冷冻储藏巴杀鸡蛋白液的功能及烘焙应用特性研究

徐吉祥,楚炎沛

(清远职业技术学院，广东清远 511510)

冷冻储藏巴杀鸡蛋白液的功能及烘焙应用特性研究

徐吉祥,楚炎沛*

(清远职业技术学院，广东清远 511510)

鸡蛋白液具有良好的起泡功能,以鸡蛋白液的起泡性(FC)和泡沫稳定性(FS)、粘度、pH及在戚风类蛋糕中的烘焙应用为衡量指标,来探究鸡蛋白液在冷冻储藏条件下不同时间内的规律性变化,及不同的冷冻储藏鸡蛋白液在戚风类蛋糕中的差异性。结果表明:冷冻储藏的时间是影响鸡蛋白液功能特性的主要因素。在冷冻储藏期间,鸡蛋白液的起泡性、泡沫稳定性、黏度均有所下降,pH有所上升,烘焙应用特性也发生了不同程度的改变。研究结果为冷冻储藏巴杀鸡蛋白液在蛋糕烘焙加工中的推广应用提供有益的参考。

冷冻储藏,鸡蛋白液,功能特性,烘焙应用

鸡蛋富有营养价值,而且具有改善食品品质、质构的功效,其中蛋清蛋白所特有的起泡性、凝胶性等功能特性,能够赋予食品独特的质构和风味,作为食品工业的重要原料得到广泛应用,尤其是在蛋糕、面包等烘焙食品中具有特殊的意义[1-4]。鸡蛋作为各种食品最基本的原料之一,国外的蛋品加工比重占鸡蛋产量的30%～40%[5],更多以鸡蛋为原料的产品进入了工业化生产,尤其是人类对于食品安全日益高涨的关注与担忧,都促成了鸡蛋使用方式的革新,大批终端使用者开始更倾向于使用加工后的蛋产品。

我国的液蛋产品生产虽刚刚起步,但需求量日益增加,液态蛋作为食品重要配料形成了专门的行业。其中巴氏杀菌处理的液蛋产品因保存期较短而不能满足某些特殊用途需求的长期保存,而冷冻储藏巴杀蛋白液是将新鲜鸡蛋去壳,经过巴氏杀菌,先经-38～40 ℃快速冷冻,然后于-18 ℃储藏,保质期可长达12～18个月。国内外对这类储藏期较长的冻蛋产品的研究较少,赵维高等[6]曾研究发现全蛋液在冷冻储存期间起泡性显著下降(p<0.05),黏度显著增加(p<0.05),其他功能特性也发生不同程度的改变。本文通过对新鲜蛋白液在不同冷冻储藏期间内的功能特性变化规律,及进一步地对几种不同的冷冻蛋白液在戚风蛋糕中的烘焙应用特性进行对比分析,以期从多个方面了解冷冻储藏条件下的巴杀蛋白液的功能特性和烘焙应用特性的差异性,为冷冻储藏蛋白液在烘焙行业的推广应用提供一些参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷冻巴氏杀菌蛋白液 三种品牌,分别购自苏州欧福蛋液有限公司、吉林金翼蛋品有限公司、北京德青源农业科技股份有限公司,配料表中均没有显示食品添加剂的成分;新鲜鸡蛋 市售 符合GB2748-2003要求:气室正常,无异味,外形指数好,蛋壳完整无裂横,蛋品质合格正常；塔塔粉 广州焙乐道食品有限公司;白砂糖 市售。

蛋白调节剂 自制，所选用的物料均符合GB2760-2014食品安全国家标准 食品添加剂使用标准。

AR2140电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司;JRJ300-D-I剪切乳化搅拌机 上海标本模型厂;WT-L01A 依时发奶油专用打发机;78-2型双向磁力搅拌器 常州华普达教学仪器有限公司;NDJ-5S型数字式黏度计 上海精天电子仪器有限公司;HI2221 pH计 哈钠沃德仪器有限公司。

1.2 冷冻巴杀蛋白液的处理或制备

外购冷冻巴杀蛋白液：取自3个不同生产厂家的商业化冷冻巴杀蛋白液,又叫冰蛋白。测试前先进行随机编码为样品1、样品2和样品3,然后置于冷藏柜内(2～7 ℃)进行解冻,蛋白打发时的温度均控制在7～10 ℃。

自制冷冻蛋白液：蛋的清洗→95%乙醇消毒→晾干→打蛋→分蛋→搅拌或加调节液调配搅拌→分装→封口→-18 ℃冷冻储藏。其中蛋白调节剂按实验配比用磁力搅拌器调制成均一稳定的溶液,于调配阶段按要求比例加入到分离好的蛋白液中混拌均匀,然后进行分装冷冻,并确保冷冻储藏满12个月时待用,编码为样品4。所有蛋白打发前置于冷藏柜内(2～7 ℃)进行解冻,蛋白打发时的温度控制均在7～10 ℃。

1.3 不同蛋白液的功能特性测定

1.3.1 蛋白液起泡性及泡沫稳定性的测定 结合陈杰等[7]、张铁华等[8]对蛋清蛋白功能特性的测定方法,本研究对蛋白液起泡性及泡沫稳定性的测定方法调整如下:取50 mL蛋白液,加入蒸馏水定容至200 mL(H0),倒入2000 mL烧杯中,于剪切乳化搅拌机上以5000 r/min的转速搅拌均质1 min后,快速转移至200 mL量筒,记下液体高度(H1)。量筒在室温下静置30 min后,再测量液体的高度(H2)。蛋白液起泡能力FC大小的评价用(H0-H1)表示,泡沫稳定性FS用泡沫体积的损失率来表示,即(H2-H1)/(H0-H1)。FC数值越大,表明蛋白液的起泡能力越强,FS的数值越小表明蛋白液的泡沫稳定性越强。每个样品重复测定3次,取其平均值。

1.3.2 蛋白液粘度的测定 采用NDJ-5S数字式黏度计,30 s内读出解冻后、打发前的蛋白液样品的黏度值,同一样品平行测定3次,取其平均值。

1.3.3 蛋白液pH的测定 取蛋白液20 mL,置于50 mL烧杯中搅匀后,使用校正后的精密pH计测定。每个样品重复测定3次,取其平均值。

1.4 不同蛋白液在蛋糕制作中的打发特性测定

取1000 mL蛋白液样品,加入1%塔塔粉和50%白砂糖,参照新鲜蛋白打发至泡沫比重0.17～0.22之间的打发参数,在奶油专用打发机中2档低速打发1 min,然后换3档高速打发2 min后,进行下述项目的测定。每个样品重复测定3次,取其平均值。

1.4.1 蛋白打发时的性能测定 称量打发后的蛋白在500 mL固定容器中的重量(g)。重量越小说明蛋白打发性能越好,比重越轻。

1.4.2 蛋白打发后的泡沫稳定性的测定 称取100 g打发后的蛋白,置于500 mL的固定容器中,静置1 h后称量烧杯中析出的液体重量(g)。重量越轻,蛋白打发后的泡沫稳定性越好。

1.4.3 蛋白打发过程及打发后的泡沫感官评定 蛋白液在冷冻储藏过程中,功能特性的各种变化是在不断进行的,许多特性方面的变化带给烘焙应用的影响,并没有适宜的检测分析仪器可以全面进行定量判断,但可以新鲜蛋液为基准,采用专业的感官评价评定小组,有指导性地进行描述性分析。

1.5 不同蛋白液在蛋糕中的烘烤特性测定

事先将500 g面粉,300 g色拉油,200 g水,100 g糖,500 g蛋黄混拌均匀,作为蛋黄面糊液待用。取450 g蛋黄面糊液,分次加入300 g刚刚打发的蛋白进行混拌均匀,灌入3个4寸蛋糕模具内各200 g。蛋糕烘烤出炉后,倒扣模具冷却2h后,进行下述项目的测定。每个样品重复测定3次,取其平均值。

1.5.1 蛋糕的体积 采用体积置换法测定蛋糕的体积。

1.5.2 柔软度测定 采用英国Stable Micro System公司的TxT2i型号质构仪测试蛋糕的柔软度(坚实度)[9]。P/36R圆柱型探头:测前速度1 mm/s,测试速率2 mm/s,测后速率1 mm/s,深度8 mm,时间3 s,触发类型out 0～20 g。

1.5.3 感官评定 同1.4.3感官评价方法同时对蛋糕的外形、色泽、风味、表皮、组织状态等进行描述性分析。

2 结果与分析

2.1 不同蛋白液的功能特性分析

表1列出了不同蛋白液的起泡性、泡沫稳定性、粘度、pH的测定结果。

表1 不同蛋白液的功能特性测定结果

表2 不同蛋白液在蛋糕制作中打发特性的测定结果

2.1.1 不同蛋白液起泡性及泡沫稳定性的测定结果 蛋清蛋白是一种亲水胶体,蛋清蛋白起泡力是蛋白质溶液在外界条件下产生泡沫的难易程度,泡沫稳定性是泡沫生成后的持久性。蛋清蛋白的起泡力主要取决于蛋白质分子的快速扩散、表面张力的降低,疏水基团的分布等性质,而泡沫稳定性是泡沫生成后的持久性,主要由蛋白质分子间的相互作用决定[5]。

表1中的检测数据表明,经过冷冻的蛋白液,起泡性均与鲜蛋白液有所不同,随冷冻时间的延长呈逐渐下降趋势。分析原因,可能在于经过冷冻,蛋白质的氢键等共价键被破坏,卷曲在球体内的大部分疏水基团暴露出来,破坏了水化膜,导致蛋白质溶解度降低,起泡性下降[6]。

同时表1中的数据显示,冷冻蛋白液的泡沫稳定性均低于新鲜蛋白液,稳定性变差。分析原因可能在于,随着冷冻时间的延长,蛋白质内部的疏水基团和巯基进一步暴露,极化的蛋白质分子之间通过非共价键相互作用重新形成更大的分子聚集体,水—空气界面膜的稳定性下降,因此泡沫稳定性下降[6]。另一个原因也可能在于经过冷冻储藏的蛋白由于pH的变化而影响到泡沫的不稳定性。

2.1.2 不同蛋白液粘度的测定结果 表1中的检测数据表明,随着冻藏时间的延长,蛋白液的粘度呈下降趋势,冷冻储藏使得蛋白液中浓厚蛋白变稀至水样化,稀薄蛋白逐渐增加。进一步分析浓厚蛋白逐渐减少的原因在于新鲜鸡蛋中存在的卵蛋白和溶菌酶会随着pH上升而解离产生水样化[10-11]。

2.1.3 不同蛋白液pH的测定结果 鸡蛋原始pH在7～8左右,储藏过程中蛋内呼吸作用不断产生CO2并且随蛋孔逸散,伴随着蛋清的稀变,pH逐渐增大至9～9.5,这种环境变化使鸡蛋新鲜度下降,发生粘壳散黄现象[12-13]。表1中的测定结果显示,冷冻蛋白液与新鲜蛋白液的pH相比有着明显变化,随着冷冻时间的延长,pH呈现出逐渐上升趋势,在冻藏12个月时稳定在9.5左右。分析原因可能是由于冷冻过程中蛋白质溶解度降低,双性蛋白液结合了蛋液中的部分氢离子,使得pH升高[6]。

综上所述,需要特别指出的是,商业化的冷冻巴杀蛋白液样品1、2及3,不论是同新鲜蛋白液、冻藏不同时期的蛋白液,还是相互之间,在起泡性、泡沫稳定性、粘度、pH等方面均有所不同,且部分样品的性能指标差距较大。相对于新鲜蛋白液来说,样品1、2、3的各项功能均有所下降,而样品4因采用了特殊的调节剂处理,相应的一些功能指标能够与新鲜蛋液基本接近。经蛋白调节剂处理过的蛋液,在冷冻储藏过程中,能够适度减缓pH的上升,抑制卵粘蛋白和溶菌酶的解离,达到延缓蛋白水样化的作用,同时一些增稠乳化稳定剂的适量使用也能够确保蛋白液在冷冻储藏过程中粘度的相对稳定性。

表3 不同蛋白液在蛋糕中烘烤特性的测定结果

2.2 不同蛋白液在蛋糕制作中的打发特性分析

蛋清蛋白质分子具有疏水性基团和亲水性基团,因此具有表面活性,能降低水的表面张力,在剧烈搅拌时形成泡沫,泡沫是由液态连续相包裹空气分散而形成,具有良好发泡性的蛋白质必须在起泡过程中快速被空气和水界吸附,然后经由分子重排在界面形成具有粘弹性的薄膜[14-15]。蛋清在搅打过程中,打蛋器的剪切力将蛋白质的球型分子构造打破,使其分子中的疏水基团裸露出来,同时,剪切作用将空气混入蛋清中,部分气体与疏水基团结合,留在蛋清中,使泡沫体积迅速上升,继续搅打,由于剪切力作用,气体可以均匀的被蛋白质分子包围,并形成新的稳定结构,泡沫体积达到最大[16]。

一般来说,蛋白液打发后的比值越大,稳定性越差,一经放置容器底部集聚的液体就会越多。反之,比值越小稳定性、耐操作性就越强。表2中打发特性的测定结果表明,样品2的蛋白液打发后不稳定,在蛋白操作过程中泡沫易脆而破灭,除样品2外,其他冷冻冻藏后的样品相对于鲜蛋白来说,更易起泡,但泡沫稳定性差。这在一定程度上与表1中的蛋白起泡性和泡沫稳定性结果一致。

理论上蛋白液的打发性与pH相关,王欢等[2]在研究中曾发现,在酸性偏中性范围内,FC明显高于碱性区域,随着酸性减弱FC增强,pH5时最大为165.7%;FS随pH的增大而增加,pH7时为最大58.6%。实验中可能因蛋白打发过程中加入的塔塔粉掩蔽了原料蛋白在pH方面的差异,这就使得鸡蛋蛋白的pH与蛋糕制作过程中的相互对应性即难于进行解释又能较好地予以理解。

2.3 不同蛋白液在蛋糕中烘烤特性分析

蛋糕制作中,蛋白在搅拌时蛋白质薄膜将混入的空气包围起来而成为泡沫,由于受表面张力的制约,迫使已经形成的泡沫成为大小不同的球形,随着调粉的进行,面、糖等固相材料附在泡沫表面,增强了泡沫的稳定性。当蛋糕糊在烤炉内受热时,泡沫中的气体受热膨胀,蛋白质遇热变性,使蛋糕糊成为一种疏松多孔并具有一定弹韧性的蛋糕[17]。

综合表1、表2及表3中不同蛋白液在蛋糕中的烘焙特性,表明:样品4所制作的蛋糕,比较接近于新鲜鸡蛋制作的蛋糕,甚至在口感、风味、耐操作性等方面更优于新鲜蛋白液制作的效果,这主要是由于一些添加剂的适量采用,能够修饰和稳定一些功能特性。而新鲜蛋液冻藏12个月后,因功能特性的较大变化,不再适宜于制作戚风蛋糕。样品1、2及3,因个别功能特性指标的差异而导致在戚风蛋糕制作过程中会产生开裂、回缩、塌陷、收腰等通常出现的不良问题。但限于本研究的范围,并不能确切说明样品1、2及3不适宜于用作其他类蛋糕或烘焙类产品的制作。

综上所述,可以归纳出蛋白的起泡性和泡沫稳定性同蛋糕制作过程中蛋白的打发性和烘焙特性的相关性较为直接;蛋白粘性的降低会影响到蛋糕糊稳定性下降,耐操作性变差,出炉后的蛋糕也容易塌陷,内部组织变得湿软、粘牙、糊口等,在工业化的批量生产中会带来品质的差异性和不可操控性;蛋白pH的变化对蛋糕制作过程中蛋白液的打发性和烘焙特性对应性较差或影响较小;蛋白液颜色的变化由于在蛋糕制作中不可避免的美拉德反应而不甚明显,但风味劣变对蛋糕的食用带来了不良影响。

3 结论

研究结果表明,冷冻的蛋白液相对新鲜的蛋白液在起泡性及泡沫稳定性、粘度、pH及在戚风蛋糕中的烘焙特性都有很大的变化和不同,在12个月的冷冻储存期间,随着冷冻时间的延长,FC、FS及粘度呈现出下降趋势,而pH呈现出上升趋势,但最终稳定在9.5以下。

蛋白液在冷冻储藏期间所发生的功能特性的变化,会影响到戚风蛋糕在制作过程中的蛋白打发特性和烘烤特性。商业化的巴杀冷冻蛋白液,由于加工和冷冻储运而带来的与新鲜蛋液功能特性方面的差异,会引发在戚风蛋糕制作中不良品的出现。相对来说,蛋白液起泡性及泡沫稳定性、粘度,即蛋糕制作时的打发性能够作为衡量蛋糕烘焙效果的重要指标,而pH的变化与蛋白液在蛋糕烘焙中的加工性能的相关性较差。

冷冻蛋白液功能特性的变化,可通过选用一些食品添加剂进行修饰和改善,以适应蛋糕的烘焙应用需求,从而使冷冻蛋液的附加值得到极大提升。本研究在一定程度上能够为蛋品加工业带来收益的延展性和更大化,使产业化推广的实际可行性更具优势,但同时还需提醒烘焙企业在新鲜蛋白液与不同的冷冻储藏巴杀蛋白液的选择上,要根据产品的需要选择适合特定蛋糕产品的生产原料。

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Study on the functional and baking application properties of pasteurized liquid egg white during frozen storage

XU Ji-xiang,CHU Yan-pei*

(Qingyuan Polytechnic,Qingyuan 511510,China)

The liquid egg white has excellent foaming ability. The functional and baking properties of pasteurized liquid egg white during freezing storage,such as the foaming ability(FC),foam stability(FS),viscosity and pH were studied during the different storage time. The baking properties of different pasteurized liquid egg white were furthermore investigated in chiffon cake. The results showed the time of freezing storage was the main influence factor on functionary properties of pasteurized liquid egg white. The FC,FS and viscosity of frozen egg white were declined,pH was increased. Some baking properties changed differently since of the different frozen egg white. These results offered some references for the promotion and application of frozen egg white in cake industry.

frozen storage;liquid egg white;functional properties;baking application

2016-10-19

徐吉祥(1977-),男,工程硕士,副教授，研究方向:食品加工与质量管理,E-mail:jixiangfood@126.com。

*通讯作者:楚炎沛(1971-),女,硕士,高级工程师，研究方向:谷物食品化学,烘焙食品科学,食品配料与添加剂，E-mail:Chuyanpei001@sina.com.

TS201.1

A

1002-0306(2017)09-0092-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.009