結果和討論

泡沫穩定性與氣泡尺寸演變

我們(men)(men)已按(an)照上(shang)一節(jie)所述的(de)(de)(de)程序制(zhi)備了泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)，并對所有(you)(you)材料(liao)進行了研(yan)究(jiu)。 值得(de)(de)一提的(de)(de)(de)是，HFBII、Quillaja皂甙和(he)b-酪蛋白的(de)(de)(de)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)溶(rong)液含有(you)(you)0.1 wt%的(de)(de)(de)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑，而b-lg的(de)(de)(de)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)溶(rong)液含有(you)(you)0.5 wt%的(de)(de)(de)材料(liao)，以達到所需的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)積(ji)分數。 通(tong)過這種方(fang)式(shi)，我們(men)(men)確(que)(que)保氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)完全由(you)所選發(fa)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)劑以最佳方(fang)式(shi)穩定。 隨(sui)后將這些泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)轉移到0.5 wt%的(de)(de)(de)黃原(yuan)膠溶(rong)液中(zhong)(zhong)，提供足夠高的(de)(de)(de)屈(qu)服應力，以防(fang)止直(zhi)徑小于200 mm的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)在(zai)大約(yue)(yue)2周(zhou)內形(xing)(xing)成泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)乳狀(zhuang)物（即液體(ti)(ti)排(pai)出(chu)）。31最終泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)樣品含有(you)(you)大約(yue)(yue)50 vol%的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)，低于球體(ti)(ti)的(de)(de)(de)緊密(mi)堆積(ji)密(mi)度， 確(que)(que)保氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)之間最小的(de)(de)(de)薄膜(mo)形(xing)(xing)成和(he)聚(ju)(ju)結(jie)。 所有(you)(you)這些使(shi)我們(men)(men)能(neng)夠排(pai)除聚(ju)(ju)結(jie)和(he)排(pai)水的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，并將注意力集中(zhong)(zhong)在(zai)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)中(zhong)(zhong)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)歧化上(shang)。 使(shi)用濁(zhuo)度掃描測量設備，我們(men)(men)觀察(cha)到所研(yan)究(jiu)系統中(zhong)(zhong)隨(sui)時間變化的(de)(de)(de)平(ping)均氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)尺寸演(yan)變，d（t）/d（0），如圖(tu)1所示。 從(cong)數據可以清(qing)楚地(di)看出(chu)，在(zai)實驗的(de)(de)(de)時間范(fan)圍(wei)內（即2周(zhou)），由(you)HFBII穩定的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)沒有(you)(you)顯(xian)示出(chu)明顯(xian)的(de)(de)(de)粗(cu)化。 由(you)b-酪蛋白穩定的(de)(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)粗(cu)化速(su)度快(kuai)得(de)(de)多，約(yue)(yue)為(wei)(wei)40分鐘(zhong)，而b-lg和(he)Quillaja皂甙粗(cu)化時間約(yue)(yue)為(wei)(wei)70分鐘(zhong)。 在(zai)顯(xian)著(zhu)粗(cu)化后，泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)變得(de)(de)過大，其浮力無(wu)法被生(sheng)物聚(ju)(ju)合(he)物基(ji)質的(de)(de)(de)屈(qu)服應力抑(yi)制(zhi)，導致在(zai)幾天內形(xing)(xing)成奶油狀(zhuang)、隨(sui)后的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)結(jie)和(he)泡(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)崩塌(ta)。

圖(tu)1面板A顯示(shi)了(le)黃(huang)原膠溶液中50 vol%氣泡的相(xiang)對平方(fang)氣泡直徑(jing)d2（t）/d2（0）。 泡沫由含有0.1 wt%HFBII（A）、0.5 wt%b-lg（-）、0.1 wt%b-酪蛋白(bai)（：）和0.1 wt%Quillaja皂甙（*）的水溶液生成。 將所得(de)泡沫轉移到0.5 wt%黃(huang)原膠溶液中。 面板B以(yi)對數時間刻度顯示(shi)整個時間間隔內的數據。

該結(jie)(jie)果與先前(qian)報道的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性試(shi)驗結(jie)(jie)果一(yi)(yi)致(zhi)，26表明HFBII穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)泡(pao)沫(mo)(mo)粗化(hua)(hua)時間(jian)與牛奶(nai)蛋白質(zhi)或(huo)皂甙(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)粗化(hua)(hua)時間(jian)之間(jian)存在(zai)(zai)幾(ji)個(ge)數量級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。 由(you)于(yu)(yu)(yu)泡(pao)沫(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積分(fen)數低于(yu)(yu)(yu)氣(qi)(qi)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)緊密堆積，并且最初抑(yi)制了(le)奶(nai)油(you)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，因此(ci)泡(pao)沫(mo)(mo)穩(wen)(wen)定性的(de)(de)(de)(de)(de)這些(xie)巨(ju)大差(cha)異(yi)歸(gui)因于(yu)(yu)(yu)歧化(hua)(hua)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。 在(zai)(zai)所有情況下(xia)，我們在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)條件(jian)下(xia)使用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)成(cheng)分(fen)（空(kong)氣(qi)(qi)）（即氣(qi)(qi)體(ti)溶(rong)解度相(xiang)同(tong)），歧化(hua)(hua)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)與空(kong)氣(qi)(qi)/水界面處(chu)吸附乳(ru)化(hua)(hua)劑層的(de)(de)(de)(de)(de)表面流變特性有關。 在(zai)(zai)此(ci)背景下(xia)，值得一(yi)(yi)提的(de)(de)(de)(de)(de)是，盡管b-lg和奎拉葉皂甙(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)泡(pao)沫(mo)(mo)粗化(hua)(hua)行(xing)為非(fei)常相(xiang)似，但奎拉葉皂甙(dai)泡(pao)沫(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)穩(wen)(wen)定性（和總壽命）更好。 然(ran)而，這應(ying)歸(gui)因于(yu)(yu)(yu)干燥泡(pao)沫(mo)(mo)中(zhong)皂甙(dai)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)薄(bo)液膜的(de)(de)(de)(de)(de)更高穩(wen)(wen)定性，該液膜在(zai)(zai)后期由(you)于(yu)(yu)(yu)液體(ti)排出和大氣(qi)(qi)泡(pao)奶(nai)油(you)化(hua)(hua)而形成(cheng)。

此外，從這些數據可以清楚地看出，除HFBII外，所有(you)系統(tong)的(de)(de)視氣(qi)泡半徑都發(fa)生(sheng)了(le)顯(xian)著變(bian)(bian)(bian)(bian)化，這對應于單(dan)個氣(qi)泡的(de)(de)空(kong)氣(qi)/水面(mian)(mian)(mian)(mian)處的(de)(de)極大(da)(da)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)變(bian)(bian)(bian)(bian)形。 考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)蛋(dan)白質(zhi)吸附可能是(shi)不(bu)可逆(ni)的(de)(de)，這意(yi)味(wei)(wei)著在歧(qi)化發(fa)生(sheng)的(de)(de)大(da)(da)部分時間內，表(biao)層(ceng)處于大(da)(da)變(bian)(bian)(bian)(bian)形階段，并且與相(xiang)的(de)(de)大(da)(da)部分不(bu)平衡(heng)。 這不(bu)同于通常提取表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)模(mo)量并隨后假設常數的(de)(de)小變(bian)(bian)(bian)(bian)形區域。 3,9根(gen)據上述觀(guan)察和推(tui)理(li)，我(wo)們繼(ji)續研究空(kong)氣(qi)/水界面(mian)(mian)(mian)(mian)擴(kuo)展層(ceng)的(de)(de)大(da)(da)變(bian)(bian)(bian)(bian)形行為。 考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)蛋(dan)白質(zhi)吸附可能是(shi)不(bu)可逆(ni)的(de)(de)，這意(yi)味(wei)(wei)著在歧(qi)化發(fa)生(sheng)的(de)(de)大(da)(da)部分時間內，表(biao)層(ceng)處于大(da)(da)變(bian)(bian)(bian)(bian)形階段，并且與相(xiang)的(de)(de)大(da)(da)部分不(bu)平衡(heng)。這不(bu)同于通常提取表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)模(mo)量并隨后假設常數的(de)(de)小變(bian)(bian)(bian)(bian)形區域。3,9根(gen)據上述觀(guan)察和推(tui)理(li)，我(wo)們繼(ji)續研究空(kong)氣(qi)/水界面(mian)(mian)(mian)(mian)擴(kuo)展層(ceng)的(de)(de)大(da)(da)變(bian)(bian)(bian)(bian)形行為。

大變形膨脹表面流變學

狂犬病HFBII。 圖2a顯示(shi)了HFBII的(de)(de)3個壓(ya)(ya)(ya)縮等溫線(xian)的(de)(de)典(dian)型序列。 曲線(xian)中的(de)(de)每個壓(ya)(ya)(ya)縮可(ke)分(fen)(fen)為(wei)三個部分(fen)(fen)。 在低(di)表面壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)下(xia)，當蛋白質(zhi)分(fen)(fen)子(zi)處于非常稀釋的(de)(de)“氣體”狀態時，表面壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)加(jia)可(ke)以忽略(lve)不(bu)計。 當壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)開始增(zeng)加(jia)，分(fen)(fen)子(zi)失去空間(jian)自由度(du)（液相）時，彈性也逐漸增(zeng)加(jia)。 如(ru)果層被完全壓(ya)(ya)(ya)縮，則會觀(guan)察(cha)到曲線(xian)中的(de)(de)彎曲點。 考慮到圖中表示(shi)表面單層的(de)(de)第一個彎曲點，在約(yue)20 mN m-1的(de)(de)表面壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)下(xia)，該點處每個HFBII分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)表面積(ji)約(yue)為(wei)400 a?2。 假(jia)設球形(xing)六邊形(xing)緊密堆積(ji)，每個分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)面積(ji)相當于蛋白質(zhi)直徑約(yue)2.25 nm，這與根(gen)據晶(jing)體結構確定的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)大小（約(yue)2.5 nm）相當好。3

圖2（a）15 mg HFBII在(zai)中性pH水上擴散的P–a和(he)（b）E–P曲線(xian)，根據(ju)相同數據(ju)在(zai)20℃下測量。 下面板中繪制的線(xian)表(biao)示不(bu)同的狀態。

Paananen等人37測量了HFBII的(de)類似壓(ya)力(li)-面積曲線(xian)，他(ta)們研(yan)究了兩種(zhong)II類疏水蛋白HFBI和HFBII分子(zi)(zi)膜的(de)結構(gou)層次。 報(bao)告的(de)工作(zuo)(zuo)不同于我(wo)們的(de)實驗，因為(wei)他(ta)們使(shi)用pH值為(wei)5.0的(de)醋酸鹽緩(huan)沖液作(zuo)(zuo)為(wei)亞相。 與本文給(gei)出(chu)的(de)結果相比(bi)，接近HFBII pI的(de)pH條件可以解釋每個分子(zi)(zi)的(de)面積略(lve)小。

當表(biao)(biao)面層膨脹時(shi)(shi)(shi)，觀察到明顯的(de)(de)滯(zhi)后效應，即壓(ya)(ya)力下降(jiang)比壓(ya)(ya)縮(suo)時(shi)(shi)(shi)快得多，最(zui)后下降(jiang)到幾mN m-1，與壓(ya)(ya)縮(suo)前類似(si)。 在(zai)(zai)(zai)第(di)(di)二次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)時(shi)(shi)(shi)，在(zai)(zai)(zai)與第(di)(di)一次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)相似(si)的(de)(de)壓(ya)(ya)力下，每個(ge)分子(zi)的(de)(de)面積(ji)通常稍小，這表(biao)(biao)明在(zai)(zai)(zai)第(di)(di)一次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)期(qi)間分子(zi)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)面發生了(le)一些重排。 如果該(gai)層被完(wan)全(quan)壓(ya)(ya)縮(suo)，則可在(zai)(zai)(zai)20 mN m-1的(de)(de)表(biao)(biao)面壓(ya)(ya)力周圍看到薄膜屈(qu)服。 該(gai)屈(qu)服點在(zai)(zai)(zai)圖3后面的(de)(de)部(bu)分中更為明顯。

圖3 HFBII的代表性壓(ya)縮等溫線，壓(ya)縮量遠(yuan)低于每個分(fen)子的面積。 （A） P（-）和E（---）與每個分(fen)子的面積的關(guan)系。 （B） 攤鋪量和壓(ya)縮（Gcomp，-）預期的表面載荷，并通過橢偏儀（Gell，A）測量。

在圖(tu)2b中，根據表面(mian)壓(ya)力(li)P繪制了模(mo)量(liang)(liang)E。可以觀(guan)(guan)察到三種不同(tong)的(de)狀態，與上面(mian)討(tao)論的(de)類(lei)似。 壓(ya)縮(suo)后，在低P時，觀(guan)(guan)察到約14的(de)坡度(du)，在Ⅱ=4 mN m-1處，有一個(ge)(ge)拐(guai)(guai)點朝向較低的(de)坡度(du)。 該拐(guai)(guai)點反(fan)(fan)映(ying)了E隨P增加的(de)機制變(bian)化。這可能(neng)是由(you)HFBII分子(zi)形成(cheng)的(de)松散的(de)自組裝2D網(wang)(wang)絡(luo)引(yin)起的(de)，對于弱吸引(yin)力(li)粒子(zi)也是如此。 第(di)二種狀態持續到20 mN m-1的(de)表面(mian)壓(ya)力(li)。 在左面(mian)板的(de)拐(guai)(guai)點之(zhi)外，可以觀(guan)(guan)察到模(mo)量(liang)(liang)再次開始上升，并具(ju)有非常高的(de)斜率(lv)。 在這里(li)，2D蛋白質網(wang)(wang)絡(luo)可能(neng)已經被壓(ya)縮(suo)成(cheng)一個(ge)(ge)幾乎緊密堆積的(de)單(dan)層，其中單(dan)個(ge)(ge)HFBII分子(zi)的(de)硬度(du)再次被反(fan)(fan)映(ying)出來。

在(zai)屏(ping)障(zhang)方(fang)向迅速恢復的(de)(de)點處，觀察到(dao)E跳變(bian)(bian)，這(zhe)很可(ke)能(neng)是由(you)于界(jie)面適應(ying)變(bian)(bian)形方(fang)向變(bian)(bian)化的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間有(you)限而產生的(de)(de)流體動力效應(ying)。 一般來說，經歷短時(shi)(shi)(shi)（高頻）變(bian)(bian)形的(de)(de)材料(liao)沒有(you)時(shi)(shi)(shi)間自然重(zhong)建/修復其(qi)內部(bu)結構(gou)，這(zhe)可(ke)能(neng)導致薄膜(mo)破裂。38

隨(sui)后，在松弛(chi)過程中，模量重(zhong)(zhong)新(xin)連接(jie)到壓(ya)縮曲(qu)線，表明彈(dan)性蒙皮的(de)松弛(chi)和(he)重(zhong)(zhong)組。 在低(di)于15 mN m-1的(de)壓(ya)力下，該(gai)網(wang)絡可(ke)能再次(ci)開始可(ke)逆地重(zhong)(zhong)新(xin)排列(lie)，以便分解為低(di)于Ⅱ=5 mN m-1的(de)單(dan)個實體。

圖(tu)3顯示(shi)了遠(yuan)高(gao)于(yu)單(dan)層(ceng)過(guo)渡的(de)代(dai)表(biao)性壓縮等溫線。 在(zai)每分子面(mian)(mian)積以下(xia)進一(yi)步(bu)壓縮時，表(biao)觀表(biao)面(mian)(mian)壓力(li)降至約60 mN m-1，這(zhe)是非(fei)常高(gao)的(de)。 該層(ceng)的(de)強度(du)也(ye)反映(ying)在(zai)143 mN m-1的(de)表(biao)觀表(biao)面(mian)(mian)膨脹模量（Eapp）峰值中。 我們必須記(ji)住，在(zai)這(zhe)些(xie)高(gao)表(biao)面(mian)(mian)壓力(li)下(xia)，由于(yu)表(biao)面(mian)(mian)形成凝膠蛋(dan)白質層(ceng)，表(biao)面(mian)(mian)壓力(li)的(de)測(ce)定可能變(bian)得(de)不準確(que)。 因此，除了表(biao)面(mian)(mian)流變(bian)參數(shu)外，圖(tu)3B中還提供了橢(tuo)偏(pian)儀數(shu)據(ju)(ju)，這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)(ju)是通(tong)過(guo)使用實驗部分所述的(de)Multiskop橢(tuo)偏(pian)儀裝置在(zai)朗繆爾槽的(de)空(kong)氣/水界面(mian)(mian)進行同步(bu)橢(tuo)偏(pian)儀測(ce)量獲得(de)的(de)。

橢偏儀(yi)數據中，我們可以使用de Feijter的(de)方法在(zai)壓縮(suo)過程中的(de)每個(ge)點獲得(de)蛋(dan)白質(zhi)吸(xi)附凝膠（t）量(liang)的(de)估計，因為(wei)該過程足夠(gou)慢(man)，允許我們進行橢偏儀(yi)測(ce)量(liang)。如果蛋(dan)白質(zhi)在(zai)整(zheng)個(ge)壓縮(suo)過程中仍不可逆地吸(xi)附在(zai)界面上，則(ze)凝膠（t）應(ying)根據Gcomp（t）=M0/A（t））遵循表(biao)面積的(de)變化(hua)，其中M0是(shi)界面處蛋(dan)白質(zhi)的(de)初始量(liang)，A（t）是(shi)槽屏障之間的(de)面積。

如圖(tu)3B所示，兩條曲線實際上與表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)壓(ya)(ya)力值(zhi)一致，約為(wei)Ⅱ=5 mN m-1。在(zai)這一點之(zhi)后，Gell突然增加(jia)，其(qi)值(zhi)比假設所有(you)蛋(dan)白質在(zai)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)上均勻分布(bu)的(de)(de)估(gu)計值(zhi)高出兩倍。這種(zhong)行(xing)(xing)為(wei)表(biao)(biao)明蛋(dan)白質層是(shi)不(bu)(bu)(bu)均勻的(de)(de)，或者空氣(qi)/水界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)不(bu)(bu)(bu)是(shi)平坦的(de)(de)，這是(shi)由于(yu)(yu)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)上形成了微觀(guan)褶皺(zhou)。事實上，在(zai)壓(ya)(ya)力超(chao)過30 mN m-1時，肉眼可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)皺(zhou)紋的(de)(de)外觀(guan)，并且可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)(bu)(bu)放大的(de)(de)情況下看(kan)到(dao)。這些結構的(de)(de)出現開始于(yu)(yu)移動屏(ping)障(zhang)附近(jin)，并隨著壓(ya)(ya)縮的(de)(de)進行(xing)(xing)而傳播。為(wei)了獲得更好的(de)(de)圖(tu)像(xiang)，我們在(zai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)壓(ya)(ya)縮和膨脹期間直接進行(xing)(xing)了光學顯微鏡(jing)觀(guan)察（圖(tu)4），使用底部(bu)(bu)帶有(you)藍寶石窗口的(de)(de)朗繆(mou)爾槽，將其(qi)置(zhi)于(yu)(yu)透射光學顯微鏡(jing)的(de)(de)頂部(bu)(bu)。如圖(tu)5所示的(de)(de)垂直線（在(zai)不(bu)(bu)(bu)同放大率下）平行(xing)(xing)于(yu)(yu)屏(ping)障(zhang)對齊。

圖4在4倍放大的透射光(guang)顯微鏡下，擴展HFBII層的壓(ya)縮和松弛。

圖5在(zai)透射光顯微鏡下，疏水蛋白在(zai)40 mN m-1下的(de)壓縮。左(zuo)側放大(da)4倍，右側放大(da)10倍。

壓縮時(shi)結(jie)(jie)構(gou)的(de)形成和(he)(he)表(biao)(biao)(biao)面積松弛(chi)時(shi)結(jie)(jie)構(gou)的(de)消失是可(ke)逆的(de)，類似于(yu)表(biao)(biao)(biao)面性質P、E和(he)(he)凝膠。當(dang)在(zai)(zai)較高放大率下觀(guan)察(cha)(cha)(cha)顯微(wei)圖(tu)像時(shi)，觀(guan)察(cha)(cha)(cha)到皺(zhou)(zhou)紋(wen)的(de)均(jun)勻(yun)空間分(fen)(fen)布約為(wei)(wei)4mm。當(dang)將(jiang)橢偏(pian)儀數(shu)據與顯微(wei)圖(tu)像進行比(bi)較時(shi)，我們觀(guan)察(cha)(cha)(cha)到橢偏(pian)儀信號在(zai)(zai)比(bi)觀(guan)察(cha)(cha)(cha)到皺(zhou)(zhou)紋(wen)的(de)地方(fang)低(di)得(de)多的(de)表(biao)(biao)(biao)面壓力下增(zeng)加(jia)。這可(ke)能(neng)(neng)意味著起(qi)皺(zhou)(zhou)發(fa)生在(zai)(zai)比(bi)顯微(wei)鏡下觀(guan)察(cha)(cha)(cha)到的(de)小得(de)多的(de)長度尺度上。然(ran)而，皺(zhou)(zhou)紋(wen)的(de)初始分(fen)(fen)布是相(xiang)當(dang)不均(jun)勻(yun)的(de)，沒有(you)皺(zhou)(zhou)紋(wen)的(de)區域和(he)(he)皺(zhou)(zhou)紋(wen)出現(xian)的(de)區域具有(you)恒定(ding)的(de)空間分(fen)(fen)布。這種行為(wei)(wei)與最近(jin)發(fa)表(biao)(biao)(biao)的(de)Kralchevsky等(deng)人的(de)彈性朗繆(mou)爾層(ceng)理(li)論39的(de)預(yu)測一致，也可(ke)能(neng)(neng)解釋橢偏(pian)測量(liang)中的(de)噪(zao)聲。

藜(li)蘆皂(zao)甙。奎拉(la)葉皂(zao)苷的(de)(de)壓(ya)縮曲(qu)線(xian)如圖(tu)6所(suo)示(shi)。該皂(zao)甙在拐點處顯示(shi)出(chu)(chu)非(fei)常高的(de)(de)表面(mian)(mian)壓(ya)力，最大(da)表面(mian)(mian)壓(ya)力為45 mN m-1。此外，皂(zao)甙表現(xian)出(chu)(chu)很寬的(de)(de)遲滯回線(xian)。從E–P曲(qu)線(xian)推斷出(chu)(chu)斜率為4.3，觀察到E中(zhong)出(chu)(chu)現(xian)2個平滑的(de)(de)峰，這可能表明(ming)界面(mian)(mian)中(zhong)存在相變，從皂(zao)甙的(de)(de)相對拉(la)長的(de)(de)疏水區(qu)域判斷。27當屏障(zhang)方(fang)向(xiang)逆轉時，觀察到E中(zhong)存在較大(da)的(de)(de)超(chao)調，表明(ming)膜破裂(lie)，類(lei)似于(yu)HFBII。

圖(tu)6在20℃下測得的(de)30 mg奎(kui)拉葉皂苷(gan)在中性pH水上的(de)P–A和（插圖(tu)）E–P曲(qu)(qu)線(xian)。插圖(tu)中繪制的(de)虛(xu)線(xian)表示E–P曲(qu)(qu)線(xian)的(de)初始坡度。

b-乳球(qiu)(qiu)蛋白(bai)。圖(tu)7顯示了b-乳球(qiu)(qiu)蛋白(bai)的(de)壓(ya)(ya)縮等溫線(xian)。這(zhe)條曲線(xian)遠沒有HFBII曲線(xian)陡(dou)峭，拐點(dian)更為(wei)明(ming)顯。盡管在(zai)屏(ping)障運動(dong)逆(ni)轉(zhuan)時觀察(cha)到(dao)滯后(hou)(hou)現象。E–P曲線(xian)的(de)初始斜率為(wei)4.3，遠小于低P區的(de)HFBII，表明(ming)b-lg分(fen)子在(zai)界面中相對較軟。觀察(cha)到(dao)E的(de)平滑最大值為(wei)43 mN m-1，之后(hou)(hou)在(zai)進一(yi)步壓(ya)(ya)縮至28 mN m-1時，不(bu)再(zai)檢測到(dao)E的(de)恢復。結(jie)果與(yu)早期的(de)研究結(jie)果一(yi)致。40,41在(zai)屏(ping)障逆(ni)轉(zhuan)時，觀察(cha)到(dao)E的(de)超調(diao)，再(zai)次表明(ming)結(jie)構無法適應突然膨脹(zhang)和斷裂。

圖7在(zai)20℃下測量的(de)15 mg b-乳球(qiu)蛋(dan)白在(zai)中性pH水(shui)上的(de)P–A和（插圖）E–P曲線(xian)。 插圖中繪制(zhi)的(de)虛線(xian)表示E–P曲線(xian)的(de)初(chu)始坡(po)度。

圖8顯(xian)示了被吸(xi)附(fu)的(de)b-乳球(qiu)蛋(dan)白層的(de)壓縮(suo)曲(qu)線，在這里，同(tong)時(shi)進行了橢偏測量。 與(yu)(yu)HFBII類(lei)似(si)，Gell最(zui)初(chu)遵循Gcomp。 壓縮(suo)一(yi)(yi)段時(shi)間后，Gell開始變得比Gcomp小，這表明(ming)存在不均勻層或(huo)某些(xie)材(cai)料從表面(mian)解吸(xi)。 進一(yi)(yi)步壓縮(suo)和膨脹(zhang)后，凝膠仍小于(yu)Gcomp，這表明(ming)解吸(xi)或(huo)表面(mian)聚集。 這與(yu)(yu)其他地方對吸(xi)附(fu)b-lg層的(de)類(lei)似(si)發(fa)現(xian)一(yi)(yi)致。42

圖8代表性壓(ya)縮(suo)-吸附(fu)b-乳球(qiu)蛋(dan)白（c=0.01 wt%）的膨脹實驗，壓(ya)縮(suo)低于每個分子的面積。 通過擴散(san)量(liang)和壓(ya)縮(suo)量(liang)（Gcomp）和橢(tuo)偏儀（Gell）測量(liang)的預(yu)期(qi)吸附(fu)量(liang)。

酪蛋白(bai)。 對(dui)于(yu)純b-酪蛋白(bai)，再(zai)次觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)不同的(de)行為（見(jian)圖9）。 等溫(wen)線(xian)的(de)形(xing)狀(zhuang)更平滑，沒有觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)滯后現象。 觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)的(de)斜率(lv)E/P為6.5，與之(zhi)前報(bao)告的(de)吸附層結果(guo)一致。43 E–P曲線(xian)表明，E的(de)最大值約(yue)為25 mN m-1，之(zhi)后觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)下降。 該結果(guo)與Rodriguez-Patino等人44和Hotrum等人41的(de)早期測量結果(guo)一致。此外(wai)，E中并(bing)未明顯反映出勢壘方向(xiang)的(de)反轉，這表明結構的(de)松弛(chi)速度(du)與勢壘反轉速度(du)一樣(yang)快，即(ji)約(yue)1秒。

圖(tu)9 8 mg b-酪蛋(dan)白在水中的P–A和(he)（插圖(tu)）E–P曲線，神經pH值，在20℃下測量。 插圖(tu)中繪制的虛線表示E–P曲線的初始坡(po)度(du)。

頻率(lv)依賴性。 為(wei)(wei)了(le)評估其中一些(xie)系統中粘性損(sun)失的重要性，我(wo)們對(dui)(dui)b-lg和(he)HFBII進(jin)行了(le)頻率(lv)相關的表(biao)(biao)面膨脹流變(bian)(bian)。 對(dui)(dui)于表(biao)(biao)面膨脹流變(bian)(bian)學，我(wo)們顯(xian)(xian)示(shi)了(le)在(zai)18<P<22 mN m-1之間(jian)測量(liang)的小變(bian)(bian)形(xing)(xing)模量(liang)（見(jian)圖10）。 注(zhu)意，變(bian)(bian)形(xing)(xing)率(lv)d（lna）/dt為(wei)(wei)0.0012 s 1對(dui)(dui)應于5 mm min 1的勢(shi)壘速(su)度，用于大變(bian)(bian)形(xing)(xing)實驗(yan)(yan)。 相比之下(xia)，歧化(hua)時(shi)間(jian)約為(wei)(wei)0.5小時(shi)，接近泡沫實驗(yan)(yan)觀(guan)察到的粗化(hua)時(shi)間(jian)。 HFBII的數(shu)據(ju)表(biao)(biao)明(ming)，在(zai)所研(yan)究的變(bian)(bian)形(xing)(xing)速(su)率(lv)范圍內，變(bian)(bian)形(xing)(xing)速(su)率(lv)對(dui)(dui)E的影響(xiang)適中。 對(dui)(dui)于b-乳球蛋白，頻率(lv)的影響(xiang)更(geng)為(wei)(wei)明(ming)顯(xian)(xian)，因此(ci)，在(zai)變(bian)(bian)形(xing)(xing)速(su)率(lv)低于0.001 s 1時(shi)，可(ke)觀(guan)察到E的強(qiang)烈下(xia)降(jiang)。 這表(biao)(biao)明(ming)b-lg的粘性損(sun)失比HFBII更(geng)為(wei)(wei)明(ming)顯(xian)(xian)。 這一比較再次表(biao)(biao)明(ming)，b-lg的外觀(guan)更(geng)柔(rou)軟，壓縮(suo)/膨脹時(shi)解(jie)吸(xi)/吸(xi)附能力(li)更(geng)強(qiang)。

圖10 HFBII（A）和b-lg（-）的(de)表面(mian)膨(peng)脹模量(liang)E，通(tong)過18和22 mN m-1之間(jian)的(de)線性壓(ya)縮-膨(peng)脹環測量(liang)。 畫線來引(yin)導(dao)眼睛。

表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)剪(jian)(jian)切流變學。 所有(you)四個(ge)系統的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)剪(jian)(jian)切流變測量(liang)如圖(tu)11所示。 我(wo)們觀(guan)察(cha)到HFBII具有(you)模量(liang)，比b-乳(ru)(ru)球(qiu)蛋白(bai)和(he)皂甙(dai)高(gao)一(yi)個(ge)數(shu)(shu)量(liang)級，這與早(zao)期結果一(yi)致。25值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是，對(dui)于(yu)像奎拉葉皂甙(dai)這樣的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑(ji)，測得(de)的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)剪(jian)(jian)切彈(dan)性非(fei)常高(gao)。 b-酪蛋白(bai)的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)剪(jian)(jian)切模量(liang)要低(di)(di)(di)一(yi)個(ge)數(shu)(shu)量(liang)級。 關(guan)于(yu)頻率，我(wo)們發現與HFBII相比，皂甙(dai)和(he)b-乳(ru)(ru)球(qiu)蛋白(bai)對(dui)頻率的(de)依賴性更強，尤其是在低(di)(di)(di)頻率下(xia)。 此外，對(dui)于(yu)HFBII而言，Gs 00/Gs0的(de)比率是最低(di)(di)(di)的(de)，即表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)彈(dan)性對(dui)模量(liang)的(de)貢獻(xian)比表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)粘度大得(de)多。 當我(wo)們向交(jiao)叉點(dian)外推時，我(wo)們預計(ji)HFBII和(he)b-乳(ru)(ru)球(qiu)蛋白(bai)或皂甙(dai)之間的(de)弛豫時間會有(you)一(yi)個(ge)數(shu)(shu)量(liang)級的(de)差異。 對(dui)于(yu)b-酪蛋白(bai)，從0.01 Hz左(zuo)右的(de)數(shu)(shu)據可以很容易地觀(guan)察(cha)到交(jiao)叉點(dian)。

圖11 HFBII（a）、b-乳球蛋白（-）、b-酪蛋白（：）和奎拉葉(xie)皂(zao)苷（C）的表(biao)面(mian)剪切儲存(cun)（填充符(fu)(fu)號）和損(sun)失模量（開放符(fu)(fu)號）作為(wei)振(zhen)蕩(dang)頻率的函數。

一般性討論

表(biao)1列出(chu)了(le)從E–P曲線(xian)、表(biao)面(mian)剪切流變模量(liang)和(he)泡沫粗化時間(jian)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)參數(shu)匯(hui)總。 我(wo)(wo)們還用冪律擬合(he)了(le)E/P等溫線(xian)的(de)(de)(de)(de)初始部分(fen)(fen)。43這使(shi)(shi)得(de)我(wo)(wo)們可(ke)以(yi)在分(fen)(fen)子間(jian)相互作用可(ke)以(yi)忽略的(de)(de)(de)(de)（半）稀釋條(tiao)件下對(dui)2D均聚(ju)物(wu)的(de)(de)(de)(de)行為(wei)進行類比，并且使(shi)(shi)用標度參數(shu)可(ke)以(yi)得(de)出(chu)（界面(mian)處2D聚(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)）回轉半徑(jing)Rg 將(jiang)(jiang)(jiang)線(xian)圈(quan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)段數(shu)縮放為(wei)Rg f Nn。 結合(he)模量(liang)和(he)表(biao)面(mian)載(zai)荷的(de)(de)(de)(de)定(ding)義，得(de)出(chu)表(biao)面(mian)壓(ya)力(li)(li)和(he)表(biao)面(mian)膨脹(zhang)模量(liang)E=yP之間(jian)的(de)(de)(de)(de)直接關系，其中(zhong)y與n的(de)(de)(de)(de)關系為(wei)n=?y/（y 1）。 對(dui)于2D中(zhong)的(de)(de)(de)(de)自回避線(xian)圈(quan)，即膨脹(zhang)聚(ju)合(he)物(wu)鏈，n等于0.75，而對(dui)于Q條(tiao)件，n等于0.57。 對(dui)于折(zhe)疊線(xian)圈(quan)，對(dui)于折(zhe)疊分(fen)(fen)子或硬盤，n進一步(bu)降低至0.5。45我(wo)(wo)們將(jiang)(jiang)(jiang)使(shi)(shi)用此框架將(jiang)(jiang)(jiang)所考慮的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)系統的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)行為(wei)映射到具有類似膨脹(zhang)模量(liang)與表(biao)面(mian)壓(ya)力(li)(li)依賴關系的(de)(de)(de)(de)等效2D聚(ju)合(he)物(wu)上。 這將(jiang)(jiang)(jiang)使(shi)(shi)我(wo)(wo)們更容(rong)易進行比較，并得(de)出(chu)一些非瑣碎的(de)(de)(de)(de)結論(lun)。

表(biao)1在20℃和中(zhong)性(xing)pH條件下(xia)進行的(de)(de)膨脹實驗中(zhong)研(yan)究(jiu)的(de)(de)材料的(de)(de)典型(xing)參數(shu)。Pmax和Emax表(biao)示最大表(biao)面(mian)壓力和表(biao)面(mian)膨脹模(mo)量。 冪(mi)律(lv)指數(shu)y等于E與P的(de)(de)斜率，n是2D線圈半徑與其分段數(shu)的(de)(de)結果(guo)縮放指數(shu)

首先，在(zai)表觀分子(zi)“硬(ying)度”方面，可以看出明顯的差異。 HFBII具(ju)有(you)更高(gao)的斜率y，因此(ci)v值(zhi)明顯較低(di)。 這表明在(zai)稀釋(shi)狀態下，HFBII表現(xian)為等效的緊(jin)密折疊聚(ju)合物鏈(lian)，而牛(niu)奶(nai)蛋白在(zai)中等質量溶劑中表現(xian)為等效的2D聚(ju)合物鏈(lian)。 這與蛋白質結構的差異是一致的。 一方面，HFBII具(ju)有(you)相對較小的分子(zi)質量和四個(ge)二硫鍵，形成一個(ge)剛性致密球體，據信在(zai)吸附時(shi)(shi)不會明顯展開(kai)。23另(ling)一方面，b-lg的分子(zi)質量較大，二硫鍵較少(shao)。46此(ci)外(wai)， 經常有(you)人認為，b-lg在(zai)吸附時(shi)(shi)展開(kai)。47,48這些(xie)特征(zheng)結合在(zai)一起(qi)，使分子(zi)在(zai)空氣-水表面擴(kuo)散時(shi)(shi)具(ju)有(you)更大的靈活性。

同樣值(zhi)得一提的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個溫度(du)(du)(du)下(xia)(xia)，b-lg和(he)b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜率(lv)有(you)一個小但顯著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異。 雖(sui)然這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)兩個值(zhi)都表(biao)(biao)(biao)明(ming)(ming)了q狀(zhuang)態和(he)自(zi)回(hui)避(bi)(bi)行(xing)(xing)走之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，但b-lg聚(ju)合物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)(deng)(deng)(deng)效(xiao)物似乎比b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)回(hui)避(bi)(bi)程(cheng)度(du)(du)(du)略(lve)高(gao)。 在(zai)(zai)(zai)環(huan)境(jing)溫度(du)(du)(du)下(xia)(xia)，Hambardzumyan等(deng)(deng)(deng)(deng)人認為，b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)分(fen)子之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范德(de)華力或氫鍵等(deng)(deng)(deng)(deng)吸(xi)引性相互作用很重要(yao)。 43這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)可能解釋了與b-lg相比，b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構更緊湊，表(biao)(biao)(biao)明(ming)(ming)b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)分(fen)子間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用更強， 38因(yin)(yin)此，由(you)(you)于(yu)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)差(cha)(cha)(cha)異，不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)壓(ya)縮(suo)時(shi)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)面流變(bian)性方面可能表(biao)(biao)(biao)現出很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異。 雖(sui)然這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)兩個值(zhi)都表(biao)(biao)(biao)明(ming)(ming)了q狀(zhuang)態和(he)自(zi)回(hui)避(bi)(bi)行(xing)(xing)走之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，但b-lg聚(ju)合物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)(deng)(deng)(deng)效(xiao)物似乎比b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)回(hui)避(bi)(bi)程(cheng)度(du)(du)(du)略(lve)高(gao)。在(zai)(zai)(zai)環(huan)境(jing)溫度(du)(du)(du)下(xia)(xia)，Hambardzumyan等(deng)(deng)(deng)(deng)人認為，b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)分(fen)子之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范德(de)華力或氫鍵等(deng)(deng)(deng)(deng)吸(xi)引性相互作用很重要(yao)。43這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)可能解釋了與b-lg相比，b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構更緊湊，表(biao)(biao)(biao)明(ming)(ming)b-酪(lao)(lao)(lao)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)分(fen)子間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用更強，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)也與其類似于(yu)二嵌(qian)段共聚(ju)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子結(jie)構相一致。38因(yin)(yin)此，由(you)(you)于(yu)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)差(cha)(cha)(cha)異，不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)壓(ya)縮(suo)時(shi)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)面流變(bian)性方面可能表(biao)(biao)(biao)現出很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異。

最后，等效(xiao)“聚合物”具有與稀釋奎拉葉皂苷層相(xiang)同的(de)E/P等溫(wen)線，在表面表現為相(xiang)當(dang)軟的(de)實(shi)體，這可能是由(you)于其相(xiang)對(dui)較大的(de)每(mei)分子面積與分子質量比(bi)。27

除了為(wei)(wei)稀釋表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)參數外(wai)，還可以(yi)從(cong)較大壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)獲(huo)得(de)更多(duo)(duo)(duo)定(ding)性信息。 對(dui)(dui)于(yu)(yu)HFBII而(er)(er)言(yan)，壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)后(hou)模(mo)(mo)(mo)量(liang)持續(xu)(xu)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，這(zhe)(zhe)可視為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)膨(peng)脹(zhang)(zhang)硬化(hua)。 雖(sui)然在(zai)(zai)單層(ceng)(ceng)(ceng)轉變(bian)(bian)之(zhi)后(hou)，表(biao)(biao)(biao)觀模(mo)(mo)(mo)量(liang)降低(di)(di)，但我(wo)(wo)們(men)必須意(yi)識(shi)到，E的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)降可能(neng)不(bu)是真實(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 由(you)于(yu)(yu)起(qi)(qi)(qi)皺(zhou)，每個分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)不(bu)再(zai)發(fa)生(sheng)真正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，盡管(guan)(guan)障礙物仍在(zai)(zai)移(yi)動。 此(ci)(ci)外(wai)，由(you)于(yu)(yu)褶皺(zhou)，靠近探針的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎月面(mian)(mian)(mian)可能(neng)變(bian)(bian)得(de)不(bu)規則(ze)，導致(zhi)P測量(liang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)出現(xian)偽(wei)影。 對(dui)(dui)于(yu)(yu)所(suo)有(you)其(qi)(qi)他(ta)分子，可以(yi)觀察到膨(peng)脹(zhang)(zhang)軟(ruan)(ruan)化(hua)，表(biao)(biao)(biao)明軟(ruan)(ruan)分子被壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)或(huo)(huo)部分分子從(cong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)排出。 因此(ci)(ci)，各(ge)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)后(hou)逐漸(jian)變(bian)(bian)弱(ruo)。 因此(ci)(ci)，在(zai)(zai)歧化(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)一(yi)點(dian)之(zhi)后(hou)，隨著(zhu)系(xi)(xi)統阻(zu)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)(di)，氣泡(pao)(pao)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)將顯著(zhu)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。 這(zhe)(zhe)與在(zai)(zai)工藝(yi)早期觀察到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)完全(quan)相反，在(zai)(zai)該(gai)(gai)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，氣泡(pao)(pao)收縮(suo)(suo)(suo)引(yin)(yin)起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)小(xiao)幅(fu)度(du)減(jian)少會(hui)導致(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膨(peng)脹(zhang)(zhang)模(mo)(mo)(mo)量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，從(cong)而(er)(er)加(jia)(jia)(jia)強該(gai)(gai)層(ceng)(ceng)(ceng)并(bing)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)其(qi)(qi)抗歧化(hua)能(neng)力(li)。 此(ci)(ci)外(wai)，在(zai)(zai)大多(duo)(duo)(duo)數理論考慮中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未考慮此(ci)(ci)類行為(wei)(wei)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)模(mo)(mo)(mo)量(liang)根(gen)據小(xiao)變(bian)(bian)形實(shi)驗獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜率(lv)或(huo)(huo)使(shi)(shi)用(yong)給(gei)定(ding)平衡吸附值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吉(ji)布(bu)斯彈(dan)性值(zhi)作為(wei)(wei)常數。 對(dui)(dui)于(yu)(yu)HFBII而(er)(er)言(yan)，壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)后(hou)模(mo)(mo)(mo)量(liang)持續(xu)(xu)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，這(zhe)(zhe)可視為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)膨(peng)脹(zhang)(zhang)硬化(hua)。雖(sui)然在(zai)(zai)單層(ceng)(ceng)(ceng)轉變(bian)(bian)之(zhi)后(hou)，表(biao)(biao)(biao)觀模(mo)(mo)(mo)量(liang)降低(di)(di)，但我(wo)(wo)們(men)必須意(yi)識(shi)到，E的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)降可能(neng)不(bu)是真實(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由(you)于(yu)(yu)起(qi)(qi)(qi)皺(zhou)，每個分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)不(bu)再(zai)發(fa)生(sheng)真正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，盡管(guan)(guan)障礙物仍在(zai)(zai)移(yi)動。此(ci)(ci)外(wai)，由(you)于(yu)(yu)褶皺(zhou)，靠近探針的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎月面(mian)(mian)(mian)可能(neng)變(bian)(bian)得(de)不(bu)規則(ze)，導致(zhi)P測量(liang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)出現(xian)偽(wei)影。對(dui)(dui)于(yu)(yu)所(suo)有(you)其(qi)(qi)他(ta)分子，可以(yi)觀察到膨(peng)脹(zhang)(zhang)軟(ruan)(ruan)化(hua)，表(biao)(biao)(biao)明軟(ruan)(ruan)分子被壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)或(huo)(huo)部分分子從(cong)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)排出。因此(ci)(ci)，各(ge)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)后(hou)逐漸(jian)變(bian)(bian)弱(ruo)。因此(ci)(ci)，在(zai)(zai)歧化(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)一(yi)點(dian)之(zhi)后(hou)，隨著(zhu)系(xi)(xi)統阻(zu)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)(di)，氣泡(pao)(pao)收縮(suo)(suo)(suo)率(lv)將顯著(zhu)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。這(zhe)(zhe)與在(zai)(zai)工藝(yi)早期觀察到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)完全(quan)相反，在(zai)(zai)該(gai)(gai)過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，氣泡(pao)(pao)收縮(suo)(suo)(suo)引(yin)(yin)起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)小(xiao)幅(fu)度(du)減(jian)少會(hui)導致(zhi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膨(peng)脹(zhang)(zhang)模(mo)(mo)(mo)量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，從(cong)而(er)(er)加(jia)(jia)(jia)強該(gai)(gai)層(ceng)(ceng)(ceng)并(bing)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)其(qi)(qi)抗歧化(hua)能(neng)力(li)。此(ci)(ci)外(wai)，在(zai)(zai)大多(duo)(duo)(duo)數理論考慮中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，未考慮此(ci)(ci)類行為(wei)(wei)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)模(mo)(mo)(mo)量(liang)根(gen)據小(xiao)變(bian)(bian)形實(shi)驗獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斜率(lv)或(huo)(huo)使(shi)(shi)用(yong)給(gei)定(ding)平衡吸附值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吉(ji)布(bu)斯彈(dan)性值(zhi)作為(wei)(wei)常數。

 從(cong)b-乳球蛋白的橢偏儀數據來看，后者確實如此（見圖8）。 從(cong)膨(peng)脹和剪切作(zuo)用下的頻(pin)率行(xing)為可以(yi)看出，分(fen)子(zi)柔(rou)軟度(du)和吸附(fu)能(neng)都很(hen)重要(yao)。

我們(men)現在(zai)想將表面(mian)流(liu)變(bian)(bian)(bian)參數轉化為對泡沫中歧化穩定性(xing)的(de)理(li)解，并給出2Emax/gmax作(zuo)(zuo)為這一點的(de)度量。 我們(men)進一步注(zhu)意到，根據Kloek等人的(de)計算機模擬，在(zai)預(yu)測(ce)氣泡收(shou)縮時，2Emax/gmax應大于(yu)(yu)5而(er)不是(shi)1.2，我們(men)假設(she)表面(mian)變(bian)(bian)(bian)形為純彈性(xing)。 然而(er)，對于(yu)(yu)幾乎所(suo)有的(de)材(cai)料，變(bian)(bian)(bian)形都是(shi)彈性(xing)和粘性(xing)作(zuo)(zuo)用的(de)復雜(za)量。

從頻率相關的(de)表面膨脹和剪切(qie)流變(bian)學可以得出結論，HFBIIlayer的(de)變(bian)形比(bi)Quillaja皂甙、b-乳球蛋白(bai)或b-酪蛋白(bai)層的(de)變(bian)形更(geng)具(ju)彈(dan)(dan)性。 關于大(da)變(bian)形、氣泡收縮和歧化，這表明(ming)HFBII的(de)非平(ping)衡模量比(bi)其他材料的(de)非平(ping)衡模量更(geng)受彈(dan)(dan)性貢獻(xian)的(de)支配。

當我(wo)們現在再(zai)次考慮(lv)表(biao)1中的(de)(de)(de)(de)(de)2Emax/gmax比率時(shi)，很明(ming)顯HFBII超(chao)過(guo)了5的(de)(de)(de)(de)(de)值，這表(biao)明(ming)這將穩定泡(pao)沫，防止收(shou)縮(suo)。 根(gen)(gen)據Kloek等人的(de)(de)(de)(de)(de)說(shuo)法(fa)，對于(yu)b-乳球蛋白和(he)皂甙，我(wo)們報(bao)告的(de)(de)(de)(de)(de)值介于(yu)1和(he)2之間，表(biao)明(ming)氣泡(pao)收(shou)縮(suo)延遲，但沒有(you)完(wan)全停止。2食品蛋白質通常(chang)屬于(yu)這種狀態，對歧化過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)抵抗力相對較小。10最后， 根(gen)(gen)據這個比率，b-酪蛋白根(gen)(gen)本(ben)無法(fa)抵消氣泡(pao)收(shou)縮(suo)，因為2Emax/gmax<1，這是主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)吉(ji)布斯(si)標準。

現在(zai)，我們將把表(biao)(biao)面(mian)(mian)流變學數據與(yu)(yu)泡(pao)沫的(de)(de)(de)(de)粗(cu)化(hua)時間(jian)以及(ji)早期報告9、25、26進(jin)(jin)行(xing)比(bi)較，其(qi)(qi)中探討了單個(ge)泡(pao)沫和泡(pao)沫的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)(ming)。 我們發現HFBII穩定的(de)(de)(de)(de)泡(pao)沫或氣泡(pao)比(bi)其(qi)(qi)他所有(you)泡(pao)沫或氣泡(pao)的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)(ming)更長。 考慮到所研究表(biao)(biao)面(mian)(mian)層的(de)(de)(de)(de)全(quan)壓縮等(deng)溫線、2Emax/gmax比(bi)、松弛行(xing)為和表(biao)(biao)面(mian)(mian)剪(jian)切數據，我們發現表(biao)(biao)面(mian)(mian)膨脹實驗對氣泡(pao)抗收縮穩定性具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)預(yu)測能力。 更準(zhun)(zhun)確地說，可(ke)(ke)以看出(chu)，與(yu)(yu)其(qi)(qi)他系統相(xiang)(xiang)比(bi)，HFBII在(zai)所有(you)膨脹量方面(mian)(mian)都非常突出(chu)，因(yin)此提供(gong)了一個(ge)獨特的(de)(de)(de)(de)機會，可(ke)(ke)以在(zai)更廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)泡(pao)沫壽命(ming)(ming)范圍(wei)內進(jin)(jin)行(xing)比(bi)較。 我們發現b-酪蛋白的(de)(de)(de)(de)最小粗(cu)化(hua)時間(jian)與(yu)(yu)它不(bu)符合吉布(bu)斯標準(zhun)(zhun)這一事(shi)實密切相(xiang)(xiang)關。 最后，b-lg和Quillaja皂(zao)甙的(de)(de)(de)(de)粗(cu)化(hua)時間(jian)相(xiang)(xiang)似，但(dan)它們比(bi)b-酪蛋白的(de)(de)(de)(de)粗(cu)化(hua)時間(jian)大。 同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)趨勢也(ye)適用(yong)于表(biao)(biao)面(mian)(mian)膨脹參(can)數，它們確實超過了吉布(bu)斯準(zhun)(zhun)則，但(dan)并不(bu)遠。 因(yin)此，這些物(wu)質可(ke)(ke)以減慢，但(dan)不(bu)能阻止歧(qi)化(hua)。

與表面(mian)膨脹流變(bian)(bian)學一樣(yang)，表面(mian)剪切(qie)模量似(si)乎也(ye)給出(chu)了與tcoarse相(xiang)同(tong)的(de)趨勢。 然(ran)而(er)，從(cong)理論上(shang)看(kan)，膨脹而(er)非剪切(qie)是與氣(qi)泡收縮相(xiang)關的(de)主要變(bian)(bian)形。 因此，可以預期歧化率與膨脹模量之間(jian)存在直接(jie)聯系，而(er)與剪切(qie)力之間(jian)存在間(jian)接(jie)聯系，因為通常(chang)所有表面(mian)參數都是表面(mian)吸附的(de)相(xiang)互依賴和單調函數。

最后，我們假(jia)設，如果一個吸附的(de)蛋白質層既滿足2Emax/gmax>5的(de)標準，又表(biao)現出有(you)限的(de)粘性(xing)損失，那么它可(ke)以在數月的(de)時間尺度上有(you)效地阻止歧化。

探索泡沫粗化與表面流變學之間的關聯性疏水性蛋白——摘要、介紹

探索泡沫粗化與表面流變學之間的關聯性疏水性蛋白——材料和方法

探索泡沫粗化與表面流變學之間的關聯性疏水性蛋白——結果和討論

探索泡沫粗化與表面流變學之間的關聯性疏水性蛋白——結論、致謝！