水浴和微波加热影响鸡蛋清凝胶性能比较研究

叶阳，王洋，乔燕娟，代路谣，贾凤琼

（四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000）

水浴和微波加热影响鸡蛋清凝胶性能比较研究

叶阳，王洋，乔燕娟，代路谣，贾凤琼

（四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000）

以鸡蛋清为材料，探讨了加热处理方式和加热时间对鸡蛋清凝胶硬度、回复性以及持水性的影响。结果表明：蛋清微波加热凝胶形成速度比传统水浴加热快。蛋清在75℃水浴加热20 min开始形成凝胶，凝胶硬度为21.83 g，90℃加热50min达到最大值779.50 g；微波100W加热25 s即可形成凝胶，凝胶硬度为46.90 g；20W加热160 s达到最大值266.23 g。与水浴加热相比，微波加热蛋清凝胶的持水性最低值为84.10%，回复性均在60%以上，回复性得到明显改善。

蛋清；凝胶；热处理；微波

引言

鸡蛋清的必需氨基酸含量丰富，且比例适当，与人体的需要最为接近，而且它具有良好的凝胶性、乳化性、起泡性和持水性等功能性质，在肉鱼类制品、面制品等食品加工中得到广泛应用［1］，以提高其制品的组织结构和质地［2］。凝胶性质作为食品加工过程中重要的加工特性之一［3］，受到蛋白质本身及诸多外部因素影响［4］，例如蛋清加热的时间和温度，盐离子种类和离子强度［5-6］，pH值等［7］。

加热是肉蛋类制品加工过程中的重要环节。传统的水浴加热方式热量是由外向内传递，物料间温度梯度大、加热速度慢且时间长。而微波加热方式可以将电能转化为高频微波［8］，不需要经过从外到内的传热过程，微波可以直接深入到物料内部使物料整体同时加热。与水浴加热相比，微波加热转换效率高、速度快、时间短、加热均匀且易于控制［9］。由此可见，微波加热、水浴加热方式对鸡蛋蛋白质的变性效果可能就存在差异，在蛋清凝胶质地方面很可能也存在差别。目前将微波加热方式用于蛋清热诱导胶凝的研究报道较少［10－11］，也未见蛋清微波加热胶凝的研究报道。本文以鸡蛋清为原料，采用微波加热制备蛋清凝胶，与传统水浴加热方式进行了比较分析研究。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜鸡蛋：市售。

1.2 主要仪器设备

TA.XT.Plus物性测试仪：Stable Micro Systems（UK）；TG－16台式高速离心机：四川蜀科仪器有限公司；AR1140电子天平：梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司；78HW－1型恒温磁力搅拌器及HH－S4数显恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；D8023CTL－K4微波炉：格兰仕。

1.3 方法

1.3.1蛋清分离［12］

用蛋清分离器将鲜鸡蛋的蛋清和蛋黄分离，将蛋清液用磁力搅拌器搅拌均匀，静置2 h后弃除底层脐带等杂质，置于4℃待用。

1.3.2凝胶制备

将分离好的20 mL蛋清溶胶置于100 mL烧杯中，保鲜膜封口，不同温度（75℃、80℃、85℃、90℃、95℃）水浴加热或微波炉加热（20 W、40 W、60 W、80 W、100 W）不同时间将其制备成凝胶，而后冷水浴1 h，置于4℃冰箱过夜后取出备用。

1.3.3蛋清凝胶硬度及回复性的测定

采用TA.XT.Plus物性测试仪进行蛋清凝胶硬度及回复性测定，参考Chin等［13］的方法并稍作修改。测定前将蛋清凝胶在室温放置1 h，然后将待测凝胶样品连同烧杯置于测定平台上，测定参数如下：探头型号P／0.5，测前、测中和测后速度均为1 mm／s，下压距离5 mm，触发力5 g。测试得到如图1所示的凝胶质构测试曲线。图1曲线中正峰最大值表示凝胶硬度，半峰面积2与面积1的比值表示回复性。每组实验重复5次。

1.3.4蛋清凝胶持水性测定

凝胶持水性（water holding capacity，WHC）参考Kocher等［14］的方法并稍作修改。将制备的蛋清凝胶从冰箱取出，测量前在室温放置1 h。取3 g不同的凝胶样品加入离心管中，10 000 r／min离心10 min，去除离心出的水分，称量凝胶质量。按下式计算凝胶持水性。

式中：m1为离心后凝胶质量；m0为离心管质量；m2为离心前凝胶质量。

2 结果与分析

2.1 热处理方式对蛋清凝胶硬度的影响

凝胶制备方法常用水浴加热方法［15］。实验中发现将蛋清75℃至少加热20 min后才能形成热诱导凝胶，所以将形成热诱导凝胶的最低时间设定为20 min。水浴加热温度和时间对蛋清凝胶硬度的影响如图2所示。由图2可以看出，加热时间一定时，随着水浴加热温度的升高，蛋清凝胶硬度不断上升；加热温度一定时，随着加热时间的延长，蛋清凝胶硬度不断上升；但在90℃、95℃加热不同时间时蛋清凝胶硬度基本一致。蛋清在75℃加热20 min开始形成凝胶，此时凝胶硬度很小，仅为21.83 g；在90℃加热50 min蛋清凝胶硬度达到最大值，为779.50 g，增大了35.7倍。说明温度升高，蛋清蛋白变性加剧，刚性变大。蛋清加热到90℃左右是蛋制品加工的一个比较好的温度范围，凝胶硬度较大而且比较稳定。

微波功率和微波时间对蛋清凝胶硬度的影响如图3所示。微波功率的选择根据微波炉的档数，微波加热时间范围为蛋清开始形成凝胶到蛋清凝胶劣化所需要的时间段。由图3可以看出，微波加热形成蛋清凝胶的时间都要显著低于水浴加热胶凝的凝胶，在20 W最低档加热时，加热时间不能超过170 s。不同功率微波加热凝胶形成速度有一定差异。微波功率越大，所需加热时间越短，在100 W最高档加热25 s即可形成凝胶，此时凝胶硬度为46.90 g；微波加热凝胶硬度最大值出现在20W加热160 s时，为266.23 g。与水浴加热形成凝胶相比，微波加热蛋清凝胶嫩度明显得到改善。当微波加热胶凝（功率不同）时，随着加热时间的延长凝胶硬度显著提高，但加热时间过长，凝胶硬度反而有所降低，基本呈现先上升后下降的趋势。

2.2 热处理方式对蛋清凝胶回复性的影响

回复性表示的是凝胶样品在压缩过程中回弹的能力与程度。由图4可知，75℃水浴加热20 min时，蛋清凝胶开始形成，凝胶硬度较小，推测可能因为此时形成凝胶不完全致使其回复性较大。除75℃水浴加热20 min外，不同温度水浴加热不同时间，蛋清凝胶的回复性均在56%以下；75℃和80℃水浴加热时，蛋清凝胶的回复性都在40%以下，且基本随着加热时间的延长，回复性缓慢升高。而由图5可知，微波加热不同功率和时间，蛋清凝胶的回复性均在60%以上，总体强于水浴加热凝胶。这可能是因为加热速度的快慢影响了凝胶的形成，传统水浴加热诱导凝胶是通过缓慢的加热，促使蛋白质受热变性展开。而微波加热温度更高更均匀，在更高温度下，蛋白质之间相互作用加强，促使蛋白质内部的巯基暴露，产生更多的二硫键，有利于较好的凝胶网络结构的形成［16］。综合蛋清凝胶硬度结果发现，微波加热凝胶硬度不大，其最大凝胶硬度约为水浴加热凝胶最大硬度的三分之一，回复性均优于水浴加热。

2.3 热处理方式对蛋清凝胶持水性的影响

由图6可知，75℃水浴加热形成蛋清凝胶，随着加热时间的延长，蛋清凝胶的持水性先增加后减小，加热20 min时，持水性较小，为83.83%，在加热80 min后达到最大值，为95.64%；80～95℃水浴加热形成的蛋清凝胶持水性比较恒定，都在90%以上。微波加热凝胶过程中（图7），随着加热时间的延长，持水性显著提高。微波加热形成凝胶的持水性最低值也有84.10%，与水浴加热相比保持一致。但形成凝胶的持水性总体相对较低，原因可能是微波加热强度比水浴加热强度高很多。微波加热有利于蛋白质分子间的相互作用，使蛋白质聚集体展开程度加大，体积变大后凝胶的持水性相应降低。Suvendu［11］在研究微波加热致使大豆蛋白胶凝时也发现了大豆蛋白质分子在微波高强度加热后展开，体积变大的现象。

3 结束语

用TA.XT.Plus物性测试仪研究了微波加热和水浴加热处理的蛋清质构特性。结果表明：蛋清微波加热凝胶形成速度比传统水浴加热快，不同功率微波加热凝胶形成速度有一定差异。微波100 W最高档加热25 s即可形成凝胶，此时凝胶硬度为46.90 g；微波加热凝胶硬度最大值出现在20 W加热160 s时，凝胶硬度为266.23 g。微波加热不同功率和时间，蛋清凝胶的回复性均在60%以上，持水性最低值也有84.10%。与水浴加热相比，微波加热法显著改善了蛋清热诱导凝胶的回复性，提高了蛋清凝胶的形成速度，改善了蛋清凝胶的质构特性。

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Com parative Study ofWater Bath Heating and Microwave Heating Effect on Gel Properties of Hen Egg White

YE Yang，WANG Yang，QIAO Yanjuan，DAILuyao，JIA Fengqiong
（Shool of Biotechnology Engineering，Sichuan University of Science＆Engineering，Zigong，643000，China）

The effects of heat treatment and heating time on the hardness，resilience and water holding capacity of hen egg white gel were investigated.The results showed that：egg white gel by microwave heating forming speed was faster than traditional water-bath heating.Egg white began to form a gel by water-bath heating 20min at 75℃，and gel hardness was 21.83g.90℃heating for50 min reached maximum 779.50 g.100W microwave heating25 s can form gel，and gel hardness was46.90 g.20 W heating for 160 s reached the maximum 266.23 g.Compared with water-bath heating，the lowest water holding capacity of egg white gel bymicrowave heating was84.10%，resiliencewasmore than 60%and it had been significantly improved.

egg white；gel；heat treatment；microwave

TS253.1

A

1673-1549（2014）04-0012-04

10.11863／j.suse.2014.04.04

2014-05-08

四川省教育厅项目（14ZB0216）；四川理工学院基金项目（2013KY01）；四川理工学院大学生创新创业训练计划项目（CX20130409）

叶阳（1982-），女，湖南长沙人，讲师，博士，主要从事食品科学方面的研究，（E-mail）yeyang161＠163.com