低鈉鹽對(duì)皮蛋的鈉鉀含量、硬度及蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

周　黎,張雅瑋,劉　瑋,徐　萌,馬志方,惠　騰,彭增起

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210095)

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低鈉鹽對(duì)皮蛋的鈉鉀含量、硬度及蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

周黎,張雅瑋,劉瑋,徐萌,馬志方,惠騰,彭增起*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210095)

以新鮮鴨蛋為原料,采用清料法腌制皮蛋。探討低鈉鹽替代食鹽對(duì)皮蛋的鈉鉀含量、凝膠的硬度、蛋清蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)等的影響,旨在為降低皮蛋中的鈉含量提供新的思路,為加工低鈉皮蛋提供新的方向。結(jié)果表明,100%低鈉鹽組比食鹽組蛋清鈉含量降低了21%,蛋黃鈉含量降低了30%。不同比例的低鈉鹽替代組與食鹽組對(duì)比,皮蛋凝膠的硬度、蛋清蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的含量均無(wú)顯著性差異(p>0.05)。70%低鈉鹽替代食鹽制得的皮蛋,感官品質(zhì)良好。

低鈉鹽,皮蛋,硬度,蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

皮蛋是我國(guó)傳統(tǒng)的蛋制品,其常用加工方式為氫氧化鈉清料浸泡法。由于傳統(tǒng)加工的皮蛋中鈉含量普遍較高,而人體攝入過(guò)多的鈉會(huì)誘發(fā)高血壓、心血管等疾病[1-2],嚴(yán)重威脅到人們的身體健康,因此進(jìn)行低鈉皮蛋的研究勢(shì)在必行。目前關(guān)于降低皮蛋中的鈉含量有兩種手段,一種是堿替代,另一種是鹽替代。堿替代的方式多為氫氧化鉀替代氫氧化鈉[3-5]。研究發(fā)現(xiàn)采用5.5% KOH制得的皮蛋品質(zhì)較好[4],不足的是氫氧化鉀的用量較多,產(chǎn)品堿味重,帶澀味,需要較長(zhǎng)的后熟期,生產(chǎn)周期長(zhǎng)。鹽替代多采用鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽部分替代氯化鈉。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于開(kāi)發(fā)一種通用型食鹽替代物,既能保證產(chǎn)品風(fēng)味,又能有效降低鈉的攝入[1],已有食鹽替代物應(yīng)用在肉制品中的報(bào)道[6],然而,將食鹽替代物應(yīng)用于皮蛋加工中的研究沒(méi)有報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)采用一種新型的低鈉鹽替代食鹽加工皮蛋,研究不同比例的低鈉鹽替代對(duì)皮蛋的鈉鉀含量、凝膠的硬度、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)等的影響,為食鹽替代物應(yīng)用于皮蛋加工提供一個(gè)新的思路。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮鴨蛋(平均約70～75 g)南京市衛(wèi)崗農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);紅茶末、食鹽南京蘇果超市;低鈉鹽專利號(hào)Z L201110341045.1;氫氧化鈉(食品級(jí))、硫酸銅(食品級(jí))山東濱化東瑞化工有限公司;K、Na元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1.0 g/L)美國(guó)Spex公司;HNO3為國(guó)產(chǎn)分析純。

TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀英國(guó)Stable Micro System公司;YP1201N電子天平上海精密科學(xué)儀器公司;NEXUS670型氣相色譜-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用儀美國(guó)尼高力公司;ICP-7510電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀日本島津公司。

表2　皮蛋的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1皮蛋的制備采用氫氧化鈉清料法腌制皮蛋,設(shè)置5個(gè)實(shí)驗(yàn)組,以不同水平的低鈉鹽(Na∶K=1∶2)替代食鹽制備皮蛋(表1)。將新鮮鴨蛋洗凈晾干,浸入配好的料液(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì),蛋∶料=1∶1.2,含4.5%氫氧化鈉、0.4%硫酸銅、5%鹽、3%紅茶)中,室溫下(22～25 ℃)腌制20 d后取出,洗凈蛋殼表面的料液,再室溫放置20 d后熟。小心分離蛋白蛋黃,4 ℃保存待測(cè)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組取3個(gè)樣品,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。

表1　不同處理組皮蛋的制備

1.2.2鈉、鉀含量的測(cè)定將Na、K的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用5% HNO3逐級(jí)稀釋,繪制Na、K的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在0、6、20 d取樣,蛋白、蛋黃分離。分別稱取1.0 g的蛋清、蛋黃于消解罐中,加入5 mL的HNO3,微波消解1 h后,取出冷卻,將消解液用超純水定容至100 mL,4 ℃保存待測(cè)[7-8]。同時(shí)做一組空白對(duì)照,消解罐中不加樣品,只加入5 mL的HNO3,微波消解定容后,與樣品一同測(cè)定。

1.2.3皮蛋蛋白、蛋黃硬度的測(cè)定采用質(zhì)地剖面分析TPA模式分別測(cè)定皮蛋蛋白和蛋黃的硬度,蛋白從第14 d開(kāi)始取樣,蛋黃從第21 d開(kāi)始取樣,之后每隔7 d取樣測(cè)定。測(cè)試條件:將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm塊狀,進(jìn)行兩次軸向壓縮,蛋白壓縮比為50%,蛋黃壓縮比為30%,中間間隔5 s,測(cè)試探頭P/50,測(cè)試前速為1 mm/s,測(cè)試速度為5 mm/s,測(cè)試后速為5 mm/s[4]。

1.2.4蛋清蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定采用傅里葉紅外光譜法[9-12]測(cè)定蛋清蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。測(cè)試前用干燥的空氣連續(xù)吹掃樣品倉(cāng),消除水蒸氣影響,再將樣品均勻地鋪滿在表面衰減全發(fā)射采樣器ATR(Attenuation Total Reflection)附件的晶片上進(jìn)行掃描,掃描范圍650～4000 cm-1,掃描次數(shù)128次,分辨率4 cm-1。以相應(yīng)的空氣和水作為背景,扣除背景后得到紅外光譜圖。得到的紅外譜圖用Peakfit 4.12軟件進(jìn)行處理,選取酰胺Ⅰ帶(1600～1700 cm-1)進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)擬合。當(dāng)確定了各子峰與不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系后,根據(jù)其峰面積的百分含量計(jì)算各種二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)百分含量。

1.2.5感官評(píng)價(jià)不同實(shí)驗(yàn)組制得的皮蛋,由10名感官評(píng)定人員進(jìn)行評(píng)定,采用綜合評(píng)分法,總分是各指標(biāo)的加和,具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2[4]。

1.2.6統(tǒng)計(jì)分析所有數(shù)據(jù)用Microsoft Excel整理,利用Originpro 8.0作圖,并采用SAS 8.2軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同比例低鈉鹽替代對(duì)皮蛋蛋清和蛋黃的鈉鉀含量的影響

表3　不同處理組的皮蛋蛋清和蛋黃的鈉、鉀含量

注:同列不同小寫(xiě)字母代表差異顯著,p<0.05。

不同實(shí)驗(yàn)組的皮蛋蛋清和蛋黃的鈉、鉀含量變化見(jiàn)表3。選取0、6、20 d取樣,測(cè)定新鮮狀態(tài)、腌制前期、腌制結(jié)束三個(gè)時(shí)間段的皮蛋中的鈉、鉀含量。隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),同一組的皮蛋蛋清中鈉、鉀含量均是逐漸增加的。新鮮蛋清中鈉、鉀含量分別為1680和1570 μg/g,與Tu等[13]測(cè)得的1575和1551 μg/g基本一致。腌制期間,料液中的鈉鉀逐漸滲入到蛋清中,表現(xiàn)為蛋清中鈉鉀含量持續(xù)增加。當(dāng)腌制時(shí)間相同時(shí),不同比例低鈉鹽替代組的皮蛋與食鹽組相比,蛋清中鈉、鉀含量差異顯著(p<0.05)。第20 d測(cè)得的食鹽組皮蛋清中鈉、鉀含量分別為7245和1583 μg/g,100%低鈉鹽替代組皮蛋清中鈉、鉀含量分別為5748和4197 μg/g,100%低鈉鹽組比食鹽組鈉含量降低了21%,鉀含量升高了165%,表明低鈉鹽的加入可以有效地降低蛋清中的鈉含量。

同一組的皮蛋蛋黃中的鈉、鉀含量隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加,這與蛋清中變化趨勢(shì)一致,這是由于腌制時(shí)料液中的鈉和鉀不斷通過(guò)蛋清滲透到蛋黃中。新鮮蛋黃中鈉、鉀含量分別為515和1004 μg/g,與Tu等[13]測(cè)得的409和1104 μg/g基本吻合。同一腌制時(shí)間時(shí),不同比例低鈉鹽替代組的皮蛋與食鹽組相比,蛋黃中鈉、鉀含量差異顯著(p<0.05)。第20 d測(cè)得的食鹽組皮蛋蛋黃中鈉、鉀含量分別為6585和1346 μg/g,100%低鈉鹽組皮蛋蛋黃中鈉、鉀含量分別為4619和4122 μg/g,100%低鈉鹽組與食鹽組相比鈉含量降低了30%,鉀含量升高了206%?？梢?jiàn),低鈉鹽替代組中蛋黃鈉含量得到大幅度降低。同時(shí)可以看出,同一組蛋黃中的鈉鉀含量相應(yīng)要比蛋清中的鈉鉀含量低,可能是由于料液中的鈉鉀更多的滲入到蛋清中。

2.2不同比例低鈉鹽替代對(duì)皮蛋蛋白和蛋黃的硬度變化的影響

皮蛋加工過(guò)程中蛋白硬度的變化見(jiàn)圖1,蛋白的硬度呈先上升,后輕微下降,再緩慢回升的趨勢(shì)。考慮到腌制初期的蛋白凝膠不能進(jìn)行硬度分析,故從第14 d開(kāi)始取樣進(jìn)行測(cè)定。食鹽組的皮蛋蛋白的硬度從14 d的540.87 g上升到21 d的610.66 g,在28 d又下降至600.37 g,一周后又回升到650.56 g。不同比例低鈉鹽替代組的皮蛋蛋白與食鹽組對(duì)比,其硬度變化趨勢(shì)一致,沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。影響蛋白凝膠硬度最重要的因素是NaOH含量,腌制前期,堿大量滲入蛋內(nèi),蛋白質(zhì)分子在強(qiáng)堿的作用下充分變性,相互聚集形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),同時(shí),添加的銅離子可能與帶負(fù)電的蛋白質(zhì)分子通過(guò)鹽橋形成聚合物,進(jìn)一步促進(jìn)凝膠形成[14],故蛋白的硬度逐漸增加;隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),金屬銅離子與硫離子在蛋殼和殼內(nèi)膜上形成難溶顆粒物,堵塞其氣孔和網(wǎng)孔,同時(shí)修復(fù)強(qiáng)堿作用產(chǎn)生的腐蝕孔,可以有效限制蛋白中的堿量[15],此外蛋白中的堿不斷向蛋黃中轉(zhuǎn)移,使蛋白的pH下降,蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得松散[16-17],部分蛋白質(zhì)分子進(jìn)一步降解生成小肽和氨基酸,蛋白硬度有所下降;腌制后期,堿由蛋白向蛋黃滲透的速度減慢,故蛋白的硬度又有所回升[18]。

圖1　不同處理組的皮蛋蛋白的硬度的變化Fig.1　Change in hardness in preserved egg whitefrom five different treatments注:不同小寫(xiě)字母代表同一時(shí)間不同組間差異顯著,p<0.05;圖2同。

圖2　不同處理組的皮蛋蛋黃的硬度的變化Fig.2　Change in hardness in preserved egg yolkfrom five different treatments

皮蛋加工過(guò)程中蛋黃硬度的變化見(jiàn)圖2,蛋黃硬度總體呈上升的趨勢(shì)。

表4　不同處理組的皮蛋蛋清的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

表5　不同處理組的皮蛋的感官評(píng)價(jià)

考慮到皮蛋加工前期蛋黃固化率低,不能進(jìn)行硬度分析,故從第21 d開(kāi)始取樣進(jìn)行測(cè)定。食鹽組的皮蛋蛋黃的硬度從21 d的136.27 g一直上升至35 d的245.78 g。在堿的作用下,蛋黃中的蛋白質(zhì)分子變性聚集形成凝膠。隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),蛋白中的堿不斷向蛋黃中滲透,使蛋黃中的堿量逐漸增加,固化率提高,硬度增加。同時(shí)蛋黃中脂肪酸和NaOH發(fā)生皂化反應(yīng),促使蛋黃凝固厚度增大[4,19]。此外,蛋黃中的水分不斷向蛋白以及料液中遷移,導(dǎo)致水分含量下降,并且料液中的鹽持續(xù)向蛋黃滲透,強(qiáng)化了蛋黃蛋白質(zhì)分子凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[20-21],蛋黃硬度得到進(jìn)一步提高。不同比例低鈉鹽替代組的皮蛋與食鹽組對(duì)比,蛋黃硬度變化趨勢(shì)一致,沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。

2.3不同比例低鈉鹽替代對(duì)皮蛋蛋清的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

皮蛋凝膠質(zhì)構(gòu)特性在很大程度上取決于蛋白質(zhì)的構(gòu)象,由于蛋清蛋白是雜蛋白,體系較復(fù)雜,因此采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)新鮮蛋清和皮蛋終產(chǎn)品進(jìn)行蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析。對(duì)新鮮蛋清和不同實(shí)驗(yàn)組的皮蛋蛋清的紅外圖譜進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)擬合峰面積計(jì)算,以峰面積的百分含量作為對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的百分含量,結(jié)果見(jiàn)表4。

采用酰胺Ⅰ帶指示皮蛋蛋清的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。由表4可知,新鮮蛋清蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組成為:β-折疊22.08%,β122.27%,不含β2結(jié)構(gòu),α-螺旋15.89%,T-轉(zhuǎn)角18.97%,γ無(wú)規(guī)則卷曲20.79%?？梢钥闯?新鮮蛋清蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)以β構(gòu)象為主,α+β構(gòu)象含量約占總構(gòu)象的37.97%,蛋白質(zhì)分子內(nèi)具有較強(qiáng)的氫鍵總相互作用。與鮮蛋清相比,皮蛋清凝膠的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,其中β1構(gòu)象大幅減少,β構(gòu)象大量增多,表明蛋清在強(qiáng)堿的作用下變性后,得到的凝膠蛋白質(zhì)分子間的氫鍵相互作用在減弱,分子內(nèi)氫鍵相互作用在增強(qiáng)。α-螺旋含量無(wú)明顯變化,T-轉(zhuǎn)角含量增加,同時(shí)γ無(wú)規(guī)則卷曲含量下降。食鹽組蛋清中α+β構(gòu)象含量增加至總構(gòu)象的49.48%,表明蛋清凝膠蛋白分子內(nèi)總氫鍵相互作用加強(qiáng),分子構(gòu)象連接更加緊密,凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),表現(xiàn)為皮蛋蛋清良好的凝膠強(qiáng)度(見(jiàn)圖1)。不同比例低鈉鹽替代組的皮蛋與食鹽組相比,蛋清蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的含量差異不顯著(p>0.05),表明低鈉鹽替代食鹽可以得到凝膠強(qiáng)度較好的皮蛋制品。

2.4不同比例低鈉鹽替代組皮蛋的感官評(píng)定

對(duì)不同比例低鈉鹽替代組制得的皮蛋成品進(jìn)行感官評(píng)分,具體結(jié)果見(jiàn)表5。從表5中可以看出,35%低鈉鹽替代以及70%低鈉鹽替代食鹽,生產(chǎn)的皮蛋感官品質(zhì)良好,蛋白呈半透明棕褐色,離殼性好,彈性、硬度較好,松花大量生成,蛋黃外層呈墨綠色,色層明顯,皮蛋味濃。當(dāng)?shù)外c鹽替代比例超過(guò)85%以后,皮蛋口感略差,帶有苦澀味。因此,當(dāng)?shù)外c鹽替代比例合適時(shí),可以得到品質(zhì)、風(fēng)味都較為理想的皮蛋制品。

質(zhì)構(gòu)特性對(duì)皮蛋的品質(zhì)起著關(guān)鍵的作用,其中硬度是具有代表性的參數(shù),低鈉鹽組與食鹽組對(duì)比,皮蛋凝膠的硬度呈總體上升的趨勢(shì),沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。同時(shí)皮蛋在強(qiáng)堿的作用下,蛋白質(zhì)發(fā)生變性,二級(jí)結(jié)構(gòu)等構(gòu)象發(fā)生了較大的變化,α+β構(gòu)象增加,分子構(gòu)象連接更加緊密,表現(xiàn)為良好的凝膠強(qiáng)度。由于高鈉飲食對(duì)人體健康帶來(lái)的不利影響,低鈉鹽用于皮蛋加工生產(chǎn)中,可以顯著的降低制品中的鈉含量,70%低鈉鹽組得到的皮蛋,感官接受度高。

3　結(jié)論

采用低鈉鹽加工皮蛋,皮蛋凝膠硬度總體上升,蛋清凝膠的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化,且鈉含量得到顯著降低(p<0.05)。70%低鈉鹽組生產(chǎn)的皮蛋感官品質(zhì)良好。低鈉皮蛋既能保證產(chǎn)品的風(fēng)味,又降低了鈉的含量,滿足人們低鈉飲食的需求。作為大眾喜愛(ài)的傳統(tǒng)制品,低鈉皮蛋的研究可以為皮蛋的加工提供一個(gè)新的思路,對(duì)研發(fā)高品質(zhì)的低鈉皮蛋有實(shí)際參考價(jià)值。

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Effects of low sodium salt on the sodium and potassium content,hardness and protein secondary structure of preserved eggs

ZHOU Li,ZHANG Ya-wei,LIU Wei,XU Meng,MA Zhi-fang,HUI Teng,PENG Zeng-qi*

(College of Food Science and Technology,Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

Fresh duck eggs were used to prepare preserved eggs. The sodium and potassium content,gel hardness,egg white protein secondary structure and sensory quality of preserved eggs obtained from low sodium salt were investigated,which could provide a new way to reduce the sodium content of preserved eggs and a new direction to process low sodium preserved eggs. The results showed sodium content of egg white was reduced by 21%,and sodium content of egg yolk was decreased by 30% in 100% low sodium salt treatment compared to ordinary salt treatment. Different proportion of low sodium salt treatments had no significant effect on gel hardness and egg white protein secondary structure(p>0.05). Finally,70% proportion of low sodium salt treatment could provide excellent sensory quality for preserved eggs.

low sodium salt;preserved eggs;hardness;protein secondary structure

2015-11-11

周黎(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制，E-mail：2013108063@njau.edu.cn。

彭增起(1956-)，男，博士，教授，研究方向：畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制，E-mail：zqpeng@njau.edu.cn。

TS253.2

A

1002-0306(2016)12-0139-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.019