一種酶解雞蛋全粉的制備方法研究

羅湛宏

摘要：雞蛋全粉是由新鮮雞蛋經(jīng)過打蛋、分離、過濾、均質(zhì)、巴氏殺菌、噴霧干燥等一系列工藝制作成的粉末狀呈味料。本實驗的研究思路：將新鮮雞蛋液通過木瓜蛋白酶在預設的幾個時間、溫度、pH值以及酶用量的條件下進行酶解，得到的雞蛋酶解液進行氨基酸態(tài)氮含量的測定，從而選出較優(yōu)的酶解參數(shù)。最后通過正交實驗得出制備酶解雞蛋全粉的最優(yōu)工藝條件。

實驗結(jié)果：木瓜蛋白酶酶解制備雞蛋全粉的最佳酶解時間3h，酶解溫度50℃，底物pH值4.5，酶添加量0.6%。

關鍵詞：全蛋粉；木瓜蛋白酶；酶解；噴霧干燥

一、研究背景

雞蛋粉是由新鮮雞蛋經(jīng)過打蛋、分離、過濾、均質(zhì)、巴氏殺菌、噴霧干燥等一系列工藝制作成的粉末狀呈味料[1]。雞蛋粉包括蛋黃粉、蛋白粉、全蛋粉三種，主要用于食品加工中。由于其具有使用方便，貯存期長，不易變質(zhì)，品質(zhì)劣化小等優(yōu)點，在食品工業(yè)中已經(jīng)很大程度上替代了鮮雞蛋的使用。

全蛋粉營養(yǎng)價值高，可以為食品提供誘人的風味和充足的營養(yǎng)成分，是一種優(yōu)質(zhì)的食品配料。同時它也具有良好的乳化性，成膜性，保水性，凝膠性等特點，使得它也作為一種功能性配料廣泛應用于雞精雞粉，沙拉醬，面包，糕點，餅干，肉丸等食品加工中。

木瓜蛋白酶是一種天然的植物來源性酶制劑，采用未成熟的番木瓜表皮汁液經(jīng)過物理方法提純所得。它是一種含巰基（-SH）肽鏈內(nèi)切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，對動植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有較強的水解能力[2]。木瓜蛋白酶屬于成分復雜的多酶體系，蛋白電泳帶大多在5 條以上；其中含木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A（chymopapain A）、木瓜凝乳蛋白酶B（chymopapain B）和木瓜肽酶A（papayapeptidase A）組成。

蛋白質(zhì)的酶法水解作用需要在特定的條件下進行，在蛋白酶的作用下將分子量很大的蛋白質(zhì)降解成分子量相對較小的多肽，甚至進一步降解為游離氨基酸。蛋白質(zhì)水解中的斷鍵位置，就是羧基中的碳原子和氨基中的氮原子相連的肽[2]。酶法水解蛋白質(zhì)，克服了傳統(tǒng)酸堿催化水解的安全性問題，同時還具備高效性、專一性、反應溫和等優(yōu)點。動物蛋白質(zhì)有抵抗蛋白酶水解作用，當受熱后，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，部分弱鍵斷裂，內(nèi)部非極性基團暴露于分子表面，增大酶接觸位點，使水解速度加快，利于酶解，但變性要適度，變性大其酶解反而變差[3]。

雞蛋蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶水解，可生成低分子質(zhì)量的多肽，其離子性基團數(shù)目增加、疏水性基團暴露，使蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)發(fā)生變化[4]。多肽可進一步水解為游離氨基酸，使得產(chǎn)品的鮮味和后味得到明顯的提升，具有增強食品風味的作用。

二、酶解雞蛋全粉的工藝路線設計

全蛋粉是新鮮雞蛋經(jīng)過打蛋、巴氏殺菌、噴霧干燥等一系列工藝制作成的粉末狀呈味料，基本上可以替代雞蛋，含有豐富的動物蛋白。采用酶解技術，將動物蛋白水解為各種肉風味的前體物質(zhì)小分子肽和游離氨基酸，廣泛應用于雞精雞粉，沙拉醬，面包，糕點，餅干，肉丸等食品加工中。它具有增香、增鮮的作用，賦予食品醇厚的口感和豐富的營養(yǎng)價值[5]。

研究表明，蛋液的pH 值為5.6～6.2時所得蛋粉的乳化性最好[6]；為了盡量減少在加工過程中雞蛋液營養(yǎng)成分的損失，可以在雞蛋液酶解過程中加入適量的糖，噴霧干燥出風溫度控制在80℃以下，全蛋粉在塔體滯留時間在10 s以內(nèi)。

酶解雞蛋全粉的工藝路線設計如下：

原料鮮蛋 → 感官檢驗 → 清洗 → 帶殼消毒 →去殼 → 攪拌過濾 → 酶解 → 加輔料調(diào)配 → 噴霧干燥 → 檢驗及包裝 → 成品 [7]

三、最優(yōu)酶解條件確定

實驗方法：影響酶解效果的因數(shù)通常有酶解時間、酶解溫度、酶解pH值和酶用量[8]。利用木瓜蛋白酶對新鮮雞蛋液進行酶解，通過控制不同的酶解時間、酶解溫度、酶解pH值和酶用量得到不同酶解效果的雞蛋酶解液，分別測定酶解液的氨基酸態(tài)氮的含量，氨基酸態(tài)氮含量高者選定為較優(yōu)酶解條件。

實驗材料與試劑：

新新鮮雞蛋：購于食品超市；木瓜蛋白酶：廣州華琪；無水檸檬酸：廣東大地食化；

主要儀器：

JJ1000型電子天平：美國雙杰；OLB-110型恒溫水浴振蕩器：山東歐萊博公司

雞蛋酶解液的制備：

首先雞蛋去殼，將蛋黃和蛋清打撒均勻得到全蛋液。取64g全蛋液于250mL錐形瓶中，加入16g蒸餾水，用10%的檸檬酸溶液調(diào)節(jié)pH至所需范圍。按實驗用量稱取木瓜蛋白酶，并預先用蒸餾水溶解，加入到全蛋液中。酶解反應在恒溫水浴振蕩器中進行，調(diào)節(jié)好預設的溫度和時間。

四、影響酶解效果的因素研究

在不同的反應條件下研究全蛋粉的酶解程度，先是以不同的酶解時間、酶解溫度、酶解pH值和酶用量進行單因素實驗，再根據(jù)單因素實驗結(jié)果，進行正交優(yōu)化實驗。

4.1.酶解時間對氨基酸態(tài)氮含量的影響

按照上述雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH不變，酶添加量0.2%，分別于50℃水浴酶解2h、3h、4h、5h，取出，測得不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮的含量如下圖4-1所示。

如圖4-1所示，在2h～3h之間，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)有一定上升，在3h～4h之間氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)升幅達到最大，此后再延長時間，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)幾乎不增大。這可能是因為全蛋粉在3h～4h已經(jīng)被酶解完全，因此最佳酶解時間應在3h～4h左右。

4.2.酶解溫度對氨基酸態(tài)氮含量的影響

按照上述雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH不變，酶添加量0.2%，酶解溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃，酶解2h，取出，測得不同酶解溫度下氨基酸態(tài)氮的含量如圖4-2所示。

如圖4-2所示，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)在40℃～50℃之間顯著上升，在50℃～60℃之間上升幅度有所減緩，但同時氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)也達到最大，而在60℃～70℃之間則顯著下降。這可能是因為在50℃以下的水浴溫度過低，會抑制木瓜蛋白酶的活力，而60℃以上水浴溫度則超過酶的耐溫程度，使得部分木瓜蛋白酶失去活性，因此最佳酶解溫度應在50℃～60℃左右。

4.3.酶解pH值對氨基酸態(tài)氮含量的影響

按照上述雞蛋酶解液的制備方法，酶添加量0.2%，調(diào)節(jié)pH值至自然pH、pH6.0、pH5.4、pH4.5，分別于50℃水浴酶解2h，取出，測得不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮的含量如圖4-3所示。

如圖4-3所示，在pH4.5，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)達到最大，在pH4.5～pH5.4之間氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)下降得較緩慢，在pH5.4～pH6.8（約為自然pH）之間下降的很快，可能是因為在pH4.5左右木瓜蛋白酶能發(fā)揮最大的酶解作用，因此最佳的酶解pH值應在pH4.5左右。

4.4.酶用量對氨基酸態(tài)氮含量的影響

按照上述雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH不變，酶添加量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，于50℃水浴中酶解2h，取出，測得不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮的含量如圖4-4所示。

如圖4-4所示，當酶用量從0.2%增加到0.6%時，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)顯著上升，而從0.6%增加到0.8%時，氨態(tài)氮質(zhì)量分數(shù)反而有所下降，這可能是因為全蛋粉在酶用量0.6%時已基本酶解完全，而到0.8%時卻因為過多而影響了酶解作用，因此最佳的酶用量應在0.6%左右。

4.5.正交實驗確定最佳酶解條件

為獲取最佳的酶解條件，酶解時間、酶解溫度、酶解pH值和酶用量各選取三個水平進行正交實驗，如表4-5所示。

通過測定雞蛋酶解的氨基酸態(tài)氮含量可得，木瓜蛋白酶水解雞蛋液的最佳酶解條件為：酶解時間3h，酶解溫度50℃，底物pH值4.5，酶添加量0.6%，該參數(shù)條件下測得氨基酸態(tài)氮含量最高值為1.166%。

五、實驗結(jié)論

本實驗利用木瓜蛋白酶在設定的條件下酶解雞蛋液制備酶解雞蛋全粉，根據(jù)不同制備工藝對全蛋粉酶解的影響，選擇酶解溫度、酶解時間、酶解pH值和酶用量作為考察因素，以氨基酸態(tài)氮含量為指標，選擇用電位分析法來測定，試驗結(jié)果表明，木瓜蛋白酶酶解雞蛋液制備全蛋粉的最佳工藝條件為：酶解時間3h，酶解溫度50℃，底物pH值4.5，酶添加量0.6%，另外噴霧干燥時出風溫度應控制在80℃以下，全蛋粉在塔體滯留時間在10 s以內(nèi)。

參考文獻：

[1]呂忠孝. 蛋品市場與真空冷凍干燥技術[J]. 中國禽業(yè)導刊. 2000（19）

[2]岳曉霞，張根生.雞蛋蛋白水解物功能特性的研究[N].哈爾濱商業(yè)大學學報，2005，21（4）：461～463

[3]婁源功，錢向明.專用雞全蛋粉工業(yè)化生產(chǎn)新工藝研究[N].鄭州糧食學院學報，1997，18（1）：14～19

[4]錢向明，甘予華.專用全蛋粉工業(yè)化生產(chǎn)技術[J].中國商辦工業(yè)，2001，（6）：44～46

[5]任艷艷，張水華.酵母抽提物改善雞精調(diào)味料風味的研究[J].中國食品添加劑，2004，（1）：

[6]熊華.木瓜蛋白酶的應用研究進展[J].四川食品與發(fā)酵，2005，（4）：9～11

[7]張根生，周云.雞全蛋蛋白質(zhì)酶水解工藝的研究[J].食品工業(yè)科技，2003，24（1）：55～57

[8]鄧靜，吳華昌.木瓜蛋白酶的研究進展[A].廣西輕工業(yè)，2003，（3）：5～7