2.3 氧化对明胶在油-水界面处吸附率的影响

如图3所示，乳液中油-水界面的明胶吸附率随着过氧化氢浓度的增加而增加，从对照组的19.8%增加到30 mmol/L过氧化氢组的30.9%，增加1 倍左右，这表明更多氧化明胶分子吸附到油-水界面。Chen Jiahui等对肌原纤维蛋白进行超声处理，发现超声处理改变了肌原纤维蛋白的结构，从而有利于形成尺寸更小、更灵活的聚集体，促进蛋白质在油-水界面的吸附，减少油-水界面的界面张力。在米糠蛋白的氧化中也观察到类似的现象。氧化导致米糠蛋白中暴露出更多的疏水基团，促进了蛋白质在油-水界面的吸附，形成黏弹性膜，降低界面张力，使液滴分裂成更小的尺寸。相似地，Zou Heinan等利用高强度超声处理减小了贻贝肌浆蛋白的尺寸并增强了其表面疏水性，从而增加了蛋白质在油-水界面的吸附。

图3 不同过氧化氢浓度下明胶在油-水界面的吸附率

2.4 氧化对明胶乳液油-水界面处张力的影响

两亲性蛋白质促进蛋白质吸附到油-水界面并降低油相和水相之间的界面张力，从而形成稳定的界面层。如图4所示，氧化组的明胶界面张力均低于对照组，这表明所有明胶样品均具有表面活性。明胶在油-水界面处的界面张力随着过氧化氢浓度的增加而降低。不同过氧化氢浓度下明胶的界面张力随时间的延长逐渐降低，从未氧化组的53.8 mN/m下降到30 mmol/L组的50.7 mN/m。界面张力随着吸附时间的延长而降低，下降速率逐渐减小，这反映了蛋白质在界面上的吸附和覆盖。明胶界面张力的下降与其更好的两亲性有关。因此，在本研究中氧化导致明胶水接触角的增加，提高了明胶的疏水性并改善了明胶的两亲性，增加了蛋白质向油-水界面的吸附，这可能引起油-水界面张力的下降。Feng Xin等支持这一观点并报道，在猪皮明胶的提取过程中提高提取温度也会引起界面张力的降低，并认为随着提取温度的升高会破坏明胶原有的三螺旋结构，从而暴露出更多的疏水基团，这促使明胶分子能够更快地吸附到油-水界面上，从而更大程度地降低界面张力。

图4 不同过氧化氢浓度下明胶在乳液界面处的界面张力

2.5 氧化对明胶乳液Zeta电位的影响

如图5所示，明胶乳液的Zeta电位随过氧化氢浓度的增加而降低，对照组为9.61 mV，随着过氧化氢浓度增加至30 mmol/L，Zeta电位降低至5.94 mV，降低40%。乳液液滴Zeta电位的降低也表现出液滴间较小的静电斥力。据报道，静电和空间稳定是蛋白质乳液液滴稳定的重要机制。在本研究中，氧化明胶乳液ESI下降可能也与乳液液滴间静电斥力的下降有关。Yang Yaqin等通过探究pH值对蛋黄、蛋白乳化能力的影响支持这一观点，发现当溶液的pH值接近蛋白质的等电点时，乳液液滴之间的静电斥力会降低，从而加剧油滴的聚集。然而，也有研究表明，虎河豚皮明胶的乳化性能也容易受到pH值的影响。该研究发现，对于pH 6的虎河豚皮明胶，明胶分子之间强静电斥力可能会抑制蛋白质去折叠并阻碍蛋白质分子转移到界面上，从而导致虎河豚皮明胶的EAI较低。而当虎河豚皮明胶pH值为8时，明胶分子之间较弱的静电斥力可以促进蛋白质分子的去折叠并促进其向界面的迁移，从而提高EAI。此外，该研究表明，蛋白质分子间较强的静电斥力还会破坏界面膜的稳定性，导致ESI降低。

图5 不同过氧化氢浓度下明胶乳液的Zeta电位

2.6 氧化对明胶乳液微观结构的影响

乳液通常是指将一相作为液滴分散在另一相中。如图6所示，随着过氧化氢浓度的增加，乳液的液滴尺寸减小，这可能与较少的蛋白质吸附到油-水界面层有关。据报道，EAI较高的蛋白质有利于吸附到油-水界面，减少油-水界面的界面张力并表现出更加小而密集的乳液液滴。本研究中明胶吸附率及界面张力的测定结果可以支持氧化明胶更容易吸附到油-水界面这一观点。

图6 不同过氧化氢浓度下明胶乳液的CLSM图像

3 结 论

探究不同浓度的过氧化氢（0、10、20、30 mmol/L）模拟氧化对明胶乳化性能的影响。结果表明，猪皮明胶与不同浓度的过氧化氢混合后，随着过氧化氢浓度的增加，猪皮明胶的EAI增加，而ESI降低，从未氧化组的18.1 min下降到30 mmol/L过氧化氢组的14.1 min。氧化导致明胶的水接触角增加并且由氧化明胶稳定的乳液液滴间表现出更小的静电斥力。综上，氧化促进蛋白质在油-水界面的吸附，降低油-水界面的界面张力，乳液的微观结构也表现出较小的液滴尺寸，从而反映出更好的乳化活性。然而，乳液液滴间静电斥力的降低增加了油滴的絮凝和聚集，也表现为明胶乳化稳定性的下降。因此，通过对上述研究结果的深入了解，可为明胶在食品加工中的改性应用及功能劣化的防控措施提供一定理论依据。