不同堿液對含鹽蛋清功能性質(zhì)的影響*

王洋，葉陽，王曉燕，喬燕娟，代路謠

(四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川 自貢，643000)

蛋清中最主要的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，是食品加工中不可或缺的一種原料，其較高的營養(yǎng)和優(yōu)良的功能性質(zhì)如乳化性、起泡性、溶解性等在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。咸蛋是我國傳統(tǒng)腌制蛋品，深受消費(fèi)者青睞，咸蛋清因含鹽量高難被綜合利用，造成優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的浪費(fèi)。為了提高原料利用率，眾多學(xué)者對咸蛋清的脫鹽及酶解技術(shù)進(jìn)行了深入的研究［1-3］，但這些技術(shù)復(fù)雜且成本高，難以廣泛應(yīng)用。咸蛋清利用的最佳途徑是不需經(jīng)過脫鹽處理而直接應(yīng)用。目前已有學(xué)者對影響禽蛋部分功能性質(zhì)的因素進(jìn)行了初步研究［4-5］，在此基礎(chǔ)上，本文以含鹽蛋清為材料，探討不同堿液對含鹽蛋清起泡性、乳化性、溶解度、黏度的影響，確定不同堿液對其功能性質(zhì)的影響規(guī)律，力求通過優(yōu)化條件使咸蛋清的功能性質(zhì)得到進(jìn)一步的提高，以期拓寬咸蛋清的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮雞蛋，市售;福林-酚試劑，成都市科龍化工試劑廠;NaCl、NaOH、KOH、Na2CO3、牛血清白蛋白、十二烷基硫酸鈉(SDS)，均為分析純。

1.2 主要儀器設(shè)備

DZ30-32臺式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠;HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;78HW-1型恒溫磁力攪拌器，金壇市醫(yī)療儀器廠;NDJ-1黏度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;DS-200高速組織搗碎機(jī)，江陰市保利科研器械有限公司;T6新世紀(jì)紫外分光光度計(jì)，北京普析通用儀器責(zé)任有限公司;BCD-206TXZ冰箱，青島海爾股份有限公司;AR1140電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 蛋清溶膠的制備

將鮮雞蛋的蛋清手工分離，用磁力攪拌器攪拌至分散均勻，靜置2 h后棄除底層臍帶等雜質(zhì)，在室溫(25℃)下稱取蛋清，用蒸餾水配制成一定濃度的蛋清溶膠。

1.3.2 不同鹽濃度對蛋清功能特性的影響

將NaCl配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的溶液，加入不同體積的NaCl溶液至蛋清溶膠中，研究不同鹽濃度對蛋清功能特性的影響。

1.3.3 不同堿液對蛋清功能特性的影響

在1.3.2中確定的測定蛋清起泡性最適鹽濃度下，按表1分別配制不同濃度的 NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶液測定起泡性。如表1配制方法配制蛋清濃度3%，NaCl濃度0.4%測定乳化性;蛋清濃度為2 mg/mL，NaCl濃度為0.1%測定溶解度;蛋清濃度為10%，NaCl濃度為0.1%測定黏度。

表1 不同濃度的NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶膠配制表Table 1 Preparation of different concentration of NaOH，KOH and Na2CO3egg white sol

1.3.4 蛋清起泡性及泡沫穩(wěn)定性的測定

采用攪打發(fā)泡測定法測定起泡性(FAI)以及泡沫穩(wěn)定性(FS)，參考Raikos等［6］的方法并略做修改。取100 mL 4%的蛋清溶液于燒杯中，稱其空燒杯的質(zhì)量為m，稱量裝有配好溶液的燒杯質(zhì)量為m1，將溶液倒入組織攪碎勻漿機(jī)中，以8 000 r/min的轉(zhuǎn)速打泡2 min，然后迅速將勻漿機(jī)中的溶液倒入燒杯中，稱其質(zhì)量為m2，靜置30 min后，再將勻漿機(jī)的溶液倒入燒杯中，記錄質(zhì)量為m3。計(jì)算公式如下:

式中:m，空燒杯的質(zhì)量;m1，打泡前裝有溶液的燒杯的總質(zhì)量;m2，打泡2 min后倒入溶液的燒杯的總質(zhì)量;m3，靜置30 min后倒入消泡液體的燒杯的總質(zhì)量。

1.3.5 蛋清乳化活性及乳化穩(wěn)定性的測定

采用濁度法，參考宋俊?。?］等的方法。取60 mL雞蛋清溶液與20 mL植物油混合，使用高速勻漿機(jī)在8 000 r/min的條件下均質(zhì)1 min形成乳濁液，均質(zhì)后，分別在0 min和10 min從底部吸取100 μL分散于10 mL 0.1%的SDS溶液，于500 nm處測吸光度值。在0 min時(shí)測得的吸光值 A0即為乳化活性(EA)，乳化穩(wěn)定性(ESI)計(jì)算公式為:

式中:A0，0 min時(shí)測得的吸光值;A10，10 min時(shí)測得的吸光值。

1.3.6 蛋清蛋白質(zhì)溶解度的測定

采用福林-酚方法測定蛋白質(zhì)的含量及其溶解度，參考喬立文［8］等的方法。稀釋蛋清至2 mg/mL，取1 mL樣品于試管中，加入2 mL 1 mol/L的NaOH，混勻，反應(yīng)15 min;然后加入2 mL福林-酚綜合指示劑(與超純水體積比1∶1稀釋)并立刻混勻，25℃水浴保溫45 min，以超純水為空白，560 nm下測定吸光值。另取20 mL稀釋溶液，8 000 g，25℃離心10 min，按上述方法測上清液中蛋白質(zhì)含量。溶解度計(jì)算:

1.3.7 蛋清黏度的測定

采用pH值為7.0磷酸緩沖液配制成含0.1%NaCl的10%蛋清溶液，取200 mL蛋液，利用NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測定蛋液黏度［9］。測試條件:室溫下選用2號轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速30 r/s。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響

2.1.1 NaCl濃度對蛋清起泡特性的影響

NaCl濃度對蛋清起泡特性的影響見圖1。

圖1 NaCl含量對蛋清起泡性的影響Fig.1 Effect of NaCl concentration on foamability of egg white

由圖1可知，添加適量的NaCl可以增加蛋清蛋白的起泡能力，當(dāng)NaCl的添加量小于0.3%時(shí)，蛋清的FAI值及FS值均隨NaCl的增加而增大，即蛋清溶液的FAI值從不含NaCl時(shí)10.9%增加到當(dāng)NaCl濃度為0.3%時(shí)12.2%，F(xiàn)S值從38.4%增加到41.5%;當(dāng)NaCl的添加量超過0.3%時(shí)，蛋清蛋白的FAI值及FS值均隨NaCl的增加而減小。這是因?yàn)辂}對蛋白起泡性的影響取決于鹽的類型和蛋白質(zhì)在鹽溶液中的溶解度［9］。適當(dāng)濃度的鹽溶液可以減少表面黏度和蛋白膜的剛性，但增加了擴(kuò)散速率，反過來減弱了肽鏈間的相互作用，從而有助于增強(qiáng)某些蛋白質(zhì)的起泡性。因此，選擇NaCl濃度為0.3%做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響

不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響見圖2、圖3。圖2結(jié)果表明，在NaCl濃度為0.3%、蛋清濃度為4%條件下，不添加堿液時(shí)，蛋清FAI值為12.2%;隨著堿液的不斷增大，蛋清起泡性呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，不同的堿液在相同濃度下的起泡性不同，但在堿液為0.08 mol/L時(shí)FAI值都達(dá)到最大，分別為75.0%(NaOH)、59.3%(KOH)、42.4%(Na2CO3)，可以明顯看出，NaOH的起泡性最好。堿液的添加改變了蛋清溶液中的pH值，影響了蛋白質(zhì)的溶解度。蛋白質(zhì)只有在合適的溶解度范圍，才能表現(xiàn)出較好的起泡性能，過高則溶液太黏稠，流動(dòng)性低，其包合空氣的能力也降低，過低則不能形成豁膜或包容的空氣太少，一般而言，大多數(shù)蛋白質(zhì)合適的起泡濃度為2%-8%［10］。

圖2 不同堿液對蛋清起泡性的影響Fig.2 Effect of different alkali on foamability of egg white

由圖3可知，加入堿液使蛋清起泡穩(wěn)定性提高。不添加堿液時(shí)，蛋清FS值為41.5%;當(dāng)KOH添加濃度為0.02 mol/L時(shí)，F(xiàn)S值達(dá)到最大值65%;隨著堿液的不斷增大，起泡穩(wěn)定性也產(chǎn)生變化，添加NaOH的起泡穩(wěn)定性基本保持在58%左右，而KOH和Na2CO3的穩(wěn)定性則都有波浪型波動(dòng)。綜合以上結(jié)果，在蛋清溶液中添加0.08 mol/L NaOH時(shí)，其FAI值及FS值均較好。

圖3 不同堿液對蛋清起泡穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of different alkali on foam stability of egg white

2.2 不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響

2.2.1 NaCl濃度對蛋清乳化性的影響

NaCl濃度對蛋清乳化性的影響見圖4。圖4結(jié)果表明，添加適量的NaCl可以增加蛋清蛋白的乳化能力，當(dāng)NaCl的添加量小于0.4%時(shí)，蛋清的EA值隨著NaCl的增大而增大，即蛋清溶液的EA值從不含NaCl的0.216增加到當(dāng)NaCl濃度為0.4%時(shí)，其乳化性為0.388;當(dāng)NaCl的添加量超過0.4%時(shí)，EA隨著鹽濃度的增大而減小。原因可能是低濃度NaCl的加入產(chǎn)生了鹽溶作用，增強(qiáng)了蛋白質(zhì)的溶化作用［11］，高濃度NaCl使蛋白質(zhì)和鹽離子之間為各自溶劑爭奪水分子產(chǎn)生了鹽析作用，造成了EA的降低［7］。而ES隨著NaCl的增大呈現(xiàn)先增大后減小后趨于平衡。因此，選擇NaCl濃度為0.4%做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖4 NaCl濃度對蛋清乳化性的影響Fig.4 Effect of NaCl concentration on emulsifility of egg white

2.2.2 不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響

不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響見圖5、圖6。圖5結(jié)果表明，在NaCl濃度為0.4%條件下，不添加堿液時(shí)，EA值為0.388;隨著堿液的不斷增大，EA值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，不同堿液在同一濃度下的乳化性也有差別，但在堿濃度0.06 mol/L時(shí)達(dá)到最大值，EA 值分別為 1.279(NaOH)、1.167(KOH)、0.969(Na2CO3)，可以看出，NaOH對蛋清乳化性影響最大。這可能是因?yàn)樵诘入婞c(diǎn)附近，蛋清蛋白的溶解性不好，導(dǎo)致乳化性不好;隨堿液濃度增大其pH值增加，蛋白質(zhì)分子上電荷(COO-)增加，分子間靜電斥力隨之增加，水化層厚度增大，乳化性得以提高［12］;當(dāng)堿液濃度超過0.06 mol/L后，蛋清蛋白的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，或降解成小分子，使乳化性下降［13］。

圖5 不同堿液對蛋清乳化活性的影響Fig.5 Effect of different alkali on emulsifying activity of egg white

由圖6可知，不添加堿液時(shí)，ESI值為17 min;隨著堿液的不斷增大，乳化穩(wěn)定性基本呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在 NaOH、KOH、Na2CO3添加濃度分別為0.04、0.04、0.02 mol/L 時(shí)達(dá)到最大值，ESI值分別為55、65、69 min。綜合以上結(jié)果，在蛋清溶液中添加0.04 mol/L NaOH時(shí)，其EA值為1.196，ESI值達(dá)最大值55 min。

圖6 不同堿液對蛋清乳化穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of different alkali on emulsion stability of egg white

2.3 不同堿液對含鹽蛋清蛋白質(zhì)溶解度的影響

2.3.1 NaCl濃度對蛋清蛋白質(zhì)溶解度的影響

NaCl濃度對蛋清蛋白質(zhì)溶解度的影響見圖7。圖7結(jié)果表明，不添加NaCl時(shí)，蛋清蛋白的溶解度為73.8%，隨著NaCl添加量的不斷增加，蛋清在鹽溶液中的溶解度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)NaCl的添加量為0.1%時(shí)，蛋清蛋白的溶解性達(dá)到最大值89.8%。因此，選擇NaCl濃度為0.1%做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖7 NaCl濃度對蛋清蛋白溶解度的影響Fig.7 Effect of NaCl concentration on protein solubility of egg white

2.3.2 不同堿液對含鹽蛋清蛋白質(zhì)溶解度的影響

不同堿液對含鹽蛋清蛋白質(zhì)溶解度的影響見圖8。圖8表明，在NaCl濃度為0.1%條件下，不添加堿液時(shí)，蛋清蛋白溶解度為89.8%;隨著堿液的不斷增大，蛋清蛋白溶解度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，不同堿液在相同濃度下的溶解度不同，但堿液濃度在0.08 mol/L達(dá)到最大，溶解度分別為99.0%(NaOH)、96.5%(KOH)、93.9%(Na2CO3)，可以明顯看出，添加NaOH的溶解度優(yōu)于KOH和Na2CO3。在未添加堿液時(shí)，大部分蛋清蛋白在等電點(diǎn)附近，蛋白表面電子數(shù)量接近于零，隨著堿液的添加量增多，蛋白質(zhì)表面帶負(fù)電，蛋白質(zhì)與水作用增強(qiáng)，溶解度隨之增加。這個(gè)結(jié)果與堿液對蛋清的起泡性和乳化性的結(jié)果相吻合，說明蛋清溶解度的增大可以促進(jìn)其起泡性和乳化性的提高。

圖8 不同堿液對蛋清溶解度的影響Fig.8 Effect of different alkali on solubility of egg white

2.4 不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響

2.4.1 NaCl濃度對蛋清黏度的影響

NaCl濃度對蛋清黏度的影響見圖9。圖9結(jié)果表明，不添加NaCl時(shí)，蛋清的黏度為165 mPa·s;隨著NaCl添加量的不斷增加，蛋清在鹽溶液中的黏度呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，當(dāng)NaCl的添加量為0.1%時(shí)，蛋清蛋白的黏度達(dá)到最大值214 mPa·s。因此，選擇NaCl濃度為0.1%做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖9 NaCl含量對蛋清黏度的影響Fig.9 Effect of NaCl concentration on viscosity of egg white

2.4.2 不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響

不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響見圖10。由圖10可知，不添加堿液時(shí)，蛋清黏度為214 mPa·s;隨著堿液的不斷增大，蛋清黏度基本呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，只有NaOH添加濃度在0.02 mol/L時(shí)，蛋清黏度略有增加，為221 mPa·s。這是因?yàn)榈扒迦芤旱酿ざ扰cpH值有關(guān)。蛋清蛋白的二硫鍵可以在堿性環(huán)境中發(fā)生斷裂，隨著堿液的不斷添加，pH堿性增強(qiáng)，更多的蛋清蛋白降解為單個(gè)的小的亞基片段，進(jìn)而使得黏度值降低［14］。

3 結(jié)論

圖10 不同堿液對蛋清黏度的影響Fig.10 Effect of different alkali on viscosity of egg white

不添加堿液時(shí)，含鹽蛋清的FAI值為12.2%，F(xiàn)S值為41.5%，EA值為0.388，ESI值為17 min，蛋清蛋白溶解度為89.8%，蛋清黏度為214 mPa·s。加入適量堿液可增大蛋清蛋白的起泡性、起泡穩(wěn)定性、乳化活性、乳化穩(wěn)定性及蛋清蛋白溶解度，但降低了蛋清黏度。添加不同種類和濃度的堿液，蛋清蛋白的各項(xiàng)功能性質(zhì)不同，實(shí)際生產(chǎn)中可通過添加不同種類和濃度的堿液來提高含鹽蛋清的功能性質(zhì)，以獲得不同功能性質(zhì)要求的產(chǎn)品，拓寬咸蛋清的應(yīng)用范圍。

［1］ 李晶晶.咸蛋清脫鹽及制備抗氧化肽的研究［D］.廣州:華南理工大學(xué)，2010:12-35.

［2］ 杜永盛.酶解咸鴨蛋蛋清制取白蛋白肽的研究［D］.杭州:浙江大學(xué)，2006:38-50.

［3］ Kaewmanee T，Benjakul S，Visessanguan W.Protein hydrolysate of salted duck egg white as a substitute of phosphate and its effect on quality of Pacific White Shrimp(Litopenaeus Vannamei)［J］.Journal of Food Science，2009，74(8):351-361.

［4］ 蘇宇杰，徐珍珍，喬立文，等.全蛋液 pH值對其功能性質(zhì)的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(11):63-67.

［5］ 劉超.蛋清蛋白的改性及其起泡特性研究［D］.武漢:湖北工業(yè)大學(xué).2008:9-20.

［6］ Raikos V，Campbell L，Euston S R.Effects of sucrose and sodium chloride on foaming properties of egg white proteins［J］.Food Research International，2007，40(3):347-355.

［7］ 宋俊俊，遲玉杰.NaCl濃度、多糖以及小分子乳化劑對全蛋粉乳化性質(zhì)的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(6):22-27.

［8］ 喬立文，楊新宇，楊嚴(yán)俊.熱處理對于雞蛋全蛋液功能性質(zhì)的影響［J］.食品工業(yè)科技，2011，32(11):134-137.

［9］ Mwanjala A M，Muhammad K，Bakar J，et al.Influence of altered solvent environment on the functionality of pigeonpea and cowpea protein isolate ［J］.Food Chemistry，2000，71(2):157-165.

［10］ Oshodi A A.Functional properties of pigeon pea(Cajanus cajan)flour［J］.Food Chemistry，1989，34(3):187-191.

［11］ Shimizu M，Lee S W，Kaminogawa S，et al.Functional properties a peptide of 23 residues purified from the peptic hydrolysate of asl-casein:changes in the emulsifying activity during purification of the peptide［J］.Journal of Food Science，1986，51(5):1 248-1 252.

［12］ 劉永，畢永鈞.介質(zhì)對蛋清蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響［J］.中國食品添加劑，2010(6):127-129.

［13］ 李俐鑫，遲玉杰，于濱.蛋清蛋白凝膠特性影響因素的研究［J］.食品科學(xué)，2008，29(3):46-49.

［14］ Donovan J W，Davis J G，Wiele M B.Viscosimetric studies of alkaline degradation of ovomucin［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1972，20(2):223-228.