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作为酸诱导凝胶的原料乳状液,大豆蛋白乳状液的稳定性、界面性质以及流变特性对后续乳状液酸诱导凝胶的研究至关重要。流变仪是大豆蛋白乳状液酸凝胶这一类软凝聚态物质最主要的研究工具。课题在理论模型框架下,探讨流变实验结果与理论数值的拟合性,为大豆蛋白乳状液酸诱导凝胶这一类软凝聚态物质在食品、药品及化妆品领域的发展提供切实可靠的理论依据。因此,本课题主要研究大豆蛋白乳状液的界面及流变性质、乳状液酸诱导凝胶行为、填充粒子(油滴)对乳状液酸凝胶流变性质的影响以及凝胶基质(未吸附大豆蛋白聚集体, USPA)对乳状液酸凝胶大形变-破裂性质的影响。课题首先研究了均质前大豆蛋白溶液预热处理、均质后乳状液热处理和大豆蛋白浓度对乳状液界面和流变性质的影响。研究主要涉及四种类型乳状液,未加热和加热大豆蛋白溶液制备所得的乳状液(NSPE & HSPE)和均质后加热所得的乳状液(post-NSPE & post-HSPE)。对未加热和加热大豆蛋白乳状液来说,大豆蛋白浓度越大,乳状液油滴的平均粒径(d32)越小、界面蛋白吸附率越低;在0.5 - 4.0%蛋白浓度范围内,乳状液油滴的界面蛋白浓度先减小后趋于一个平衡数值(~ 2.0 mg/m2),这表明油滴表面的蛋白吸附为单层吸附。100°C下加热大豆蛋白溶液30 min导致乳状液油滴的平均粒径减小、界面蛋白吸附增加及絮凝程度的降低。乳状液的后热处理对乳状液的界面和流变性质影响不大(p < 0.05)。乳状液的流变性质研究结果表明,乳状液呈现假塑性,大豆蛋白浓度(指均质前蛋白溶液中浓度)增加导致乳状液的低剪切粘度显著增加,这主要是因为大豆蛋白浓度增加,乳状液体系连续相中的未吸附蛋白量增加导致了体系絮凝程度和粘度的增大。所有的流变粘度数据与Ostwald-de Waele模型都具有很好的拟合性。1 1/s剪切速率下的乳状液粘度和油滴平均粒径的倒数(1/d32)成正比,这意味着1 1/s剪切速率下的乳状液粘度和单位体积油滴的总界面面积(m2/mL)成正比。对于本实验研究涉及的四种类型乳状液来说,这种线性相关性在其他不同的低剪切速率下依然存在。课题还研究了乳状液(NSPE & HSPE)的酸诱导凝胶行为及凝胶的流变性质。大豆蛋白溶液的预热处理导致酸诱导乳状液凝胶储能模量(G′)的增加和凝胶时间的缩短。在未加热大豆蛋白乳状液(NSPE)酸化凝胶过程中,出现了一个最大tanδ值,而在加热大豆蛋白乳状液(HSPE)的酸化凝胶过程中则没有最大tanδ值出现。酸化温度升高,乳状液体系的凝胶时间(tgel)缩短、pH4.6凝胶的强度(G′)降低。乳状液凝胶的储能模量(G’)和大豆蛋白浓度(c)之间存在幂指数相关性(G’ ~ cA)。简单的时间标度模型(G’/G’max ~ t/tgel)不适用于未加热大豆蛋白乳状液(NSPE)的凝胶曲线,但是能够比较好地运用于加热大豆蛋白乳状液(HSPE)的凝胶曲线,尽管0.5% HSPE的标准化凝胶曲线明显偏离了不同蛋白浓度系列HSPE的标准化凝胶曲线。不同油体积分数下加热大豆蛋白乳状液(HSPE)的凝胶行为研究表明,所有的实验数据都能很好地和分形模型及时间标度模型相拟合。在小形变震荡实验模式下研究了填充粒子(油滴)对具有不同强度凝胶基质的加热大豆蛋白乳状液(HSPE)酸凝胶流变性质的影响。实验所需的两种乳状液体系是由不同原料乳状液(Emulsion ?, d32 = 0.491μm; Emulsion ??, d32 = 0.650μm)和6.0% (w/v)大豆蛋白聚集体溶液配制所得。GDL酸化20 h后,乳状液凝胶的储能模量(G’),也称凝胶强度,随着油滴体积分数和乳状液体系连续相中未吸附蛋白聚集体浓度的增加而增加。对于油滴体积分数一致的不同乳状液体系,油滴粒径越小,乳状液酸凝胶的强度越大。流变实验结果表明,基质强度(G’m)对乳状液酸凝胶的强度(G′)的影响和van der Poel理论描述一致,尤其适用于油体积分数在20 - 35%范围的乳状液体系的酸诱导凝胶。本课题的油滴粒径研究范围内,小油滴乳状液体系的酸凝胶流变实验数据与van der Poel理论拟合更好。利用流变仪在大形变实验模式下研究了凝胶基质(即未吸附大豆蛋白聚集体, USPA)对加热大豆蛋白乳状液(HSPE)酸凝胶大形变-破裂性质的影响。实验中使用巯基封闭剂(NEM)抑制二硫键交联结构的形成。研究主要涉及在未吸附大豆蛋白聚集体缺乏和存在的情况下,未经NEM处理和经过NEM处理的乳状液酸凝胶的储能模量和破裂性质。在未吸附大豆蛋白聚集体缺乏的情况下,NEM处理导致乳状液凝胶储能模量降低;但是,在未吸附大豆蛋白聚集体存在的情况下,NEM处理使得乳状液凝胶储能模量略有下降(p < 0.05)。不管乳状液是否经过NEM的处理,比起未添加USPA的乳状液酸凝胶,添加了1.5% (w/v)浓度的未吸附大豆蛋白聚集体的乳状液酸凝胶的储能模量值增加了近63倍。这些结果表明在室温和酸性pH条件下确实存在着巯基-二硫键交互作用。在未吸附大豆蛋白聚集体缺乏的情况下,巯基-二硫键交互作用是引起未经NEM处理乳状液酸凝胶高储能模量的主要作用力;但是,在未吸附大豆蛋白聚集体存在的情况下,大量的非共价相互作用(如疏水基团和氢键)是乳状液油滴聚集和凝胶的主要作用力。在未吸附大豆蛋白聚集体缺乏的情况下,NEM处理后乳状液酸凝胶的破裂应力降低应变增加;但是,在未吸附大豆蛋白聚集体存在的情况下,破裂实验结果完全相反。在未吸附大豆蛋白聚集体存在的情况下,未经NEM处理乳状液酸凝胶中的巯基-二硫键交互作用对酸凝胶储能模量的影响很小,但是能显著增加酸凝胶网络结构的稳定性。大豆蛋白乳状液酸凝胶储能模量-USPA浓度以及油滴体积分数-破裂应力/应变间存在幂指数相关性。