雞蛋全粉酶解工藝的優(yōu)化研究

羅湛宏

（華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640）

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而成的粉末狀呈味料[1]。雞蛋粉包括蛋黃粉、蛋白粉、全蛋粉3 種，主要用于食品加工中，在食品工業(yè)中已經(jīng)很大程度上替代了鮮雞蛋的使用。木瓜蛋白酶是一種天然的植物來源性酶制劑，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]。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(yīng)溫和等優(yōu)點。動物蛋白質(zhì)有抵抗蛋白酶水解作用，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(tuán)數(shù)目增加、疏水性基團(tuán)暴露，使蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)發(fā)生變化[4]。多肽具有增強食品風(fēng)味的作用，賦予食品醇厚的口感和豐富的營養(yǎng)價值[5]。因此，雞蛋全粉的風(fēng)味品質(zhì)在一定程度上可以用氨基酸態(tài)氮含量來表征。

酶解雞蛋全粉的工藝路線設(shè)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[6]。其中，酶解工序為整個生產(chǎn)工藝中最為關(guān)鍵的步驟。

試驗擬將新鮮雞蛋液通過木瓜蛋白酶在預(yù)設(shè)的溫度、時間、pH 值和酶用量的條件下進(jìn)行酶解，得到的雞蛋酶解液進(jìn)行氨基酸態(tài)氮含量的測定，通過正交試驗得出制備酶解雞蛋全粉的最優(yōu)工藝條件。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮雞蛋，市售；木瓜蛋白酶，廣州華琪公司提供；無水檸檬酸，廣東大地食化公司提供。

1.2 儀器設(shè)備

JJ1000 型電子天平，美國雙杰公司產(chǎn)品；OLB-110 型恒溫水浴振蕩器，山東歐萊博公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 雞蛋酶解液的制備

首先雞蛋去殼，將蛋黃和蛋清打勻，得到全蛋液。取64 g 全蛋液于250 mL 錐形瓶中，加入16 g 蒸餾水，用10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檸檬酸溶液調(diào)節(jié)pH 值至所需范圍。按試驗用量稱取木瓜蛋白酶，并預(yù)先用蒸餾水溶解，加入到全蛋液中。酶解反應(yīng)在恒溫水浴振蕩器中進(jìn)行，調(diào)節(jié)好預(yù)設(shè)的溫度和時間。

1.3.2 最優(yōu)酶解工藝的確定

利用木瓜蛋白酶對新鮮全蛋液進(jìn)行酶解，首先以不同的酶解溫度、酶解時間、酶解pH 值和酶添加量進(jìn)行單因素試驗，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)氮含量較高者為優(yōu)選酶解條件。最后根據(jù)單因素試驗結(jié)果進(jìn)行正交優(yōu)化試驗，得到最優(yōu)的雞蛋全粉酶解工藝。

1.3.3 氨基酸態(tài)氮的測定

按照GB/T 12143——2008 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。

2 結(jié)果與分析

鄧靜等人[7]研究指出，影響酶解效果的因素通常有酶解溫度、酶解時間、酶解pH 值和酶添加量。試驗通過酶解溫度、酶解時間、酶解pH 值、酶添加量4 個因素對酶解雞蛋液的氨基酸態(tài)氮含量進(jìn)行考查。

2.1 酶解溫度的影響

按照雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH 值不變，酶添加量0.2%，酶解溫度分別為40，50，60，70 ℃，酶解時間2 h，取出，測得不同酶解溫度下氨基酸態(tài)氮含量。

不同酶解溫度下氨基酸態(tài)氮含量見圖1。

圖1 不同酶解溫度下氨基酸態(tài)氮含量

由圖1 可知，酶解溫度在40～50 ℃時氨基酸態(tài)氮含量顯著上升，在50～60 ℃時上升幅度有所減緩，且氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到最高，而在60～70 ℃時顯著下降。這可能是因為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熱程度，使得部分木瓜蛋白酶失去活性，因此最佳酶解溫度為50～60 ℃。

2.2 酶解時間的影響

按照雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH 值不變，酶添加量0.2%，分別于50 ℃水浴酶解2，3，4，5 h，取出，測得不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮含量。

不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮含量見圖2。

圖2 不同酶解時間下氨基酸態(tài)氮含量

由圖2 可知，在酶解時間2～3 h 時，氨基酸態(tài)氮含量有一定上升，在3～4 h 時氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到最大，此后再延長酶解時間，氨基酸態(tài)氮含量幾乎不變。這可能是因為全蛋粉在3～4 h 已經(jīng)被酶解完全，因此最佳酶解時間為3～4 h。

2.3 酶解pH 值的影響

按照雞蛋酶解液的制備方法，酶添加量0.2%，調(diào)節(jié)pH 值分別為自然pH 值，6.0，5.4，4.5，分別于50 ℃水浴酶解2 h，取出，測得不同酶解pH 值下氨基酸態(tài)氮含量。

不同酶解pH 值下氨基酸態(tài)氮含量見圖3。

圖3 不同酶解pH 值下氨基酸態(tài)氮含量

由圖3 可知，在酶解pH 值4.5 時，氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到最大，在pH 值4.5～5.4 時氨基酸態(tài)氮含量緩慢下降，在pH 值5.4～6.8（自然pH 值） 時快速下降，可能是因為在pH 值4.5 左右木瓜蛋白酶的酶活力最高，因此最佳的酶解pH 值為4.5 左右。

2.4 酶添加量的影響

按照雞蛋酶解液的制備方法，蛋液原pH 值不變，酶添加量分別為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，于50 ℃水浴中酶解2 h，取出，測得不同酶添加量下氨基酸態(tài)氮含量。

不同酶添加量下氨基酸態(tài)氮含量見圖4。

如圖4 所示，當(dāng)酶添加量從0.2%增加到0.6%時，氨基酸態(tài)氮含量顯著上升。但是從0.6%～0.8%時，氨基酸態(tài)氮反而有所下降，這可能是因為全蛋粉在酶添加量0.6%時已基本酶解完全，而酶添加量0.8%時卻因為分子密度過高而影響了酶解的反應(yīng)空間，因此最佳的酶添加量為0.6%左右。

2.5 正交試驗

圖4 不同酶添加量下氨基酸態(tài)氮含量

為獲取最佳的酶解工藝條件，酶解溫度、酶解時間、酶解pH 值和酶添加量各選取3 個水平進(jìn)行正交試驗。

全蛋粉酶解正交試驗設(shè)計見表1。

表1 全蛋粉酶解正交試驗設(shè)計

按照表1 的參數(shù)條件分別制備酶解雞蛋液，測定其氨基酸態(tài)氮含量，并做正交試驗分析。

正交試驗結(jié)果見表2。

正交試驗數(shù)據(jù)表明，影響因素A＞C＞D＞B，最佳組合A2B3C2D2，即酶解溫度55 ℃，酶解時間5 h，酶解pH 值4.5，酶添加量0.6%。

3 結(jié)論

利用木瓜蛋白酶在設(shè)定的條件下酶解雞蛋液制備酶解雞蛋全粉，根據(jù)不同工藝參數(shù)對全蛋粉酶解效果的影響，選擇酶解溫度、酶解時間、酶解pH 值和酶添加量作為考查因素，通過制備得到的酶解雞蛋液的氨基酸態(tài)氮含量。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溫度55 ℃，酶解時間5 h，酶解pH 值4.5，酶添加量0.6%。

表2 正交試驗結(jié)果