不同碱液对含盐蛋清功能性质的影响*

王洋，叶阳，王晓燕，乔燕娟，代路谣

(四川理工学院生物工程学院，四川 自贡，643000)

蛋清中最主要的物质是蛋白质，是食品加工中不可或缺的一种原料，其较高的营养和优良的功能性质如乳化性、起泡性、溶解性等在食品工业中得到广泛应用。咸蛋是我国传统腌制蛋品，深受消费者青睐，咸蛋清因含盐量高难被综合利用，造成优质蛋白质的浪费。为了提高原料利用率，众多学者对咸蛋清的脱盐及酶解技术进行了深入的研究［1-3］，但这些技术复杂且成本高，难以广泛应用。咸蛋清利用的最佳途径是不需经过脱盐处理而直接应用。目前已有学者对影响禽蛋部分功能性质的因素进行了初步研究［4-5］，在此基础上，本文以含盐蛋清为材料，探讨不同碱液对含盐蛋清起泡性、乳化性、溶解度、黏度的影响，确定不同碱液对其功能性质的影响规律，力求通过优化条件使咸蛋清的功能性质得到进一步的提高，以期拓宽咸蛋清的应用范围。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜鸡蛋，市售;福林-酚试剂，成都市科龙化工试剂厂;NaCl、NaOH、KOH、Na2CO3、牛血清白蛋白、十二烷基硫酸钠(SDS)，均为分析纯。

1.2 主要仪器设备

DZ30-32台式离心机，上海安亭科学仪器厂;HH-2数显恒温水浴锅，上海齐欣科学仪器有限公司;78HW-1型恒温磁力搅拌器，金坛市医疗仪器厂;NDJ-1黏度计，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;DS-200高速组织捣碎机，江阴市保利科研器械有限公司;T6新世纪紫外分光光度计，北京普析通用仪器责任有限公司;BCD-206TXZ冰箱，青岛海尔股份有限公司;AR1140电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 蛋清溶胶的制备

将鲜鸡蛋的蛋清手工分离，用磁力搅拌器搅拌至分散均匀，静置2 h后弃除底层脐带等杂质，在室温(25℃)下称取蛋清，用蒸馏水配制成一定浓度的蛋清溶胶。

1.3.2 不同盐浓度对蛋清功能特性的影响

将NaCl配制成质量分数1%的溶液，加入不同体积的NaCl溶液至蛋清溶胶中，研究不同盐浓度对蛋清功能特性的影响。

1.3.3 不同碱液对蛋清功能特性的影响

在1.3.2中确定的测定蛋清起泡性最适盐浓度下，按表1分别配制不同浓度的 NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶液测定起泡性。如表1配制方法配制蛋清浓度3%，NaCl浓度0.4%测定乳化性;蛋清浓度为2 mg/mL，NaCl浓度为0.1%测定溶解度;蛋清浓度为10%，NaCl浓度为0.1%测定黏度。

表1 不同浓度的NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶胶配制表Table 1 Preparation of different concentration of NaOH，KOH and Na2CO3egg white sol

1.3.4 蛋清起泡性及泡沫稳定性的测定

采用搅打发泡测定法测定起泡性(FAI)以及泡沫稳定性(FS)，参考Raikos等［6］的方法并略做修改。取100 mL 4%的蛋清溶液于烧杯中，称其空烧杯的质量为m，称量装有配好溶液的烧杯质量为m1，将溶液倒入组织搅碎匀浆机中，以8 000 r/min的转速打泡2 min，然后迅速将匀浆机中的溶液倒入烧杯中，称其质量为m2，静置30 min后，再将匀浆机的溶液倒入烧杯中，记录质量为m3。计算公式如下:

式中:m，空烧杯的质量;m1，打泡前装有溶液的烧杯的总质量;m2，打泡2 min后倒入溶液的烧杯的总质量;m3，静置30 min后倒入消泡液体的烧杯的总质量。

1.3.5 蛋清乳化活性及乳化稳定性的测定

采用浊度法，参考宋俊俊［7］等的方法。取60 mL鸡蛋清溶液与20 mL植物油混合，使用高速匀浆机在8 000 r/min的条件下均质1 min形成乳浊液，均质后，分别在0 min和10 min从底部吸取100 μL分散于10 mL 0.1%的SDS溶液，于500 nm处测吸光度值。在0 min时测得的吸光值 A0即为乳化活性(EA)，乳化稳定性(ESI)计算公式为:

式中:A0，0 min时测得的吸光值;A10，10 min时测得的吸光值。

1.3.6 蛋清蛋白质溶解度的测定

采用福林-酚方法测定蛋白质的含量及其溶解度，参考乔立文［8］等的方法。稀释蛋清至2 mg/mL，取1 mL样品于试管中，加入2 mL 1 mol/L的NaOH，混匀，反应15 min;然后加入2 mL福林-酚综合指示剂(与超纯水体积比1∶1稀释)并立刻混匀，25℃水浴保温45 min，以超纯水为空白，560 nm下测定吸光值。另取20 mL稀释溶液，8 000 g，25℃离心10 min，按上述方法测上清液中蛋白质含量。溶解度计算:

1.3.7 蛋清黏度的测定

采用pH值为7.0磷酸缓冲液配制成含0.1%NaCl的10%蛋清溶液，取200 mL蛋液，利用NDJ-1旋转黏度计测定蛋液黏度［9］。测试条件:室温下选用2号转子，转速30 r/s。

2 结果与分析

2.1 不同碱液对含盐蛋清起泡特性的影响

2.1.1 NaCl浓度对蛋清起泡特性的影响

NaCl浓度对蛋清起泡特性的影响见图1。

图1 NaCl含量对蛋清起泡性的影响Fig.1 Effect of NaCl concentration on foamability of egg white

由图1可知，添加适量的NaCl可以增加蛋清蛋白的起泡能力，当NaCl的添加量小于0.3%时，蛋清的FAI值及FS值均随NaCl的增加而增大，即蛋清溶液的FAI值从不含NaCl时10.9%增加到当NaCl浓度为0.3%时12.2%，FS值从38.4%增加到41.5%;当NaCl的添加量超过0.3%时，蛋清蛋白的FAI值及FS值均随NaCl的增加而减小。这是因为盐对蛋白起泡性的影响取决于盐的类型和蛋白质在盐溶液中的溶解度［9］。适当浓度的盐溶液可以减少表面黏度和蛋白膜的刚性，但增加了扩散速率，反过来减弱了肽链间的相互作用，从而有助于增强某些蛋白质的起泡性。因此，选择NaCl浓度为0.3%做后续实验。

2.1.2 不同碱液对含盐蛋清起泡特性的影响

不同碱液对含盐蛋清起泡特性的影响见图2、图3。图2结果表明，在NaCl浓度为0.3%、蛋清浓度为4%条件下，不添加碱液时，蛋清FAI值为12.2%;随着碱液的不断增大，蛋清起泡性呈现先增大后减小的趋势，不同的碱液在相同浓度下的起泡性不同，但在碱液为0.08 mol/L时FAI值都达到最大，分别为75.0%(NaOH)、59.3%(KOH)、42.4%(Na2CO3)，可以明显看出，NaOH的起泡性最好。碱液的添加改变了蛋清溶液中的pH值，影响了蛋白质的溶解度。蛋白质只有在合适的溶解度范围，才能表现出较好的起泡性能，过高则溶液太黏稠，流动性低，其包合空气的能力也降低，过低则不能形成豁膜或包容的空气太少，一般而言，大多数蛋白质合适的起泡浓度为2%-8%［10］。

图2 不同碱液对蛋清起泡性的影响Fig.2 Effect of different alkali on foamability of egg white

由图3可知，加入碱液使蛋清起泡稳定性提高。不添加碱液时，蛋清FS值为41.5%;当KOH添加浓度为0.02 mol/L时，FS值达到最大值65%;随着碱液的不断增大，起泡稳定性也产生变化，添加NaOH的起泡稳定性基本保持在58%左右，而KOH和Na2CO3的稳定性则都有波浪型波动。综合以上结果，在蛋清溶液中添加0.08 mol/L NaOH时，其FAI值及FS值均较好。

图3 不同碱液对蛋清起泡稳定性的影响Fig.3 Effect of different alkali on foam stability of egg white

2.2 不同碱液对含盐蛋清乳化性的影响

2.2.1 NaCl浓度对蛋清乳化性的影响

NaCl浓度对蛋清乳化性的影响见图4。图4结果表明，添加适量的NaCl可以增加蛋清蛋白的乳化能力，当NaCl的添加量小于0.4%时，蛋清的EA值随着NaCl的增大而增大，即蛋清溶液的EA值从不含NaCl的0.216增加到当NaCl浓度为0.4%时，其乳化性为0.388;当NaCl的添加量超过0.4%时，EA随着盐浓度的增大而减小。原因可能是低浓度NaCl的加入产生了盐溶作用，增强了蛋白质的溶化作用［11］，高浓度NaCl使蛋白质和盐离子之间为各自溶剂争夺水分子产生了盐析作用，造成了EA的降低［7］。而ES随着NaCl的增大呈现先增大后减小后趋于平衡。因此，选择NaCl浓度为0.4%做后续实验。

图4 NaCl浓度对蛋清乳化性的影响Fig.4 Effect of NaCl concentration on emulsifility of egg white

2.2.2 不同碱液对含盐蛋清乳化性的影响

不同碱液对含盐蛋清乳化性的影响见图5、图6。图5结果表明，在NaCl浓度为0.4%条件下，不添加碱液时，EA值为0.388;随着碱液的不断增大，EA值呈现先增大后减小的趋势，不同碱液在同一浓度下的乳化性也有差别，但在碱浓度0.06 mol/L时达到最大值，EA 值分别为 1.279(NaOH)、1.167(KOH)、0.969(Na2CO3)，可以看出，NaOH对蛋清乳化性影响最大。这可能是因为在等电点附近，蛋清蛋白的溶解性不好，导致乳化性不好;随碱液浓度增大其pH值增加，蛋白质分子上电荷(COO-)增加，分子间静电斥力随之增加，水化层厚度增大，乳化性得以提高［12］;当碱液浓度超过0.06 mol/L后，蛋清蛋白的空间结构遭到破坏，或降解成小分子，使乳化性下降［13］。

图5 不同碱液对蛋清乳化活性的影响Fig.5 Effect of different alkali on emulsifying activity of egg white

由图6可知，不添加碱液时，ESI值为17 min;随着碱液的不断增大，乳化稳定性基本呈现先增大后减小的趋势，在 NaOH、KOH、Na2CO3添加浓度分别为0.04、0.04、0.02 mol/L 时达到最大值，ESI值分别为55、65、69 min。综合以上结果，在蛋清溶液中添加0.04 mol/L NaOH时，其EA值为1.196，ESI值达最大值55 min。

图6 不同碱液对蛋清乳化稳定性的影响Fig.6 Effect of different alkali on emulsion stability of egg white

2.3 不同碱液对含盐蛋清蛋白质溶解度的影响

2.3.1 NaCl浓度对蛋清蛋白质溶解度的影响

NaCl浓度对蛋清蛋白质溶解度的影响见图7。图7结果表明，不添加NaCl时，蛋清蛋白的溶解度为73.8%，随着NaCl添加量的不断增加，蛋清在盐溶液中的溶解度呈现先增大后减小的趋势，当NaCl的添加量为0.1%时，蛋清蛋白的溶解性达到最大值89.8%。因此，选择NaCl浓度为0.1%做后续实验。

图7 NaCl浓度对蛋清蛋白溶解度的影响Fig.7 Effect of NaCl concentration on protein solubility of egg white

2.3.2 不同碱液对含盐蛋清蛋白质溶解度的影响

不同碱液对含盐蛋清蛋白质溶解度的影响见图8。图8表明，在NaCl浓度为0.1%条件下，不添加碱液时，蛋清蛋白溶解度为89.8%;随着碱液的不断增大，蛋清蛋白溶解度呈现先增大后减小的趋势，不同碱液在相同浓度下的溶解度不同，但碱液浓度在0.08 mol/L达到最大，溶解度分别为99.0%(NaOH)、96.5%(KOH)、93.9%(Na2CO3)，可以明显看出，添加NaOH的溶解度优于KOH和Na2CO3。在未添加碱液时，大部分蛋清蛋白在等电点附近，蛋白表面电子数量接近于零，随着碱液的添加量增多，蛋白质表面带负电，蛋白质与水作用增强，溶解度随之增加。这个结果与碱液对蛋清的起泡性和乳化性的结果相吻合，说明蛋清溶解度的增大可以促进其起泡性和乳化性的提高。

图8 不同碱液对蛋清溶解度的影响Fig.8 Effect of different alkali on solubility of egg white

2.4 不同碱液对含盐蛋清黏度的影响

2.4.1 NaCl浓度对蛋清黏度的影响

NaCl浓度对蛋清黏度的影响见图9。图9结果表明，不添加NaCl时，蛋清的黏度为165 mPa·s;随着NaCl添加量的不断增加，蛋清在盐溶液中的黏度呈现出先升高后降低的趋势，当NaCl的添加量为0.1%时，蛋清蛋白的黏度达到最大值214 mPa·s。因此，选择NaCl浓度为0.1%做后续实验。

图9 NaCl含量对蛋清黏度的影响Fig.9 Effect of NaCl concentration on viscosity of egg white

2.4.2 不同碱液对含盐蛋清黏度的影响

不同碱液对含盐蛋清黏度的影响见图10。由图10可知，不添加碱液时，蛋清黏度为214 mPa·s;随着碱液的不断增大，蛋清黏度基本呈现逐渐减小的趋势，只有NaOH添加浓度在0.02 mol/L时，蛋清黏度略有增加，为221 mPa·s。这是因为蛋清溶液的黏度与pH值有关。蛋清蛋白的二硫键可以在碱性环境中发生断裂，随着碱液的不断添加，pH碱性增强，更多的蛋清蛋白降解为单个的小的亚基片段，进而使得黏度值降低［14］。

3 结论

图10 不同碱液对蛋清黏度的影响Fig.10 Effect of different alkali on viscosity of egg white

不添加碱液时，含盐蛋清的FAI值为12.2%，FS值为41.5%，EA值为0.388，ESI值为17 min，蛋清蛋白溶解度为89.8%，蛋清黏度为214 mPa·s。加入适量碱液可增大蛋清蛋白的起泡性、起泡稳定性、乳化活性、乳化稳定性及蛋清蛋白溶解度，但降低了蛋清黏度。添加不同种类和浓度的碱液，蛋清蛋白的各项功能性质不同，实际生产中可通过添加不同种类和浓度的碱液来提高含盐蛋清的功能性质，以获得不同功能性质要求的产品，拓宽咸蛋清的应用范围。

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