大氣壓冷等離子體技術(shù)(ACP)對椰子球蛋白分散穩(wěn)定性的影響

椰奶富含蛋白質(zhì)和油脂，容易受到微生物污染，在加工過程中需要進行殺菌處理。椰奶的傳統(tǒng)殺菌方法是熱殺菌，如巴氏殺菌和高溫瞬時殺菌。在熱加工中，食物結(jié)構(gòu)和質(zhì)地會不同程度被破壞。此外，熱殺菌過程會導(dǎo)致大量蛋白質(zhì)降解，從而影響椰奶的乳液系統(tǒng)，包括液滴聚集和分層。在椰奶中，椰子蛋白作為天然乳化劑，粘附在椰子油表面，形成油在水(O/W)乳液。椰子球蛋白(CG)是椰子中的主要蛋白質(zhì)(占60-75%)，具有良好的乳化性能，對椰奶的穩(wěn)定性起著重要作用。

大氣壓冷等離子體技術(shù)（ACP）作為一種新型的非熱殺菌技術(shù)，其優(yōu)點是低溫操作，處理時間短，殺菌效果好，對食品質(zhì)量影響最小。然而，在ACP處理期間，多種活性物質(zhì)也會受到影響，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖。這些變化會影響食品的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和感官性能，從而影響食品的質(zhì)量。然而，ACP在食品中應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)是如何精確定義操作條件，以實現(xiàn)微生物的有效滅活，同時將對食品質(zhì)量的影響降至zui低。因此，迫切需要研究不同ACP處理條件下食品成分和結(jié)構(gòu)的變化，以促進ACP在食品中的大規(guī)模應(yīng)用。

本研究選擇椰漿穩(wěn)定性的重要成分椰子球蛋白(CG)，探討ACP處理對CG乳化性能的影響。同時為減少其他外源乳化劑的添加以及使用ACP處理來保持椰奶的質(zhì)量和穩(wěn)定性提供理論基礎(chǔ)和實踐指導(dǎo)。

1. 材料和方法

1.1. ACP處理CG的制備

將CG溶解在磷酸鹽緩沖生理鹽水(PBS, 10 mmol/L, pH 6.8)中，并調(diào)節(jié)至終濃度為655mg/mL。將制備好的CG溶液(20 mL)用ACP機進行處理。處理功率分別為50 kV、60 kV、70 kV，處理時間分別為0(對照)、30、60、90s。CG溶液在4℃保存12h，直到后續(xù)分析。

1.2 CG乳液的制備

在CG溶液(45ml, 5mg / mL)中加入5ml大豆油后，將得到的混合物置于Ultra-Turrax中，以10,000 rpm的轉(zhuǎn)速處理1min。隨后，使用NanoGenizer30k微射流均質(zhì)機在12,000 psi的壓力下對混合物進行進一步均質(zhì)，并循環(huán)一次。

1.3  乳液的離心穩(wěn)定性

通過光學(xué)分析離心機LUMiSizer進一步評估了乳液的穩(wěn)定行為。測量儀器參數(shù)設(shè)置如下:溫度，25℃;轉(zhuǎn)速:4000rpm;時間間隔，10s;實驗總時間為50 min。

2. ACP處理對CG乳液穩(wěn)定性的影響

圖1 在50,60和70kV的常壓冷等離子體處理0,30,60和90秒后，椰子球蛋白穩(wěn)定的乳液的頭骨鋼鋁圖譜（a），不穩(wěn)定性指數(shù)（b）和透光率（c）隨時間變化的曲線圖。

使用LUMiSizer穩(wěn)定性分析儀評估不同ACP處理條件下獲得的CG乳液的穩(wěn)定性。如圖1a所示，底部綠線表示樣品的第一條譜線，反映了樣品的初始狀態(tài)；頂部紅線表示最后一條譜線，用于表征測試結(jié)束時樣品的狀態(tài)。在離心過程中隨著時間的推移，較輕的油滴逐漸向樣品界面處遷移，樣品底部顆粒減少，導(dǎo)致透光率升高。管中樣品的透光率變化越小，乳液越穩(wěn)定。由此可知，經(jīng)ACP處理后60kV 60s和60kV 90s的CG乳液zui穩(wěn)定。圖1b和c顯示了樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)和積分透射率隨時間的變化。觀察到不穩(wěn)定性指數(shù)和積分透射率均隨時間增加而增大，表明乳液變得越來越不穩(wěn)定。與對照組相比，ACP處理后的CG乳液不穩(wěn)定性指數(shù)和積分透射率都不同程度降低，特別是60 kV 60 s和60 kV 90 s。這進一步說明適度改性可以提高CG乳液的穩(wěn)定性。

3. 結(jié)論

使用LUMiSizer對CG浮液的分散穩(wěn)定性進行了評估。結(jié)果表明，ACP處理對乳化性能的影響高度依賴于處理條件（處理時間和電壓）。在適度的ACP處理（60kV 60s和60kV 90s）后，CG乳液顯示出更好的穩(wěn)定性。然而，改性不足和改性過度后CG分子的乳化性能與未處理的樣品相似。