水浴和微波加熱影響雞蛋清凝膠性能比較研究

葉陽，王洋，喬燕娟，代路謠，賈鳳瓊

（四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000）

水浴和微波加熱影響雞蛋清凝膠性能比較研究

葉陽，王洋，喬燕娟，代路謠，賈鳳瓊

（四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000）

以雞蛋清為材料，探討了加熱處理方式和加熱時(shí)間對雞蛋清凝膠硬度、回復(fù)性以及持水性的影響。結(jié)果表明：蛋清微波加熱凝膠形成速度比傳統(tǒng)水浴加熱快。蛋清在75℃水浴加熱20 min開始形成凝膠，凝膠硬度為21.83 g，90℃加熱50min達(dá)到最大值779.50 g；微波100W加熱25 s即可形成凝膠，凝膠硬度為46.90 g；20W加熱160 s達(dá)到最大值266.23 g。與水浴加熱相比，微波加熱蛋清凝膠的持水性最低值為84.10%，回復(fù)性均在60%以上，回復(fù)性得到明顯改善。

蛋清；凝膠；熱處理；微波

引言

雞蛋清的必需氨基酸含量豐富，且比例適當(dāng)，與人體的需要最為接近，而且它具有良好的凝膠性、乳化性、起泡性和持水性等功能性質(zhì)，在肉魚類制品、面制品等食品加工中得到廣泛應(yīng)用［1］，以提高其制品的組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)地［2］。凝膠性質(zhì)作為食品加工過程中重要的加工特性之一［3］，受到蛋白質(zhì)本身及諸多外部因素影響［4］，例如蛋清加熱的時(shí)間和溫度，鹽離子種類和離子強(qiáng)度［5-6］，pH值等［7］。

加熱是肉蛋類制品加工過程中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的水浴加熱方式熱量是由外向內(nèi)傳遞，物料間溫度梯度大、加熱速度慢且時(shí)間長。而微波加熱方式可以將電能轉(zhuǎn)化為高頻微波［8］，不需要經(jīng)過從外到內(nèi)的傳熱過程，微波可以直接深入到物料內(nèi)部使物料整體同時(shí)加熱。與水浴加熱相比，微波加熱轉(zhuǎn)換效率高、速度快、時(shí)間短、加熱均勻且易于控制［9］。由此可見，微波加熱、水浴加熱方式對雞蛋蛋白質(zhì)的變性效果可能就存在差異，在蛋清凝膠質(zhì)地方面很可能也存在差別。目前將微波加熱方式用于蛋清熱誘導(dǎo)膠凝的研究報(bào)道較少［10－11］，也未見蛋清微波加熱膠凝的研究報(bào)道。本文以雞蛋清為原料，采用微波加熱制備蛋清凝膠，與傳統(tǒng)水浴加熱方式進(jìn)行了比較分析研究。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮雞蛋：市售。

1.2 主要儀器設(shè)備

TA.XT.Plus物性測試儀：Stable Micro Systems（UK）；TG－16臺(tái)式高速離心機(jī)：四川蜀科儀器有限公司；AR1140電子天平：梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司；78HW－1型恒溫磁力攪拌器及HH－S4數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；D8023CTL－K4微波爐：格蘭仕。

1.3 方法

1.3.1蛋清分離［12］

用蛋清分離器將鮮雞蛋的蛋清和蛋黃分離，將蛋清液用磁力攪拌器攪拌均勻，靜置2 h后棄除底層臍帶等雜質(zhì)，置于4℃待用。

1.3.2凝膠制備

將分離好的20 mL蛋清溶膠置于100 mL燒杯中，保鮮膜封口，不同溫度（75℃、80℃、85℃、90℃、95℃）水浴加熱或微波爐加熱（20 W、40 W、60 W、80 W、100 W）不同時(shí)間將其制備成凝膠，而后冷水浴1 h，置于4℃冰箱過夜后取出備用。

1.3.3蛋清凝膠硬度及回復(fù)性的測定

采用TA.XT.Plus物性測試儀進(jìn)行蛋清凝膠硬度及回復(fù)性測定，參考Chin等［13］的方法并稍作修改。測定前將蛋清凝膠在室溫放置1 h，然后將待測凝膠樣品連同燒杯置于測定平臺(tái)上，測定參數(shù)如下：探頭型號P／0.5，測前、測中和測后速度均為1 mm／s，下壓距離5 mm，觸發(fā)力5 g。測試得到如圖1所示的凝膠質(zhì)構(gòu)測試曲線。圖1曲線中正峰最大值表示凝膠硬度，半峰面積2與面積1的比值表示回復(fù)性。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次。

1.3.4蛋清凝膠持水性測定

凝膠持水性（water holding capacity，WHC）參考Kocher等［14］的方法并稍作修改。將制備的蛋清凝膠從冰箱取出，測量前在室溫放置1 h。取3 g不同的凝膠樣品加入離心管中，10 000 r／min離心10 min，去除離心出的水分，稱量凝膠質(zhì)量。按下式計(jì)算凝膠持水性。

式中：m1為離心后凝膠質(zhì)量；m0為離心管質(zhì)量；m2為離心前凝膠質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理方式對蛋清凝膠硬度的影響

凝膠制備方法常用水浴加熱方法［15］。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)將蛋清75℃至少加熱20 min后才能形成熱誘導(dǎo)凝膠，所以將形成熱誘導(dǎo)凝膠的最低時(shí)間設(shè)定為20 min。水浴加熱溫度和時(shí)間對蛋清凝膠硬度的影響如圖2所示。由圖2可以看出，加熱時(shí)間一定時(shí)，隨著水浴加熱溫度的升高，蛋清凝膠硬度不斷上升；加熱溫度一定時(shí)，隨著加熱時(shí)間的延長，蛋清凝膠硬度不斷上升；但在90℃、95℃加熱不同時(shí)間時(shí)蛋清凝膠硬度基本一致。蛋清在75℃加熱20 min開始形成凝膠，此時(shí)凝膠硬度很小，僅為21.83 g；在90℃加熱50 min蛋清凝膠硬度達(dá)到最大值，為779.50 g，增大了35.7倍。說明溫度升高，蛋清蛋白變性加劇，剛性變大。蛋清加熱到90℃左右是蛋制品加工的一個(gè)比較好的溫度范圍，凝膠硬度較大而且比較穩(wěn)定。

微波功率和微波時(shí)間對蛋清凝膠硬度的影響如圖3所示。微波功率的選擇根據(jù)微波爐的檔數(shù)，微波加熱時(shí)間范圍為蛋清開始形成凝膠到蛋清凝膠劣化所需要的時(shí)間段。由圖3可以看出，微波加熱形成蛋清凝膠的時(shí)間都要顯著低于水浴加熱膠凝的凝膠，在20 W最低檔加熱時(shí)，加熱時(shí)間不能超過170 s。不同功率微波加熱凝膠形成速度有一定差異。微波功率越大，所需加熱時(shí)間越短，在100 W最高檔加熱25 s即可形成凝膠，此時(shí)凝膠硬度為46.90 g；微波加熱凝膠硬度最大值出現(xiàn)在20W加熱160 s時(shí)，為266.23 g。與水浴加熱形成凝膠相比，微波加熱蛋清凝膠嫩度明顯得到改善。當(dāng)微波加熱膠凝（功率不同）時(shí)，隨著加熱時(shí)間的延長凝膠硬度顯著提高，但加熱時(shí)間過長，凝膠硬度反而有所降低，基本呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。

2.2 熱處理方式對蛋清凝膠回復(fù)性的影響

回復(fù)性表示的是凝膠樣品在壓縮過程中回彈的能力與程度。由圖4可知，75℃水浴加熱20 min時(shí)，蛋清凝膠開始形成，凝膠硬度較小，推測可能因?yàn)榇藭r(shí)形成凝膠不完全致使其回復(fù)性較大。除75℃水浴加熱20 min外，不同溫度水浴加熱不同時(shí)間，蛋清凝膠的回復(fù)性均在56%以下；75℃和80℃水浴加熱時(shí)，蛋清凝膠的回復(fù)性都在40%以下，且基本隨著加熱時(shí)間的延長，回復(fù)性緩慢升高。而由圖5可知，微波加熱不同功率和時(shí)間，蛋清凝膠的回復(fù)性均在60%以上，總體強(qiáng)于水浴加熱凝膠。這可能是因?yàn)榧訜崴俣鹊目炻绊懥四z的形成，傳統(tǒng)水浴加熱誘導(dǎo)凝膠是通過緩慢的加熱，促使蛋白質(zhì)受熱變性展開。而微波加熱溫度更高更均勻，在更高溫度下，蛋白質(zhì)之間相互作用加強(qiáng)，促使蛋白質(zhì)內(nèi)部的巰基暴露，產(chǎn)生更多的二硫鍵，有利于較好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成［16］。綜合蛋清凝膠硬度結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微波加熱凝膠硬度不大，其最大凝膠硬度約為水浴加熱凝膠最大硬度的三分之一，回復(fù)性均優(yōu)于水浴加熱。

2.3 熱處理方式對蛋清凝膠持水性的影響

由圖6可知，75℃水浴加熱形成蛋清凝膠，隨著加熱時(shí)間的延長，蛋清凝膠的持水性先增加后減小，加熱20 min時(shí)，持水性較小，為83.83%，在加熱80 min后達(dá)到最大值，為95.64%；80～95℃水浴加熱形成的蛋清凝膠持水性比較恒定，都在90%以上。微波加熱凝膠過程中（圖7），隨著加熱時(shí)間的延長，持水性顯著提高。微波加熱形成凝膠的持水性最低值也有84.10%，與水浴加熱相比保持一致。但形成凝膠的持水性總體相對較低，原因可能是微波加熱強(qiáng)度比水浴加熱強(qiáng)度高很多。微波加熱有利于蛋白質(zhì)分子間的相互作用，使蛋白質(zhì)聚集體展開程度加大，體積變大后凝膠的持水性相應(yīng)降低。Suvendu［11］在研究微波加熱致使大豆蛋白膠凝時(shí)也發(fā)現(xiàn)了大豆蛋白質(zhì)分子在微波高強(qiáng)度加熱后展開，體積變大的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

用TA.XT.Plus物性測試儀研究了微波加熱和水浴加熱處理的蛋清質(zhì)構(gòu)特性。結(jié)果表明：蛋清微波加熱凝膠形成速度比傳統(tǒng)水浴加熱快，不同功率微波加熱凝膠形成速度有一定差異。微波100 W最高檔加熱25 s即可形成凝膠，此時(shí)凝膠硬度為46.90 g；微波加熱凝膠硬度最大值出現(xiàn)在20 W加熱160 s時(shí)，凝膠硬度為266.23 g。微波加熱不同功率和時(shí)間，蛋清凝膠的回復(fù)性均在60%以上，持水性最低值也有84.10%。與水浴加熱相比，微波加熱法顯著改善了蛋清熱誘導(dǎo)凝膠的回復(fù)性，提高了蛋清凝膠的形成速度，改善了蛋清凝膠的質(zhì)構(gòu)特性。

［1］李曉東.蛋品科學(xué)與技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.

［2］王旭清,司偉達(dá),盧曉明,等.pH和干熱處理對蛋清粉性質(zhì)的影響［J］.食品科技,2011,36（6）：116-118.

［3］Raikos V,Campbell L,Euston S R.Rheology and texture of hen's egg protein heat-setgels as affected by pH and the addition of sugar and/or salt［J］.Food Hydrocolloids,2007,21（2）：237-244.

［4］趙新淮,徐紅華,姜毓君.食品蛋白質(zhì)——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能［M］.北京：科學(xué)出版社,2009.

［5］Croguennec T,Nau F,BruléG.Influence of pH and salts on egg white gelation［J］.Journal of Food Science,2002, 67（2）：608-614.

［6］葉陽,王洋.金屬離子對雞蛋清凝膠特性的影響［J］.食品科技,2013,38（2）：242-244,248.

［7］Handa A,TakahashiK,Kuroda N,etal.Heat-induced egg white gels as affected by pH［J］.Food Science,1998,63（3）：403-407.

［8］陳銀基,周光宏,鞠興榮.蒸煮與微波加熱對牛肉肌內(nèi)脂肪中脂肪酸組成的影響［J］.食品科學(xué),2008,29（2）：130-136.

［9］朱玉安,劉友明,張秋亮,等.加熱方式對魚糜凝膠特性的影響［J］.食品科學(xué),2011,32（23）：107-110.

［10］Mao W,Manabu W,Noboru S.Analysis of temperature distributions in Kamaboko duringmicrowave heating［J］. Journal of Food Engineering,2005,71：187-192.

［11］Suvendu B,Rashmi J.Gelling behavior of defatted soybean flour dispersions due to microwave treatment： Textural,oscillatory,microstructural and sensory properties［J］.Journal of Food Engineering,2007,78：1305-1314.

［12］徐保立,李斌,范勁松,等.食品添加劑對雞蛋清凝膠強(qiáng)度的影響［J］.食品工業(yè)科技,2010,31（8）：297-299.

［13］Chin K B,Go M Y,Xiong Y.Konjac flour improved textural and water retention properties of transglutaminase-mediated,heat-induced porcine myofibrillar protein gel：Effect of salt level and transglutaminase incubation［J］.Meat Science,2009,81（3）：565-572.

［14］Kocher P N,Foegeding E A.M icrocentrifuge-based method formeasuring water-holding of protein gels［J］. Journalof Food Science,1993,58（5）：1040-1046.

［15］Houska M,Kyhos K,Novotna P,et al.Gel strength of the native egg white［J］.Czech Journal of Food Science,2004,22：58-66.

［16］王苑,楊玉玲,周光宏,等.高壓預(yù)處理及加熱方式對混合蛋白凝膠特性的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè), 2007,33（7）：18-21.

Com parative Study ofWater Bath Heating and Microwave Heating Effect on Gel Properties of Hen Egg White

YE Yang，WANG Yang，QIAO Yanjuan，DAILuyao，JIA Fengqiong
（Shool of Biotechnology Engineering，Sichuan University of Science＆Engineering，Zigong，643000，China）

The effects of heat treatment and heating time on the hardness，resilience and water holding capacity of hen egg white gel were investigated.The results showed that：egg white gel by microwave heating forming speed was faster than traditional water-bath heating.Egg white began to form a gel by water-bath heating 20min at 75℃，and gel hardness was 21.83g.90℃heating for50 min reached maximum 779.50 g.100W microwave heating25 s can form gel，and gel hardness was46.90 g.20 W heating for 160 s reached the maximum 266.23 g.Compared with water-bath heating，the lowest water holding capacity of egg white gel bymicrowave heating was84.10%，resiliencewasmore than 60%and it had been significantly improved.

egg white；gel；heat treatment；microwave

TS253.1

A

1673-1549（2014）04-0012-04

10.11863／j.suse.2014.04.04

2014-05-08

四川省教育廳項(xiàng)目（14ZB0216）；四川理工學(xué)院基金項(xiàng)目（2013KY01）；四川理工學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（CX20130409）

葉陽（1982-），女，湖南長沙人，講師，博士，主要從事食品科學(xué)方面的研究，（E-mail）yeyang161＠163.com