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pH調控下豬血漿蛋白熱誘導納米顆粒的製備、表征及其穩定Pickering乳液性能
來源： 食品工業科技 瀏覽 218 次 發布時間:2026-01-12
摘要：為了提高豬血漿蛋白（Porcine plasma protein，PPP）的乳化性能，探究了不同pH條件下加熱所得PPP納米顆粒（PPP nanoparticles，PPP-NP）的理化特征和穩定油水界麵的能力。
首先利用納米粒度儀、圓二色光譜儀、場發射掃描電鏡和界麵流變儀對PPP-NP的粒徑、電位、二級結構、微觀形貌及降低油水界麵張力的能力進行表征，然後以PPP-NP為乳化劑製備Pickering油水乳液，並通過對貯藏期間乳液的粒度、表觀粘度、Zeta電位、油滴形貌等分析評估了PPP-NP的乳化性及乳化穩定性，最後利用穩定性分析儀精確分析了乳液的穩定性。粒徑、Zeta-電位、場發射掃描電子顯微鏡、界麵張力等分析結果表明，pH6.5時PPP發生有序聚集，形成了平均粒徑約112 nm、多分散性係數（Polydispersity index，PDI）為0.19的納米顆粒，聚集體形態、大小均一，分散性好，具有很強的降低油水界麵張力的能力。
相較於對照，這種由PPP-NP穩定的Pickering乳液粘度高、粒徑大但均一性和貯藏穩定性更好，經45℃儲藏28 d後乳液更均一。激光共聚焦顯微鏡（Confocal laser scanning microscope，CLSM）、背散射光強度和Turbiscan穩定性指數（Turbiscan stability index，TSI）等結果表明，相應的PPP-NP乳液很穩定，油滴大小均勻無聚集，乳液的TSI值相對較低，相比對照組降低了71.4%。綜合分析，PPP在pH 6.5下加熱可發生有序自組裝形成乳化性能良好的納米顆粒，這一發現為PPP作為乳化劑在食品結構和功能設計中的應用提供了指導。
引言
熱處理是食品工業中常用的加工單元，蛋白質經熱處理會發生變性並進一步聚集，如果蛋白質濃度高於臨界凝膠濃度（Critical gel concentration，Cg），則可能導致凝膠化，如果蛋白質濃度低於Cg，則產生穩定的聚集體懸浮液。聚集體的形態和大小受很多因素的影響，包括pH、離子強度、鹽的類型和蛋白質濃度等。因此，可以通過控製熱處理溫度和pH來控製聚集體尺寸。在一定的溫度和pH下，蛋白會聚集形成球狀納米顆粒，已有文獻報道的包括馬鈴薯蛋白、大豆球蛋白、乳清蛋白、牛血清白蛋白等。研究發現這些蛋白質納米顆粒可以通過形成粘彈性更高的吸附層，從而極大地增強蛋白質的乳化活性和乳液穩定性。
Pickering乳液是一種由固體顆粒穩定並吸附於乳液兩相界麵的新型乳化體係。相較於傳統乳液，Pickering乳液擁有毒性更低、穩定性更高等優點。近年來，蛋白質納米顆粒憑借其生物可降解性、良好表麵活性及生物相容性等特性，成為Pickering乳液穩定劑的研究熱點。值得注意的是，顆粒的乳化能力與其理化特性（如顆粒形態、尺寸以及表麵潤濕性）密切相關。因此，通過優化製備條件（如pH、溫度、離子強度等）調控蛋白質納米顆粒的界麵行為，進而提升乳液穩定性，是當前食品領域的重要研究方向。
豬血漿蛋白（Porcine plasma protein，PPP）主要包括三大類蛋白：白蛋白（50%~60%）、球蛋白（40%~50%）和纖維蛋白原（1%~3%）。PPP具有優異的乳化性、起泡性和凝膠性等功能特性，通常在食品中作為魚糜凝膠增強劑、葡萄酒澄清劑、烘焙食品中的發泡劑和雞蛋替代品等。據聯合國糧農組織統計，2021年產生了約34.6億升豬血漿，理論上PPP的全球年產量約為30.1萬噸。PPP不僅資源豐富、價格低廉，而且營養豐富，已經被廣泛應用於食品。然而，PPP功能特性的呈現程度與其聚集狀態具有相關性，關於這方麵鮮少有研究涉及。研究表明，經加熱形成的蛋白質納米聚集體作為Pickering乳液乳化劑，其穩定乳液能力顯著優於相應的未聚集蛋白，這為PPP乳化能力的提高提供了新思路。
本文探究了不同pH條件下熱處理製備的PPP熱聚集納米顆粒（PPP heat aggregation nanoparticles，PPP-NP），通過粒徑、Zeta-電位和場發射掃描電子顯微鏡等方法分析pH對PPP-NP粒徑、結構、界麵吸附特性的影響，通過對PPP-NP製備的Pickering乳液表觀粘度、微觀結構和穩定性的分析，闡明PPP-NP的乳化性能。本研究為PPP作為乳化劑的深度開發和應用提供了數據支持，為開發微酸體係的食品乳液體係提供了新策略。
1.材料與方法
1.1材料與儀器
噴霧幹燥豬血漿蛋白粉中國襄陽贏加生物科技有限公司；中鏈甘油三脂（Medium-chain triglyceride,MCT）廣州永晟貿易有限公司；尼羅紅（純度≥95%）上海阿拉丁生化科技有限公司；其他試劑均為分析級試劑；MD34型透析袋（截留分子量7 kDa）北京夢怡美生物科技有限公司。
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