食品的眾多性質(zhì)，如感官、質(zhì)感乃至其在體內(nèi)的消化吸收，都和其結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。該食品的結(jié)構(gòu)的尺度從宏觀開始，跨越介觀，直到納米尺度的微觀。和其它測試結(jié)構(gòu)的技術(shù)相比，機械流變存在以下優(yōu)點：測量設(shè)備相對簡單，試驗條件可控度高，能原位測試，測量結(jié)果是系統(tǒng)的平均行為，對應(yīng)的基礎(chǔ)理論成熟，因此，機械流變是研究食品以及其它高分子體系相互作用及各種結(jié)構(gòu)的重要手段。然而，食品中存在一類結(jié)構(gòu)，如蛋白簇，它非常脆弱，很容易被外力破壞，這限制了該技術(shù)在食品中的應(yīng)用?？紤]到該類結(jié)構(gòu)在食品中廣泛存在，如酸奶、溶液乳化過程等，因此催生一種新的流變學(xué)技術(shù)--微流變技術(shù)（Microrheology）。除了繼承機械流變的優(yōu)點外，該技術(shù)還有用量少，速度快，可重復(fù)性高，沒有外加力對食品部分弱結(jié)構(gòu)造成影響，測量頻率范圍廣等優(yōu)點。

微流變技術(shù)是通過測量小顆粒（直徑約1μm）在所測量體系中的布朗運動，通過廣義Stokes-Einstein關(guān)系式，來估算體系的流變學(xué)的相關(guān)參數(shù)。這些小顆粒被命名為示蹤粒子，常見的示蹤粒子既可以是體系本身所含的顆粒，也可以是高分子膠體粒子。由于顆粒大小能顯著影響微流變技術(shù)所得結(jié)果，結(jié)構(gòu)清晰的高分子膠體顆粒受到了研究者的青睞。由于微流變測量中，顆粒的布朗運動為熱量所驅(qū)動，示蹤粒子在體系中運動時，除了受到周圍環(huán)境純流體力學(xué)的拖曳力外，應(yīng)不存在其它相互作用影響粒子運動。示蹤粒子的尺度應(yīng)小于體系中網(wǎng)格（如存在的話）的尺寸，同時示蹤粒子可以用硬球模型來表示，即示蹤粒子和體系中其它成分不存在相互作用。

隨著微流變技術(shù)的普及，一些食品科學(xué)工作者開始使用該技術(shù)。有些使用者在應(yīng)用的過程中對上述的要求不清晰，特別是容易忽略膠體粒子的表面性質(zhì)以及與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，使獲得的微流變信息與真實值具有一定差距。解決這一問題的關(guān)鍵是將體系中添加的粒子與蛋白之間的相互作用進行建模，選擇一個合適、簡單且有效的模型研究體系的微流變行為。

在研究過程中，溶液體系的黏度是影響測量結(jié)果的一個重要指標。然而，研究者往往會忽略黏度的校正，造成測量結(jié)果偏離真實值。黏度法是檢測蛋白分子構(gòu)象及溶液性質(zhì)的最基本的方法之一。目前國內(nèi)利用微觀流變學(xué)研究蛋白溶液黏度的報道不多。本文將不同的蛋白質(zhì)與不同的膠體粒子之間的相互作用作為切入點，利用動態(tài)光散射技術(shù)建立一種有效的微觀測量溶液體系黏度的方法，為復(fù)雜食品體系的微流變研究提供理論依據(jù)，為食品加工過程中蛋白質(zhì)的開發(fā)和利用提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

三羥甲基氨基甲烷（Tris），購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司；聚苯乙烯微球（A）與聚苯乙烯-羧基微球（B），購于蘇州智微納米科技有限公司；聚苯乙烯微球（C）、牛血清蛋白（BSA）（Lot#WXBC5159V）、溶菌酶（lys）（Lot#SLBJ4107V）、β-乳球蛋白（BLG）（Lot#SLBS6536）、卵白蛋白OVA（Lot#SLBQ9036V）等，均購于Sigma公司。

1.2 樣品制備

配制1000mL，20mmol/L，pH=7.4Tris-HCl緩沖液，放入4℃冰箱備用。準確稱取0.4g的BSA、BLG、lysozyme3種蛋白質(zhì)，用Tris-HCl緩沖液分別溶解。使最終蛋白質(zhì)量濃度為20mg/mL。稱取0.1gOVA，用Tris-HCl緩沖液溶解，使最終蛋白質(zhì)量濃度為10mg/mL。為了使蛋白原始溶液充分水化溶解，將配好的4種蛋白溶液分別放置在磁力攪拌器中攪拌2h，攪拌速度為150r/min，之后將溶液放置于4℃冰箱保存24h。將放置24h后的4種蛋白原始溶液用Tris-HCl稀釋2～10倍5個濃度梯度至10mL，備用。

1.3 動態(tài)光散射（DLS）測定

動態(tài)光散射技術(shù)通過Stokes-Einstein方程變形得到方程（1），通過測量體系中球形顆粒的平移擴散系數(shù)來計算顆粒粒徑和液體黏度。

式中：η—溶劑的黏度，mPa·s；κ_B—波爾茨曼常數(shù)，J/K；T—溫度，K；R—水力學(xué)半徑，nm；D—擴散系數(shù)，cm²/s。

分散的膠體粒子在液體中做無規(guī)則布朗運動時，在固定散射角θ處觀測到的散射光光強Ι（t）隨時間漲落，相關(guān)時間的指數(shù)衰減函數(shù)如下：

G（τ）=[Ι（t）·Ι（t+τ）]        （2）

方程（2）中：Ι（t）—散射光光強；τ—衰減時間，ms。衰減時間τ與表征體系中粒子的集體布朗運動平移擴散系數(shù)D有如下關(guān)系：

式中：q—散射矢量，cm^-1；n—樣品折射率；λ₀—光在真空中的波長，nm；θ—散射角，°。將（3）式帶入（1）式得到最終黏度計算公式為：

式中：η—溶劑的黏度，mPa·s；κ_B—波爾茨曼常數(shù)，J/K；T—溫度，K；τ——衰減時間，ms；R—水力學(xué)半徑，nm。

分別取2.5mLTris-HCl緩沖液，快速經(jīng)過0.22μm的濾膜（水膜）過濾后，緩慢滴入3個已經(jīng)由丙酮淋洗干凈的光散射專用測量瓶中，用移液槍取2μL3種不同膠體粒子分別加入Tris-HCl緩沖液中，輕輕搖勻使膠體粒子充分分散在體系中避免氣泡給試驗帶來干擾，等待測量。

2.5mL稀釋好的不同濃度梯度的蛋白溶液，快速經(jīng)過0.22μm的親水濾膜，放入已經(jīng)由丙酮淋洗干凈的光散射專用測量瓶中。重復(fù)3次，在相同濃度蛋白溶液測試樣品中，分別用移液槍精確滴入2μL3種膠體粒子（A，B，C），輕輕搖晃光散射瓶子30s，使膠體粒子充分分散在溶液中。所測量的每種蛋白有15個樣品，所有樣品均操作相同，清楚標記每個樣品名稱。

本試驗選擇的測量波長為632.8nm，測量角度為90°，測量溫度為25℃，測量時間為30s，每個樣品重復(fù)測量10次。

1.4 膠體粒子zata電位測定

取3個試管，分別加入3mLTris-HCl緩沖液，用移液槍取2μL3種不同膠體粒子分別加入到3個試管溶液中搖晃，使膠體粒子充分分散到溶液中，取樣加入到樣品池中25℃等待測量。樣品測試前在儀器中平衡60s，設(shè)定蛋白模式程序，每組運行11次，運行3組，結(jié)果為多次測試的平均值。

1.5 均方旋轉(zhuǎn)半徑Rg的測定

在25℃下，將動態(tài)光散射所制備的樣品放入樣品瓶，利用光散射儀對BSA，BLG，lys3種蛋白與3種粒子做靜態(tài)光散射分析。測試角度范圍為30°～60°，2°為一個梯度，測試誤差為5%，測試時間為30s，測試中入射光強保持不變，待測樣品平行測定3次。

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