中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后品質(zhì)的影響

陳遠(yuǎn)哲，丁麗娜，尤玉如，2，肖功年,2

(1.浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，杭州 310023；2.浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點實驗室，杭州 310023)

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中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后品質(zhì)的影響

陳遠(yuǎn)哲1，丁麗娜1，尤玉如1，2，肖功年1,2

(1.浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，杭州 310023；2.浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點實驗室，杭州 310023)

摘要:研究鮮鴨蛋蛋清、咸鴨蛋蛋清、脫鹽咸鴨蛋蛋清，以及加中性蛋白酶的咸鴨蛋蛋清和加中性蛋白酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清的黏度、乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性。試驗結(jié)果表明：加酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清黏度高達(dá)58.2 Pa·s，得到了極大的提升；加酶的咸鴨蛋蛋清乳化性及乳化穩(wěn)定性最優(yōu)，分別為1.108和1 582.86 min；未加酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清起泡性最佳，為587%，加酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清泡沫穩(wěn)定性最佳。

關(guān)鍵詞:咸鴨蛋蛋清；中性蛋白酶；黏度；乳化性；泡沫穩(wěn)定性

蛋類制品是中國特色農(nóng)產(chǎn)品，而蛋制品產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中也占有重要的地位。而由于傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣和鴨蛋的保鮮期，國內(nèi)60%以上的鴨蛋以咸鴨蛋制品方式消費。其中，咸鴨蛋蛋黃因其良好的口感和色澤而備受人們的青睞，通常用于制作菜肴和糕點。咸鴨蛋蛋黃是制作月餅的主要原料之一，因此遺留的咸鴨蛋蛋清數(shù)量也相當(dāng)大。據(jù)初步估算，每年遺留的咸鴨蛋蛋清已超過數(shù)萬噸。因其含鹽量高達(dá)10%～12%而未能被合理利用，這不僅是對優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源的浪費，而且由于咸鴨蛋蛋清的發(fā)酵分解及腐敗也會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此，咸鴨蛋蛋清的處理變得非常重要[1]。目前對咸鴨蛋蛋清的利用率不高，國內(nèi)的報道也僅僅是簡單地將其直接添加利用、從中提取少量物質(zhì)、直接干燥制粉、酶解或者初步脫鹽等[2]。

鄭華等[3]研究了3種不同酶(胰蛋白酶、復(fù)合風(fēng)味蛋白酶、木瓜蛋白酶)對脫鹽咸鴨蛋蛋清的酶解程度及規(guī)律。溶菌酶主要提取自蛋清，Gill 等[4-6]的研究表明，溶菌酶和EDTA對于火腿的防腐作用具有協(xié)同效果，能夠大幅提高防腐效果。李晶晶等[7]不僅研究了咸鴨蛋蛋清超濾脫鹽工藝，還探討了脫鹽咸鴨蛋蛋清蛋白酶水解工藝和酶水解產(chǎn)物的脫腥處理方法；另外，也有專利將咸鴨蛋蛋清脫鹽(脫鹽率90%、蛋白質(zhì)回收率 90%)并將其應(yīng)用到面包、蛋糕、餅干等食品及飲料和調(diào)味料等。

今以鮮鴨蛋蛋清為對照，研究咸鴨蛋蛋清脫鹽前后及加入中性蛋白酶后品質(zhì)的變化，旨在為咸鴨蛋蛋清的綜合利用作鋪墊。

1材料與方法

1.1材料

鮮鴨蛋蛋清，杭州羽濃禽蛋制品有限公司，實驗室分離；咸鴨蛋蛋清，杭州羽濃禽蛋制品有限公司，實驗室分離；脫鹽咸鴨蛋蛋清，實驗室分離(透析袋透析，將咸鴨蛋蛋清置于分子截留量為3 500 Da的透析袋中，兩端扎緊封口，浸沒于去離子水中，每隔2 h換一次水，透析6 h，蛋白質(zhì)大分子被攔截，而NaCl可以通過,從而達(dá)到脫鹽目的)。透析袋(分子截留量3 500 Da)，上海長哲生物科技有限公司；金龍魚大豆油，嘉里糧油(中國)有限公司。

碳酸氫鈉、乙二胺四乙酸、十二烷基硫酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸，均為國產(chǎn)分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；中性蛋白酶，上海長哲生物科技有限公司。

1.2儀器

DV-S數(shù)顯黏度計，BROOKFIELD；UV765紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；DGG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，蘇州江東精密儀器有限公司；HH系列數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海江星儀器有限公司；ULTRA-TURRAX T 25 basic分散機，北京康林科技有限責(zé)任公司。

1.3試驗方法

1.3.1中性蛋白酶對脫鹽咸鴨蛋蛋清黏度的影響

采用DV-S數(shù)顯黏度計測定鮮鴨蛋蛋清、咸鴨蛋蛋清和脫鹽咸鴨蛋蛋清的黏度，取10 mL的鮮鴨蛋蛋清、咸鴨蛋蛋清、加酶脫鹽咸鴨蛋蛋清于100 mL的燒杯中，水浴加熱至25 ℃，立即測定黏度，選取轉(zhuǎn)子S61，速度為50%，將探頭完全淹沒在試樣中，30 s后讀取數(shù)據(jù)[8]。下文中出現(xiàn)“+”，即為加入中性蛋白酶，出現(xiàn)“-”，則是未添加中性蛋白酶。

1.3.2中性蛋白酶對脫鹽咸鴨蛋蛋清乳化特性的影響

乳化性的測定采用濁度法，并運用乳化活性指數(shù)(emulsifying activity index,EAI)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(emulsifying stability index,ESI)來評價乳化活性和乳化穩(wěn)定性。分別取鮮鴨蛋蛋清、咸鴨蛋蛋清、加酶脫鹽咸鴨蛋蛋清3mL，與1mL大豆油混合，在10 000r/min下分散1min后，立即從距溶液底部0.5cm處用50μL微量進樣管量取50μL乳濁液，加入5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液，混勻后在500nm下測定吸光度A0，即為乳化活性指數(shù)EAI，靜置10min后，測定其吸光度A10，即為乳化穩(wěn)定性指數(shù)ESI[8]，設(shè)為YESI。計算公式如下：

(1)

式(1)中：A10為將乳狀液放置10min后測得的吸光值。

1.3.3中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清起泡性及泡沫穩(wěn)定性的影響

量取鮮鴨蛋蛋清、咸鴨蛋蛋清、加酶脫鹽咸鴨蛋蛋清各10mL于250mL燒杯中，稀釋到100mL,使用10 000r/min的分散機攪拌3min后，立即轉(zhuǎn)入250mL量筒，記錄攪拌停止時溶液體積V1和泡沫體積Vf，靜置30min后溶液體積V30。起泡性(foamingcapacity,FC)和泡沫穩(wěn)定性(foamingstability,FS)[9]分別設(shè)為YFC和YFS，計算公式如下：

(2)

(3)

式(2)、式(3)中：V0為鴨蛋蛋清液體，V0=10mL；V1為攪拌停止時溶液體積，mL；Vf為攪拌停止時泡沫體積，mL；V30為靜置30min后溶液體積，mL。

2結(jié)果與分析

2.1中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后黏度的影響

圖1　中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽后黏度的影響Fig.1　 Influence of neutral protease on viscosity of salted duck egg white before and after desalination

由圖1可知，鮮鴨蛋蛋清的黏度大于咸鴨蛋蛋清，可能與分子間力——氫鍵有關(guān)，因為鹽分中Na+和Cl-會屏蔽蛋白質(zhì)的表面電荷，使得部分氫鍵受損，導(dǎo)致體系黏度下降。咸蛋蛋清脫鹽前后黏度變化不大，說明蛋白質(zhì)在高質(zhì)量濃度鹽環(huán)境中，發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變性[10]。加入中性蛋白酶的咸鴨蛋蛋清，其黏度也沒有太大的改變，說明在高質(zhì)量濃度鹽環(huán)境中，酶的活性受到極大的影響。而在脫鹽后加入酶，則發(fā)現(xiàn)黏度有極大的提高，甚至還優(yōu)于鮮鴨蛋蛋清。這可能是因為酶解使已變性的蛋白質(zhì)裂解，讓大部分氫鍵暴露出來，體系黏度也隨之上升。

2.2中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響

因蛋白質(zhì)同時包含疏水性基團和親水性基團，能夠在乳液界面交互，疏水性基團部分朝向脂質(zhì)展開，親水性基團部分向水相展開，降低表面張力，易于形成穩(wěn)定的乳狀液，所以都是高效的乳化劑。蛋清蛋白的乳化性有助于脂肪的吸收并可防止脂肪的析出，延長商品的貨架期[11]。

由圖2(a)可知，鮮鴨蛋蛋清的乳化性優(yōu)于咸鴨蛋蛋清，說明NaCl對蛋清乳化性有較大的影響，因為鹽分中Na+和Cl-會屏蔽蛋白質(zhì)的表面電荷，降低蛋白質(zhì)—水之間的相互作用，吸附在油—水界面的蛋白質(zhì)量減少，油滴粒徑較大，界面面積小，所以乳化活力降低[12]。脫鹽咸鴨蛋蛋清的乳化性幾乎沒有太大的改變。加入中性蛋白酶的咸鴨蛋蛋清的乳化性明顯增加，可能是因為在高鹽度環(huán)境中，雖然酶的活性大大降低，但酶作為一種蛋白質(zhì)在乳化性的測定中也參與了反應(yīng)，而加酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清乳化性降低，說明隨著鹽質(zhì)量濃度的降低，酶的活性逐漸恢復(fù)，一部分已經(jīng)變性的蛋白質(zhì)被酶解成小分子肽鏈，使蛋清蛋白質(zhì)中蛋白質(zhì)分子的親水基團暴露，使其親水性增強、乳化性下降。

由圖2(b)可知，鮮鴨蛋蛋清的乳化性穩(wěn)定優(yōu)于咸鴨蛋蛋清，因為鹽分中Na+和Cl-會屏蔽蛋白質(zhì)的表面電荷，降低蛋白質(zhì)—水之間的相互作用，吸附在油—水界面的蛋白質(zhì)量減少，油滴粒徑較大，界面面積小，所以乳化穩(wěn)定性降低。而加酶的脫鹽咸鴨蛋蛋清乳化穩(wěn)定性降低，說明隨著鹽質(zhì)量濃度的降低，酶的活性逐漸恢復(fù)，一部分已經(jīng)變性的蛋白質(zhì)被酶解成小分子肽鏈，使蛋清蛋白質(zhì)中蛋白質(zhì)分子的親水基團暴露，使其親水性增強、乳化穩(wěn)定性下降。

圖2　中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后乳化特性的影響Fig.2　Influence of neutral protease on emulsibility of salted duck egg white before and after desalination

2.3中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后起泡性及泡沫穩(wěn)定性的影響

蛋清中含有豐富的蛋白質(zhì)，是一種親水膠體，具有良好的起泡性，在糕點生產(chǎn)中具有重要作用，特別是在西點的裝飾方面。

蛋白經(jīng)過強烈攪打，蛋白薄膜將混入的空氣包裹起來形成泡沫，由于受表面張力制約，迫使泡沫成為球形，制品在烘烤時，泡沫由于蛋白質(zhì)凝結(jié)而固定，因此，蛋白在糕點和面包制作中起到了膨松、增大體積的作用[13]。

由圖3(a)可知，鮮鴨蛋蛋清的起泡性優(yōu)于咸鴨蛋蛋清，可能是因為過高的含鹽量增加了溶液的表觀黏度和蛋白膜的剛性，但脫鹽咸鴨蛋蛋清的起泡性遠(yuǎn)高于鮮鴨蛋蛋清，可能是未完全脫去的少量NaCl減少了溶液的表觀黏度和蛋白膜的剛性，增加了擴散速率，從而減弱了肽鏈間的相互作用[14]，這有助于增強咸鴨蛋蛋清的起泡性，故脫鹽咸鴨蛋蛋清的起泡性明顯大于鮮蛋蛋清的起泡性。 加入中性蛋白酶后，部分已經(jīng)變性的蛋清蛋白被酶解成小肽，在某種程度上加強了肽鏈間的相互作用，導(dǎo)致咸鴨蛋蛋清起泡性的降低[15]。

由圖3(b)可知，鮮鴨蛋蛋清的泡沫穩(wěn)定性優(yōu)于咸鴨蛋蛋清，因為咸鴨蛋蛋清中的高含鹽量，脫鹽咸鴨蛋蛋清的泡沫穩(wěn)定性與鮮鴨蛋蛋清幾乎一致，可能是未完全脫去的少量NaCl雖然減少了溶液的表觀黏度和蛋白膜的剛性，增加了擴散速率，增強了蛋白質(zhì)的起泡性，但少量NaCl的存在極大地影響了泡沫穩(wěn)定性[16]。 加入中性蛋白酶后，部分已經(jīng)變性的咸鴨蛋蛋清蛋白被酶解成小肽，在某種程度上加強了肽鏈間的相互作用，雖然不利于咸鴨蛋蛋清的起泡性，但肽鏈間的相互作用使泡沫穩(wěn)定性得到了極大的提升。

圖3　中性蛋白酶對咸鴨蛋蛋清脫鹽前后起泡性及泡沫穩(wěn)定性的影響Fig.3　Influence of neutral protease on foamability and foam stability of salted duck egg white before and after desalination

3結(jié)語

添加中性蛋白酶的咸鴨蛋蛋清黏度為12.4 Pa·s，較之未添加酶的咸鴨蛋蛋清無太大的變化；加酶的咸鴨蛋蛋清乳化性為1.108，較之未添加之前得到了較大的提升，乳化穩(wěn)定性也有相應(yīng)的提升；起泡性為304%，較之未添加之前有所下降，但穩(wěn)定性有所提升；而在脫鹽咸鴨蛋蛋清中添加中性蛋白酶，其黏度有極大的提升，達(dá)到58.2 Pa·s，起泡性為364%，較之未添加之前有所下降，但穩(wěn)定性有較大的提升，達(dá)到了99%。綜上所述，是否需要添加中性蛋白酶應(yīng)根據(jù)實際需求。

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doi:10.3969/j.issn.1671-8798.2016.03.011

收稿日期:2016-06-14

基金項目:浙江省科技計劃項目(2014C32086)

作者簡介:陳遠(yuǎn)哲(1993—)，男，浙江省金華人，碩士研究生，研究方向為食品工程。

通信作者:肖功年，教授，博士，主要從事食品添加劑與配料研究。

中圖分類號:TS253.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1671-8798(2016)03-0230-05

Influence of neutral protease on quality of salted duck egg white before and after desalination

CHEN Yuanzhe1， DING Lina1， YOU Yuru1,2， XIAO Gongnian1,2

(1.School of Biological and Chemical Engineering， Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou 310023, China；2.Zhejiang Provincial Key Laboratory for Chemical and Biological Processing Technology of Farm Produce, Hangzhou 310023, China)

Abstract:The viscosity, emulsification, emulsifying stability, foaming ability and foam stability of fresh duck egg, salted duck gee white, salted duck gee white with neutral protease and desalted duck gee white with neutral protease were studied. The results showed that, the viscosity of desalted duck egg white with neutral protease has large improvement, which can reach 58.2 Pa·s; the emulsibility and emulsifying stability of salted duck egg white with neutral protease also can reach 1.108, 1582.86 min; the optimal foaming ability of salted duck egg white are increased 587%, the foam stability of desalted duck egg white with neutral protease is better than that of desalted duck egg white.

Keywords:salted duck egg white；neutral protease；viscosity；emulsibility；foam stability