天津科技大学食品工程与生物技术学院的王 博和中国农业科学院农产品加工研究所的张书文、刘 鹭等人利用小型超高温（UHT）设备，通过高温短时制备NaCN与葡萄糖、乳糖、低聚半乳糖、聚葡萄糖的MRPs（以下简称为NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G、NaCN-P），并结合UV-Vis、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）等分析技术，测定不同热处理时间MRPs的褐变指数及色差值反映美拉德反应进程，测定蛋白质分子质量及自由氨基的变化反映蛋白质的交联程度，以单独的NaCN为对照，比较不同MRPs的乳化特性及其制备的DHA藻油乳状液的稳定性。旨在对比不同分子质量的糖与NaCN的反应速率，阐明不同反应程度MRPs的褐变指数及接枝度与乳化活性的关系，筛选出最佳的糖基配体制备新型天然乳化剂，为其在婴幼儿食品中的应用提供技术支撑。
1、NaCN与不同糖美拉德反应的褐变指数测定结果
随热处理时间的延长，各组溶液的褐变指数逐渐增大，糖的种类不同，褐变程度不同。NaCN-g和NaCN-G在热处理初始时褐变指数明显增大，而NaCN-L和NaCN-P在热处理15 s后褐变指数才明显增大，且小于NaCN-g和NaCN-G；热处理30 s后，NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G和NaCN-P的褐变指数分别达到0.148、0.110、0.133和0.111。
2、NaCN与不同糖美拉德反应的L*、a*、b*值测定结果
随热处理时间的延长，各组的L*、a*、b*值的变化均显着（P＜0.05），并且趋势相同，L*值逐渐减小，溶液变暗，a*值和b*值逐渐增大，溶液变红变黄。说明随着热处理时间的延长，美拉德反应程度加深，生成的深色物质不断积累，NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G和NaCN-P各组的总色差ΔE分别为43.90、20.72、36.42和25.23，其中NaCN-g的总色差ΔE最大，显着高于其他组（P＜0.05），说明NaCN-g颜色变化更显着，葡萄糖更易于发生美拉德反应，这与褐变指数的变化趋势相同。
3、SDS-PAGE分析结果
加热之后各组在分离胶上端高分子质量区域出现条带，说明4 种糖与NaCN均发生了美拉德反应，生成了大分子聚合物；在相同的热处理条件下，NaCN-g生成的高分子聚合物条带颜色最深。
4、NaCN与不同糖美拉德反应的接枝度测定结果
NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G和NaCN-P在热处理20、10、30 s和30 s时接枝度达到最大，分别为14.03%、6.89%、11.45%和6.56%，其中NaCN-g的接枝度最大，进一步证明葡萄糖更易接枝到蛋白分子上；随着反应的进行，碱性氨基酸赖氨酸不断消耗，同时MRPs降解产生乙酸等物质使溶液的pH值下降，不利于羰基与氨基结合，但美拉德反应还在继续，蛋白质的相互作用增加，发生糖降解、加成聚合、异构化等反应，导致各组的接枝度下降。
5、不同MRPs的乳化活性和乳化稳定性
NaCN与不同种类的糖通过美拉德反应得到的MRPs的乳化活性均有不同程度的改善，糖的种类不同，MRPs的乳化活性不同，NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G和NaCN-P的乳化活性达到的最大值分别为0.63、0.51、0.55和0.48，其中130 ℃热处理15 s得到的NaCN-g的乳化活性最大，约为同等条件下NaCN的2 倍，与水浴90 ℃热处理90 min相当，极大缩短了热处理的时间，并且其乳化稳定性也呈现较高的水平，为123.88 min；但继续热处理，NaCN-g的接枝度虽然增大，但乳化活性反而下降，可能是因为结合在蛋白质上的糖分子数过多，NaCN-g过度亲水使其在油-水界面的吸附能力下降，以及发生环化和降解等反应导致MRPs分子质量的差别逐渐增大，分子质量的两极分化会对蛋白质的乳化能力造成不良影响，从而对产物的乳化能力造成不利的影响。
6、乳状液稳定性分析
各组乳状液的TSI分别为2.4、1.5、2.1、1.9和2.0，NaCN-g、NaCN-L、NaCN-G和NaCN-P作为乳化剂制备的乳状液TSI均小于对照组NaCN，由此可知，美拉德反应的确使NaCN的乳化性质得到改善，并且NaCN-g的TSI显着小于其他各组（P＜0.05），说明NaCN-g制备的DHA藻油乳状液更稳定，所以葡萄糖可作为良好的糖基配体。
结 论
美拉德反应机理复杂，影响因素众多，其中温度、pH值和底物对美拉德反应的影响较为显着。反应温度相差10 ℃，褐变速率相差3～5 倍；当溶液的pH值大于3时，反应速率随pH值升高而加快。但反应温度、pH值过高，反应速率则难以控制，导致蛋白质、糖或中间产物降解成小分子物质，降低产物的乳化能力；另外，在婴幼儿配方奶粉等食品的实际生产过程中，应尽量使体系的pH值保持在中性范围，否则会影响产品中其他蛋白的稳定性，所以本实验选择反应温度130 ℃，起始pH值8.0，反应结束后测得溶液的pH值在7.6左右，较为合理。
美拉德反应可以显着改变NaCN的乳化特性。实验表明，小分子质量的糖更易于发生美拉德反应，乳糖虽为小分子质量糖，但因其醛基存在并不明显，还原性较弱，反应速率较慢；褐变指数与反应程度呈正比，MRPs的接枝度与乳化性质的变化并不成线性关系；葡萄糖可以作为一种优良的糖基配体通过美拉德反应显着改善NaCN的乳化特性，利用小型UHT设备在130 ℃条件下对总固形物含量为10%的蛋白-糖（1∶1，m/m）混合液热处理15 s得到的MRPs的乳化特性较好，与水浴90 ℃加热90 min的效果相当；反应后可作为新型乳化剂对DHA藻油等易氧化敏感物质进行包埋并添加到婴幼配方奶粉等食品中，此方法可实现连续化、高效率制备蛋白乳化剂，极大缩短了热处理时间，对工业化生产具有指导意义。
