乳清蛋白與槲皮素復(fù)合體系：作用機制、乳液穩(wěn)定效應(yīng)及應(yīng)用前景探究

乳清蛋白與槲皮素復(fù)合體系：作用機制、乳液穩(wěn)定效應(yīng)及應(yīng)用前景探究一、引言1.1研究背景與意義在食品、化妝品等眾多領(lǐng)域，乳液體系廣泛存在，其穩(wěn)定性對于產(chǎn)品的品質(zhì)、功效和保質(zhì)期起著決定性作用。乳液作為一種由兩種互不相溶的液體所組成的分散體系，通常是油相以小液滴的形式分散在水相中（水包油型乳液），或者水相以小液滴的形式分散在油相中（油包水型乳液）。然而，乳液屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在儲存和使用過程中容易受到多種因素影響，發(fā)生絮凝、聚結(jié)、奧氏熟化以及相分離等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降，嚴(yán)重限制了乳液在各領(lǐng)域的應(yīng)用。乳清蛋白是從牛奶中提取的一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白等多種成分組成。它具有良好的溶解性、乳化性、起泡性和凝膠性等功能特性，在食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用于乳制品、肉制品、飲料等產(chǎn)品的生產(chǎn)，可改善產(chǎn)品的質(zhì)地、口感和營養(yǎng)價值。同時，乳清蛋白富含人體必需的氨基酸，消化吸收率高，被視為一種理想的蛋白質(zhì)來源，在營養(yǎng)補充劑和功能性食品領(lǐng)域也備受關(guān)注。槲皮素作為一種天然的黃酮類化合物，廣泛存在于水果、蔬菜、谷物等植物性食物中，如蘋果、洋蔥、西蘭花等。它具有多種生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌等作用。在食品領(lǐng)域，槲皮素的抗氧化特性使其能夠有效抑制食品中脂質(zhì)的氧化，延長食品的保質(zhì)期，保持食品的風(fēng)味和營養(yǎng)成分；在醫(yī)藥領(lǐng)域，槲皮素的多種生物活性為其在預(yù)防和治療慢性疾病方面提供了潛在的應(yīng)用價值；在化妝品領(lǐng)域，槲皮素可用于防曬、美白、抗皺等產(chǎn)品中，保護皮膚免受紫外線損傷，改善皮膚的生理功能。近年來，將乳清蛋白與槲皮素復(fù)合的研究逐漸成為熱點。乳清蛋白與槲皮素之間能夠通過疏水相互作用、氫鍵、靜電作用等形成復(fù)合物，這種復(fù)合作用不僅可以改變?nèi)榍宓鞍椎慕Y(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)，還能賦予復(fù)合物新的特性。一方面，槲皮素的抗氧化性可以彌補乳清蛋白在抗氧化方面的不足，提高復(fù)合物的抗氧化能力，減少乳液體系中脂質(zhì)的氧化，保持乳液的穩(wěn)定性；另一方面，乳清蛋白可以作為載體，提高槲皮素的溶解度和生物利用度，拓寬槲皮素的應(yīng)用范圍。研究乳清蛋白和槲皮素的復(fù)合作用，對于開發(fā)新型的功能性材料、提高產(chǎn)品品質(zhì)、拓展應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。對乳液穩(wěn)定性的研究是乳清蛋白和槲皮素復(fù)合應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。深入了解乳清蛋白和槲皮素復(fù)合作用對乳液穩(wěn)定性的影響機制，有助于優(yōu)化乳液配方和制備工藝，提高乳液的穩(wěn)定性和質(zhì)量，從而推動乳液在食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的進一步應(yīng)用和發(fā)展。例如，在食品工業(yè)中，穩(wěn)定的乳液可以改善食品的質(zhì)地和口感，延長食品的保質(zhì)期，減少食品添加劑的使用；在化妝品工業(yè)中，穩(wěn)定的乳液可以提高化妝品的功效和安全性，滿足消費者對高品質(zhì)化妝品的需求；在醫(yī)藥工業(yè)中，穩(wěn)定的乳液可以作為藥物載體，提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度，促進藥物的有效傳遞和釋放。因此，開展乳清蛋白和槲皮素復(fù)合作用及其對乳液穩(wěn)定性影響的研究具有重要的理論和實際應(yīng)用價值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用及其對乳液穩(wěn)定性影響的研究在國內(nèi)外均受到廣泛關(guān)注，取得了一系列重要成果。在乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用的研究方面，國內(nèi)外學(xué)者深入探究了兩者之間的相互作用機制。大量研究表明，乳清蛋白與槲皮素之間主要通過疏水相互作用、氫鍵以及靜電作用等形成復(fù)合物。例如，[國外文獻1]利用熒光光譜和圓二色譜等技術(shù)手段，詳細(xì)研究了乳清蛋白與槲皮素的結(jié)合模式，發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)合過程中，槲皮素分子嵌入到乳清蛋白的疏水空腔內(nèi)，通過疏水相互作用和氫鍵與乳清蛋白緊密結(jié)合，從而改變了乳清蛋白的二級和三級結(jié)構(gòu)。國內(nèi)學(xué)者[國內(nèi)文獻1]也通過實驗證實了乳清蛋白與槲皮素之間存在靜電作用，并且這種靜電作用在復(fù)合物的形成過程中起到了重要作用，當(dāng)溶液的pH值發(fā)生變化時，靜電作用的強弱也會相應(yīng)改變，進而影響復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。對于乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用對乳液穩(wěn)定性影響的研究，國內(nèi)外也有諸多成果。在國外，[國外文獻2]研究發(fā)現(xiàn)，將乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物應(yīng)用于乳液體系中，能夠顯著提高乳液的氧化穩(wěn)定性。這是因為槲皮素的抗氧化活性可以有效抑制乳液中脂質(zhì)的氧化，減少氧化產(chǎn)物的生成，從而保持乳液的穩(wěn)定性；同時，乳清蛋白作為乳化劑，能夠在油水界面形成穩(wěn)定的界面膜，阻止油滴的聚集和合并，而槲皮素與乳清蛋白的結(jié)合進一步增強了界面膜的強度和穩(wěn)定性。在國內(nèi)，[國內(nèi)文獻2]通過實驗對比了添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的乳液與僅添加乳清蛋白的乳液的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，添加復(fù)合物的乳液在儲存過程中，其粒徑增長速率明顯減緩，離心穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性也得到了顯著提高，說明乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用能夠有效改善乳液的物理穩(wěn)定性。然而，當(dāng)前研究仍存在一些不足和空白。在復(fù)合作用機制方面，雖然已經(jīng)明確了主要的相互作用力，但對于這些作用力在不同環(huán)境條件下（如不同溫度、pH值、離子強度等）的變化規(guī)律以及對復(fù)合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響，還缺乏系統(tǒng)深入的研究。例如，在高溫條件下，疏水相互作用和氫鍵的穩(wěn)定性如何變化，是否會導(dǎo)致復(fù)合物結(jié)構(gòu)的改變以及對其功能性質(zhì)產(chǎn)生何種影響，目前尚未有全面深入的報道。在乳液穩(wěn)定性研究方面，現(xiàn)有的研究大多集中在單一因素對乳液穩(wěn)定性的影響，對于多種因素協(xié)同作用下乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系對乳液穩(wěn)定性的影響機制研究較少。實際應(yīng)用中，乳液體系往往會受到溫度、光照、pH值以及其他添加劑等多種因素的共同作用，因此，研究這些因素的協(xié)同效應(yīng)對于全面理解乳液穩(wěn)定性具有重要意義，但目前這方面的研究還相對薄弱。此外，對于乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物在不同類型乳液（如水包油型乳液、油包水型乳液、多重乳液等）中的應(yīng)用效果和穩(wěn)定性差異，也缺乏深入的比較研究，這限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。1.3研究內(nèi)容與方法本研究主要從以下幾個方面展開：一是深入探究乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用原理，通過光譜分析（如熒光光譜、圓二色譜）、等溫滴定量熱法（ITC）等技術(shù)，精確測定兩者結(jié)合的熱力學(xué)參數(shù)，明確相互作用的主要方式及作用力大小，詳細(xì)分析在不同環(huán)境條件（如溫度、pH值、離子強度）下復(fù)合作用的變化規(guī)律。二是系統(tǒng)研究乳清蛋白和槲皮素復(fù)合作用對乳液穩(wěn)定性的影響，運用動態(tài)光散射（DLS）、激光共聚焦顯微鏡（CLSM）、流變儀等手段，全面監(jiān)測乳液粒徑分布、界面膜性質(zhì)、流變學(xué)特性等指標(biāo)，深入分析復(fù)合作用對乳液物理穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性的影響機制，同時考察多種因素（如溫度、光照、pH值、其他添加劑）協(xié)同作用下，復(fù)合體系對乳液穩(wěn)定性的影響。三是探索乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系在實際中的應(yīng)用，將復(fù)合體系應(yīng)用于食品（如飲料、乳制品、肉制品）、化妝品（如乳液、面霜、防曬霜）、醫(yī)藥（如藥物載體）等領(lǐng)域的產(chǎn)品制備中，通過實際產(chǎn)品的穩(wěn)定性測試、感官評價、功效評估等，驗證復(fù)合體系在實際應(yīng)用中的效果和可行性。在研究方法上，采用實驗分析與理論模擬相結(jié)合的方式。實驗分析方面，進行乳清蛋白與槲皮素復(fù)合物的制備實驗，優(yōu)化制備工藝參數(shù)，確保復(fù)合物的質(zhì)量和穩(wěn)定性；開展乳液的制備及穩(wěn)定性測試實驗，通過控制變量法，研究不同因素對乳液穩(wěn)定性的影響；運用各種儀器分析技術(shù)（如上述的光譜分析、顯微鏡技術(shù)、流變儀分析等），對復(fù)合物和乳液的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進行全面表征和分析。理論模擬方面，運用分子動力學(xué)模擬（MD）、量子化學(xué)計算等方法，從分子層面深入探討乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用機制，預(yù)測復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為實驗研究提供理論指導(dǎo)，同時通過數(shù)學(xué)模型對乳液穩(wěn)定性進行模擬和預(yù)測，深入分析影響乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素和作用機制。二、乳清蛋白與槲皮素概述2.1乳清蛋白的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.1.1乳清蛋白的組成與分類乳清蛋白是從牛奶中提取的一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，是原料乳中除去在pH值等電點處沉淀的酪蛋白之外，留下來的蛋白質(zhì)，約占乳蛋白質(zhì)的18%-20%。在干酪生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物乳清，經(jīng)過特殊的工藝濃縮可以得到乳清蛋白。它含有組成蛋白質(zhì)的全部20種氨基酸，屬于全價蛋白，生物價為88，其必需氨基酸的含量高于普通的食用蛋白質(zhì)。乳清蛋白主要由多種蛋白質(zhì)成分組成，各成分具有不同的結(jié)構(gòu)和功能特點。其中，β-乳球蛋白是乳清蛋白中含量最高的成分，約占48%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。它是一種球狀蛋白，由162個氨基酸殘基組成，含有兩個鏈內(nèi)二硫鍵和一個游離的半胱氨酸殘基，其結(jié)構(gòu)中存在疏水區(qū)域，這使得β-乳球蛋白在維持乳清蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能特性方面發(fā)揮著重要作用，例如在形成乳清蛋白的凝膠結(jié)構(gòu)和乳化體系中，β-乳球蛋白能夠通過其疏水相互作用和二硫鍵的交聯(lián)，促進蛋白質(zhì)分子之間的聚集和相互作用，從而影響乳清蛋白的功能表現(xiàn)。α-乳白蛋白約占乳清蛋白的19%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），它是一種富含半胱氨酸的酸性蛋白質(zhì)，由123個氨基酸殘基組成，含有4個鏈內(nèi)二硫鍵，其結(jié)構(gòu)緊密且具有高度的穩(wěn)定性。α-乳白蛋白在生物體內(nèi)具有重要的生理功能，它參與乳糖的合成過程，同時，由于其獨特的結(jié)構(gòu)和氨基酸組成，使得α-乳白蛋白在提高乳清蛋白的營養(yǎng)價值、增強免疫功能等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，α-乳白蛋白中含有豐富的色氨酸，色氨酸是一種必需氨基酸，它可以作為神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺的前體，對調(diào)節(jié)人體的情緒、睡眠等生理功能具有重要影響。蛋白酶-胨占乳清蛋白的20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），它是一類蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的混合物，由不同大小的多肽片段組成。這些多肽片段具有多樣化的氨基酸序列和結(jié)構(gòu)，使得蛋白酶-胨在乳清蛋白體系中具有多種功能，例如在食品加工過程中，蛋白酶-胨可以作為風(fēng)味物質(zhì)的前體，通過進一步的化學(xué)反應(yīng)生成具有獨特風(fēng)味的化合物，從而改善食品的風(fēng)味；同時，蛋白酶-胨還具有一定的抗氧化活性，能夠保護乳清蛋白免受氧化損傷。牛血清白蛋白在乳清蛋白中含量約為5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），它是一種單鏈球狀蛋白，由583個氨基酸殘基組成，含有17個鏈內(nèi)二硫鍵和一個游離的半胱氨酸殘基。牛血清白蛋白具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，在乳清蛋白體系中，它可以作為載體蛋白，攜帶一些小分子物質(zhì)，如脂肪酸、維生素等，同時，牛血清白蛋白還具有一定的緩沖能力，能夠維持乳清蛋白體系的pH值穩(wěn)定。免疫球蛋白約占乳清蛋白的8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），它是一類具有抗體活性的蛋白質(zhì)，由兩條重鏈和兩條輕鏈通過二硫鍵連接而成，具有多種亞型。免疫球蛋白在機體的免疫防御中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠識別和結(jié)合外來的病原體，如細(xì)菌、病毒等，從而激活機體的免疫反應(yīng)，保護機體免受感染。在乳清蛋白中，免疫球蛋白的存在使得乳清蛋白具有一定的免疫調(diào)節(jié)功能，可增強人體的免疫力。此外，乳清蛋白中還存在少量的其它組分，如乳鐵蛋白和乳過氧化物酶等。乳鐵蛋白是一種鐵結(jié)合糖蛋白，具有抗菌、抗病毒、抗氧化等多種生物活性。它能夠結(jié)合鐵離子，降低環(huán)境中鐵離子的濃度，從而抑制細(xì)菌的生長繁殖；同時，乳鐵蛋白還可以調(diào)節(jié)機體的免疫反應(yīng)，增強免疫細(xì)胞的活性。乳過氧化物酶是一種含血紅素的酶，具有抗菌和抗氧化作用。它可以催化過氧化氫和硫氰酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成具有抗菌活性的次硫氰酸鹽，從而抑制細(xì)菌的生長；此外，乳過氧化物酶還可以通過清除自由基，發(fā)揮抗氧化作用，保護乳清蛋白和其他生物分子免受氧化損傷。根據(jù)生產(chǎn)工藝和蛋白質(zhì)含量的不同，乳清蛋白可分為乳清蛋白濃縮物（WPC）、乳清蛋白分離物（WPI）和乳清蛋白水解物。乳清蛋白濃縮物是通過超濾、濃縮等工藝從乳清中獲得的，其蛋白質(zhì)含量一般在34%-80%之間，同時還含有一定量的乳糖、脂肪和礦物質(zhì)等成分。乳清蛋白濃縮物具有成本較低、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，如乳制品、烘焙食品、肉制品等。乳清蛋白分離物是在乳清蛋白濃縮物的基礎(chǔ)上，進一步通過離子交換、色譜分離等技術(shù)去除其中的乳糖、脂肪和礦物質(zhì)等雜質(zhì)，得到的蛋白質(zhì)含量高達(dá)90%以上的產(chǎn)品。乳清蛋白分離物具有純度高、溶解性好、功能特性優(yōu)良等特點，常用于高端食品、營養(yǎng)補充劑和醫(yī)藥領(lǐng)域。乳清蛋白水解物是通過蛋白酶對乳清蛋白進行水解，得到的由小分子肽和氨基酸組成的產(chǎn)物。乳清蛋白水解物具有易消化吸收、低抗原性等優(yōu)點，特別適用于嬰兒配方奶粉、特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品以及對蛋白質(zhì)消化吸收能力較弱的人群。2.1.2乳清蛋白的功能特性乳清蛋白具有多種優(yōu)良的功能特性，這些特性使其在食品加工中發(fā)揮著重要作用，顯著影響著食品的品質(zhì)和性能。乳化性是乳清蛋白重要的功能特性之一。乳清蛋白每個分子中既有親水基團，又有疏水基團，在水溶液中，親水基團大多數(shù)分布于外側(cè)，而呈現(xiàn)較好的水溶性。這種獨特的結(jié)構(gòu)賦予乳清蛋白極佳的表面活性和乳化穩(wěn)定性。在食品加工過程中，例如在制作乳液類食品（如乳制品、色拉醬、飲料等）時，均質(zhì)過程中乳清蛋白能夠吸附在脂肪球表面，形成穩(wěn)定的蛋白-脂界面膜，有效防止脂肪球聚集，從而達(dá)到均勻乳狀液的目的。乳清蛋白的乳化穩(wěn)定性在糖果、烘焙食品、乳和肉制品、色拉罐頭、湯和沙司等食品中得到廣泛應(yīng)用。以冰淇淋生產(chǎn)為例，乳清蛋白作為乳化劑，能夠使冰淇淋中的脂肪均勻分散在水相中，防止脂肪球聚集和上浮，從而保證冰淇淋具有細(xì)膩、均勻的質(zhì)地和良好的口感；在烘焙食品中，乳清蛋白的乳化作用有助于面團中油脂的均勻分布，改善面團的加工性能，使烘焙產(chǎn)品更加松軟、可口。乳清蛋白具有良好的攪打起泡性。在形成泡沫時，乳清蛋白具有表面活性作用，能夠降低氣-液界面的表面張力，使空氣更容易分散在液體中形成泡沫。乳清蛋白的攪打性能使其成為雞蛋清的有效替代品，特別是低脂肪乳清濃縮蛋白，具有較高的泡沫膨脹性能，能延長起泡時間。起泡性能在諸如冷凍甜食、蛋奶、奶糖和蛋白甜餅等食品的加工中起非常重要的作用。例如在制作蛋糕時，乳清蛋白經(jīng)攪打形成穩(wěn)定的泡沫結(jié)構(gòu)，能夠在蛋糕面糊中引入大量空氣，使蛋糕體積膨脹，質(zhì)地松軟。同時，乳清蛋白形成的泡沫結(jié)構(gòu)還能夠在烘焙過程中保持穩(wěn)定，防止氣泡破裂，從而保證蛋糕的品質(zhì)和口感。乳清蛋白加熱可形成熱誘導(dǎo)性凝膠，并保持大量水分。在成膠作用過程中，乳清蛋白形成一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使水分鑲嵌在其微小的空隙中。乳清蛋白加熱到65℃左右開始成膠，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%-12%之間、溫度在70-90℃之間、pH值在4.6-6.0之間時，是成膠的最佳條件。在水溶液中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)7%時，乳清蛋白開始成膠。乳清蛋白中的β-乳球蛋白和牛血清白蛋白（BSA）是乳清中主要的膠凝蛋白，將其加熱可形成熱誘導(dǎo)性凝膠，并保持大量的水分。乳清蛋白的凝膠特性可以用來調(diào)整食品的組織結(jié)構(gòu)，如硬度、彈性等。在酸奶生產(chǎn)中，乳清蛋白的凝膠作用有助于形成細(xì)膩、均勻的凝膠結(jié)構(gòu)，使酸奶具有良好的質(zhì)地和口感；在布丁、果凍等食品中，乳清蛋白形成的凝膠結(jié)構(gòu)可以作為支撐框架，賦予產(chǎn)品一定的形狀和穩(wěn)定性。乳清蛋白還具有良好的溶解性。在適宜的條件下，乳清蛋白能夠快速溶解于水中，形成均勻的溶液，這使得乳清蛋白在食品加工中易于與其他成分混合，便于生產(chǎn)操作。例如在飲料生產(chǎn)中，乳清蛋白的良好溶解性保證了飲料的均勻性和穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)沉淀或分層現(xiàn)象。同時，乳清蛋白的溶解性還影響著其在人體中的消化吸收效率，良好的溶解性有助于提高乳清蛋白的生物利用率。乳清蛋白在食品加工過程中還具有一定的持水性。它能夠結(jié)合并保留一定量的水分，從而有助于保持食品的水分含量，防止食品干燥和老化。在烘焙食品中，乳清蛋白的持水性可以使面包、蛋糕等產(chǎn)品在儲存過程中保持柔軟和濕潤，延長產(chǎn)品的保質(zhì)期；在肉制品中，乳清蛋白的持水性能夠增加肉的嫩度和多汁性，改善肉制品的品質(zhì)。2.2槲皮素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.2.1槲皮素的化學(xué)結(jié)構(gòu)槲皮素（quercetin），化學(xué)名為3,3',4',5,7-五羥基黃酮，分子式為C_{15}H_{10}O_{7}，相對分子質(zhì)量為302.24。它是一種典型的黃酮類化合物，其基本母核由兩個苯環(huán)（A環(huán)和B環(huán)）通過一個含氧的吡喃環(huán)（C環(huán)）相連而成，形成了C_6-C_3-C_6的特殊結(jié)構(gòu)，三個環(huán)共平面，分子相對極化。在槲皮素分子中，A環(huán)存在間二酚結(jié)構(gòu)，B環(huán)存在鄰二酚結(jié)構(gòu)，C環(huán)則具有一個烯醇式羥基酮結(jié)構(gòu)。槲皮素分子中含有5個羥基，這些羥基的位置和數(shù)量對其化學(xué)活性和生物活性具有重要影響。其中，3-OH和5-OH位于A環(huán)上，B環(huán)上的鄰二酚羥基（4'-OH和3'-OH）以及C環(huán)上的7-OH共同構(gòu)成了槲皮素獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)。3-OH和5-OH不僅可以與其他官能團形成氫鍵，還能參與多種化學(xué)反應(yīng)，如甲基化、硫酸化和磷酸化等，從而影響槲皮素的活性和穩(wěn)定性。B環(huán)上的鄰二酚結(jié)構(gòu)使其具有較強的供電子能力，能夠通過電子轉(zhuǎn)移參與抗氧化反應(yīng)，清除體內(nèi)的自由基。例如，鄰二酚羥基可以通過提供氫原子，與自由基結(jié)合，使其失去活性，從而起到抗氧化的作用。同時，C環(huán)上的羰基與2,3-雙鍵共同作用，使得槲皮素分子具有一定的親電性，能夠與一些親核試劑發(fā)生反應(yīng)。由于槲皮素分子中存在多個羥基，這些羥基可以與不同的糖基結(jié)合形成糖苷，從而以多種苷的形式存在于自然界中，如蘆?。ㄩ纹に?3-O-蕓香糖苷）、槲皮苷（槲皮素-3-O-鼠李糖苷）、金絲桃苷（槲皮素-3-O-半乳糖苷）等。這些糖苷的形成不僅改變了槲皮素的物理性質(zhì)，如溶解性、穩(wěn)定性等，還可能影響其生物活性和生物利用度。不同的糖苷形式在植物中的分布和含量各不相同，例如蘆丁主要存在于槐米、蕎麥等植物中，而槲皮苷在一些水果和蔬菜中含量較為豐富。2.2.2槲皮素的生理活性槲皮素具有多種重要的生理活性，在維護人體健康和預(yù)防疾病方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。槲皮素是一種強大的抗氧化劑，其抗氧化能力是維生素E的50倍、維生素C的20倍。其抗氧化作用主要通過以下幾種機制實現(xiàn)：一是與超氧陰離子絡(luò)合，減少氧自由基的產(chǎn)生。槲皮素分子中的羥基能夠與超氧陰離子發(fā)生反應(yīng)，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而降低超氧陰離子的濃度，減少其對細(xì)胞的損傷。二是與鐵離子絡(luò)合，阻止羥自由基的形成。鐵離子在體內(nèi)可以催化過氧化氫分解產(chǎn)生羥自由基，而槲皮素能夠與鐵離子結(jié)合，抑制其催化活性，從而阻斷羥自由基的生成。三是與脂質(zhì)過氧化基反應(yīng)，抑制脂質(zhì)過氧化過程。脂質(zhì)過氧化是導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和細(xì)胞功能障礙的重要原因之一，槲皮素能夠與脂質(zhì)過氧化基發(fā)生反應(yīng)，終止脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，保護細(xì)胞膜的完整性。四是抑制醛糖還原酶，減少NADPH消耗，從而提高機體抗氧化能力。醛糖還原酶參與多元醇代謝途徑，在高血糖條件下，該酶活性升高，導(dǎo)致NADPH大量消耗，進而影響機體的抗氧化防御系統(tǒng)。槲皮素通過抑制醛糖還原酶的活性，減少NADPH的消耗，維持機體的抗氧化能力。在心血管疾病的預(yù)防中，槲皮素的抗氧化作用可以清除血液中的自由基，減少氧化應(yīng)激對血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，降低血脂和膽固醇水平，預(yù)防動脈粥樣硬化的發(fā)生。槲皮素具有顯著的抗炎作用，它可以通過抑制磷酸激酶C（PKC）的活性及轉(zhuǎn)運，強烈拮抗Na^+內(nèi)流，從而抑制組胺、前列腺素D2等炎癥介質(zhì)的釋放。在炎癥反應(yīng)過程中，PKC被激活后會促使炎癥介質(zhì)的釋放，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的加劇。槲皮素能夠抑制PKC的活性，阻斷其信號傳導(dǎo)通路，減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，從而減輕炎癥癥狀。例如，在關(guān)節(jié)炎患者中，槲皮素可以減輕關(guān)節(jié)炎癥，緩解疼痛和腫脹；在哮喘患者中，槲皮素能夠抑制氣道炎癥，改善呼吸功能。研究表明，槲皮素對多種惡性腫瘤，如卵巢癌、胃癌、肝癌、結(jié)腸癌、乳腺癌等均有療效。它可以通過多種途徑發(fā)揮抗癌作用：一是誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。槲皮素能夠激活細(xì)胞內(nèi)的凋亡信號通路，促使癌細(xì)胞發(fā)生程序性死亡。例如，槲皮素可以上調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)，下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，從而破壞細(xì)胞內(nèi)的凋亡平衡，誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。二是抑制癌細(xì)胞生長與增殖。槲皮素可以通過抑制癌細(xì)胞的DNA合成和細(xì)胞周期進程，阻止癌細(xì)胞的分裂和增殖。三是逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥。腫瘤細(xì)胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥性是癌癥治療中的一大難題，槲皮素能夠通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的耐藥相關(guān)蛋白，如P-糖蛋白等，逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性，提高化療藥物的療效。此外，槲皮素還具有抗癌藥物增敏作用，使用槲皮素預(yù)先處理不同癌細(xì)胞系，可使抗癌藥的效價顯著升高。槲皮素還具有降血脂、降血糖、減少尿酸形成等生理活性。在降血脂方面，它能夠抑制膽固醇酯分解為游離的膽固醇，并且降低膽固醇在膠束溶液中的溶解度，抑制小腸對膽固醇的吸收，從而起到降脂的目的。在降血糖方面，槲皮素可以抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白對葡萄糖的轉(zhuǎn)運，以及抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，阻礙葡萄糖的消化和吸收，從而降低血糖水平。在減少尿酸形成方面，槲皮素通過氫鍵結(jié)合到XO（黃素蛋白酶）活性中心的鉬原子周圍，阻礙了底物黃嘌呤進入XO活性中心，從而抑制了XO對黃嘌呤的催化活性，減少了尿酸的生成。三、乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用原理3.1結(jié)合方式與作用力乳清蛋白與槲皮素之間存在多種結(jié)合方式，主要包括共價結(jié)合和非共價結(jié)合，這些結(jié)合方式及其所涉及的作用力對復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)產(chǎn)生著重要影響。3.1.1共價結(jié)合乳清蛋白與槲皮素之間的共價結(jié)合通常是通過特定的化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)的。在堿性條件下，槲皮素分子中的酚羥基容易被氧化，形成半醌自由基，隨后半醌自由基進一步轉(zhuǎn)化為醌。醌類物質(zhì)具有親電性，能夠與乳清蛋白分子中的親核基團，如氨基（-NH_2）、巰基（-SH）等發(fā)生反應(yīng)，從而形成穩(wěn)定的共價鍵。以乳清蛋白中的β-乳球蛋白為例，其分子中含有游離的氨基和巰基，在堿性環(huán)境中，槲皮素氧化產(chǎn)生的醌可與β-乳球蛋白的氨基發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成C-N共價鍵；或者與巰基發(fā)生反應(yīng)，形成C-S共價鍵。高溫條件也可能促使乳清蛋白與槲皮素發(fā)生共價結(jié)合。在高溫下，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象會發(fā)生變化，一些原本隱藏在分子內(nèi)部的基團可能暴露出來，增加了與槲皮素反應(yīng)的機會。同時，高溫可能加速槲皮素的氧化過程，促進醌的生成，進而提高共價結(jié)合的幾率。例如，在一些研究中，將乳清蛋白和槲皮素的混合溶液在高溫下加熱一段時間后，通過質(zhì)譜分析等手段檢測到了共價結(jié)合產(chǎn)物的存在。共價結(jié)合對乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著顯著影響。從結(jié)構(gòu)方面來看，共價結(jié)合會改變?nèi)榍宓鞍椎目臻g構(gòu)象。由于共價鍵的形成，槲皮素分子與乳清蛋白緊密相連，可能導(dǎo)致乳清蛋白分子的伸展或折疊方式發(fā)生改變，進而影響其二級和三級結(jié)構(gòu)。例如，通過圓二色譜（CD）分析發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白與槲皮素共價結(jié)合后，其α-螺旋和β-折疊的含量發(fā)生了明顯變化，表明蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)受到了影響。這種結(jié)構(gòu)的改變會進一步影響復(fù)合物的性質(zhì)。在溶解性方面，通常情況下，共價結(jié)合會使復(fù)合物的溶解度降低。這是因為槲皮素本身的疏水性較強，與乳清蛋白共價結(jié)合后，增加了復(fù)合物整體的疏水性，導(dǎo)致其在水中的溶解性下降。有研究表明，乳清蛋白與槲皮素共價結(jié)合后，在相同條件下，復(fù)合物的溶解度相較于乳清蛋白明顯降低。然而，在某些特殊情況下，共價結(jié)合也可能對復(fù)合物的穩(wěn)定性產(chǎn)生積極影響。例如，在抗氧化性能方面，由于槲皮素的抗氧化活性通過共價鍵與乳清蛋白緊密結(jié)合，使得復(fù)合物在面對氧化環(huán)境時，能夠更有效地發(fā)揮抗氧化作用，增強了復(fù)合物的抗氧化穩(wěn)定性。在熱穩(wěn)定性方面，共價結(jié)合可能使復(fù)合物的熱穩(wěn)定性得到提高。一些研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白-槲皮素共價復(fù)合物在高溫下的分解溫度相較于乳清蛋白有所升高，這可能是由于共價鍵的存在增強了分子間的相互作用，使得復(fù)合物在高溫下更難發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。3.1.2非共價結(jié)合乳清蛋白與槲皮素之間的非共價結(jié)合主要包括氫鍵、疏水相互作用和靜電作用等，這些非共價相互作用在兩者復(fù)合過程中發(fā)揮著重要作用。氫鍵是一種常見的非共價相互作用，它在乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合中起著關(guān)鍵作用。槲皮素分子中含有多個羥基（-OH），這些羥基可以與乳清蛋白分子中的極性基團，如氨基（-NH_2）、羰基（C=O）、羧基（-COOH）等形成氫鍵。以β-乳球蛋白為例，其分子表面存在許多極性氨基酸殘基，這些殘基上的極性基團能夠與槲皮素的羥基形成氫鍵。具體來說，槲皮素B環(huán)上的鄰二酚羥基可以與β-乳球蛋白分子中某些氨基酸殘基的羰基形成氫鍵，從而使兩者相互結(jié)合。氫鍵的形成不僅有助于維持復(fù)合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還對復(fù)合物的一些性質(zhì)產(chǎn)生影響。由于氫鍵的存在，復(fù)合物的溶解性可能會發(fā)生改變。如果氫鍵的形成增加了復(fù)合物與水分子之間的相互作用，那么復(fù)合物的溶解性可能會提高；反之，如果氫鍵的形成導(dǎo)致復(fù)合物分子間的相互作用增強，而與水分子的相互作用減弱，那么復(fù)合物的溶解性可能會降低。在一些研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳清蛋白與槲皮素通過氫鍵結(jié)合后，復(fù)合物在特定條件下的溶解性相較于單獨的乳清蛋白有所變化。疏水相互作用也是乳清蛋白與槲皮素復(fù)合的重要驅(qū)動力。乳清蛋白分子中存在一些疏水區(qū)域，而槲皮素的分子結(jié)構(gòu)也具有一定的疏水性。在溶液中，為了降低體系的自由能，乳清蛋白的疏水區(qū)域與槲皮素的疏水部分會相互靠近，形成疏水相互作用。例如，β-乳球蛋白的疏水核心區(qū)域能夠與槲皮素的芳香環(huán)部分相互作用，使得槲皮素分子嵌入到β-乳球蛋白的疏水空腔內(nèi)。疏水相互作用對復(fù)合物的穩(wěn)定性有著重要影響。它能夠使乳清蛋白與槲皮素緊密結(jié)合在一起，防止復(fù)合物在溶液中發(fā)生解離。在乳液體系中，這種疏水相互作用有助于提高乳液的穩(wěn)定性。因為乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物可以通過疏水相互作用吸附在油水界面上，形成穩(wěn)定的界面膜，阻止油滴的聚集和合并。靜電作用在乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合中也不容忽視。乳清蛋白和槲皮素在溶液中都帶有一定的電荷，其電荷性質(zhì)和電荷量會受到溶液pH值等因素的影響。當(dāng)溶液的pH值處于一定范圍內(nèi)時，乳清蛋白和槲皮素所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量會使得它們之間產(chǎn)生靜電吸引或排斥作用。例如，在酸性條件下，乳清蛋白可能帶有正電荷，而槲皮素可能帶有負(fù)電荷，兩者之間會產(chǎn)生靜電吸引作用，促進它們的結(jié)合。靜電作用對復(fù)合物的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)有著顯著影響。當(dāng)靜電吸引作用較強時，能夠增強乳清蛋白與槲皮素之間的相互作用，使復(fù)合物更加穩(wěn)定；然而，如果溶液條件發(fā)生變化，導(dǎo)致靜電排斥作用增強，可能會使復(fù)合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，甚至發(fā)生解離。在不同pH值條件下，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)會發(fā)生明顯變化，這與靜電作用的改變密切相關(guān)。在乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合過程中，氫鍵、疏水相互作用和靜電作用等非共價相互作用往往不是單獨存在的，而是相互協(xié)同、共同作用。這些非共價相互作用的協(xié)同效應(yīng)使得乳清蛋白與槲皮素能夠形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并且賦予復(fù)合物獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。3.2復(fù)合對結(jié)構(gòu)的影響3.2.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，其二級和三級結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著變化，這些變化可通過多種實驗技術(shù)和模擬方法進行深入分析。在二級結(jié)構(gòu)方面，圓二色譜（CD）是一種常用的分析技術(shù)。CD光譜主要通過檢測蛋白質(zhì)分子中肽鍵的電子躍遷來反映其二級結(jié)構(gòu)信息。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，CD光譜會發(fā)生明顯改變。研究表明，β-乳球蛋白作為乳清蛋白的主要成分之一，與槲皮素結(jié)合后，其α-螺旋含量通常會降低，而β-折疊含量則會增加。這是因為槲皮素分子與β-乳球蛋白相互作用，破壞了原有的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，使得部分α-螺旋結(jié)構(gòu)解螺旋，進而轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊結(jié)構(gòu)。以一項具體研究為例，在特定條件下，β-乳球蛋白與槲皮素復(fù)合后，α-螺旋含量從原本的30%下降至20%，而β-折疊含量從25%上升至35%。傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）也可用于分析蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化。FT-IR光譜中，蛋白質(zhì)的酰胺I帶（1600-1700cm^{-1}）對二級結(jié)構(gòu)非常敏感。乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，酰胺I帶的吸收峰位置和強度會發(fā)生變化。一般來說，由于復(fù)合作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子內(nèi)氫鍵和疏水相互作用改變，酰胺I帶的吸收峰會向低波數(shù)移動，表明蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。在一些實驗中，觀察到乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的酰胺I帶吸收峰從1650cm^{-1}移動至1640cm^{-1}，這與CD光譜分析結(jié)果相互印證，進一步證實了復(fù)合后蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化。對于乳清蛋白的三級結(jié)構(gòu)變化，熒光光譜和分子模擬技術(shù)是常用的研究手段。熒光光譜主要利用蛋白質(zhì)分子中色氨酸（Trp）等熒光基團的熒光特性來反映其所處微環(huán)境的變化。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，由于槲皮素與乳清蛋白的結(jié)合，色氨酸殘基所處的微環(huán)境發(fā)生改變，從而導(dǎo)致熒光光譜發(fā)生變化。通常情況下，復(fù)合后蛋白質(zhì)的熒光強度會降低，發(fā)射波長會發(fā)生紅移。這表明槲皮素的結(jié)合使得色氨酸殘基周圍的疏水性降低，分子構(gòu)象發(fā)生了變化。如在對β-乳球蛋白與槲皮素的研究中，發(fā)現(xiàn)復(fù)合后β-乳球蛋白的熒光強度降低了30%，發(fā)射波長紅移了5nm。分子模擬技術(shù)如分子動力學(xué)模擬（MD），能夠從原子層面直觀地展示乳清蛋白與槲皮素復(fù)合前后的結(jié)構(gòu)變化。通過MD模擬，可以觀察到槲皮素分子嵌入到乳清蛋白的疏水空腔內(nèi)，與周圍氨基酸殘基形成氫鍵和疏水相互作用，從而導(dǎo)致乳清蛋白的三級結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲和變形。在模擬過程中，還可以計算蛋白質(zhì)分子的均方根偏差（RMSD）和均方根漲落（RMSF）等參數(shù)，定量地描述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，其RMSD值明顯增大，表明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降，發(fā)生了顯著的構(gòu)象變化。乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化會對其功能性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。在溶解性方面，由于結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子表面電荷分布和疏水性改變，從而影響其在溶液中的溶解性。如果復(fù)合后蛋白質(zhì)分子表面的疏水區(qū)域暴露增加，可能會導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度降低；相反，如果復(fù)合作用使得蛋白質(zhì)分子與水分子之間的相互作用增強，則可能提高其溶解度。在乳化性方面，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化會影響其在油水界面的吸附和排列方式。若復(fù)合后蛋白質(zhì)能夠更有效地在油水界面形成緊密、穩(wěn)定的界面膜，則可提高乳液的乳化穩(wěn)定性；反之，若結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致蛋白質(zhì)在界面的吸附能力下降，可能會降低乳液的乳化性能。3.2.2槲皮素構(gòu)象改變槲皮素與乳清蛋白結(jié)合后，自身構(gòu)象會發(fā)生顯著改變，這種改變對其活性產(chǎn)生重要影響。從分子結(jié)構(gòu)角度來看，槲皮素分子中存在多個羥基和共軛雙鍵，這些結(jié)構(gòu)賦予了槲皮素一定的柔性和反應(yīng)活性。當(dāng)槲皮素與乳清蛋白結(jié)合時，其分子內(nèi)的氫鍵網(wǎng)絡(luò)和π-π相互作用會受到影響。通過核磁共振（NMR）技術(shù)可以詳細(xì)分析槲皮素在復(fù)合前后的結(jié)構(gòu)變化。NMR能夠提供分子中原子的化學(xué)位移、耦合常數(shù)等信息，從而推斷分子的空間構(gòu)象。研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素與乳清蛋白結(jié)合后，其A環(huán)和B環(huán)上的一些氫原子的化學(xué)位移發(fā)生了明顯變化。這表明槲皮素分子與乳清蛋白之間的相互作用改變了其分子內(nèi)的電子云分布，進而導(dǎo)致分子構(gòu)象發(fā)生改變。例如，槲皮素B環(huán)上鄰二酚羥基的氫原子化學(xué)位移在復(fù)合后向低場移動，說明這些羥基與乳清蛋白之間形成了氫鍵或其他相互作用，使得其周圍的電子云密度降低。量子化學(xué)計算也是研究槲皮素構(gòu)象變化的有效方法。通過量子化學(xué)計算，可以預(yù)測槲皮素在不同環(huán)境下的最穩(wěn)定構(gòu)象以及與乳清蛋白結(jié)合后的構(gòu)象變化。在計算過程中，考慮到槲皮素與乳清蛋白之間的靜電作用、氫鍵、疏水相互作用等，模擬槲皮素分子在乳清蛋白環(huán)境中的行為。計算結(jié)果表明，槲皮素與乳清蛋白結(jié)合后，其分子的平面性發(fā)生改變，原本共平面的A環(huán)、B環(huán)和C環(huán)之間的夾角發(fā)生變化。這種構(gòu)象變化會影響槲皮素分子的電子離域程度和電荷分布。由于分子構(gòu)象的改變，槲皮素分子的電子云分布變得不均勻，一些活性位點的電子密度發(fā)生變化，從而影響其化學(xué)反應(yīng)活性。槲皮素構(gòu)象的改變對其生物活性產(chǎn)生顯著影響。在抗氧化活性方面，槲皮素的抗氧化作用主要依賴于其分子結(jié)構(gòu)中的羥基和共軛雙鍵。構(gòu)象改變可能會影響羥基的活性和電子轉(zhuǎn)移能力。如果構(gòu)象變化使得羥基更容易提供氫原子，或者增強了分子內(nèi)的電子離域程度，從而促進電子轉(zhuǎn)移過程，那么槲皮素的抗氧化活性可能會增強。反之，如果構(gòu)象改變導(dǎo)致羥基的活性受到抑制，或者破壞了分子內(nèi)的電子共軛體系，抗氧化活性則可能降低。在抗炎活性方面，槲皮素通過與炎癥相關(guān)的信號通路中的關(guān)鍵分子相互作用來發(fā)揮抗炎作用。構(gòu)象改變可能會影響槲皮素與這些分子的結(jié)合能力。若構(gòu)象變化使得槲皮素能夠更緊密地結(jié)合到炎癥相關(guān)分子的活性位點上，增強其與這些分子的相互作用，那么抗炎活性可能會提高；相反，如果構(gòu)象改變導(dǎo)致槲皮素與炎癥相關(guān)分子的結(jié)合能力下降，抗炎活性則會減弱。四、乳清蛋白與槲皮素復(fù)合對乳液穩(wěn)定性的影響4.1乳液穩(wěn)定性的評價指標(biāo)4.1.1粒徑分布乳液中分散相液滴的粒徑及其分布是影響乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。通過激光粒度儀等先進設(shè)備，可以精確測量乳液的粒徑分布。激光粒度儀的工作原理基于光散射理論，當(dāng)激光束照射到乳液樣品時，乳液中的液滴會使激光發(fā)生散射，散射光的強度和角度與液滴的粒徑大小密切相關(guān)。儀器通過檢測散射光的相關(guān)信息，利用特定的算法計算出乳液中液滴的粒徑分布。例如，馬爾文激光粒度儀在乳液粒徑分析中應(yīng)用廣泛，它能夠快速、準(zhǔn)確地測量乳液粒徑，測量范圍涵蓋了從納米級到微米級的粒徑區(qū)間。乳液粒徑分布對乳液穩(wěn)定性有著顯著影響。較小且均勻的粒徑分布通常有利于提高乳液的穩(wěn)定性。當(dāng)乳液中液滴粒徑較小且分布均勻時，液滴之間的布朗運動相對較為活躍，這使得液滴能夠更均勻地分散在連續(xù)相中，減少了液滴因重力作用而發(fā)生沉降的可能性。同時，較小的粒徑意味著液滴具有更大的比表面積，能夠更有效地吸附乳化劑分子，形成緊密且穩(wěn)定的界面膜，從而增強了乳液的穩(wěn)定性。在一些研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳液的平均粒徑小于100nm時，乳液在長時間儲存過程中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，幾乎沒有明顯的分層現(xiàn)象。相反，如果乳液中存在較大粒徑的液滴，這些大液滴由于重力作用更容易發(fā)生沉降，導(dǎo)致乳液出現(xiàn)分層現(xiàn)象。而且大液滴的存在還會破壞乳液的均勻性，使得乳液在儲存過程中更容易發(fā)生聚結(jié)和絮凝等不穩(wěn)定現(xiàn)象。例如，當(dāng)乳液中出現(xiàn)粒徑大于1μm的大液滴時，乳液在短時間內(nèi)就可能發(fā)生明顯的分層，穩(wěn)定性大幅下降。乳液粒徑分布還會受到多種因素的影響。在乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系中，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用可能會改變?nèi)橐旱牧椒植?。由于乳清蛋白與槲皮素之間的相互作用，可能會導(dǎo)致乳清蛋白在油水界面的吸附和排列方式發(fā)生改變，進而影響乳液的形成和粒徑分布。如果復(fù)合作用使得乳清蛋白能夠更有效地在油水界面形成緊密的界面膜，阻止液滴的聚集和合并，那么乳液的粒徑可能會減小，粒徑分布也會更加均勻；反之，如果復(fù)合作用破壞了乳清蛋白的乳化性能，導(dǎo)致液滴之間的相互作用增強，容易發(fā)生聚集和合并，那么乳液的粒徑可能會增大，粒徑分布也會變得更加不均勻。此外，溶液的pH值、離子強度、溫度等環(huán)境因素也會對乳液粒徑分布產(chǎn)生影響。在不同的pH值條件下，乳清蛋白和槲皮素的電荷性質(zhì)和電荷量會發(fā)生變化，從而影響它們之間的相互作用以及在油水界面的行為，最終導(dǎo)致乳液粒徑分布的改變。4.1.2Zeta電位Zeta電位，又稱電動電位或電動電勢（ζ-電位或ζ-電勢），是指剪切面的電位。在乳液體系中，由于分散相液滴表面帶有電荷，會吸引周圍的反號離子，這些反號離子在兩相界面呈擴散狀態(tài)分布，從而形成擴散雙電層。根據(jù)Stern雙電層理論，雙電層可分為Stern層和擴散層。Stern層由吸附在電極表面的一層離子（IHP或OHP）電荷中心組成，此平面層相對遠(yuǎn)離界面的流體中的某點的電位稱為Stern電位。穩(wěn)定層（包括Stern層和滑動面以內(nèi)的部分?jǐn)U散層）與擴散層內(nèi)分散介質(zhì)發(fā)生相對移動時的界面是滑動面，該處對遠(yuǎn)離界面的流體中的某點的電位即為Zeta電位，它反映了連續(xù)相與附著在分散粒子上的流體穩(wěn)定層之間的電勢差。Zeta電位對乳液穩(wěn)定性有著重要影響。它是對顆粒之間相互排斥或吸引力強度的度量。一般來說，分子或分散粒子越小，Zeta電位的絕對值（正或負(fù)）越高，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。這是因為較高的Zeta電位絕對值意味著液滴表面帶有較多的電荷，液滴之間的靜電排斥力較大，能夠有效阻止液滴之間的相互靠近和聚集，從而保持乳液的穩(wěn)定性。當(dāng)Zeta電位的絕對值超過±61mV時，乳液具有極好的穩(wěn)定性；當(dāng)Zeta電位在±40-±60mV之間時，乳液具有較好的穩(wěn)定性。相反，Zeta電位越低，液滴之間的靜電排斥力越小，吸引力超過排斥力，乳液越傾向于凝聚甚至破乳。當(dāng)Zeta電位在±10-±30mV時，乳液開始變得不穩(wěn)定；當(dāng)Zeta電位在0-±5mV時，乳液會快速凝結(jié)或凝聚。目前，測量Zeta電位的方法主要有電泳法、電滲法、流動電位法以及超聲波法，其中以電泳法應(yīng)用最為廣泛。電泳法的原理是基于帶電顆粒在外加電場作用下會發(fā)生定向移動。當(dāng)光束照到顆粒上時，會引起光束頻率或者相位發(fā)生變化，且顆粒運動速度越快，光的頻率或者相位變化得也越快。通過測量光的頻率和相位的變化，就可以間接測量顆粒的電泳速度，進而根據(jù)相關(guān)公式求出Zeta電位。市場上常見的納米粒度儀測量Zeta電位主要也是采用了電泳法，如馬爾文納米粒度儀，它利用多普勒電泳光散射技術(shù)，能夠準(zhǔn)確測量納米顆粒的Zeta電位。在乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系中，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用可能會改變?nèi)橐旱腪eta電位。由于兩者之間的相互作用，可能會導(dǎo)致液滴表面電荷分布發(fā)生變化，從而影響Zeta電位。如果復(fù)合作用使得液滴表面電荷增加，Zeta電位的絕對值增大，乳液的穩(wěn)定性可能會提高；反之，如果復(fù)合作用導(dǎo)致液滴表面電荷減少，Zeta電位的絕對值降低，乳液的穩(wěn)定性可能會下降。4.1.3乳析指數(shù)乳析指數(shù)是評價乳液穩(wěn)定性的另一個重要指標(biāo)，它能夠直觀地反映乳液在儲存過程中發(fā)生分層的程度。乳析指數(shù)的計算方法通常是將一定量的乳液樣品在特定條件下（如一定溫度、時間）靜置儲存后，測量上層清液的體積與原始乳液總體積的比值，再乘以100%。其計算公式可表示為：乳析指數(shù)=（上層清液體積/原始乳液總體積）×100%。例如，將100mL乳液樣品在室溫下靜置儲存24小時后，測量得到上層清液體積為10mL，則乳析指數(shù)=（10/100）×100%=10%。乳析指數(shù)反映乳液穩(wěn)定性的原理基于乳液的重力沉降現(xiàn)象。在乳液體系中，由于分散相液滴與連續(xù)相之間存在密度差，在重力作用下，分散相液滴會逐漸下沉或上浮，導(dǎo)致乳液發(fā)生分層。乳析指數(shù)越大，說明乳液在儲存過程中分層越嚴(yán)重，穩(wěn)定性越差。當(dāng)乳析指數(shù)為0時，表示乳液在儲存過程中沒有發(fā)生分層，具有良好的穩(wěn)定性；而當(dāng)乳析指數(shù)接近100%時，則表示乳液幾乎完全分層，穩(wěn)定性極差。在實際應(yīng)用中，乳析指數(shù)可以作為評估乳液在儲存過程中穩(wěn)定性變化的重要依據(jù)。通過定期測量乳析指數(shù)，可以及時了解乳液的穩(wěn)定性狀況，為乳液的質(zhì)量控制和儲存條件優(yōu)化提供參考。在食品、化妝品等行業(yè)中，對于乳液產(chǎn)品的質(zhì)量要求較高，乳析指數(shù)的監(jiān)測是確保產(chǎn)品穩(wěn)定性和貨架期的重要手段之一。在乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系中，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用可能會影響乳液的乳析指數(shù)。如果復(fù)合作用能夠增強乳液的穩(wěn)定性，減少液滴的沉降或上浮，那么乳析指數(shù)可能會降低；反之，如果復(fù)合作用導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降，促進液滴的聚集和分層，那么乳析指數(shù)可能會升高。4.2復(fù)合對乳液穩(wěn)定性的影響機制4.2.1界面膜的形成與強化乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，在油水界面形成了獨特的界面膜結(jié)構(gòu)，這對乳液穩(wěn)定性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。乳清蛋白作為一種優(yōu)良的乳化劑，能夠在油水界面發(fā)生吸附，形成具有一定強度和穩(wěn)定性的界面膜。其分子結(jié)構(gòu)中包含親水基團和疏水基團，在水溶液中，親水基團朝向水相，疏水基團則朝向油相，這種兩親性結(jié)構(gòu)使得乳清蛋白能夠在油水界面上自發(fā)排列，降低油水界面張力。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，槲皮素分子通過疏水相互作用、氫鍵等方式與乳清蛋白結(jié)合。例如，槲皮素的疏水芳香環(huán)部分能夠嵌入到乳清蛋白的疏水區(qū)域，與乳清蛋白形成緊密的結(jié)合。這種復(fù)合作用改變了乳清蛋白在油水界面的吸附行為和界面膜結(jié)構(gòu)。從界面膜的結(jié)構(gòu)角度來看，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物在油水界面形成的界面膜更加致密和穩(wěn)定。研究表明，復(fù)合后界面膜的厚度增加，這是由于槲皮素分子的存在增加了界面膜的物質(zhì)含量。通過原子力顯微鏡（AFM）對界面膜進行觀察，可以直觀地看到復(fù)合后界面膜的表面粗糙度降低，呈現(xiàn)出更加均勻和光滑的形態(tài)。這表明乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用使得界面膜的結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，減少了界面膜上的缺陷和薄弱點，從而提高了界面膜的穩(wěn)定性。同時，復(fù)合后界面膜的彈性模量也有所增加。通過界面剪切流變儀測量界面膜的彈性模量，發(fā)現(xiàn)乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物形成的界面膜彈性模量相較于單獨的乳清蛋白界面膜提高了約30%。這意味著復(fù)合后的界面膜能夠更好地抵抗外界應(yīng)力的作用，如機械攪拌、溫度變化等，從而有效地阻止油滴的聚集和合并，提高乳液的穩(wěn)定性。乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后形成的界面膜對乳液穩(wěn)定性的影響還體現(xiàn)在對乳液粒徑分布的調(diào)控上。由于復(fù)合界面膜的穩(wěn)定性增強，能夠更有效地阻止油滴之間的相互作用，使得乳液中的油滴能夠保持較小且均勻的粒徑分布。在一些研究中，通過激光粒度儀對添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的乳液粒徑分布進行測量，發(fā)現(xiàn)乳液的平均粒徑明顯減小，粒徑分布更加集中。例如，在某實驗中，未添加復(fù)合物的乳液平均粒徑為500nm，而添加復(fù)合物后乳液的平均粒徑減小至200nm，且粒徑分布的跨度明顯減小。這種較小且均勻的粒徑分布有利于提高乳液的動力學(xué)穩(wěn)定性，減少乳液在儲存過程中因重力作用導(dǎo)致的沉降和分層現(xiàn)象。4.2.2抗氧化作用槲皮素具有卓越的抗氧化活性，在乳液體系中能夠通過多種途徑抑制脂質(zhì)氧化，從而顯著提高乳液的氧化穩(wěn)定性。在乳液儲存過程中，脂質(zhì)容易受到多種因素的影響發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生一系列氧化產(chǎn)物，如脂質(zhì)氫過氧化物、丙二醛等。這些氧化產(chǎn)物不僅會導(dǎo)致乳液的風(fēng)味和色澤發(fā)生變化，降低乳液的品質(zhì)，還可能對人體健康產(chǎn)生潛在危害。槲皮素作為一種強抗氧化劑，能夠有效地抑制乳液中脂質(zhì)的氧化。其抗氧化機制主要包括以下幾個方面。槲皮素具有強大的自由基清除能力。在脂質(zhì)氧化過程中，會產(chǎn)生大量的自由基，如烷基自由基（R\cdot）、烷氧基自由基（RO\cdot）、過氧自由基（ROO\cdot）等，這些自由基能夠引發(fā)脂質(zhì)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致脂質(zhì)的持續(xù)氧化。槲皮素分子中含有多個羥基，這些羥基具有較高的反應(yīng)活性，能夠與自由基發(fā)生反應(yīng)，將自由基轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的產(chǎn)物，從而終止脂質(zhì)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。具體來說，槲皮素的酚羥基可以通過提供氫原子，與自由基結(jié)合，使自由基得到穩(wěn)定。例如，槲皮素與過氧自由基反應(yīng)時，酚羥基上的氫原子被過氧自由基奪取，形成穩(wěn)定的酚氧自由基，而過氧自由基則被還原為相應(yīng)的醇或過氧化氫，從而中斷了脂質(zhì)氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。研究表明，槲皮素對DPPH自由基、ABTS自由基等具有較強的清除能力，其半抑制濃度（IC50）較低，說明槲皮素能夠在較低濃度下有效地清除自由基。槲皮素還能夠螯合金屬離子。在乳液體系中，金屬離子（如鐵離子、銅離子等）是脂質(zhì)氧化的重要催化劑，它們能夠促進脂質(zhì)氫過氧化物的分解，產(chǎn)生更多的自由基，加速脂質(zhì)氧化過程。槲皮素分子中的羥基和羰基等官能團能夠與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而降低金屬離子的催化活性。以鐵離子為例，槲皮素可以與鐵離子形成1:1或1:2的絡(luò)合物，通過絡(luò)合作用將鐵離子包裹起來，使其無法參與脂質(zhì)氧化反應(yīng)。這種螯合金屬離子的作用能夠有效地抑制脂質(zhì)氧化，提高乳液的氧化穩(wěn)定性。有研究發(fā)現(xiàn)，在含有鐵離子的乳液體系中，添加槲皮素后，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的生成量明顯減少，表明槲皮素通過螯合鐵離子，抑制了脂質(zhì)氧化過程。此外，槲皮素與乳清蛋白的復(fù)合作用還能夠增強乳液的抗氧化防御體系。乳清蛋白本身具有一定的抗氧化能力，它可以通過提供氫原子、清除自由基等方式參與抗氧化過程。當(dāng)槲皮素與乳清蛋白復(fù)合后，兩者之間的協(xié)同作用能夠進一步提高乳液的抗氧化能力。一方面，槲皮素可以通過與乳清蛋白的結(jié)合，改變?nèi)榍宓鞍椎慕Y(jié)構(gòu)和功能，使其抗氧化活性得到增強。例如，槲皮素與乳清蛋白復(fù)合后，可能會使乳清蛋白分子中的某些氨基酸殘基的活性增強，從而提高乳清蛋白的自由基清除能力。另一方面，乳清蛋白可以作為槲皮素的載體，將槲皮素有效地輸送到乳液中的關(guān)鍵部位，提高槲皮素在乳液中的分布均勻性和抗氧化效果。在乳液體系中，乳清蛋白能夠在油水界面形成穩(wěn)定的界面膜，將槲皮素固定在界面膜上，使其能夠更有效地與脂質(zhì)氧化過程中產(chǎn)生的自由基接觸，發(fā)揮抗氧化作用。4.2.3靜電作用與空間位阻在乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系中，靜電作用和空間位阻對乳液液滴間相互作用產(chǎn)生重要影響，進而在維持乳液穩(wěn)定性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。靜電作用在乳液穩(wěn)定性中起著重要的調(diào)控作用。乳清蛋白和槲皮素在溶液中都帶有一定的電荷，其電荷性質(zhì)和電荷量受到溶液pH值、離子強度等因素的影響。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，復(fù)合物所帶電荷會發(fā)生變化，從而改變?nèi)橐阂旱伪砻娴碾姾煞植肌Ｔ谒嵝詶l件下，乳清蛋白分子中的氨基會發(fā)生質(zhì)子化，使其帶有正電荷，而槲皮素分子中的酚羥基在酸性環(huán)境下也可能部分質(zhì)子化，導(dǎo)致其電荷性質(zhì)和電荷量發(fā)生改變。此時，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物所帶電荷可能會增強乳液液滴之間的靜電排斥力。如果復(fù)合物使液滴表面的正電荷增多，帶相同正電荷的液滴之間會相互排斥，難以靠近并發(fā)生聚集，從而保持乳液的穩(wěn)定性。相反，在堿性條件下，乳清蛋白分子中的羧基會發(fā)生解離，使乳清蛋白帶有負(fù)電荷，槲皮素分子中的酚羥基也會發(fā)生解離，增加其負(fù)電荷量。在這種情況下，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物可能會使乳液液滴表面的負(fù)電荷增多，同樣增強了液滴之間的靜電排斥力，有利于乳液的穩(wěn)定。研究表明，當(dāng)乳液體系的pH值處于乳清蛋白和槲皮素電荷性質(zhì)差異較大的范圍內(nèi)時，復(fù)合體系能夠顯著提高乳液的Zeta電位絕對值。在某實驗中，當(dāng)pH值為4.0時，未復(fù)合的乳液Zeta電位絕對值為20mV，而添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物后，乳液的Zeta電位絕對值提高到45mV，這表明復(fù)合體系增強了乳液液滴之間的靜電排斥力，使乳液更加穩(wěn)定。空間位阻也是影響乳液穩(wěn)定性的重要因素。乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，復(fù)合物的分子尺寸和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在乳液液滴表面形成了一定的空間位阻。乳清蛋白分子本身具有一定的大小和形狀，當(dāng)槲皮素與之復(fù)合后，復(fù)合物的體積增大。通過動態(tài)光散射（DLS）和小角X射線散射（SAXS）等技術(shù)可以測量復(fù)合物的分子尺寸。研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的流體力學(xué)半徑相較于單獨的乳清蛋白有所增大。這種增大的分子尺寸使得乳液液滴表面的復(fù)合物能夠形成物理屏障，阻止液滴之間的直接接觸和聚集。當(dāng)兩個乳液液滴相互靠近時，表面的乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物會相互擠壓，產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，使液滴難以進一步靠近并發(fā)生聚結(jié)。此外，乳清蛋白與槲皮素復(fù)合后，其在乳液液滴表面的吸附構(gòu)象也會發(fā)生改變，形成更加緊密和有序的吸附層。通過原子力顯微鏡（AFM）和冷凍透射電子顯微鏡（Cryo-TEM）等技術(shù)可以觀察到，復(fù)合后乳清蛋白在液滴表面的吸附層更加厚實和均勻，槲皮素分子嵌入到乳清蛋白的吸附層中，進一步增強了空間位阻效應(yīng)。這種緊密和有序的吸附層能夠有效地阻止液滴之間的相互作用，提高乳液的穩(wěn)定性。五、影響乳清蛋白與槲皮素復(fù)合及乳液穩(wěn)定性的因素5.1環(huán)境因素乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合過程以及所形成乳液的穩(wěn)定性受到多種環(huán)境因素的顯著影響，深入研究這些因素對于優(yōu)化復(fù)合體系和提高乳液穩(wěn)定性具有重要意義。5.1.1pH值pH值是影響乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用及乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)境因素之一。在不同的pH值條件下，乳清蛋白和槲皮素的電荷性質(zhì)、分子構(gòu)象以及相互之間的作用力都會發(fā)生變化，從而對復(fù)合過程和乳液穩(wěn)定性產(chǎn)生不同的影響。乳清蛋白是一種兩性電解質(zhì)，其分子中含有氨基（-NH_2）和羧基（-COOH）等可解離基團。在酸性條件下，乳清蛋白分子中的氨基會發(fā)生質(zhì)子化，使其帶有正電荷。隨著pH值的降低，氨基的質(zhì)子化程度增加，乳清蛋白所帶正電荷量增多。例如，當(dāng)pH值為3.0時，乳清蛋白分子中的大部分氨基都處于質(zhì)子化狀態(tài)，此時乳清蛋白帶有較多的正電荷。而在堿性條件下，乳清蛋白分子中的羧基會發(fā)生解離，使乳清蛋白帶有負(fù)電荷。隨著pH值的升高，羧基的解離程度增大，乳清蛋白所帶負(fù)電荷量增加。當(dāng)pH值為9.0時，乳清蛋白分子中的羧基大量解離，乳清蛋白帶有較多的負(fù)電荷。槲皮素分子中含有多個酚羥基，這些酚羥基在不同pH值條件下的解離程度也不同，從而影響槲皮素的電荷性質(zhì)。在酸性條件下，酚羥基的解離受到抑制，槲皮素主要以分子形式存在，電荷密度較低。隨著pH值的升高，酚羥基逐漸解離，槲皮素帶上負(fù)電荷，且pH值越高，解離程度越大，所帶負(fù)電荷量越多。當(dāng)pH值從5.0升高到8.0時，槲皮素分子中酚羥基的解離程度逐漸增大，其負(fù)電荷量也相應(yīng)增加。pH值對乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用的影響主要體現(xiàn)在靜電作用方面。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素所帶電荷相反時，兩者之間會產(chǎn)生靜電吸引作用，促進復(fù)合作用的發(fā)生。在酸性條件下，乳清蛋白帶正電荷，槲皮素電荷密度較低，但隨著pH值逐漸升高，槲皮素開始帶負(fù)電荷，當(dāng)pH值達(dá)到一定范圍時，乳清蛋白與槲皮素之間的靜電吸引作用增強，復(fù)合作用更加明顯。有研究表明，在pH值為5.0-6.0時，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合量達(dá)到最大值，這是因為在這個pH值范圍內(nèi)，兩者之間的靜電吸引作用最強。然而，當(dāng)pH值繼續(xù)升高或降低時，乳清蛋白與槲皮素所帶電荷可能相同或電荷差異減小，靜電排斥作用增強，從而不利于復(fù)合作用的進行。在強堿性條件下，乳清蛋白和槲皮素都帶負(fù)電荷，靜電排斥作用使得它們難以結(jié)合，復(fù)合量顯著降低。pH值還會對乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系所形成乳液的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。在適宜的pH值范圍內(nèi)，復(fù)合體系能夠形成穩(wěn)定的乳液。這是因為在該pH值條件下，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用使得它們能夠在油水界面形成緊密、穩(wěn)定的界面膜。一方面，復(fù)合作用改變了乳清蛋白在油水界面的吸附行為，使其吸附量增加，界面膜的強度和穩(wěn)定性提高；另一方面，槲皮素的存在增強了界面膜的抗氧化性能，抑制了乳液中脂質(zhì)的氧化，進一步提高了乳液的穩(wěn)定性。在pH值為6.0時，添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的乳液在儲存過程中，其粒徑增長緩慢，乳析指數(shù)較低，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。然而，當(dāng)pH值偏離適宜范圍時，乳液的穩(wěn)定性會下降。在酸性較強的條件下，乳清蛋白的結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生變化，導(dǎo)致其乳化性能降低，同時，槲皮素與乳清蛋白之間的相互作用也可能受到破壞，使得界面膜的穩(wěn)定性下降，乳液容易發(fā)生聚結(jié)和分層現(xiàn)象。在pH值為3.0時，乳液的粒徑明顯增大，乳析指數(shù)升高，穩(wěn)定性顯著降低。在堿性較強的條件下，乳清蛋白和槲皮素的電荷性質(zhì)改變，可能導(dǎo)致它們在油水界面的吸附和排列方式發(fā)生變化，影響界面膜的形成和穩(wěn)定性，進而降低乳液的穩(wěn)定性。5.1.2溫度溫度對乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合過程以及乳液穩(wěn)定性有著復(fù)雜而重要的影響，了解溫度的作用規(guī)律對于實際應(yīng)用中乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系的調(diào)控至關(guān)重要。溫度對乳清蛋白與槲皮素復(fù)合作用的影響主要體現(xiàn)在分子運動和相互作用力的變化上。在較低溫度下，分子的熱運動較為緩慢，乳清蛋白與槲皮素分子之間的碰撞頻率較低，復(fù)合作用相對較弱。隨著溫度的升高，分子熱運動加劇，乳清蛋白與槲皮素分子之間的碰撞頻率增加，使得它們更容易相互靠近并發(fā)生結(jié)合，從而促進復(fù)合作用的進行。研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)（如20-40℃），隨著溫度的升高，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合量逐漸增加。這是因為溫度升高不僅增加了分子的碰撞機會，還可能使乳清蛋白的分子構(gòu)象發(fā)生一定程度的變化，暴露出更多的結(jié)合位點，有利于與槲皮素結(jié)合。然而，當(dāng)溫度過高時，可能會對乳清蛋白和槲皮素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)產(chǎn)生不利影響。高溫可能導(dǎo)致乳清蛋白變性，使蛋白質(zhì)分子的二級和三級結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，從而影響其與槲皮素的結(jié)合能力。乳清蛋白中的β-乳球蛋白在溫度超過70℃時，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生明顯變化，分子中的一些疏水基團暴露，導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集，降低了與槲皮素的結(jié)合效率。高溫還可能使槲皮素發(fā)生分解或氧化等化學(xué)反應(yīng)，降低其生物活性和與乳清蛋白的結(jié)合能力。槲皮素在高溫下容易發(fā)生氧化分解，其分子結(jié)構(gòu)中的羥基被氧化，導(dǎo)致其抗氧化活性降低，同時也影響了與乳清蛋白的相互作用。溫度對乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系所形成乳液穩(wěn)定性的影響也十分顯著。在適宜的溫度范圍內(nèi)，乳液能夠保持較好的穩(wěn)定性。這是因為在該溫度條件下，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用使得它們能夠在油水界面形成穩(wěn)定的界面膜，有效阻止油滴的聚集和合并。同時，適宜的溫度也有利于維持乳液中各成分的物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，減少因溫度變化引起的相分離等不穩(wěn)定現(xiàn)象。在25℃時，添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的乳液在儲存過程中，其粒徑分布較為均勻，Zeta電位穩(wěn)定，乳析指數(shù)較低，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。然而，當(dāng)溫度升高時，乳液的穩(wěn)定性可能會受到影響。高溫會使乳液中分子的熱運動加劇，油滴之間的碰撞頻率增加，容易導(dǎo)致油滴聚集和合并，使乳液粒徑增大，穩(wěn)定性下降。高溫還可能破壞乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物在油水界面形成的界面膜，降低界面膜的強度和穩(wěn)定性。在60℃時，乳液的粒徑明顯增大，Zeta電位絕對值降低，乳析指數(shù)升高，乳液出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象，穩(wěn)定性大幅下降。當(dāng)溫度降低時，乳液也可能出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。低溫可能導(dǎo)致乳液中的成分發(fā)生結(jié)晶或凝固，改變?nèi)橐旱奈锢頎顟B(tài)，影響乳液的穩(wěn)定性。在0℃以下，乳液中的水相可能結(jié)冰，體積膨脹，導(dǎo)致油滴被擠壓變形，甚至發(fā)生破裂，使乳液失去穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況合理控制溫度。在制備乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系和乳液時，應(yīng)選擇適宜的溫度條件，以促進乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用，同時保證乳液的穩(wěn)定性。在食品加工過程中，對于需要加熱處理的產(chǎn)品，應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度和時間，避免溫度過高導(dǎo)致乳清蛋白變性和槲皮素分解，影響產(chǎn)品質(zhì)量。在儲存和運輸乳液產(chǎn)品時，也應(yīng)注意保持適宜的溫度環(huán)境，防止溫度過高或過低對乳液穩(wěn)定性造成破壞。5.2濃度比例5.2.1乳清蛋白與槲皮素的比例乳清蛋白與槲皮素的比例對兩者的復(fù)合效果以及乳液穩(wěn)定性有著顯著影響，通過系統(tǒng)的實驗研究可以確定其最佳復(fù)合比例。在一系列實驗中，固定其他條件不變，僅改變?nèi)榍宓鞍着c槲皮素的比例。首先，準(zhǔn)備不同比例的乳清蛋白與槲皮素混合溶液，例如，將乳清蛋白與槲皮素的質(zhì)量比分別設(shè)置為1:1、2:1、3:1、4:1、5:1等。然后，采用多種分析技術(shù)對復(fù)合效果進行評估。利用熒光光譜分析兩者的結(jié)合程度，熒光強度的變化可以反映出乳清蛋白與槲皮素之間相互作用的強弱。研究發(fā)現(xiàn)，隨著乳清蛋白與槲皮素比例的變化，熒光強度呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素的質(zhì)量比為3:1時，熒光強度變化最為顯著，表明此時兩者之間的結(jié)合最為緊密，復(fù)合效果最佳。通過圓二色譜（CD）分析復(fù)合前后乳清蛋白二級結(jié)構(gòu)的變化，也可以進一步驗證復(fù)合效果。在3:1的比例下，乳清蛋白的α-螺旋和β-折疊含量發(fā)生了明顯的改變，說明此時槲皮素與乳清蛋白的結(jié)合對乳清蛋白的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大影響，從而影響了復(fù)合物的性質(zhì)。乳清蛋白與槲皮素比例的變化對乳液穩(wěn)定性的影響也十分明顯。通過測定乳液的粒徑分布、Zeta電位和乳析指數(shù)等指標(biāo)來評估乳液穩(wěn)定性。當(dāng)乳清蛋白與槲皮素的比例為3:1時，乳液的平均粒徑最小，粒徑分布最為均勻。這是因為在該比例下，乳清蛋白與槲皮素能夠在油水界面形成緊密且穩(wěn)定的界面膜，有效地阻止了油滴的聚集和合并，使得乳液中的油滴能夠保持較小且均勻的粒徑。乳液的Zeta電位絕對值最大，表明乳液液滴之間的靜電排斥力最強，能夠有效防止液滴的聚集，進一步提高了乳液的穩(wěn)定性。乳析指數(shù)最低，說明乳液在儲存過程中分層現(xiàn)象最不明顯，穩(wěn)定性最好。而當(dāng)乳清蛋白與槲皮素的比例偏離3:1時，乳液的穩(wěn)定性會逐漸下降。當(dāng)比例為1:1時，乳液的粒徑明顯增大，粒徑分布變寬，Zeta電位絕對值減小，乳析指數(shù)升高，表明乳液的穩(wěn)定性較差。這可能是由于在該比例下，乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合效果不佳，無法形成穩(wěn)定的界面膜，導(dǎo)致油滴容易聚集和合并，乳液穩(wěn)定性降低。5.2.2乳液中各成分濃度乳液中油相、水相及復(fù)合體系的濃度變化對乳液穩(wěn)定性有著復(fù)雜的影響規(guī)律，深入研究這些規(guī)律對于優(yōu)化乳液配方和提高乳液穩(wěn)定性具有重要意義。在油相濃度方面，隨著油相濃度的增加，乳液的穩(wěn)定性呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。當(dāng)油相濃度較低時，增加油相濃度可以使乳液中的油滴數(shù)量相對增多，油滴之間的相互作用增強。在一定范圍內(nèi)，這種相互作用有助于形成更加緊密的界面膜，從而提高乳液的穩(wěn)定性。當(dāng)油相濃度從10%增加到20%時，乳液的粒徑分布更加均勻，乳析指數(shù)降低，穩(wěn)定性有所提高。這是因為適量增加油相濃度，使得乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物在油水界面的吸附更加充分，界面膜的強度和穩(wěn)定性增強。然而，當(dāng)油相濃度繼續(xù)增加超過一定限度時，乳液的穩(wěn)定性會下降。當(dāng)油相濃度達(dá)到40%時，乳液容易出現(xiàn)聚結(jié)和分層現(xiàn)象，粒徑明顯增大，乳析指數(shù)升高。這是因為過高的油相濃度會導(dǎo)致油滴之間的距離減小，碰撞頻率增加，同時，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物在油水界面的吸附可能會達(dá)到飽和，無法有效地阻止油滴的聚集和合并，從而降低了乳液的穩(wěn)定性。水相濃度的變化也會對乳液穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。一般來說，隨著水相濃度的增加，乳液的穩(wěn)定性會有所提高。這是因為水相濃度的增加可以為乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物提供更穩(wěn)定的分散介質(zhì)，減少油滴之間的相互作用，降低乳液的聚集和分層傾向。當(dāng)水相濃度從60%增加到80%時，乳液的Zeta電位絕對值增大，表明乳液液滴之間的靜電排斥力增強，穩(wěn)定性提高。然而，如果水相濃度過高，可能會導(dǎo)致乳液的粘度降低，不利于乳液的穩(wěn)定。當(dāng)水相濃度超過90%時，乳液的流動性過大，油滴容易受到重力作用而發(fā)生沉降，導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性下降。對于復(fù)合體系濃度，在一定范圍內(nèi)，增加復(fù)合體系濃度可以提高乳液的穩(wěn)定性。隨著復(fù)合體系濃度的增加，更多的乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物能夠吸附在油水界面，形成更厚、更穩(wěn)定的界面膜。當(dāng)復(fù)合體系濃度從0.5%增加到1.5%時，乳液的粒徑減小，粒徑分布更加集中，乳析指數(shù)降低，穩(wěn)定性顯著提高。這是因為復(fù)合體系濃度的增加使得界面膜的強度和彈性增強，能夠更好地抵抗外界因素的干擾，保持乳液的穩(wěn)定性。但是，當(dāng)復(fù)合體系濃度過高時，可能會導(dǎo)致復(fù)合物之間的相互作用增強，發(fā)生聚集現(xiàn)象，反而降低乳液的穩(wěn)定性。當(dāng)復(fù)合體系濃度達(dá)到3%時，乳液的穩(wěn)定性開始下降，粒徑增大，乳析指數(shù)升高。這可能是由于過高的復(fù)合體系濃度導(dǎo)致復(fù)合物在溶液中發(fā)生團聚，影響了其在油水界面的吸附和排列，從而降低了乳液的穩(wěn)定性。六、乳清蛋白與槲皮素復(fù)合在食品等領(lǐng)域的應(yīng)用6.1在食品工業(yè)中的應(yīng)用6.1.1飲料乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系在飲料中的應(yīng)用展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢，對飲料品質(zhì)的提升具有重要意義。在功能性飲料中，乳清蛋白作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，能夠為人體補充必要的氨基酸，滿足消費者在運動后或日常營養(yǎng)補充的需求。槲皮素的加入則賦予飲料強大的抗氧化功能，有效清除體內(nèi)自由基，減少氧化應(yīng)激對身體的損害。有研究表明，將乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物添加到運動飲料中，飲用后人體血液中的抗氧化酶活性顯著提高，自由基含量明顯降低，有助于緩解運動疲勞，促進身體恢復(fù)。在果汁飲料中，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系同樣發(fā)揮著重要作用。果汁中的維生素C等營養(yǎng)成分容易被氧化，導(dǎo)致果汁的營養(yǎng)價值下降和風(fēng)味改變。乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物能夠通過其抗氧化作用，抑制果汁中營養(yǎng)成分的氧化，延長果汁的保質(zhì)期。同時，復(fù)合物還可以改善果汁的穩(wěn)定性，防止果汁出現(xiàn)分層、沉淀等現(xiàn)象。在一些蘋果汁飲料中添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物后，經(jīng)過長時間儲存，果汁的色澤和風(fēng)味保持良好，維生素C的保留率明顯提高，且未出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。這是因為乳清蛋白能夠在果汁中形成穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)，槲皮素則增強了體系的抗氧化能力，兩者協(xié)同作用，維持了果汁的品質(zhì)。乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系在茶飲料中也具有潛在的應(yīng)用價值。茶飲料中含有茶多酚等抗氧化成分，但在加工和儲存過程中，這些成分容易發(fā)生氧化和降解。乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物可以與茶多酚相互作用，形成穩(wěn)定的復(fù)合物，增強茶多酚的抗氧化活性，同時提高茶飲料的穩(wěn)定性。在一些綠茶飲料中添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物后，飲料的抗氧化能力得到顯著提升，且在高溫儲存條件下，茶飲料的色澤和風(fēng)味變化較小，表明復(fù)合物對茶飲料的品質(zhì)具有良好的保護作用。6.1.2乳制品在乳制品中添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系，對產(chǎn)品品質(zhì)和保質(zhì)期產(chǎn)生了顯著影響。以酸奶為例，添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物能夠有效改善酸奶的質(zhì)地和口感。乳清蛋白的凝膠特性可以使酸奶形成更加細(xì)膩、均勻的凝膠結(jié)構(gòu)，增加酸奶的黏稠度和穩(wěn)定性。槲皮素的抗氧化作用則能夠抑制酸奶中脂肪的氧化，減少異味的產(chǎn)生，延長酸奶的保質(zhì)期。有研究發(fā)現(xiàn)，添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物的酸奶在儲存過程中，其脂肪氧化產(chǎn)物的含量明顯低于未添加復(fù)合物的酸奶，且酸奶的口感更加醇厚，質(zhì)地更加細(xì)膩。這是因為乳清蛋白與槲皮素在酸奶體系中相互作用，形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不僅增強了酸奶的抗氧化能力，還改善了酸奶的物理性質(zhì)。在奶酪制作過程中，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系也能發(fā)揮積極作用。乳清蛋白可以作為奶酪的重要成分，提高奶酪的蛋白質(zhì)含量和營養(yǎng)價值。槲皮素的抗氧化和抗菌作用能夠抑制奶酪在儲存過程中的微生物生長和氧化變質(zhì)，延長奶酪的保質(zhì)期。在一些切達(dá)奶酪的制作中添加乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物后，奶酪的貨架期明顯延長，且在儲存過程中，奶酪的風(fēng)味和質(zhì)地保持良好，微生物指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。這是因為槲皮素能夠抑制奶酪中的有害微生物生長，同時乳清蛋白與槲皮素的復(fù)合作用增強了奶酪的抗氧化能力，減少了氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而保持了奶酪的品質(zhì)。對于奶粉產(chǎn)品，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系的添加可以提高奶粉的營養(yǎng)附加值。乳清蛋白的易消化吸收特性使其成為奶粉中優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源，有助于嬰幼兒和特殊人群的營養(yǎng)攝入。槲皮素的多種生理活性，如抗氧化、抗炎等，能夠增強奶粉的功能性，促進消費者的健康。在嬰幼兒奶粉中添加適量的乳清蛋白-槲皮素復(fù)合物，不僅可以提高奶粉的營養(yǎng)價值，還能增強嬰幼兒的免疫力，預(yù)防疾病。同時，復(fù)合物的抗氧化作用可以防止奶粉中的脂肪和維生素等營養(yǎng)成分氧化，保證奶粉的質(zhì)量和安全性。6.2在其他領(lǐng)域的潛在應(yīng)用6.2.1醫(yī)藥領(lǐng)域乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系在醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出多方面的潛在應(yīng)用價值，為藥物研發(fā)和疾病治療提供了新的思路和方向。在藥物載體方面，乳清蛋白作為一種天然的生物大分子，具有良好的生物相容性和可降解性，是理想的藥物載體材料。它能夠有效地包裹藥物分子，保護藥物免受外界環(huán)境的影響，提高藥物的穩(wěn)定性。槲皮素與乳清蛋白復(fù)合后，不僅可以增強乳清蛋白的載藥能力，還能賦予載體抗氧化等功能，進一步提高藥物的療效。對于一些易氧化的藥物，如某些維生素類藥物和抗生素，乳清蛋白-槲皮素復(fù)合載體可以利用槲皮素的抗氧化性，減少藥物的氧化降解，延長藥物的有效期。在藥物傳遞過程中，復(fù)合載體還可以通過其獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，實現(xiàn)藥物的靶向輸送。乳清蛋白表面可以修飾特定的靶向基團，使其能夠特異性地識別病變細(xì)胞表面的受體，將藥物精準(zhǔn)地輸送到病變部位，提高藥物的治療效果，同時減少對正常組織的副作用。研究表明，將抗癌藥物負(fù)載于乳清蛋白-槲皮素復(fù)合載體上，通過靶向修飾后，能夠顯著提高藥物在腫瘤組織中的富集程度，增強抗癌效果。乳清蛋白-槲皮素復(fù)合體系在保健品領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用前景。槲皮素具有多種生物活性，如抗氧化、抗炎、抗癌等，能夠增強人體免疫力，預(yù)防和治療多種慢性疾病。乳清蛋白作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，能夠為人體提供必要的氨基酸，促進身體的生長和修復(fù)。將兩者復(fù)合制成保健品，可以充分發(fā)揮它們的協(xié)同作用，滿