水酶法以水作为萃取和分离的介质，通过酶水解植物细胞壁和油体界面膜结构从而破坏植物细胞，根据非油成分对油、水的亲和力差异以及油、水的比重不同，实现同时分离油脂和蛋白质。与传统的油脂提取方法（压榨法和溶剂萃取法）相比，其反应条件温和、产品安全、能耗低、所得油脂质量高且可以最大程度保留蛋白质，避免植物蛋白资源浪费。蛋白质作为一种天然的表面活性剂，在水酶法提取植物油的过程中，其非极性亲油基团会迅速吸附在油滴表面，形成一层或者几层界面膜，通过降低界面张力使油滴之间相互分离，阻碍了油滴的聚集；同时，蛋白质的极性亲水基团会与连续的水相结合，使得油滴稳定地分布在水相之中，形成稳定的水包油（O/W）乳状液。

　　河南工业大学粮油食品学院的李天赐、陈毅保、杨趁仙*等人对介绍乳状液的组成及其稳定性机理进行综述，并重点阐述界面蛋白浓度、结构和性质对乳状液稳定性的影响，从界面蛋白结构的变化角度分析其破乳机理，为探明乳状液的破乳机理提供理论依据。

　　水酶法提取植物油脂过程中形成的乳状液的主要成分是油和水，此外还含有少量的表面活性剂——蛋白质和磷脂等其他成分。其中，蛋白质是组成乳状液界面膜最主要的大分子物质，在水酶法提取植物油脂的过程中，具有两亲性的蛋白质作为表面活性剂吸附至油-水界面（图1A），在界面上展开重排，暴露出内部的疏水性氨基酸，再通过共价交联和非共价相互作用形成具有扩张性、抗压缩性和高黏弹性的界面膜（图1B），在静电相互作用（图1C）和空间位阻作用（图1D）下可以有效地防止油滴聚并，维持乳状液的稳定性。乳状液油-水界面膜上的蛋白质由油体内源蛋白、贮藏蛋白和一些小分子质量蛋白组成；其中，油体内源蛋白对维持油体乳液稳定性起到关键性作用，主要包括油体蛋白（15～26 kDa）、油体钙蛋白（27 kDa）和油体甾醇蛋白（39～41 kDa）。激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）是观察乳状液中蛋白质和油脂分布最常用的方法。图2为油体的立体结构和3 种蛋白质的镶嵌模型。

　　乳状液的稳定性很大程度上取决于吸附在油-水界面膜上的表面活性剂的浓度、结构和性质。在乳状液形成的过程中，具有两亲性的蛋白质吸附在油-水界面上，形成一层或者多层界面膜，同时，界面蛋白分子的相互重叠及其双电层的重叠产生了空间相互作用和静电相互作用，这两种排斥力可以有效地防止油滴的絮凝和聚集，从而维持乳状液的稳定性。

　　界面蛋白浓度是决定乳状液稳定的重要参数之一。界面蛋白浓度越高，油滴表面覆盖程度越高，越有利于降低两相界面张力，从而使蛋白质乳化性更强，乳状液更稳定。研究结果表明水酶法提取过程中可以形成多层膜、稳定性强的乳状液。

　　乳状液的稳定性与其油-水界面膜上蛋白质的类型和结构有着密切的关系。在水酶法提取大豆油的过程中，高分子质量蛋白质和油球蛋白形成多层界面膜共同维持乳状液的稳定。酶处理可以通过水解界面蛋白降低蛋白质的分子质量，有效地破坏界面蛋白的结构，破坏界面膜的完整性，从而促进油滴的聚集。大分子肽比小分子肽更容易吸附至界面膜上，相对分子质量较大的界面吸附肽具有较长的侧链结构，能够在油滴表面形成保护层，表现出较好的抗絮凝和抗聚集作用，从而易于形成稳定的乳状液。

　　在水酶法提取植物油脂形成乳状液的过程中，界面膜上的蛋白质通过巯基-二硫化物的交换作用与连续相中蛋白质发生聚合，因此二硫键含量的升高有助于形成稳定性强的黏弹性膜。

　　界面蛋白的结构与功能有着密切的联系。蛋白质的二级结构主要包括大量的折叠片状结构以及少量的α-螺旋和无规卷曲，其中折叠片状结构包括β-折叠和β-转角。乳状液界面吸附蛋白有序结构以α-螺旋和β-折叠为主，而β-转角和无规卷曲为无序结构，由于酶的作用，乳状液中蛋白质无序结构含量增加，形成的分子结构则更为疏松，蛋白质结构稳定性下降，乳状液稳定性也随之降低。

　　界面蛋白的理化性质对乳状液的稳定性起着关键的作用，界面蛋白的水解度可影响其表面疏水性从而影响乳状液的稳定性。值得注意的是，研究界面蛋白对乳状液稳定性影响时，需要同时测定蛋白质的水解度和分子质量分布，以便更好地理解乳状液的稳定机制。

　　表面疏水性与蛋白质的水解度有着紧密的关联，酶水解作用对蛋白质的表面疏水性有着双重影响。一方面，在酶水解作用条件下，埋藏在蛋白质内部的疏水基团在水解作用下暴露，增加了其表面疏水性；另一方面，蛋白质埋藏的疏水基团暴露，蛋白质与蛋白质之间在疏水相互作下发生聚集，疏水基团重新埋藏，这可能会导致表面疏水性的降低。

　　蛋白质的乳化性质是指蛋白质能够作为乳化剂促进油与水形成稳定的乳状液，包括乳化活性和乳化稳定性。胡存书等比较了花生乳状液中界面吸附蛋白与3 种分离蛋白（花生分离蛋白、菜籽分离蛋白和大豆分离蛋白）的乳化性质，其中，界面吸附蛋白的乳化活性显著高于其他3 种分离蛋白，其乳化稳定性与花生分离蛋白没有显著性差异，却显著高于菜籽分离蛋白和大豆分离蛋白，表现出较好的乳化性质。刘向军分别提取花生乳状液中的界面蛋白、水相中的非吸附蛋白和分离蛋白，以不同蛋白质作为乳化剂，构建了水与花生油模拟体系，考察不同种类蛋白质的乳化性质的差异，发现界面吸附蛋白的乳化活性和乳化稳定性显著高于水相中非吸附蛋白和花生分离蛋白，表明界面吸附蛋白具有更好的乳化活性，在油-水界面更易形成单层或者多层的表面膜，将油滴紧密地包裹在内部，并且可以使油滴稳定地分布在水相之中，形成稳定的水包油型乳状液。

　　物理破乳主要采用加热、微波、冷冻-解冻、高压CO 2 和高压蒸汽等方法对乳状液进行破乳。高压CO 2 是一种新兴的物理破乳方法，主要通过使界面蛋白发生沉淀而实现破乳。 高压蒸汽破乳法主要是作用于界面蛋白，一方面通过蒸汽放热使界面蛋白变性；另一方面通过施加压力使界面蛋白的空间结构发生变化，以此来破坏界面膜的稳定性，达到破乳的目的。

　　化学法破乳是利用无机盐、酸碱或者乙醇对乳状液进行处理，通过影响乳状液的黏度、Zeta-电位、平均粒径及其分布等性质，破坏界面膜组成的结构及其性质，从而影响乳状液的稳定性。无机盐的种类和浓度可以显著影响乳状液的稳定性。 蛋白质在等电点处易发生沉淀，包裹油滴的蛋白膜完整性被破坏，因此，通过调节pH值可以有效提高破乳率。综上所述，化学法破乳是通过酸碱度或者有机溶剂破坏油-水界面的蛋白质，使蛋白质从界面膜上脱离；或者通过添加带正电荷的离子，中和油-水界面的负电荷，减弱油滴之间的静电排斥作用，促进油滴之间的聚集。

　　酶法破乳是水酶法提取植物油脂过程中最经常使用的生物方法。两亲性的蛋白质作为界面膜上的主要组成成分，其含量、组成和结构对乳状液的稳定性起着决定性的作用，因此，蛋白酶的加入可以有效地改变界面膜的结构，提高乳状液的破乳率。图3为木瓜蛋白酶对水酶法提取的花生乳状液破乳效果的影响，在最优条件（酶解温度55 ℃、料液比1∶3、酶活力1 400 U/g、酶解时间3 h）下，游离油得率最高可达92.39%。在木瓜蛋白酶的作用下，油滴表面的外源蛋白和固有蛋白被水解为小分子肽，油滴的外表面不再受到界面蛋白提供的静电斥力和空间位阻的保护，油滴之间相互吸引、融合，从而使游离油的得率提高。

　　复合破乳法是将物理、化学和酶法破乳技术两两联合或者多种结合在一起处理乳状液。胡丽丽等将离心法和无水乙醇法联用对菜籽油乳状液进行破乳，经正交试验得到最优提取条件：无水添加量为70%，调节pH 4.0，9 000 r/min下离心30 min。最优条件下游离油的提取率为98.05%。

　　破坏乳状液的稳定性是提高水酶法提取植物油脂含量的关键，因此需要对维持乳状液稳定性的机理进行深入了解，基于乳状液油-水界面膜上的成分及其结构和特性等方面的研究，可以更好地理解乳状液的稳定机制。维持乳状液的稳定性不是单一因素起决定性作用，而是多因素共同作用的结果。界面蛋白作为一种蛋白质，其结构决定了功能，在破乳研究过程中，蛋白质的空间结构和化学键的变化必然引起蛋白质性质（水解度、表面疏水性和乳化能力）的改变，同时也是导致乳状液的理化性质和流变性质发生变化的原因。然而，针对乳状液界面蛋白与其他组分的交互作用对乳状液稳定性影响机制还需要深入研究，目前仍缺乏对油脂、界面蛋白和磷脂三者交互作用对乳状液稳定性影响的研究；其次，虽然已有大量关于乳状液破乳方法（如物理法、化学法和生物酶法）的研究，但是未来仍需要寻求破乳率更高、成本更低、更适合工业化生产的破乳方法；此外，对水酶法提取植物油脂乳状液破乳分子机理研究都是未来研究重点，这都有助于提高乳状液的破乳率，实现水酶法提取植物油脂和蛋白质的推广应用。

　　本文《界面蛋白对水酶法提取植物油脂过程中乳状液稳定性影响的研究进展》来源于《食品科学》2023年44卷17期188-195页. 作者：李天赐，陈毅保，刘昆仑，陈复生，杨趁仙，段晓杰，朱婷伟 DOI:10.7506/spkx0807-088. 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

　　实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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