8.0時，乳化穩(wěn)定性指數(shù)最大；且pH值為5.0，6.0，7.0時，差異顯著（0.05）；pH值為7.0～ 8.0時，差異不顯著（0.05），見圖2。在低鈉條件下，pH值由5.0升至8.0的過程中，乳狀液的乳化穩(wěn)定性總體也呈上升趨勢；pH值為5.0～6.0時，差異不顯著（0.05）；而后pH值上升，乳化穩(wěn)定性顯著增加（0.05），至pH值為8.0時乳化穩(wěn)定性最高；pH值為7.0～8.0時，差異不顯著（0.05）。2種不同鈉離子濃度條件下，pH值為5.0時，兩者的乳化穩(wěn)定性指數(shù)最為接近，與低鈉條件下pH值為6.0的處理相比，三者間差異也不顯著（> 0.05）；pH值為7.0時，2種鈉離子濃度下的乳化穩(wěn)定性也無顯著差異（> 0.05）；而pH值為8.0時，低鈉樣品的乳化穩(wěn)定性顯著高于高鈉樣品 （0.05）。

高鈉與低鈉條件下，乳化穩(wěn)定性隨pH值的變化趨勢與乳化活性相似，當(dāng)pH值遠(yuǎn)離等電點時，乳化穩(wěn)定性也呈現(xiàn)上升趨勢。蛋白質(zhì)作為乳化劑，變性后可被吸附在油滴界面形成單分子薄膜，其親水性殘基指向水相，而疏水性氨基酸殘基親油相，從而形成穩(wěn)定的O/W型乳狀液。pH值可通過引起蛋白質(zhì)表面凈電荷的變化，改變?nèi)芙舛鹊拇笮。瑥亩鹑榛阅艿淖兓痆29]。pH值為5.0和6.0時，肌原纖維蛋白正處于等電點附近。此時，蛋白質(zhì)分子周圍的凈電荷很少甚至為0，蛋白質(zhì)溶解度極低，O/W界面處吸附的蛋白質(zhì)變少，穩(wěn)定界面的薄膜易受破壞，油滴之間容易互相聚集，甚至發(fā)生合并，且此時蛋白質(zhì)分子間的靜電相互作用降低，因而不能通過靜電排斥作用阻止油滴發(fā)生聚集，使得乳狀液的穩(wěn)定性難以維持[28—29]；當(dāng)pH值升高至遠(yuǎn)離等電點時，蛋白質(zhì)分子表面所帶的負(fù)電荷密度增加，靜電排斥作用增強(qiáng)，同時更多的蛋白質(zhì)被吸附到O/W界面處，并層層堆積在油滴外，結(jié)構(gòu)緊密，致使油滴聚集難度增加，防止了合并作用的發(fā)生，乳狀液更加穩(wěn)定[29]。此時低鈉條件下的乳化穩(wěn)定性更好，這是由于當(dāng)離子強(qiáng)度增加（高鈉條件）時，高pH值乳狀液中液滴上的凈電荷減少，蛋白質(zhì)因鹽析作用趨于聚集（溶解度降低），絮凝使乳狀液失穩(wěn)[30]。

圖2 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性指數(shù)的影響

2.3 不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液分層指數(shù)的影響

由于O/W型乳狀液中水相與油相間存在密度差，在其儲存過程中會發(fā)生油滴上浮，即乳狀液出現(xiàn)分層現(xiàn)象。分層指數(shù)是反映乳狀液中液滴聚集程度的非直接指標(biāo)，表示液滴在一段時間內(nèi)對抗重力分離的穩(wěn)定性，其值越小，乳狀液越穩(wěn)定[31]。儲存72 h后的乳狀液分層情況見圖3。在高鈉條件下，pH值為5.0時，儲存后的肌原纖維蛋白乳狀液分層較為明顯，且在儲存過程中可觀察到下層清液中有絮狀物；當(dāng)pH值由6.0升至8.0時，乳狀液不再分層，即差異不顯著（0.05）。在低鈉條件下，pH值為5.0時，儲存后的乳狀液分層相對嚴(yán)重，分層指數(shù)比高鈉條件下（pH值為5.0）乳狀液的分層指數(shù)略低；pH值為6.0時，分層指數(shù)較pH值為5.0時進(jìn)一步降低（<0.05）；pH值為7.0時，乳狀液分層指數(shù)為0，即不再分層；pH值為7.0～8.0時，差異不顯著（0.05）。

分層指數(shù)所反映的肌原纖維蛋白乳狀液的體系穩(wěn)定性與2.2節(jié)中乳化穩(wěn)定性指數(shù)的變化趨勢基本一致，由于分層指數(shù)測定時靜置時間更長，因而可觀察到等電點下蛋白質(zhì)的聚沉現(xiàn)象。乳狀液的分層現(xiàn)象不僅與液滴絮凝狀態(tài)有關(guān)，還取決于分離或絮凝的液滴間的相互吸引作用[32]，pH值遠(yuǎn)離等電點時，乳狀液中蛋白質(zhì)表面所帶的負(fù)電荷密度增加，靜電排斥作用增強(qiáng)，油滴不易發(fā)生聚集。乳狀液的分層現(xiàn)象還與界面膜厚度有關(guān)[31]，當(dāng)pH值遠(yuǎn)離等電點時，更多的蛋白質(zhì)被吸附到液滴界面處，使界面膜結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，界面活性增加，擴(kuò)散能力增強(qiáng)，可有效地防止油滴聚集，從而減弱分層作用[33]。

圖3 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白分層指數(shù)的影響

2.4 不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液粘度的影響

連續(xù)相的粘度是影響乳狀液穩(wěn)定性的重要因素。在高鈉條件下，肌原纖維蛋白乳狀液的粘度呈先上升后下降的趨勢，在pH值為6.0時，乳狀液粘度達(dá)到最大值；pH值為6.0～ 7.0時，差異不顯著（>0.05）；pH值為8.0時，乳狀液粘度顯著下降（0.05），見圖4。在低鈉條件下，pH值為5.0～8.0的過程中，乳狀液粘度也呈先上升后下降的趨勢；pH值為7.0時，粘度達(dá)到最大值，且各pH值間差異顯著（0.05）。粘度隨pH值的變化趨勢與羅永康等[34]對鰱魚肌原纖維蛋白粘度的研究結(jié)果相似，當(dāng)pH低于7.18時，pH值與粘度之間呈正相關(guān)，而pH值高于7.18時，則呈負(fù)相關(guān)。前期粘度隨pH值升高而增加，pH值5.0位于肌原纖維蛋白等電點附近，溶解度最低，當(dāng)值pH逐漸偏離等電點時，蛋白質(zhì)所帶同種電荷越多，越不易聚集[34]；后期pH值增加而粘度降低，推測是高pH值下蛋白質(zhì)被大量吸附于液滴界面處，從而導(dǎo)致連續(xù)相中蛋白質(zhì)濃度降低，粘度下降。

從2種鈉離子濃度下不同pH值所對應(yīng)的乳狀液粘度來看，總體上高鈉條件下的乳狀液粘度要高于低鈉條件。這與羅永康等[34]的研究結(jié)果相似，離子強(qiáng)度較低時肌原纖維蛋白溶液粘度也較低。這是由于肌原纖維蛋白是鹽溶性蛋白，在低離子強(qiáng)度下溶解度較低[35]，且離子強(qiáng)度不同時，肌原纖維蛋白分子的排列方式也有差異，低離子強(qiáng)度下肌球蛋白常以細(xì)絲狀形態(tài)存在，而離子強(qiáng)度增加到一定濃度時，肌球蛋白分子常以單體形式存在，從而造成粘度下降。

圖4 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液粘度的影響

2.5 不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液Zeta電位的影響

Zeta電位是表征膠體分散體系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一，也是顆粒間斥力或引力強(qiáng)度的度量指標(biāo)之一。不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維乳狀液Zeta電位的影響見圖5。蛋白質(zhì)包裹的液滴表面電荷受其分子中氨基與羧基的電離度控制，在所有乳狀液樣品中，Zeta電位均為負(fù)值，這表明其蛋白質(zhì)表面帶負(fù)電的基團(tuán)多于帶正電的基團(tuán)[36]。在高鈉與低鈉條件下，Zeta電位值隨pH值增加均呈上升趨勢（<0.05）。pH值的變化改變了蛋白質(zhì)表面基團(tuán)的暴露狀況，影響了蛋白質(zhì)表面正電荷和負(fù)電荷之間的平衡，從而改變了表面電荷電位[37—38]。Zeta電位越高，表明乳狀液體系的物理穩(wěn)定性越穩(wěn)定，此時體系中靜電排斥力起主要作用，不易發(fā)生聚沉[39]，這與2.2節(jié)中乳化穩(wěn)定性隨pH值升高而增加的結(jié)果相吻合。

與高鈉條件相比，低鈉條件下肌原纖維蛋白乳狀液Zeta電位的絕對值總體略高，這與周揚(yáng)等[40]的研究結(jié)果相似，可能是由于靜電屏蔽或離子結(jié)合作用[41]。鹽離子的添加可能對蛋白分子表面擴(kuò)散雙電層產(chǎn)生壓縮作用，在高鹽溶液中肌原纖維蛋白分子與油相液滴產(chǎn)生靜電屏蔽或離子結(jié)合作用，降低了油滴間的排斥力[42]。

圖5 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液Zeta電位的影響

2.6 不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液微觀結(jié)構(gòu)的影響

在高鈉條件下，pH值為5.0時，視野中油滴很少，且零散地分布在體系中；pH值為6.0時，油滴數(shù)量增多、顆粒較大，且不規(guī)則，但已經(jīng)表現(xiàn)出較為緊湊的排布；pH值為7.0時，乳狀液體系中可見油滴均勻的排布，且規(guī)則、緊湊；當(dāng)pH值為8.0時，油滴已相當(dāng)緊密地排列在乳狀液體系中，且形狀非常規(guī)則、均勻，說明形成了穩(wěn)定的水包油結(jié)構(gòu)，見圖6。在低鈉條件下，pH值為5.0和6.0時，可觀察到肌原纖維蛋白乳狀液中油滴的大小不均、形狀不規(guī)則，數(shù)量也較為稀少，零散、凌亂地分布在體系中，可見其未能形成相對穩(wěn)定的乳化體系；pH值為7.0時，油滴呈現(xiàn)一定的緊密排列結(jié)構(gòu)，但略不規(guī)則；當(dāng)pH值為8.0時，乳狀液中油滴呈現(xiàn)出清晰緊密的排列，形成了明顯的水包油結(jié)構(gòu)，乳狀液的穩(wěn)定性相對較好。綜上所述，pH值相同時，低鈉條件下油滴的分散比高鈉條件下更為不規(guī)則；當(dāng)pH值較高時，2種不同鈉離子濃度下觀察到的體系微觀結(jié)構(gòu)最為接近。這與圖2所顯示的乳狀液穩(wěn)定性隨pH值的變化趨勢基本一致。

注：a—d表示高鈉條件下pH值分別為5.0，6.0，7.0和8.0的肌原纖維蛋白乳狀液； e—h表示低鈉條件下pH值分別為5.0，6.0，7.0和8.0的肌原纖維蛋白乳狀液

比較2種不同離子強(qiáng)度下乳狀液的微觀結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)近等電點的乳化體系中油滴較為分散，甚至有些許蛋白質(zhì)聚集體出現(xiàn)，而遠(yuǎn)離等電點時油滴在體系中的排列較為規(guī)則、緊密，油滴周圍包裹的蛋白質(zhì)層也較為均勻。在等電點附近時，因蛋白質(zhì)所帶凈電荷幾乎為0，溶解度較低且有聚集傾向，不能形成較為穩(wěn)定的界面膜，所以乳狀液的穩(wěn)定性不佳，使得乳化體系中的油相在短時間內(nèi)分離[26]，在顯微鏡視野內(nèi)觀察到的油滴數(shù)量不多。

2.7 不同鈉離子濃度下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液粒徑的影響

粒徑分析是對肌原纖維蛋白乳化體系中液滴大小及分布情況進(jìn)行測定。乳化體系形成后，乳化劑吸附在油水界面，穩(wěn)定液滴使其不發(fā)生聚集，根據(jù)粒徑大小可評價其乳化能力[43]。在高鈉或低鈉條件下，不同pH值的肌原纖維蛋白乳狀液中液滴粒徑分布情況和平均粒徑分別見圖7—8。在高鈉條件下（見圖7a），pH值為5.0～7.0時乳狀液中的微粒呈雙峰分布，包括1個主峰和1個從屬的肩峰。隨著pH值升高，各樣品粒徑分布曲線有向右偏移的趨勢，且乳狀液中微粒粒徑范圍逐漸變窄，分布更加集中，至pH值8.0時僅剩1個窄而高的單峰，表明乳狀液顆粒大小更加均勻，這與圖6中所示的微粒變化情況相吻合。在低鈉條件下（見圖7b），所有pH值乳狀液中的微粒均呈現(xiàn)雙峰分布，包括1個主峰和1個從屬的肩峰；與高低條件相比，各肩峰的峰高、峰寬更大，粒度分布范圍也較廣，因此低鈉條件下所有處理的平均粒徑更小，這與圖8中所示的平均粒徑結(jié)果一致。隨著pH值升高，各樣品粒徑分布曲線也呈現(xiàn)向右偏移趨勢，pH值為8.0時可觀察到肩峰的明顯縮小，以及主峰高度增加、寬度下降，乳狀液顆粒的粒徑分布更加均勻。

在高鈉條件下，對于肌原纖維蛋白乳化體系中的微粒平均粒徑，不同pH值間差異均顯著（< 0.05），并隨pH值升高整體呈先降低后升高的趨勢，pH值為8.0時平均粒徑值最大，pH值為6.0時最小，見圖8。在低鈉條件下，隨著pH值升高，各處理的平均粒徑整體呈升高趨勢，其中pH 值為8.0時比pH值為7.0時略有下降，但兩者間差異不顯著（> 0.05）。相較于低鈉條件下的肌原纖維蛋白乳液微粒而言，高鈉條件下的平均粒徑值均較高，這與Ettoumi的結(jié)果相似[30]。與高鈉條件相比，低鈉條件下（pH值為8.0時）肌原纖維蛋白乳化微粒的粒徑更為細(xì)小，這與圖6所示的微觀結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果一致，低離子強(qiáng)度下液滴間的靜電排斥作用較強(qiáng)，液滴粒徑較小可防止其聚集[44]，因而增加了乳化體系的穩(wěn)定性，這與2.2節(jié)中的結(jié)果相吻合；當(dāng)pH值高時，高離子濃度反而使液滴上的凈電荷減少，乳化顆粒捕獲合并，導(dǎo)致液滴粒徑較大，使乳狀液穩(wěn)定性有所降低[30]。

圖7 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液粒徑分布的影響

圖8 高鈉與低鈉條件下pH值對肌原纖維蛋白乳狀液粒徑的影響

3 結(jié)語

在高鈉與低鈉條件下，隨著pH值升高，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化活性指數(shù)、粘度均呈先減小后增大的趨勢；乳化穩(wěn)定性指數(shù)、分層指數(shù)、Zeta電位等指標(biāo)分析顯示，隨著pH值升高，乳狀液體系的穩(wěn)定性均逐漸增加。表觀指標(biāo)、微觀結(jié)構(gòu)與粒徑分布分析結(jié)果顯示，低鈉條件下pH值為8.0時，肌原纖維蛋白乳狀液的乳化狀態(tài)與高鈉條件下pH值為7.0～8.0時最為接近?？墒褂迷诘外c條件下適當(dāng)調(diào)高乳狀液pH值的方法，來調(diào)控乳狀液中肌原纖維蛋白分子表面的荷電狀況，通過靜電排斥作用改變?nèi)闋钜褐杏偷蔚木奂c穩(wěn)定情況，以獲得較好的蛋白質(zhì)乳化性能。文中研究為低鹽乳化型肉制品的生產(chǎn)實踐提供了理論參考，適當(dāng)調(diào)高低鹽肉制品的pH值，不僅可以降低肉制品中的鈉攝入量，還具有解決低鹽乳化型肉制品加工與貯藏過程中出油、出水等問題的潛力，但是提高pH值是否對肉制品的貯藏性產(chǎn)生影響，還值得開展進(jìn)一步的探討。

[1] GROSSI A, S?LTOFT-JENSEN J, KNUDSEN C J, et al. Reduction of Salt in Pork Sausages by the Addition of Carrot Fibre or Potato Starch and High Pressure Treatment[J]. Meat Science, 2012, 92(4): 481-489.

[2] 趙亞南, 張牧焓, 王道營, 等. 氯化鈉對雞肉冷藏過程中肌原纖維蛋白氧化的影響[J]. 肉類研究, 2020, 34(8): 1-7.

ZHAO Ya-nan, ZHANG Mu-han, WANG Dao-ying, et al. Effects of Sodium Chloride on Myofibrillar Protein Oxidation during Cold Storage of Chicken Meat[J]. Meat Research, 2020, 92(4): 481-489.

[3] 文依娜. 食鹽對心臟健康的影響[J]. 心血管病防治知識(科普版), 2012(4): 35-36.

WEN Yi-na. The Effect of Salt on Heart Health[J]. Prevention and Treatment of Cardiovascular Disease, 2012(4): 35-36.

[4] 馬冠生, 周琴, 胡小琪, 等. 我國居民食鹽消費(fèi)量與血壓水平關(guān)系研究[J]. 中國慢性病預(yù)防與控制, 2008, 16(5): 441-444.

MA Guan-sheng, ZHOU Qin, HU Xiao-qi, et al. Relationship between Salt Consumption and Hypertension in Chinese People[J]. Chinese Journal of Prevention and Control of Chronic Diseases, 2008, 16(5): 441-444.

[5] 郭秀云, 張雅瑋, 彭增起. 食鹽減控研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(21): 374-378.

GUO Xiu-yun, ZHANG Ya-wei, PENG Zeng-qi. Research Progresses in Reduction and Control of Salt Intake[J]. Food Science, 2012, 33(21): 374-378.

[6] HORITA C N, MORGANO M A, CELEGHINI R M S, et al. Physico-Chemical and Sensory Properties of Reduced-Fat Mortadella Prepared with Blends of Calcium, Magnesium and Potassium Chloride as Partial Substitutes for Sodium Chloride[J]. Meat Science, 2011, 89(4): 426-433.

[7] GELABERT J, GOU P, GUERRERO L, et al. Effect of Sodium Chloride Replacement on Some Characteristics of Fermented Sausages[J]. Meat Science, 2003, 65(2): 833-839.

[8] SHAWKAT R M. Phosphate Toxicity: New Insights into an Old Problem[J]. Clinical science, 2010, 120(3): 91-97.

[9] 繆進(jìn), 鄒玉峰, 王鵬, 等. 水洗結(jié)合pH值調(diào)整對雞肉糜低鹽熱凝膠特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2012, 28(24): 287-292.

MIAO Jin, ZOU Yu-feng, WANG Peng, et al. Effects of Washing Treatment and pH Adjustment on Heat-Induced Gelling Properties of Minced Chicken with Low-Salt[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(24): 287-292.

[10] 嚴(yán)紅波, 沈春蕾, 張賓, 等. 南美白對蝦肉糜凍藏過程中蛋白質(zhì)功能特性變化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2020, 46(24): 37-42.

YAN Hong-bo, SHEN Chun-lei, ZHANG Bin, et al. Changes in Protein Function of Minced Shrimp () during Frozen Storage[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(24): 37-42.

[11] PATHANIA R, KHAN H, KAUSHIK R, et al. Essential Oil Nano-Emulsions and Their Antimicrobial and Food Applications[J]. Current Research in Nutrition and Food Science Journal, 2018, 6(3): 626-634.

[12] 王雪, 郭興鳳. 蛋白質(zhì)乳化性研究進(jìn)展[J]. 糧食加工, 2017, 42(1): 39-43.

WANG Xue, GUO Xing-feng. Research Progress of Protein Emulsification[J]. Grain Processing, 2017, 42(1): 39-43.

[13] 劉麗婭, 趙強(qiáng)忠, 孔靜, 等. 黃原膠對酪蛋白酸鈉乳狀液穩(wěn)定性的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2012, 33(5): 83-86.

LIU Li-ya, ZHAO Qiang-zhong, KONG Jing, et al. Effect of Xanthan Gum on the Stability of Sodium Caseinate Emulsion[J]. Science and Technology of Food Industry, 2012, 33(5): 83-86.

[14] KAUSHAL P, KUMAR V, SHARMA H K. Comparative Study of Physicochemical, Functional, Antinutritional and Pasting Properties of Taro (), () Flour, Pigeonpea () Flour and their Blends[J]. LWT- Food Science and Technology, 2012, 48(1): 59-68.

[15] LESTARI D, MULDER W J, SANDERS J P M. Jatropha Seed Protein Functional Properties for Technical Applications[J]. Biochemical Engineering Journal, 2011, 53(3): 297-304.

[16] LIANG H N, TANG C H. Pea Protein Exhibits a Novel Pickering Stabilization for Oil-in-Water Emulsions at pH 3.0[J]. Academic Press, 2014, 58(2): 463-469.

[17] GONG K J, SHI A M, LIU H Z, et al. Emulsifying Properties and Structure Changes of Spray and Freeze-Dried Peanut Protein Isolate[J]. Journal of Food Engineering, 2016(170): 33-40.

[18] CHEUNG L, WANASUNDARA J, NICKERSON M T. Effect of pH and NaCl on the Emulsifying Properties of a Napin Protein Isolate[J]. Food Biophysics, 2015, 10(1): 30-38.

[19] TAN S H, MAILER R J, BLANCHARD C L, et al. Emulsifying Properties of Proteins Extracted from Australian Canola Meal[J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 57(1): 376-382.

[20] GUO Q, MU T H. Emulsifying Properties of Sweet Potato Protein: Effect of Protein Concentration and Oil Volume Fraction[J]. Food Hydrocolloids, 2010, 25(1): 98-106.

[21] 崔珊珊, 木泰華, 孫紅男, 等. NaCl濃度和pH對s甘薯蛋白肽乳化特性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 49(9): 1778-1786.

CUI Shan-shan, MU Tai-hua, SUN Hong-nan, et al. Effects of NaCl Concentration and pH Value on the Emulsifying Properties of Sweet Potato Peptides[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2016, 49(9): 1778-1786.

[22] PENG W W, KONG X Z, CHEN Y M, et al. Effects of Heat Treatment on the Emulsifying Properties of Pea Proteins[J]. Food Hydrocolloids, 2016(52): 301-310.

[23] NI N, WANG Z, HE F, et al. Gel Properties and Molecular Forces of Lamb Myofibrillar Protein during Heat Induction at different pH Values[J]. Process Biochemistry, 2014, 49(4): 631-636.

[24] 葉鳳凌, 池玉閩, 周敏之, 等. 氧化對兔肉肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)、乳化性和凝膠性的影響研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2020, 41(24): 22-30.

YE Feng-ling, CHI Yu-min, ZHOU Min-zhi, et al. Effect of Oxidation on the Structure, Emulsification and Gelability of Rabbit Meat Myofibrillar Protein[J]. Science and Technology of Food Industry, 2020, 41(24): 22-30.

[25] 李丹丹, 謝盛莉, 馬良, 等. 水溶性蠶蛹蛋白功能特性探究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2021, 47(4): 7-14.

LI Dan-dan, XIE Sheng-li, MA Liang, et al. The Functional Characteristics of Water-Soluble Silkworm Pupa Protein[J]. Food and Fermentation Industries, 2021, 47(4): 7-14.

[26] 顧振宇, 江美都, 付道才, 等. 大豆分離蛋白乳化性的研究[J]. 中國糧油學(xué)報, 2000, 15(3): 32-35.

GU Zhen-yu, JIANG Mei-du, FU Dao-cai, et al. Study on Emulsification of Soy Protein Isolate[J]. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2000, 15(3): 32-34.

[27] 高金龍, 莎麗娜, 格日勒圖. 羊皮膠原蛋白乳化性與乳化穩(wěn)定性的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(1): 65-67.

GAO Jin-long, SHA Li-na, BORJIGIN Gerelt. Study on Emulsifying Activity and Emulsion Stability Collagen from Goat Skin[J]. Science and Technology of Food Industry, 2011, 32(1): 66-67.

[28] 陸健康, 許倩, 孟亞娟, 等. 多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2014, 35(21): 91-93.

LU Jian-kang, XU Qian, MENG Ya-juan, et al. Study on Emulsifying Properties of Myofibrillar Proteins from Duolang Lamb[J]. Science and Technology of Food Industry, 2014, 35(21): 91-93.

[29] 李超, 蒲彪, 羅松明, 等. pH和NaCl濃度對花椒籽仁分離蛋白乳化性的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2017, 43(6): 92-97.

LI Chao, PU Biao, LUO Song-ming, et al. Emulsifying Properties ofMaxim Seed Kernel Protein Isolate: Effect of pH and NaCl Concentration[J]. Food and Fermentation Industries, 2017, 43(6): 92-97.

[30] ETTOUMI Y, CHIBANE M, ROMERO A. Emulsifying Properties of Legume Proteins at Acidic Conditions: Effect of Protein Concentration and Ionic Strength[J]. LWT-Food Science and Technology, 2016, 66(3): 260-266.

[31] 王超, 蔡浚澤, 劉騫, 等. 預(yù)熱處理對乳清分離蛋白水包油乳狀液特性和物理穩(wěn)定性的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(19): 21-26.

WANG Chao, CAI Jun-ze, LIU Qian, et al. Influence of Heat Pretreatment on the Characteristics and Physical Stability of Whey Protein Isolate-Stabilized Rapeseed Oil-in-water Emulsions[J]. Science and Technology of Food Industry, 2017, 38(19): 21-26.

[32] SHAO Y, TANG C. Characteristics and Oxidative Stability of Soy Protein-Stabilized Oil in Water Emulsions: Influence of Ionic Strength and Heat Pretreatment[J]. Food Hydrocolloids, 2014, 37(6): 149-158.

[33] 張雪蓉. 鷹嘴豆蛋白肽對水包油型乳狀液穩(wěn)定性的影響[J]. 糧食與油脂, 2021, 34(3): 70-73.

ZHANG Xue-rong. Effect of Chickpea Protein Peptide on the Stability of Oil in Water Emulsion[J]. Cereals and Oils, 2021, 34(3): 70-73.

[34] 羅永康, 潘道東, 沈慧星, 等. 蛋白質(zhì)濃度、pH、離子強(qiáng)度對鰱魚肌原纖維蛋白粘度的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2004(7): 52-54.

LUO Yong-kang, PAN Dao-dong, SHEN Hui-xing, et al. Effects of Protein Concentration, pH and Ionic Strength on the Viscosity of Silver Carp Myofibrillar Protein[J]. Food and Fermentation Industries, 2004(7): 52-54.

[35] 周茹, 倪渠峰, 林偉偉, 等. 肌原纖維蛋白溶解度對鹽離子濃度的依賴性[J]. 中國食品學(xué)報, 2015, 15(3): 32-39.

ZHOU Ru, NI Qu-feng, LIN Wei-wei, et al. The Dependence of Myofibrillar Protein Solubility on Salt Ion Concentration[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2015, 15(3): 32-39.

[36] 張小影, 齊寶坤, 孫禹凡, 等. 鹽離子對大豆-乳清混合蛋白乳液的穩(wěn)定性及界面特性的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2021, 42(6): 22-28.

ZHANG Xiao-ying, QI Bao-kun, SUN Yu-fan, et al. Effect of Salt Ion on the Stability and Interfacial Adsorption Characteristics of Soybean-Whey Mixed Protein Emulsion[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(6): 22-28.

[37] 張唯唯, 何振東, 馬天怡, 等. 極端酸堿pH偏移改善白果蛋白溶解性和乳化性[J]. 精細(xì)化工, 2021, 38(6): 1204-1211.

ZHANG Wei-wei, HE Zhen-dong, MA Tian-yi, et al. Extreme Acid and Alkaline pH-Shifting Processes Improving the Solubility and Emulsifying Properties of Ginkgo Seed Protein Isolate[J]. Fine Chemicals, 2021, 38(6): 1204-1211.

[38] CHEN Y, SHENG L, GOUDA M, et al. Impact of Ultrasound Treatment on the Foaming and Physicochemical Properties of Egg White during Cold Storage[J]. LWT-Food Science and Technology, 2019(113): 108303.

[39] 牛德寶. 蔗汁中亞硫酸鈣的吸附特性及吸附過程Zeta電位變化的研究[D]. 南寧: 廣西大學(xué), 2013: 6-8.

NIU De-bao. The Study on the Adsorption Characteristics of Calcium Sulfite in Sugarcane Juice and the Change of the Zate Potential in Adsorption Process[D]. Nanning: Guangxi University, 2013: 6-8.

[40] 周揚(yáng), 陳雪珂, 戴宏杰, 等. 溶液體系中迷迭香酸與肌球蛋白的相互作用及其對蛋白理化特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2020, 41(12): 14-21.

ZHOU Yang, CHEN Xue-ke, DAI Hong-jie, et al. Interaction of Rosmarinic Acid with Myosin in Aqueous Buffer Solution and its Effect on Protein Physicochemical Properties[J]. Food Science, 2020, 41(12): 14-21.

[41] CAI X R, DU X F, ZHU G L, et al. Induction Effect of NaCl on the Formation and Stability of Emulsions Stabilized by Carboxymethyl Starch/Xanthan Gum Combinations[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 105(776): 1-8.

[42] CHEN X, XU X L, ZHOU G H. Potential of High Pressure Homogenization to Solubilize Chicken Breast Myofibrillar Proteins in Water[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2016(33): 170- 179.

[43] 王中江, 王妍, 張雅娜, 等. 熱處理對大豆球蛋白乳化性的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(16): 154-156.

WANG Zhong-jiang, WANG Yan, ZHANG Ya-na, et al. Influence of Heat Treatment on Soy Protein Emulsibility[J]. Science and Technology of Food Industry, 2013, 34(16): 154-156.

[44] TAHA A, AHMED E, HU T, et al. Effects of Different Ionic Strengths on the Physicochemical Properties of Plant and Animal Proteinsstabilized Emulsions Fabricated Using Ultrasound Emulsification[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2019(58): 104627.

Effects of pH on the Emulsifying Properties of Lamb Myofibrillar Protein under Low Sodium Concentration

LI Zi-hana, FEI Zi-xuanb, ZHANG Rui-lib, WANG Si-zhena,b, NI Nab

(a.College of Animal Sciences and Technology b.College of Life Sciences and Food Engineering, Inner Mongolia University for the Nationalities, Tongliao 028000, China)

The work aims to study the effects of pH on emulsifying properties of lamb myofibrillar protein under different sodium concentration to provide theoretical reference for the research and development of low-salt meat products. The lamb myofibrillar protein was mixed with vegetable oil evenly to obtain the emulsion. The effects of pH on emulsifying activity index, emulsifying stability index, creaming index, viscosity, microstructure, particle size and Zeta potential of lamb myofibrillar protein were studied under high sodium concentration (0.6 mol/L NaCl) and low sodium concentration (0.3 mol/L NaCl) conditions. The emulsifying activity index and viscosity of myofibrillar protein emulsion firstly decreased and then increased with the increase of pH (<0.05) under both high and low sodium concentration conditions. From the analysis on emulsifying stability index, creaming index and Zeta potential, the stability of emulsion system increased significantly with the increase of pH (<0.05). From the analysis results of apparent index, microstructure and particle size distribution, the emulsification state of myofibrillar protein emulsion under low sodium concentration condition (pH=8.0) was similar to that under high sodium concentration condition (pH=7.0～8.0). A higher pH can be selected under the low sodium concentration condition to improve the emulsifying properties of lamb myofibrillar protein.

lamb; myofibrillar proteins; high sodium concentration; low sodium concentration; emulsifying properties

TS251.1

A

1001-3563(2022)01-0089-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.012

2020-02-22

國家自然科學(xué)基金（31660467）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)博士科研啟動基金項目（BS360）；內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金（2014MS0316）

李子晗（1996—），男，內(nèi)蒙古民族大學(xué)碩士生，主攻動物生產(chǎn)學(xué)。

倪娜（1983—），女，博士，內(nèi)蒙古民族大學(xué)副教授，主要研究方向為畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制。