熱處理對于雞蛋全蛋液功能性質(zhì)的影響

喬立文，楊新宇，楊嚴俊

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122)

熱處理對于雞蛋全蛋液功能性質(zhì)的影響

喬立文，楊新宇，楊嚴俊*

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122)

研究了不同強度的熱處理條件(處理溫度61、64、67℃，處理時間2.5、3.5、4.5min)對于雞蛋全蛋液蛋白質(zhì)的溶解性、乳化性、起泡性、表面疏水性和表面巰基含量的影響。結(jié)果表明:隨著加熱溫度的升高和處理時間的延長，全蛋液蛋白質(zhì)溶解度與泡沫穩(wěn)定性不同程度的下降，而表面疏水性、表面游離巰基含量、乳化穩(wěn)定性則不同程度的提高。當(dāng)溫度高于61℃時，全蛋液起泡性隨溫度升高和時間的延長而降低，同時，研究還發(fā)現(xiàn)熱處理對于全蛋液乳化活力的影響不明顯。

全蛋液，熱處理，功能性質(zhì)，蛋白結(jié)構(gòu)

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮雞蛋、金龍魚葵花籽油 市售;十二烷基硫酸鈉(SDS)、牛血清白蛋白(BSA)、三羥甲基氨基甲烷(Tris) 國藥集團化學(xué)試劑有限公司;Folin-酚指示劑 上海紫菊生物科技發(fā)展有限公司;1-苯氨-8 -萘磺酸(ANS)、5，5’-二硫代二硝基苯甲酸鹽(DTNB)Sigma公司;其他試劑為國產(chǎn)分析純。

Avanti J-26xp高速冷凍離心機 美國Beckmancoulter公司;Unico UV-2000分光光度計上海尤尼克儀器有限公司;Fluka高速乳化機 上海弗魯克機電設(shè)備有限公司;650-60型熒光分光光度計 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 液蛋的制備 將經(jīng)檢查殼蛋完整無損的雞蛋浸在30℃溫水中洗凈，再用30℃的200×10-6氯水清洗蛋殼，室溫下晾干后打蛋，用無菌鑷子除去系帶并收集液蛋，用電動攪拌器在較小轉(zhuǎn)速下攪拌均勻，得到液蛋。

1.2.2 熱處理 稱取約3.0g新鮮全蛋液，密封于大小相等的玻璃安培瓶中，于超級恒溫水浴中加熱，邊加熱邊振蕩使加熱均勻，于不同加熱溫度，加熱不同時間后取出冰水冷卻，進行各指標檢測。加熱溫度:61、64、67℃;加熱時間:2.5、3.5、4.5min;25℃樣品為對照。

1.2.3 蛋白質(zhì)含量及溶解度的測定 采用Folin-酚法測定蛋白質(zhì)的溶解度。稀釋全蛋液，配制成2mg/mL的雞蛋溶液，取1mL的樣品，加入2mL 1mol/L的氫氧化鈉溶液，靜置15min，加入2mL Folin-酚綜合指示劑，并立刻混勻，25℃下水浴反應(yīng)45min，于560nm下比色測定吸光度，以不加樣品為空白。另取20mL樣品，在10000×g，10℃下冷凍離心20min，取上清部分1mL測定蛋白質(zhì)含量。蛋白質(zhì)溶解度的計算公式為:

1.2.4 乳化活力及乳化穩(wěn)定性的測定［4］取蛋白質(zhì)濃度為0.5%(w/v)的樣品溶液24mL，加入16mL(油體積分數(shù) 0.4)葵花籽油，在 10000r/min下均質(zhì)1min，乳化后立即在底部取50μL乳狀液，放入30mL 0.1%(w/v)的SDS溶液，混合均勻，于500nm下測定吸光度，以相同的SDS溶液做參比液，乳化活性用零時刻的吸光度A0表示。經(jīng)過5min后同樣從底部取50μL乳狀液，測定吸光度值，以乳化穩(wěn)定性指數(shù)表示乳化穩(wěn)定性大小，公式如下:

式中:ΔT為時間間隔(min);ΔA為0時刻吸光度差與5min時吸光度的差值;A0為0時刻的吸光度值。

1.2.5 起泡性(FC)及泡沫穩(wěn)定性(FS)的測定 參照Sathe S K［5］介紹的方法，并進行了一些改進。首先將全蛋液稀釋到5%(v/v)，然后取150mL的稀釋液，在高速組織搗碎機中以10000r/min速度均質(zhì)30s，連續(xù)均質(zhì)4次，共2min。記錄均質(zhì)停止時和停止后30min的泡沫體積數(shù)V1及V2，按照下式計算:

1.2.6 表面游離巰基的測定［6］稱取0.2g全蛋液加入0.1mol/L Tris-甘氨酸緩沖液(pH8.0，含4mmol EDTA，0.09mol甘氨酸與0.5mol氯化鈉)定容到20mL。取3mL樣品與1mL的Tris-甘氨酸緩沖液混合均勻，添加40μL的DTNB試劑(40mg5，5’-二硫代-2-硝基苯甲酸溶于10mL 0.1mol/L、pH8.0的Tris-甘氨酸緩沖液)，25℃下反應(yīng)30min，測定412nm處的吸光度。以不加樣品而加Ellman試劑為空白，以不加Ellman試劑，而加樣品溶液測其渾濁度。

表面巰基計算如下:

式(5)中:A412為加DTNB時樣品的吸光度減去不加 DTNB時樣品的吸光度;C為蛋液的濃度(g/mL);D為樣品稀釋倍數(shù)。

1.2.7 表面疏水性的測定［7］表面疏水性用1-苯氨-8-萘磺酸(ANS)作為熒光探針進行測定。用0.01mol/L，pH7.0的磷酸緩沖液稀釋樣品至蛋白濃度在0.005～0.30mg/mL之間(5個樣)。取不同濃度的稀釋樣品4mL，采用650-60型熒光分光光度計，在395nm的激發(fā)波長和475nm的發(fā)射波長下分別測定樣品的熒光強度(FI0)和樣品加入20μLANS溶液(濃度為8mmol/L)后的熒光強度(FI1)，F(xiàn)I1和FI0的差值記為FI，以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標，F(xiàn)I為縱坐標作圖，曲線初始階段的斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù)，記為S0。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS17.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分析數(shù)據(jù)均值的差異性，圖表中采用不同的字母代表數(shù)據(jù)的顯著性差異(p＜0.05)。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同加熱時間與加熱溫度對于全蛋液溶解度的影響

蛋白質(zhì)的溶解性是其最重要也是最基本的性質(zhì)，因為它往往影響著蛋白質(zhì)的其他性質(zhì)，如起泡性、乳化性、凝膠性等。本文研究了不同熱處理強度對于全蛋液蛋白質(zhì)溶解度的影響。

圖1表明熱處理對于蛋白質(zhì)溶解度有明顯的影響，相對于未處理的對照組，熱處理明顯降低蛋白質(zhì)的溶解度(p＜0.05)，而且隨著加熱溫度與加熱時間的增加，溶解度降低越明顯，67℃處理4.5min后蛋白質(zhì)溶解度從85%降低到58%。雞蛋蛋白質(zhì)成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不同，因此對熱的敏感性不同，在不同的溫度下，不同蛋白質(zhì)的變性程度與速率不同［8］。蛋清蛋白在58℃左右就會變性，較耐熱的蛋黃蛋白質(zhì)變性溫度為65℃左右。因此，61℃與64℃處理溶解度降低可能是由于不耐熱的卵粘蛋白、卵清蛋白等變性聚集引起的，而67℃處理會導(dǎo)致部分耐熱性蛋白如LDL等變性進而降低溶解度。

2.2 不同加熱時間與加熱溫度對于蛋液乳化性質(zhì)的影響

雞蛋的乳化性表現(xiàn)在蛋黃中，蛋清蛋白由于其球狀結(jié)構(gòu)與低疏水性，乳化性能較差，而蛋黃具有優(yōu)良的乳化特性，決定著全蛋液的乳化特性［9］。全蛋液經(jīng)過不同熱處理后的乳化活性與乳化穩(wěn)定性的變化見圖2與圖3。

圖1 熱處理對于全蛋液蛋白質(zhì)溶解度的影響

圖2表明相對于對照組，熱處理對于全蛋液的乳化活性影響不明顯，67℃下加熱處理后全蛋液仍具有較高的乳化活力值，這與 Campbell［3］與Guilmineau［8］等人研究結(jié)果類似，他們研究發(fā)現(xiàn)蛋黃在70℃甚至更高的溫度處理后仍具有較高的乳化活力值。蛋黃決定著全蛋液的乳化特性，蛋黃中決定其乳化活性的LDL變性溫度是67～70℃［10］，本實驗采用的實驗條件對其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)影響較小，因此，熱處理后全蛋液仍然具有較好的乳化活性。

圖2 熱處理對于全蛋液乳化活性的影響

圖3表明61℃加熱對于樣品的乳化穩(wěn)定性影響不明顯，而之后隨著加熱溫度與加熱時間的增加，全蛋液乳化穩(wěn)定性明顯提高(p＜0.05)，67℃、4.5min處理后穩(wěn)定性由6.5提升到10左右。蛋液處理后乳化穩(wěn)定性的改善可能是由于雞蛋蛋白質(zhì)受熱變性，疏水性增加，蛋白質(zhì)之間形成不溶性的蛋白聚集體，它起著穩(wěn)定乳狀液的作用［10］。

圖3 熱處理對于全蛋液乳化穩(wěn)定性的影響

2.3 不同加熱時間與加熱溫度對于蛋液起泡性質(zhì)的影響

雞蛋蛋白具有優(yōu)良的起泡性，目前認為全蛋液的起泡性主要由蛋清蛋白決定，而蛋黃蛋白會抑制蛋清蛋白的起泡性，雞蛋蛋白的起泡性主要是雞蛋中各種不同的蛋白質(zhì)組分相互作用的結(jié)果［9］。全蛋液經(jīng)過不同熱處理后的起泡性與泡沫穩(wěn)定性的變化見圖4與圖5。

圖4表明相對于未處理的對照組，61℃處理后的全蛋液起泡性明顯提升(p＜0.05)，Iesel Van der Plancken［11］等人也研究發(fā)現(xiàn)適度的熱處理可以提高蛋清蛋白的起泡性，這可能是由于該熱處理條件使得蛋黃蛋白質(zhì)與蛋清卵粘蛋白形成的復(fù)合物解離從而使得卵粘蛋白參與到泡沫的形成過程中，進而提升了蛋液的起泡性。與此相反，64℃與67℃處理明顯降低了全蛋液的起泡性(p＜0.05)，這與Ibanoglu［12］等人的研究結(jié)果相似，這可能是由于全蛋液中蛋白質(zhì)熱變性聚合形成了大分子不可溶性聚集體，其不易在氣-水界面擴展和吸附，從而降低了全蛋液的起泡性。

圖4 熱處理對于全蛋液起泡性的影響

圖5表明熱處理對于樣品泡沫穩(wěn)定性有明顯的影響(p＜0.05)，相對于未處理的對照組，熱處理后的蛋液泡沫穩(wěn)定性隨著加熱溫度的升高和加熱時間的延長而逐漸降低，這主要是由于熱處理使蛋白質(zhì)分子展開，內(nèi)部的疏水基團和巰基暴露，極化的蛋白質(zhì)分子間通過非共價鍵形成更大的分子聚集體，從而降低水-空氣界面膜的穩(wěn)定性，進而導(dǎo)致泡沫穩(wěn)定性的降低。

圖5 熱處理對于全蛋液泡沫穩(wěn)定性的影響

2.4 不同加熱時間與加熱溫度對于蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

巰基基團和二硫鍵是蛋清蛋白中很重要的功能性基團，對它的功能性質(zhì)具有重要的作用，據(jù)報道，蛋清蛋白中的主要蛋白質(zhì)卵清蛋白中的巰基含量會影響蛋清蛋白溶液的起泡能力［13］。而相對于總的巰基含量，表面游離巰基含量可以更加準確地反映蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。全蛋液經(jīng)過不同強度熱處理后的蛋白表面游離巰基含量變化見圖6。

圖6表明相對于未處理的對照組，全蛋液蛋白質(zhì)游離巰基含量明顯增加(p＜0.05)，而且隨著加熱溫度與時間的改變而發(fā)生復(fù)雜的變化，這可能是由于雞蛋蛋白質(zhì)的多樣性引起的，一方面熱處理會使雞蛋蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蛋白結(jié)構(gòu)部分展開，二硫鍵斷裂形成巰基暴露到分子表面，從而增加蛋白表面巰基含量，而在加熱過程中變性的蛋白間可能會通過二硫鍵與表面疏水作用發(fā)生聚合，外露的巰基重新被包埋到分子內(nèi)部，導(dǎo)致部分加熱條件下表面巰基含量降低。

圖6 熱處理對于全蛋液蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

2.5 不同加熱時間與加熱溫度對于蛋液蛋白質(zhì)表面疏水性的影響

疏水相互作用是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的最重要的作用力，其對于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性、構(gòu)象與蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)具有重要意義，表面疏水性對于蛋白質(zhì)的整體功能性比整體的疏水性具有更重要的意義［14］。全蛋液經(jīng)過不同強度熱處理后的蛋白表面游離巰基含量變化見圖7。

圖7表明熱處理對于蛋白質(zhì)表面疏水性具有顯著的影響。在相同的處理時間下，表面疏水性隨著加熱溫度的升高明顯的增加(p＜0.05)，這表明不同溫度處理使不同的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，破壞了蛋白質(zhì)分子內(nèi)部疏水相互作用，產(chǎn)生和暴露了更多的疏水性區(qū)域，因此增加了蛋白質(zhì)的表面疏水性，而且隨著溫度的升高，更多的蛋白質(zhì)展開使得表面疏水性逐漸增加。而在61℃與64℃條件下處理，表面疏水性隨著加熱時間的增加呈現(xiàn)明顯降低(p＜0.05)的趨勢，這可能是由于加熱時間延長導(dǎo)致變性的蛋白質(zhì)之間發(fā)生了聚集。67℃下處理隨著時間的增加表面疏水性逐漸增加，可能是在較高的溫度下處理更多的蛋白質(zhì)變性暴露疏水結(jié)構(gòu)，盡管可能發(fā)生了蛋白質(zhì)的聚集，但是蛋白質(zhì)變性影響更加明顯從而導(dǎo)致了表面疏水性的增加。

圖7 熱處理對于液蛋蛋白質(zhì)表面疏水性的影響

3 結(jié)論

本文研究結(jié)果表明不同的巴氏殺菌處理強度對全蛋液蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能有著不同的影響，相對于對照組，蛋白質(zhì)表面疏水性與游離巰基含量不同程度的增加，而由于雞蛋蛋白質(zhì)的多樣性，在加熱過程中會發(fā)生蛋白質(zhì)的聚集凝結(jié)，進而引起兩者復(fù)雜的變化。同時，蛋白質(zhì)溶解度和泡沫穩(wěn)定性隨著加熱溫度的升高與加熱時間的增加而逐漸降低，熱處理對于全蛋液起泡性的影響較為復(fù)雜，61℃處理后的液蛋蛋白質(zhì)起泡性相對于對照組明顯升高，而64℃與67℃下起泡性則明顯降低，研究還發(fā)現(xiàn)熱處理對于全蛋液的乳化活性影響較小，而且在一定程度上會提高其乳化穩(wěn)定性。因此，在全蛋液制品生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要選擇合適的殺菌條件。另外，熱處理對于全蛋液功能性質(zhì)的變化機理還有待深入研究，從而更好地應(yīng)用到全蛋液等液蛋制品的生產(chǎn)加工中。

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Effect of heat-treatment on the functional properties of liquid whole egg

QIAO Li-wen，YANG Xin-yu，YANG Yan-jun*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

The influence of different heat treatments(61，64，67℃.2.5，3.5，4.5min)on the functional properties of liquid whole egg(LWE)was studied.Results showed that the solubility and foam stability of LWE decreased to different extent with the treatment temperature and time，while surface hydrophobicity，free sulfydryl(SH)content and emulsion stability of LWE were significantly enhanced.It was also observed that heat-treatments did not significantly influence the emulsifying activity of LWE and when the temperature was above 61℃，the foam capacity decreased.

liquid whole egg;heat-treatment;functional property;protein structure

TS253.1

A

1002-0306(2011)11-0134-04

液蛋指將鮮雞蛋經(jīng)去殼、殺菌、包裝等加工處理后制成的液體蛋制品，因其具有方便、衛(wèi)生、便于運輸?shù)葍?yōu)點，已成為蛋制品的主要發(fā)展方向。目前，基于食品衛(wèi)生與安全的考慮，液蛋產(chǎn)品必須要經(jīng)過殺菌處理，液蛋產(chǎn)品的殺菌要求最大限度地保持其營養(yǎng)成分，徹底消滅其中的致病菌，最大程度減少雜菌數(shù)。目前，液蛋主要采用巴氏殺菌［1］，但是由于蛋液中的蛋白質(zhì)極易受熱變性(蛋清蛋白變性溫度為57～58℃，蛋黃蛋白變性溫度為65℃)并發(fā)生凝固，因此各國學(xué)者一直在探討比較適宜的蛋液殺菌條件，并且各國的巴氏殺菌條件并不一致，美國農(nóng)業(yè)部要求全蛋液至少應(yīng)加熱到60℃，保持3.5min;英國采用64.4℃，2.5min殺菌;波蘭要求66～68℃下殺菌3min;我國對全蛋液巴氏殺菌要求64.5℃，3min［2］。雞蛋蛋白質(zhì)在巴氏殺菌下會發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，而根據(jù)巴氏殺菌溫度與時間的不同，這些變化可能包括蛋白質(zhì)的聚集與凝膠［3］，蛋白結(jié)構(gòu)的變化可能會對液蛋制品的功能性質(zhì)與應(yīng)用產(chǎn)生不利影響，因此，研究殺菌條件的改變對于液蛋蛋白結(jié)構(gòu)與功能性質(zhì)的影響具有重要的應(yīng)用價值。本文以全蛋液為研究目標，探討不同的熱處理條件對于蛋液蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響，找出其在加熱過程中蛋白質(zhì)體系的變化規(guī)律，同時研究處理前后蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，確定熱處理對于蛋液蛋白質(zhì)體系的作用機制。

2010-09-16 *通訊聯(lián)系人

喬立文(1986-)，男，碩士研究生，研究方向:食品生物技術(shù)。