瓜尔豆胶（guar gum) 是由 Cyamopsis tetragonolobus种子提取的半乳甘露聚糖。这种 非离子型多糖由0(1 — 6)连接的D-甘露糖骨 架和0(1^4)连接的分支或侧链构成。甘露糖 与半乳糖的质量比为2: 1[1]。溶液中低浓度的 瓜尔豆胶分子以展开的随机卷曲的构象分散于 水中，并且多糖分子可以自由移动或改变分子 构象。当瓜尔豆胶浓度増加时，分子间的接触 増加而相互缠结，导致水相黏度急剧増加12]。 虽然瓜尔豆胶具有很好的増稠作用，但在一定 浓度时造成酪蛋白胶束排斥絮凝，因此在乳制 品的应用受到限制。Kalmand等发现，瓜尔 豆胶对酪蛋白胶束的排斥絮凝作用比黄原胶 弱。Tuinier等[1]研究了瓜尔豆胶及其酸水解物 对酪蛋白胶束絮凝的影响。研究表明，经过酸 水解的瓜尔豆胶与酪蛋白胶束的共容性増加。 有关瓜尔豆胶对乳浊液稳定性的影响则少见报 道。瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，本文研究了瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊 液稳定性的影响，并分析了其作用机理。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

瓜尔豆胶，印度进口；厨宝粟米油，购自 广州超市；硕森大豆分离蛋白，哈尔滨黎明植 物蛋白厂；NaH2P〇4, NaHP〇4, NaOH，HCl，叠氮

钠均为分析纯。

F_-200高速分散均质器，上海标本模型 厂；高压均质机，上海张堰轻工机械厂；pH& 3C精密pH计，上海雷磁仪器厂；&18型实 验室生物显微镜，南京江南光电(集团)有限公 司；Nikon995 数码相机，日本；Brookfield Digital Viscometer DV • I，美国；Mastersizer2000, Malvern Instruments Ltd，英国。

1.2实验方法

1.2 1 瓜尔豆胶溶液的制备

将一定量的瓜尔豆胶（含水量14.50%，） 分散于20mmol/L的磷酸盐缓冲液中，加热到 80°C，搅拌保温20min。充分溶解后用自来水 冷却到室温，补水定量。

1. 2 2大豆分离蛋白乳浊液的制备

将1. 5%的大豆分离蛋白分散于瓜尔豆胶 缓冲液中，用1. 0mol/ L的NaOH和HCl调节pH 到预定值。加入0.04%的叠氮钠抑制微生物 繁殖，密封放置过夜。向大豆分离蛋白分散液 中加入V(油）：V(水）=1: 9的粟米油。用高 速分散均质器分散预均质。然后用高压均质机 一次均质（均质前用同pH条件的缓冲液清洗 均质机，均质压力为：一级30 MPa，二级10 MPa)。新鲜制备的乳浊液经调节pH值后备 用。 1.2.3乳析稳定性试验

取上述新鲜制备的乳浊液10mL于具塞刻 度试管中，25 °C静置，定期记录乳析层高度。

1.2.4显微拍照

移取1mL放置6d后的乳浊液到烧杯中， 同等水相环境条件稀释50倍。瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，在显微镜下以 400倍率观察脂肪滴絮凝体的变化，用Nikon995 数码相机拍片。

1.2.5乳浊液液滴平均粒径的测定

用 Mastersizer2000(Malvem Instruments Ltd, UK)粒度测定仪测定室温放置9d的乳浊液液 滴的平均粒径d3,2 (^m)。

测定参数设定为：

分析模式，常规分析；

附件名称，Hydro 2000 MU(A);

液滴粒子折射率，1. 530;

水折射率，1.330;

相对折射率，1. 530/1.330= 1. 150;

测定粒径范围，0.020~ 2000.0Um;

乳浊液粒子吸光度，0.1;

体■面平均粒径(average volutm-suiface diar— eter)d3, 2，

^ imd'3

d 3,2 =2

/ Jind i

其中，叫为直径di(ym)的液滴的数量。

2结果与分析

2.1有关非离子型中性多糖影响蛋白质乳浊 液稳定性的理论

一般认为非离子型多糖与蛋白质不发生相 互作用，当这2种高分子共存于乳浊液体系中 时，多糖分子不被吸附到蛋白质覆盖的界面上。 相反，多糖分子被蛋白质分子排斥，在液滴周围 形成排斥多糖分子的排斥区。在2个液滴相互 接近时，排斥区相互重叠，液滴间多糖分子的浓 度比体相的多糖分子浓度低，由此产生一个渗 透压梯度，这种渗透压梯度増加了液滴间溶剂 流出排斥区。排斥区的体积下降，液滴更加接 近，从而形成排斥絮凝，这种絮凝体的相互吸引

相互作用相当弱[4~6]。

有些报道认为非吸附的大分子（稳定 剂)也可以通过排斥稳定作用稳定乳浊液。当 足量未被吸附的高分子对液滴接近造成渗透压 障碍时，排斥稳定作用就能发生，这种排斥稳定 作用通过具有一种自由的聚结高分子以足够高 的浓度占据液滴间的空间而形成（当造成排斥 絮凝时，则需要更高的高分子浓度)。如果大分 子是一种水溶胶，这意味着同时体系黏度也増 加。

还有的报道认为，如果2种生物高分子 是非相互作用型的高分子(如一些非离子水溶 胶与蛋白质），蛋白质优先吸附到油-水界面，而 多糖分子将保留在水相或形成“二级吸附层’或 称为‘胶体保护层”，这就是形成所谓的‘机械屏

障”（mechanical barrier)。

Tolstoguzovl9]从热力学方面研究了含有多 糖和蛋白质的食品乳浊液体系。瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，指出蛋白质与 多糖在某些组成时是相容的，而在其他条件和 组成时是完全不相容的(相互排斥）。ToLstogi- zov解释蛋白质■多糖不相容混合物对油/水乳 浊液稳定性的影响为形成一个新相，这个新相 能吸附到油-水界面上，从而形成一个具有2种 生物高分子的厚的胶状‘界面层”。

生物多糖分子显线性高分子，除了导致乳 浊液体系发生絮凝现象外，还引起乳浊液体系 的相分离，通过加入非吸附的高分子可以引起 胶体分散液中的相分离。这种相分离的理论解 释是，当2个胶体粒子表面间的距离小于自由 卷曲的高分子的直径时，高分子从这2个胶体 粒子间的区域排斥出来。由此造成的渗透压不 平衡増加了胶体粒子间有效吸引的排斥力。在 足够高的高分子浓度下，这种排斥力使分散液 分成富含胶体的相和贫含胶体的相。乳浊液的 液滴粒径远比线性高分子的直径大，当体系中 存在足够高浓度的高分子时，乳浊液滴间的排 斥现象就会发生[10]。Koczo等l11U人为球形液 滴和杆状稳定剂分子间几何形状的差异造成体 系的热力学不稳定性及由此导致相分离。这种 相分离与排斥絮凝造成的相分离相似。对于含 

2004年第30 louse. All 

有线性分子和球形粒子的溶剂来说，这与Floiy 的理论一致，即通过分离成两部分一各向同 性相分离和各向异性相分离，体系的能量状态 最低。

 

图1含有线性多糖分子的乳浊液体 系的各向同性和各向异性相分离 (参考文献[10J)

2. 2瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液乳析稳 定性的影响

不同pH条件下瓜尔豆胶对大豆分离蛋白 乳析稳定性的影响见图2。从图2中可以看 出，随着pH从6. 5增加到7. 5,乳浊液的乳析 层相对高度逐渐下降。这是由于随着pH值的 增加，大豆分离蛋白的溶解度增加，乳化性能增 加的缘故。从图2还可以看出，随着瓜尔豆胶 的质量分数从0.005%增加到0. 04%,大豆分 离蛋白乳浊液的乳析稳定性大大提高。特别是 在pH 6. 5时，随着瓜尔豆胶浓度的增加，体系 的乳析层相对高度显著降低。当瓜尔豆胶质量 分数增加到0. 08%时，所有体系乳析层相对高 度又急剧增加，高于0. 13%的体系都发生明显

 

 

图2不同pH条件下瓜尔豆胶对大豆 分离蛋白乳浊液乳析稳定性的影响 (室温静置16d)

的相分离现象。上层主要为浓缩液滴层，下层 为富含瓜尔豆胶的澄清溶液层。瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，瓜尔豆胶浓度 较高时，相分离现象与pH值的变化没有明显 的规律性，仅在pH 6.5时下层清液的高度比 pH 7.0和7.5的体系高出很多。这可能是在 pH 6. 5时液滴强烈絮凝导致与瓜尔豆胶的不相 容性增加，相分离加剧。

2. 3瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液絮凝稳 定性的影响

为了进一步研宄瓜尔豆胶影响大豆分离蛋 白乳浊液稳定性变化的原因，观察了乳析层相 对高度不同的体系液滴的絮凝现象。

图3~图6是pH 7. 0的条件下，瓜尔豆胶 浓度对乳浊液液滴絮凝稳定性影响的显微照 片。当瓜尔豆胶质量分数为0%时（见图3),体 系呈现轻度的絮凝。随着瓜尔豆胶浓度增加到 0. 04%,体系未出现明显的絮凝现象，液滴分布 较均匀（见图4)。而当瓜尔豆胶质量分数为 0.08%时（见图5),液滴又形成明显的絮凝。 pH 6. 5和7. 5的体系液滴絮凝现象与pH 7. 0的 体系相似，但在0. 08%的瓜尔豆胶质量分数 时，pH 6. 5的体系絮凝现象较强烈。这是由于 液滴的蛋白质吸附层表面正电荷较多，絮凝液 滴间相互吸引作用较强的缘故。当瓜尔豆胶浓 度为0. 25%时，体系的液滴发生强烈的絮凝

(见图6)

 

图3 pH 7. 0,瓜尔豆胶质量分数0%

(x 400,室温放置6d)

结合图2可以看出，乳浊液乳析层相对高 度于体系的絮凝强烈程度呈现明显的相关性。 

参考文献

随着乳浊液液滴的絮凝程度由较强到弱再强的 变化，瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，体系的乳析层相对高度相应的由高到低 再到高的变化。这表明瓜尔豆胶引起的液滴的 絮凝是造成体系乳析稳定性下降的主要原因。

 

图4 pH 7.0,瓜尔豆胶质量分数Q 04% (x 400,室温放置6 d)

 

图5 pH 7.0,瓜尔豆胶质量分数Q 08% (x 400,室温放置6 d)

 

图6 pH 7.0,瓜尔豆胶质量分数Q 25% (x 400,室温放置6 d) 表1不同pH条件下瓜尔豆胶浓度对液滴 平均粒径d3,2的影响

瓜尔豆胶质量^3 2 ^m

分数/%pH 6. 5pH 7.0pH 7. 5

02. 6592. 1962 088

0⑴52. 7412. 0772 014

0 042. 5491. 9651 895

瓜尔豆胶对体系液滴平均粒径的影响见表 1。由表1看出，在研究的pH值范围内，随着 pH值的増加，液滴的平均粒径逐渐下降，体系 的乳析稳定性逐渐増加（见图2)。随着瓜尔豆 胶质量分数由0. 005%増加到0.04%，液滴的 平均粒径逐渐降低。由絮凝体的显微结构可 知，粒径的降低是由体系絮凝现象降低引起的。

3结果与讨论

瓜尔豆胶质量分数较低时（<0.04%)，明 显改善了大豆分离蛋白乳浊液的稳定性。微观 照片和平均粒径的变化表明，这种在多糖浓度 下，瓜尔豆胶降低了液滴的絮凝现象，瓜尔豆胶对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响，提高了体 系的乳析稳定性。这是由于非吸附的多糖分子 充斥于蛋白质包被的油滴之间形成“次级保护 层”的缘故，油滴间因多糖的存在而保持分散状 态。在这种情况下，多糖的浓度还不能高到足 以引起液滴的排斥絮凝。但当瓜尔豆胶质量分 数増加到0.08%以上时，足够高的多糖分子导 致液滴呈现强烈的排斥絮凝，使乳浊液的乳析 层相对高度急剧増加，更高质量分数的瓜尔豆 胶分子因热力学不相容性最终导致乳浊液发生 各向同性和各向异性相分离。

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