蛋清粉的物理特性和蛋黃粉中提取卵磷脂的研究

林 軍， 張華

(延邊大學農學院，吉林 延吉 133002)

雞蛋是人類最好的營養(yǎng)來源之一，雞蛋中含有大量的維生素、礦物質及高生物價值的蛋白質[1]。雞蛋蛋清中含有豐富的蛋白質，且具有很強的乳化性和起泡性，此功能特性廣泛應用于各類食品工業(yè)中。蛋清蛋白的乳化性和起泡性在香腸、蛋糕、冰淇淋類食品中的應用與植物蛋白相比具有更強的發(fā)泡性能，無異味，使用范圍廣等諸多優(yōu)勢，但在實際生產加工過程中往往會受到一些外在因素的影響[2]。卵磷脂是一種含磷的脂類物質，是各種生物細胞膜的主要組成物質。磷脂有諸多來源，如蛋黃、動物大腦、大豆、菜籽等。商業(yè)用磷脂主要來源于植物油料種子[3-4]。雖然蛋黃卵磷脂成本較高，但蛋黃中的磷脂含量遠高于其他來源，蛋黃磷脂中磷脂酰膽堿(PC)含量占78%，而大豆磷脂中只有16%[5]。因此，在蛋黃中提取的磷脂純度高于大豆，在醫(yī)藥、食品、保健品等行業(yè)蛋黃卵磷脂具有非常重要的意義，研究其蛋白特性以及提取的工藝條件很有必要。

肖連冬等[6]研究了蛋白質起泡性和乳化性的影響因素和工藝條件，劉永等[7]研究了蛋白濃度、pH值、溫度等介質對蛋清液乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響。劉穎[8]研究提取蛋黃液中卵磷脂的不同方法和不同檢測方法對提取卵磷脂的影響。目前，國內對雞蛋原液進行的研究較多，制成蛋清粉和蛋黃粉后進行的研究較少，蛋清粉和蛋黃粉可以準確的稱量而減少實驗誤差，作為商品便于運輸、貯藏。

該試驗將蛋清和蛋黃制作成粉末狀，研究乳化性和起泡性的外在因素，如溫度、質量濃度、pH值、氯化鈉(NaCl)濃度及蛋黃添加量，以及通過不同乙醇體積分數(shù)和氯化鈣(CaCl2)添加量對蛋黃卵磷脂提取工藝進行初步研究，為今后在食品行業(yè)中應用蛋清粉，開發(fā)利用蛋黃卵磷脂提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞蛋，食用油均為市售。無水乙醇、甲醇、丙酮、氯化鈣、氯化鈉、鹽酸、碳酸二氫鈉、磷酸二氫鈉為分析純。蛋黃磷脂酰膽堿(PC)標準品購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

噴霧干燥機(SD-1500 上海)，高速離心機(TG16-WS 湖南)，磁力攪拌器(HJ-2A/4A/6A 江蘇)，振蕩器(SI-0256 北京)，pH計(SX7120 上海)等。

1.3 方法

1.3.1 蛋液的噴霧干燥

根據(jù)劉云宏等[9]人的方法，噴霧干燥條件設置為進風溫度140 ℃、出風溫度45 ℃、風機速度50 Hz、蠕動泵進料速度800 mL/h、撞針時間4 s、撞針間隔13 s。由于蛋黃液的粘稠度比較大，可以適量加水稀釋，但加水量不應超過料液質量的1/5。

1.3.2 起泡性、乳化性測定

1) 起泡性測定 將一定濃度的蛋清粉溶液5 mL置于刻度試管中，使用振蕩器激烈震蕩3 min，立即記錄溶液上部出現(xiàn)的泡沫體積，重復3次，取平均值，按下式計算起泡性。

2) 乳化性測定 量取5 mL蛋清粉溶液，加入5 mL色拉油，使用振蕩器激烈震蕩3 min，形成乳化液，再以2 500 r/min離心5 min，測量離心管中乳化液體積，試驗重復3次，取平均值，按下式計算乳化性[10]。

1.3.3 卵磷脂的提取

稱取一定量蛋黃粉，按乙醇體積與蛋黃粉的克數(shù)(mL/g)比例為10∶1加入乙醇，常溫下使用磁力攪拌器攪拌1 h，將提取液通過抽濾機過濾，接下來將提取液收集于50 mL離心管中，以4 000 r/min離心15 min，取上清液倒入燒杯，加入適量金屬鹽水溶液，充分攪拌，分離沉淀。最后在沉淀中加入一定量冰丙酮反復搖晃浸洗，直到冰丙酮洗液接近無色為止，最后得到黃色蠟狀的卵磷脂。稱重，計算得率[11]。

1.3.4 卵磷脂的定性分析

利用薄層色譜法 (Thin Layer Chromatography，TLC)進行定性分析，計算并比較樣品的比移值(Rf)和標準樣品的比移值(Rf)確定樣品中的成分。展開劑按照V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=65∶24∶4配置(V表示體積比，單位mL)。利用碘缸進行顯色[12]。

1.3.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS19.0 軟件中的Duncan 檢驗法對差異顯著的數(shù)據(jù)進行多重比較(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 蛋清粉的不同質量濃度對起泡性和乳化性的影響

常溫，固有pH值，不添加鹽和蛋黃粉的情況下考察不同蛋清粉質量濃度(5、10、15、20、25每100 mL)對起泡性和乳化性的影響，結果如圖1所示。試驗結果的統(tǒng)計分析表明,添加蛋清粉15 、20、25 g起泡性無顯著性差異(P>0.05)，但添加20、25 g蛋清粉時起泡性顯著高于5、10 g(P<0.05)，添加10 g時與添加5 g蛋清粉沒有顯著性差異(P>0.05)。乳化特性的統(tǒng)計分析表明,添加5 g與添加10和15 g蛋清粉之間無顯著性差異(P>0.05)，添加5 g與添加20和25 g蛋清粉時有顯著性差異(P<0.05)。隨著蛋清粉添加質量的增加，蛋清蛋白濃度也隨著增加，起泡性和乳化性也增加，這是因為蛋清蛋白可增大界面膜的厚度，從而提高膜的強度[5,11]。在接下來的試驗中，蛋清粉質量濃度選擇20 g/100 mL為測定起泡性和乳化性的條件。

圖1 不同蛋清粉質量濃度對起泡性和乳化性的影響

2.2 不同溫度對蛋清粉起泡性和乳化性的影響

確定蛋清粉質量濃度為20 g/100 mL的條件下，在固有pH值，不添加鹽和蛋黃粉，考察不同溫度(35、40、45、50、55 ℃)對起泡性和乳化性的影響，結果如圖2所示。

圖2 不同溫度對起泡性和乳化性的影響

起泡性隨著溫度的升高而呈現(xiàn)下降趨勢，在35 ℃時起泡性值最高，但在35 ℃、40 ℃和45 ℃無顯著性差異(P>0.05)。在測定范圍內，起泡性隨著溫度的升高下降是因為溫度的提高使蛋清蛋白的結構逐步變形或破壞，疏水性增加導致蛋清蛋白的溶解度下降，起泡性也隨著下降。試驗結果表明，試驗區(qū)間溫度對乳化性沒有影響,均適宜，各個溫度間無顯著性差異(P>0.05)。適當加熱使蛋白分子之間距離適當展開，鏈型結構變得更加柔順，從而提高乳化性[13]。

2.3 不同pH值對蛋清粉起泡性和乳化性的影響

在已選擇的蛋清粉質量濃度和溫度條件下，考察不同pH值(4、4.5、5、5.5、6)對起泡性和乳化性的影響，結果如圖3所示，pH值為6時起泡性顯著高于pH值為4、4.5和5時的值(P<0.05)，pH值為4.5時的乳化性顯著低于pH值為6時(P<0.05)。在試驗范圍內，兩者都在pH值為6時表現(xiàn)最優(yōu)。根據(jù)王艷萍，何幗英[14-15]等人的研究結果，蛋清蛋白在等電點處，即pH值在4.5左右時，蛋白溶解度低，可溶性蛋白濃度很低，所以會導致起泡性和乳化性降低。遠離等電點后，溶解度增大，蛋白帶電荷，防止或減緩液滴絮凝和聚結，乳化性和起泡性逐漸上升，與該試驗的結果相似。

圖3 不同pH值對起泡性和乳化性的影響

2.4 不同氯化鈉濃度對蛋清粉起泡性和乳化性的影響

選擇上述結果中的最佳條件，不添加蛋黃粉情況下，考察不同氯化鈉濃度(1%，2%，3%，4%，5%)對起泡性和乳化性的影響，結果如圖4所示。氯化鈉濃度在1%～5%乳化性和起泡性均差異不顯著(P>0.05)，適當濃度的氯化鈉對蛋白質有鹽溶作用，使離子強度變高，影響蛋白質的溶解性，使起泡性和乳化性增加。但過多的氯化鈉會對蛋白質產生靜電屏蔽作用，從而降低蛋白質的溶解度，最終導致起泡性和乳化性降低，在試驗區(qū)間氯化鈉只是起到了穩(wěn)定劑的作用。

圖4 不同氯化鈉濃度對起泡性和乳化性的影響

2.5 不同蛋黃粉添加量對蛋清粉起泡性和乳化性的影響

選擇上述試驗最佳條件下，考察不同蛋黃粉添加量(10%，20%，30%，40%，50%)對蛋清粉起泡性和乳化性的影響，結果如圖5所示。

蛋黃粉添加量逐漸增大，起泡性呈下降趨勢，在10%時起泡性值最大，顯著大于添加40%和50%的蛋黃粉(P<0.05)，但是與20%和30%的添加結果無顯著性差異(P>0.05)，這種現(xiàn)象可能是因為蛋黃中脂類物質的影響，降低蛋清蛋白起泡性。乳化性隨著蛋黃粉添加量增大也隨著變大，在50%時乳化性顯著高于其他添加量(P<0.05)。乳化性呈上升趨勢是因為蛋黃中卵磷脂的原因，具有高乳化活性并吸附在油水兩相界面，形成乳化液。

圖5 不同蛋黃粉添加量對起泡性和乳化性的影響

2.6 卵磷脂的提取

稱取10 g蛋黃粉在不同濃度乙醇(85%、90%、95%、無水乙醇)和不同濃度氯化鈣(5%、10%、15%、20%)條件下，提取卵磷脂得率為表1所示。薄層層析結果為表2和圖6所示。

表1 卵磷脂得率

I：aladdin蛋黃PC標準品，1～16：蛋黃粉提取物。

乙醇濃度5%CaCl210%CaCl215%CaCl220%CaCl285%EtOH0.257-(1)0.257-(2)0.257-(3)0.250-(4)90%EtOH0.264-(5)0.214-(6)0.200-(7)0.200-(8)95%EtOH0.242-(9)0.285-(10)0.307-(11)0.328-(12)無水EtOH0.228-(13)0.235-(14)0.228-(15)0.242-(16)

注：1～16：在薄層層析板中的序號。

結合表1、2和圖6分析可知，乙醇體積分數(shù)90%、氯化鈣添加量10%時提取物得率最高,為33.6%。由薄層層析板可以看出，蛋黃粉提取物(1～16號樣品)在PC標準品(I)的同一水平位子都顯示斑點。在氯化鈣添加量(10%，15%，20%)和90%乙醇體積分數(shù)下蛋黃粉提取物Rf值與PC標準品Rf值(0.2)幾乎相差無幾。試驗結果表明，不同乙醇體積分數(shù)和氯化鈣添加量會影響到卵磷脂得率。該試驗卵磷脂得率明顯高于李欣等[5]人的試驗結果。按照該試驗方法在蛋黃粉中提取卵磷脂要比在蛋黃液中提取卵磷脂更加有效，這可能是因為蛋黃液本身粘稠，提取溶劑不能有效的浸潤到內部，作為催化劑的氯化鈣不能均勻地分散到樣品中，但通過噴霧干燥得到的蛋黃粉和乙醇會更好的混合在一起，并使氯化鈣在提取中起到有效的催化劑作用，使卵磷脂提取量有所增加。

3 結論

本文研究了蛋清粉起泡性和乳化性以及蛋黃粉中提取卵磷脂工藝。

1) 蛋清粉最佳起泡條件是質量濃度為20 g/100 mL、溫度35 ℃、pH值6、蛋黃粉添加量為10%。

2) 蛋清粉最佳乳化條件是質量濃度為20 g/100 mL、溫度35 ℃、pH值6、蛋黃粉添加量為50%。在試驗區(qū)間氯化鈉濃度對起泡性和乳化性無影響。

3) 提取卵磷脂最佳條件是90%乙醇，10%氯化鈣(CaCl2)時得率最高。

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