 乳化穩(wěn)定性用乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI)表示，計算公式如下。  調(diào)節(jié)溶液pH值分別為7.0，反應(yīng)溫度為70℃，控制糖基化反應(yīng)時間為90min，調(diào)控豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比分別為1︰1、2︰1、3︰1、4︰1，測定不同豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比下糖基化產(chǎn)物的乳化特性。調(diào)節(jié)溶液pH值分別為7.0，控制豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比為2︰1，糖基化反應(yīng)時間為90min，調(diào)控反應(yīng)溫度分別為70、80、90、100℃，測定不同反應(yīng)溫度下糖基化產(chǎn)物的乳化特性。調(diào)節(jié)溶液pH值分別為7.0，控制豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比為2︰1，，反應(yīng)溫度為80℃，調(diào)控糖基化反應(yīng)時間分別為30、60、90、120min，測定不同反應(yīng)時間下糖基化產(chǎn)物的乳化特性。 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比3個因素為自變量，以產(chǎn)物的乳化特性為響應(yīng)值設(shè)計試驗，研究各自變量及其交互作用對豌豆蛋白乳化特性的影響，進一步優(yōu)化XOS糖基化豌豆蛋白改性工藝的最佳參數(shù)。設(shè)計類型為三因素三水平共17個試驗點，其中5個為中心試驗，12個為析因試驗，對試驗結(jié)果進行回歸擬合及方差分析，試驗因素水平如表1所示。采用SPSS20、Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理、作圖及顯著性分析，顯著性水平設(shè)為0.05。采用DesignExpert8.0.6軟件對響應(yīng)面數(shù)據(jù)進行分析。  試驗結(jié)果 （1）豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比對豌豆蛋白乳化特性的影響 在豌豆蛋白濃度為1%，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間為90min時，豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比對糖基化反應(yīng)過程中豌豆蛋白乳化特性的影響如圖1所示。  （2）反應(yīng)溫度對豌豆蛋白乳化特性的影響 在豌豆蛋白濃度為1%，豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比為2︰1，反應(yīng)時間為90min時，反應(yīng)溫度對糖基化反應(yīng)過程中豌豆蛋白乳化特性的影響見圖2。  （3）反應(yīng)時間對豌豆蛋白乳化特性的影響 當(dāng)豌豆蛋白濃度為1%，豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比為2︰1，反應(yīng)溫度為70℃時，反應(yīng)時間對糖基化反應(yīng)過程中豌豆蛋白乳化特性的影響如圖3所示。  （4）最佳反應(yīng)條件的確定 在反應(yīng)溫度（A）、反應(yīng)時間（B）、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比（C）單因素研究的基礎(chǔ)上，以乳化特性（乳化活性和乳化穩(wěn)定性）為響應(yīng)指標，采用Box-Benhnken響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計方案，具體設(shè)計方案及試驗結(jié)果見表2。同時對結(jié)果進行多元回歸分析，結(jié)果如表3和表4所示。  以溫度（A）、時間（B）、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比（C）為自變量，通過對優(yōu)化結(jié)果進行多元回歸分析得到乳化活性（Y1）、乳化穩(wěn)定性（Y2）和反應(yīng)條件之間的二次多項式回歸方程分別為Y1=-23.56704+0.69245A+0.10712B+4.84350C-0.000305AB-0.006AC-0.0177BC-0.004315A2-0.0003064B2-0.651C2，R2=0.9621；Y2=-65.16468+2.26480A+ 0.72166B+0.72166C-0.0045625AB+0.14587AC-0.11115BC-0.014364A2-0.0007863 B2-2.93575C2，R2=0.9677。其中，由模型擬合F檢驗值可知，乳化活性F=19.72，P值=0.0004<0.01，乳化穩(wěn)定性F=23.29，P值=0.0002<0.01，說明該模型擬合性較好，達到顯著水平；同時，失擬項：乳化活性F=3.31，P值=0.1391>0.05，乳化穩(wěn)定性F=1.67，P值=0.3095>0.05，模型失擬性檢驗不顯著。去掉對乳化活性影響不顯著的交互因素AB、AC后模型R2=0.9485、調(diào)整R2=0.9085、預(yù)測R2=0.7728、變異系數(shù)=4.02。對于乳化穩(wěn)定性模型R2=0.9677、調(diào)整R2=0.9261、預(yù)測R2=0.6901、變異系數(shù)=2.93。結(jié)果表明該模型擬合度好，可以很好地對響應(yīng)值（乳化特性）進行預(yù)測。  由表3和表4得到的回歸方程系數(shù)顯著性檢驗可得，選取的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比3個因素對豌豆蛋白糖基化復(fù)合物的乳化特性有重要影響。對一次項回歸系數(shù)的絕對值大小排序，可得乳化活性中3個因素的影響順序為C＞A＞B，乳化穩(wěn)定性3個因素的影響順序為C＞B＞A。此外，交互作用中，一次項A、B、C，交互項BC，二次交互項A2、B2對改性豌豆蛋白乳化活性影響極顯著，二次項C2影響顯著。一次項B、C，交互項AB、AC、BC，二次交互項A2、、C2對改性豌豆蛋白乳化穩(wěn)定性影響極顯著，二次項B2影響顯著。這說明各因素對糖基化產(chǎn)物的乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響不是簡單的線性關(guān)系。 為進一步研究各因素之間交互作用對豌豆蛋白乳化特性的影響，用Design-Expert8.0.6進行各因素之間的交互作用響應(yīng)面分析，結(jié)果如圖4和圖5所示。 圖4直觀反映出蛋白-糖比例和反應(yīng)時間對豌豆蛋白乳化活性的影響，當(dāng)豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比固定時，乳化活性隨著反應(yīng)時間的增加呈先升高后降低的趨勢；圖5直觀反映出各影響因素交互作用對乳化穩(wěn)定性的影響，當(dāng)豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比不變時，乳化穩(wěn)定性隨著反應(yīng)溫度的增加呈先升高后降低的趨勢。  試驗表明，豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間均可影響糖基化反應(yīng)進程，進而影響糖基化產(chǎn)物乳化特性的變化。采用Design-Expert8.0.6進行模型預(yù)測，預(yù)測工藝條件為反應(yīng)溫度74.63℃、反應(yīng)時間93.65min、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比1.86︰1，預(yù)測改性豌豆蛋白的乳化活性為12.13m2/g、乳化穩(wěn)定性為60.44%。根據(jù)實際試驗條件，在反應(yīng)溫度75℃、反應(yīng)時間90min、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比2︰1條件下測得乳化活性為12.32m2/g、乳化穩(wěn)定性為59.64%，調(diào)整后預(yù)測改性豌豆蛋白的乳化活性為12.19m2/g、乳化穩(wěn)定性為60.16%?？梢?，實際值與預(yù)測理論值接近，說明此模型優(yōu)化結(jié)果可靠。  本試驗以豌豆蛋白與XOS為原料，采用濕法糖基化方法制備豌豆蛋白-XOS復(fù)合物。通過單因素試驗和響應(yīng)面法建立糖基化復(fù)合物制備條件（豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間）的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)回歸方程分析及預(yù)測模型，得到最佳制備工藝條件。整體上，模型擬合度好，可以很好地對反應(yīng)過程中豌豆蛋白乳化特性進行預(yù)測。這3個因素對豌豆蛋白乳化活性影響大小為豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時間；對乳化穩(wěn)定性影響大小為蛋白-糖比例＞反應(yīng)時間＞反應(yīng)溫度。最佳工藝條件為反應(yīng)溫度75℃、反應(yīng)時間90min、豌豆蛋白與XOS質(zhì)量比2︰1，測得乳化活性為12.32m2/g、乳化穩(wěn)定性為59.64%。該研究將為豌豆蛋白在乳液體系中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 參考資料： 馬露燕,郭興鳳,朱婷偉,田亞東,段曉杰.糖基化反應(yīng)條件對豌豆蛋白乳化特性的影響[J/OL].食品研究與開發(fā):1-10[2022-10-21].http://kns.cnki.net/kcms/detail/12.1231.ts.20221009.1716.004.html |
