论文荐读
不同谷氨酰胺转氨酶交联度对明胶微凝胶Pickering乳液界面性质和流变行为的影响
作者：刘莹婕1，夏梦思1，戴宏杰1，冯鑫1，余永1，朱瀚昆1，马良1,2，张宇昊1,2*
单位：
1．西南大学 食品科学学院
2．川渝共建特色食品重庆市重点实验室
基金项目：
十四五国家重点研发计划项目（2021YFD21001005）；国家自然科学基金项目（32372353）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（SWU-KT22046）
摘要及关键词
摘要：引入谷氨酰胺转氨酶（Transglutaminase，TG酶）对明胶进行改性制备微凝胶，通过对不同TG酶交联度明胶微凝胶Pickering乳液进行流变学、电位测试以及微观结构观察，重点研究了不同TG酶交联度对乳液流变学特性的影响。结果显示，TG酶添加量可以有效调控明胶微凝胶的交联度（1.85%~12.25%）；流变结果表明，随着交联度的提升，表观黏度和屈服应力值（2.10~4.47 Pa）均上升，损耗因子减小，温度循环测试回复率从28.2%上升至75.6%。综合流变学测试，结果表明，当交联度达到6.85%以上，明胶微凝胶稳定的乳液连续相形成了更强的凝胶网络结构。此外，乳液体系的ζ电位随着交联度的增大而增大，静电排斥作用增强，有利于连续相网络结构的形成；微观结构显示，随着交联度的增大，油水界面处的吸附蛋白增多并形成致密的界面膜，液滴之间相互作用增强形成更强的凝胶网络结构，从而在连续相的角度使乳液稳定性提升。因此，经过TG酶交联的明胶微凝胶Pickering乳液更为稳定，为明胶微凝胶在食品中的应用提供了理论基础。
关键词：明胶；微凝胶；谷氨酰胺转氨酶；Pickering乳液；流变性能
主要结论
通过对乳液的流变行为、电位和微观结构的测定，研究了不同TG酶交联度对明胶微凝胶Pickering乳液连续相结构的影响。流变结果显示，当交联度达到6.85%以上（T3~T5），乳液连续相中形成更强的凝胶网络结构。主要表现为，随着交联度增加，明胶微凝胶乳液表观黏度、屈服应力值均增大；在较高交联度时（T3~T5），G'增大，损耗因子减小；温度扫描显示TG酶交联后的乳液具有更好的耐温性，温度循环测试回复率更高。此外，交联度的增加使得乳液体系的电位升高，静电排斥作用增强，较大的静电排斥作用可能有利于连续相中颗粒网络的形成。乳液微观结构的结果进一步证实，随着交联度的增大，明胶颗粒形成了更致密的界面蛋白膜，使得液滴之间相互作用增强形成更强的凝胶结构，最终导致乳液稳定性提升。因此，通过TG酶交联后的明胶微凝胶在连续相中形成了更坚固的网络结构，所制成的Pickering乳液更为稳定。这为明胶微凝胶乳液在蛋黄酱、奶油以及3D打印食品中的应用提供了理论基础，但是关于TG酶交联后的明胶微凝胶对Pickering乳液油-水界面蛋白膜形成的影响机制还有待进一步探究。
图1 不同交联度（T0~T5）明胶稳定乳液的表观黏度和应变扫描
Fig. 1 The apparent viscosity and the amplitude sweep of gelatin stabilized emulsions with different crosslinking degrees (T0-T5)
图2 不同交联度（T0~T5）明胶稳定乳液模量随剪切应力的变化曲线
Fig. 2 The curve of the modulus of the emulsion stabilized by gelatin microgel with different crosslinking degrees (T0-T5) with shear stress
图3 不同交联度（T0~T5）明胶稳定乳液的频率扫描和损耗因子
Fig. 3 The frequency sweep and loss tangent of gelatin stabilized emulsions with different crosslinking degrees (T0-T5)
图4 不同交联度（T0~T5）明胶稳定乳液的温度扫描
Fig. 4 The temperature sweep of gelatin stabilized emulsions with different crosslinking degrees (T0-T5)
图5 不同交联度（T0~T5）明胶稳定乳液的ζ电位
Fig. 5 The zeta potential of gelatin stabilized emulsions with different crosslinking degrees (T0-T5)
图6 不同交联度（T0、T1、T4）明胶稳定乳液的激光共聚焦图像
Fig. 6 The CLSM images of gelatin stabilized emulsions with different crosslinking degrees (T0, T1, T4)
注：标尺为50 μm。
团队简介
西南大学食品科学学院食品加工副产物高值化利用团队
团队由张宇昊教授牵头组建，现有教授3人，副教授5人，讲师4人，博士研究生10人，硕士研究41人，近年来主要围绕典型加工条件下蛋白多尺度结构变化与功能调控，基于食品加工副产物的乳化体系构建、调控与应用，食品加工副产物来源的新型材料等三个方面开展了深入研究。团队近年来承担完成国家重点研发计划专项、国家自然科学基金、重庆市新冠肺炎疫情应急科技攻关专项、重庆市自然基金、川渝联合实施重点研发项目等国家省部级项目30余项，企业横向项目10余项。
通
信
作
者
张宇昊，男，西南大学食品科学学院院长，教授，博士生导师，丹麦哥本哈根大学访问学者，重庆市高等学校优秀人才计划入选者，重庆市科学技术带头人（后备人选），重庆市生态渔产业体系岗位科学家，中国食品科学技术学会青年工作委员会委员，中国畜产品加工研究会理事，重庆市食品工业协会副理事长，重庆市水产学会常务理事，川渝共建特色食品重庆市重点实验室主任，《食品工业科技》、《食品研究与开发》等期刊编委，《食品科学》期刊青年编委，Food Hydrocolloids，Food Chemistry等国际期刊审稿人。主要从事动物性蛋白质功能及其构效、动物性食品加工副产物利用、乳液与水凝胶、水产品加工方面的研究。第一或通讯作者发表相关学术论文100余篇，其中SCI收录40余篇。获得国家发明专利9项，国家实用新型专利2项，中华农业科技奖科学研究成果一等奖1项，中国粮油学会科学技术一等奖1项，中国食品产学研创新发展高峰论坛优秀科研成果奖2项，中国农业科学院科技成果二等奖1项。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目，国家重点研发计划子课题，重庆市新冠肺炎疫情应急科技攻关专项，重庆市基础科学与前沿技术研究重点项目，川渝联合实施重点研发项目，中国博士后基金特别资助项目等项目20余项。
引用格式
刘莹婕, 夏梦思, 戴宏杰, 等. 不同谷氨酰胺转氨酶交联度对明胶微凝胶Pickering乳液界面性质和流变行为的影响[J]. 食品与发酵工业, 2024, 50(15): 79-86.
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图文供稿| 作 者
编辑排版| 高春雨
内容审核| 陈雅薇
