冷凍處理對蛋清液起泡性與凝膠性的影響

胥偉，代鈺，王宏勛，孟七香*，蔣盼盼，雷銘楊

1. 武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（武漢 430023）；2. 武漢食品化妝品檢驗所（武漢 430012）

液蛋制品是將鮮蛋打蛋去殼后，將蛋液經(jīng)巴氏殺菌等處理后的產(chǎn)品。液蛋具有營養(yǎng)成分豐富、方便快捷、安全健康等優(yōu)點，被廣泛用于食品工業(yè)中[1]。蛋清液具有多種功能特性，如起泡性、乳化性、凝膠性等，目前蛋清液大多是經(jīng)巴氏殺菌處理后置于4 ℃條件下冷藏，在一定程度上可以延長其保質(zhì)期，但保質(zhì)期仍較短，不能滿足食品工業(yè)的發(fā)展需要。將蛋清液經(jīng)預(yù)處理后置于-18 ℃條件下凍藏，保質(zhì)期可延長至1年左右，凍藏處理既可延長液蛋制品保質(zhì)期，又可穩(wěn)定液蛋制品的市場價格[2]。目前國內(nèi)外對冷凍液蛋制品的研究較少，試驗將新鮮蛋清液在-18 ℃條件下冷凍儲藏，分析冷凍處理對蛋清液起泡性、泡沫穩(wěn)定性、凝膠性的影響，以期為液蛋制品的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

正大無公害新鮮雞蛋（市售，產(chǎn)蛋母雞的雞齡為145 d）。

TA-XT Express物性測試儀（英國SMS公司）；HH-S-2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州潤華電器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；冰箱（青島海爾集團有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品的制備

取500 mL分離好的新鮮蛋清液樣品置于1 000 mL的錐形瓶中密封，將樣品在59.5 ℃的恒溫條件下加熱4.5 min，冷卻后冷凍儲藏1～21 d，儲藏期間前8 d每隔1 d取樣測其功能性變化，后續(xù)由于隨著冷凍時間延長，蛋清液的功能性質(zhì)變化加快，每天取樣測其功能性變化。

1.2.2 起泡性的測定

參照Hammershoj等[3]的方法測定蛋清的起泡性及泡沫穩(wěn)定性。分別用OR表示蛋清的起泡性，用FS表示雞蛋清的泡沫穩(wěn)定性，計算分別如式（1）（2）所示。

起泡性（OR）=[泡沫與液體總高度（cm）-起始液體高度（cm）]/起始液體高度（cm）×100% （1）

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

1.2.3 凝膠性分析

每次取樣后將樣品在冷水中緩慢解凍，移取20～25 mL小燒杯中，用保鮮膜密封后用橡皮筋在瓶頸處扎緊防止空氣進入，在90 ℃下加熱30 min后快速取出于冰水中冷卻15 min，再將其置于4 ℃下冷藏24 h后測定其凝膠性。

樣品在室溫下通過TA-XT Express物性測試儀進行測定，采用TPA模式運行。測定條件為：測試前速率設(shè)定為5 mm/s，測試過程中速率為2 mm/s，測試后收縮的速度恢復(fù)至5 mm/s，接觸凝膠表面的力為5 g，測定時下壓凝膠的深度設(shè)置為10 mm，2次壓縮過程間隔時間5 s，采用200 pps的數(shù)據(jù)采集速率，特定探頭的型號為P 0.5圓柱形[4]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0進行顯著性差異分析，采用Origin軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋清液的起泡性以及泡沫穩(wěn)定性

由圖1可知，新鮮蛋清液起泡性為98%，冷凍13 d后起泡性降至58%，之后隨冷凍儲藏時間延長，蛋清液起泡性呈增加趨勢，冷凍19 d時起泡性增至80%。結(jié)果表明，新鮮蛋清液與冷凍處理后的蛋清液起泡性存在顯著差異（p＜0.05）；冷凍2，4和6 d的蛋液起泡性無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍8，9和10 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間均有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍11 d與其余時間均有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12和13 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間均有顯著性差異（p＜0.05），8，9和10 d無顯著性差異（p＞0.05）；冷凍11和18 d無顯著性差異（p＞0.05），其余時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12和13 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍14和15 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間存在顯著性差異（p＜0.05），冷凍16，17和18 d不存在顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間存在顯著差異（p＜0.05），冷凍19，20和21 d無顯著性差異（p＞0.05）。影響蛋白質(zhì)起泡性的因素很多，對起泡性影響最為顯著的是蛋白質(zhì)溶解度，同時由于蛋白質(zhì)分子之間存在多種作用力，這些力的相互作用也能影響蛋清的起泡性，在眾多的蛋白質(zhì)種類中卵清蛋白對起泡性起主導(dǎo)作用[5]，冷凍處理會使得蛋白質(zhì)分子間存在的部分共價鍵斷裂，導(dǎo)致疏水基團暴露，使蛋白質(zhì)溶解度降低，所以蛋清蛋白的起泡性也隨之降低，但冷凍時間延長，蛋清卵黏蛋白形成的復(fù)合物在低溫下會解離出來，解離出的卵黏蛋白則有助于泡沫形成[6-8]，具體原因需后續(xù)試驗分析。

圖1 冷凍儲藏期間蛋清液起泡性變化

2.2 冷凍期間蛋清液泡沫穩(wěn)定性的變化

如圖2所示，新鮮蛋清的泡沫穩(wěn)定性為65.7%，冷凍處理后蛋清液的泡沫穩(wěn)定性增強，但隨冷凍儲藏時間的延長，泡沫穩(wěn)定性先降低后升高。在冷凍儲藏前5 d內(nèi)泡沫穩(wěn)定性相對穩(wěn)定，為77.8%，冷凍儲藏10 d后泡沫穩(wěn)定性降至68.3%，冷凍21 d后穩(wěn)定性增至100%，比新鮮蛋清泡沫穩(wěn)定性增加了52.2%。方差分析結(jié)果表明，新鮮蛋清液的泡沫穩(wěn)定性與冷凍后的蛋清液存在顯著性差異（p＜0.05），冷凍2和4 d無顯著性差異（p＞0.05），但與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍6，8和9 d無顯著差異（p＞0.05），與其余冷凍時間都存在顯著性差異（p＜0.05）；冷凍10，14，15和21 d有顯著性差異（p＜0.05），并且都與其余冷凍時間存在顯著性差異（p＜0.05）；冷凍11，12和13 d，冷凍16，17，18，19和20 d無顯著性差異（p＞0.05），但與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）。造成這一現(xiàn)象的可能原因是冷凍處理使蛋白質(zhì)的疏水性基團展露出來，疏水基團的增多有助于空氣-水界面膜的形成，同時各種蛋白質(zhì)分子間的相互作用力加劇從而形成更為穩(wěn)定的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以冷凍處理導(dǎo)致泡沫穩(wěn)定性提高，冷凍過程中泡沫穩(wěn)定性出現(xiàn)下降趨勢的可能原因是冷凍使得蛋白質(zhì)的疏水基團和巰基進一步暴露，在非極性共價鍵的作用下極化的蛋白質(zhì)分子形成更大的聚集體，從而使水-空氣界面膜的穩(wěn)定性下降[9]，具體原因需后續(xù)試驗分析。

2.3 蛋清液的凝膠特性

采用質(zhì)構(gòu)儀測定冷凍處理對蛋清凝膠硬度和彈性的影響，并對其隨時間的變化規(guī)律進行分析。

由圖3可知，未經(jīng)冷凍處理的新鮮蛋清凝膠的硬度為198 g，冷凍處理后凝膠硬度呈增高趨勢，隨冷凍儲藏時間延長凝膠硬度呈遞增趨勢，冷凍21 d后凝膠硬度為291 g，增加率為44.5%。方差分析結(jié)果表明，新鮮蛋清與冷凍4 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍2，20和21 d有顯著性差異（p＜0.05），并且都與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍6和10 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍8，9和11 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12，13和14 d，冷凍15和16 d，冷凍17，18和19 d無顯著性差異（p＞0.05），但都與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）。儲藏溫度對蛋清液的凝膠硬度有影響，但影響的顯著程度與儲藏溫度有關(guān)，凝膠硬度在高溫下影響顯著，在較低溫度下變化相對不顯著，蛋清凝膠硬度的變化可能是由蛋白質(zhì)分子中疏水性基團和巰基的暴露導(dǎo)致分子間疏水相互作用力增加，而起主導(dǎo)作用的蛋白質(zhì)可能是蛋清蛋白質(zhì)或卵白蛋白質(zhì)[10]。

圖2 冷凍儲藏期間蛋清液泡沫穩(wěn)定性變化

圖3 冷凍儲藏期間蛋清液凝膠強度的變化

3 結(jié)論

冷凍后蛋清的起泡性降低、泡沫穩(wěn)定性升高，因此在食品工業(yè)中若要利用蛋清液的起泡性和泡沫穩(wěn)定性，選用冷凍處理時，要綜合考慮冷凍后蛋清液起泡性和泡沫穩(wěn)定性的改變，可利用正交試驗探究同時發(fā)揮蛋清最佳起泡性和泡沫穩(wěn)定性的適宜冷凍時間，從而用于指導(dǎo)蛋制品的工業(yè)生產(chǎn)，提高禽蛋的利用率。

冷凍后蛋清液凝膠硬度與泡沫穩(wěn)定性增強，因此在工業(yè)中若要利用其凝膠性和泡沫穩(wěn)定性時，可將蛋清液經(jīng)適當(dāng)時間的冷凍處理。