冷冻处理对蛋清液起泡性与凝胶性的影响

2019-05-23胥伟代钰王宏勋孟七香蒋盼盼雷铭杨

食品工业 2019年5期

胥伟，代钰，王宏勋，孟七香*，蒋盼盼，雷铭杨

1. 武汉轻工大学食品科学与工程学院（武汉 430023）；2. 武汉食品化妆品检验所（武汉 430012）

液蛋制品是将鲜蛋打蛋去壳后，将蛋液经巴氏杀菌等处理后的产品。液蛋具有营养成分丰富、方便快捷、安全健康等优点，被广泛用于食品工业中[1]。蛋清液具有多种功能特性，如起泡性、乳化性、凝胶性等，目前蛋清液大多是经巴氏杀菌处理后置于4 ℃条件下冷藏，在一定程度上可以延长其保质期，但保质期仍较短，不能满足食品工业的发展需要。将蛋清液经预处理后置于-18 ℃条件下冻藏，保质期可延长至1年左右，冻藏处理既可延长液蛋制品保质期，又可稳定液蛋制品的市场价格[2]。目前国内外对冷冻液蛋制品的研究较少，试验将新鲜蛋清液在-18 ℃条件下冷冻储藏，分析冷冻处理对蛋清液起泡性、泡沫稳定性、凝胶性的影响，以期为液蛋制品的工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

正大无公害新鲜鸡蛋（市售，产蛋母鸡的鸡龄为145 d）。

TA-XT Express物性测试仪（英国SMS公司）；HH-S-2数显恒温水浴锅（常州润华电器有限公司）；电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；冰箱（青岛海尔集团有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的制备

取500 mL分离好的新鲜蛋清液样品置于1 000 mL的锥形瓶中密封，将样品在59.5 ℃的恒温条件下加热4.5 min，冷却后冷冻储藏1～21 d，储藏期间前8 d每隔1 d取样测其功能性变化，后续由于随着冷冻时间延长，蛋清液的功能性质变化加快，每天取样测其功能性变化。

1.2.2 起泡性的测定

参照Hammershoj等[3]的方法测定蛋清的起泡性及泡沫稳定性。分别用OR表示蛋清的起泡性，用FS表示鸡蛋清的泡沫稳定性，计算分别如式（1）（2）所示。

起泡性（OR）=[泡沫与液体总高度（cm）-起始液体高度（cm）]/起始液体高度（cm）×100% （1）

泡沫稳定性（FS）=30 min后泡沫高度（cm）/起始泡沫高度（cm）×100% （2）

1.2.3 凝胶性分析

每次取样后将样品在冷水中缓慢解冻，移取20～25 mL小烧杯中，用保鲜膜密封后用橡皮筋在瓶颈处扎紧防止空气进入，在90 ℃下加热30 min后快速取出于冰水中冷却15 min，再将其置于4 ℃下冷藏24 h后测定其凝胶性。

样品在室温下通过TA-XT Express物性测试仪进行测定，采用TPA模式运行。测定条件为：测试前速率设定为5 mm/s，测试过程中速率为2 mm/s，测试后收缩的速度恢复至5 mm/s，接触凝胶表面的力为5 g，测定时下压凝胶的深度设置为10 mm，2次压缩过程间隔时间5 s，采用200 pps的数据采集速率，特定探头的型号为P 0.5圆柱形[4]。

1.2.4 数据处理

试验数据采用SPSS 22.0进行显著性差异分析，采用Origin软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 蛋清液的起泡性以及泡沫稳定性

由图1可知，新鲜蛋清液起泡性为98%，冷冻13 d后起泡性降至58%，之后随冷冻储藏时间延长，蛋清液起泡性呈增加趋势，冷冻19 d时起泡性增至80%。结果表明，新鲜蛋清液与冷冻处理后的蛋清液起泡性存在显著差异（p＜0.05）；冷冻2，4和6 d的蛋液起泡性无显著性差异（p＞0.05），与其余时间有显著性差异（p＜0.05）；冷冻8，9和10 d无显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间均有显著性差异（p＜0.05）；冷冻11 d与其余时间均有显著性差异（p＜0.05）；冷冻12和13 d无显著性差异（p＞0.05），与其余时间均有显著性差异（p＜0.05），8，9和10 d无显著性差异（p＞0.05）；冷冻11和18 d无显著性差异（p＞0.05），其余时间有显著性差异（p＜0.05）；冷冻12和13 d无显著性差异（p＞0.05），与其余时间都有显著性差异（p＜0.05）；冷冻14和15 d无显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间存在显著性差异（p＜0.05），冷冻16，17和18 d不存在显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间存在显著差异（p＜0.05），冷冻19，20和21 d无显著性差异（p＞0.05）。影响蛋白质起泡性的因素很多，对起泡性影响最为显著的是蛋白质溶解度，同时由于蛋白质分子之间存在多种作用力，这些力的相互作用也能影响蛋清的起泡性，在众多的蛋白质种类中卵清蛋白对起泡性起主导作用[5]，冷冻处理会使得蛋白质分子间存在的部分共价键断裂，导致疏水基团暴露，使蛋白质溶解度降低，所以蛋清蛋白的起泡性也随之降低，但冷冻时间延长，蛋清卵黏蛋白形成的复合物在低温下会解离出来，解离出的卵黏蛋白则有助于泡沫形成[6-8]，具体原因需后续试验分析。

图1 冷冻储藏期间蛋清液起泡性变化

2.2 冷冻期间蛋清液泡沫稳定性的变化

如图2所示，新鲜蛋清的泡沫稳定性为65.7%，冷冻处理后蛋清液的泡沫稳定性增强，但随冷冻储藏时间的延长，泡沫稳定性先降低后升高。在冷冻储藏前5 d内泡沫稳定性相对稳定，为77.8%，冷冻储藏10 d后泡沫稳定性降至68.3%，冷冻21 d后稳定性增至100%，比新鲜蛋清泡沫稳定性增加了52.2%。方差分析结果表明，新鲜蛋清液的泡沫稳定性与冷冻后的蛋清液存在显著性差异（p＜0.05），冷冻2和4 d无显著性差异（p＞0.05），但与其余冷冻时间都有显著性差异（p＜0.05）；冷冻6，8和9 d无显著差异（p＞0.05），与其余冷冻时间都存在显著性差异（p＜0.05）；冷冻10，14，15和21 d有显著性差异（p＜0.05），并且都与其余冷冻时间存在显著性差异（p＜0.05）；冷冻11，12和13 d，冷冻16，17，18，19和20 d无显著性差异（p＞0.05），但与其余冷冻时间都有显著性差异（p＜0.05）。造成这一现象的可能原因是冷冻处理使蛋白质的疏水性基团展露出来，疏水基团的增多有助于空气-水界面膜的形成，同时各种蛋白质分子间的相互作用力加剧从而形成更为稳定的二维网状结构，所以冷冻处理导致泡沫稳定性提高，冷冻过程中泡沫稳定性出现下降趋势的可能原因是冷冻使得蛋白质的疏水基团和巯基进一步暴露，在非极性共价键的作用下极化的蛋白质分子形成更大的聚集体，从而使水-空气界面膜的稳定性下降[9]，具体原因需后续试验分析。

2.3 蛋清液的凝胶特性

采用质构仪测定冷冻处理对蛋清凝胶硬度和弹性的影响，并对其随时间的变化规律进行分析。

由图3可知，未经冷冻处理的新鲜蛋清凝胶的硬度为198 g，冷冻处理后凝胶硬度呈增高趋势，随冷冻储藏时间延长凝胶硬度呈递增趋势，冷冻21 d后凝胶硬度为291 g，增加率为44.5%。方差分析结果表明，新鲜蛋清与冷冻4 d无显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间都有显著性差异（p＜0.05）；冷冻2，20和21 d有显著性差异（p＜0.05），并且都与其余冷冻时间有显著性差异（p＜0.05）；冷冻6和10 d无显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间有显著性差异（p＜0.05）；冷冻8，9和11 d无显著性差异（p＞0.05），与其余冷冻时间有显著性差异（p＜0.05）；冷冻12，13和14 d，冷冻15和16 d，冷冻17，18和19 d无显著性差异（p＞0.05），但都与其余冷冻时间有显著性差异（p＜0.05）。储藏温度对蛋清液的凝胶硬度有影响，但影响的显著程度与储藏温度有关，凝胶硬度在高温下影响显著，在较低温度下变化相对不显著，蛋清凝胶硬度的变化可能是由蛋白质分子中疏水性基团和巯基的暴露导致分子间疏水相互作用力增加，而起主导作用的蛋白质可能是蛋清蛋白质或卵白蛋白质[10]。