热处理对于鸡蛋全蛋液功能性质的影响

乔立文，杨新宇，杨严俊

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏无锡214122)

热处理对于鸡蛋全蛋液功能性质的影响

乔立文，杨新宇，杨严俊*

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江苏无锡214122)

研究了不同强度的热处理条件(处理温度61、64、67℃，处理时间2.5、3.5、4.5min)对于鸡蛋全蛋液蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性、表面疏水性和表面巯基含量的影响。结果表明:随着加热温度的升高和处理时间的延长，全蛋液蛋白质溶解度与泡沫稳定性不同程度的下降，而表面疏水性、表面游离巯基含量、乳化稳定性则不同程度的提高。当温度高于61℃时，全蛋液起泡性随温度升高和时间的延长而降低，同时，研究还发现热处理对于全蛋液乳化活力的影响不明显。

全蛋液，热处理，功能性质，蛋白结构

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鸡蛋、金龙鱼葵花籽油 市售;十二烷基硫酸钠(SDS)、牛血清白蛋白(BSA)、三羟甲基氨基甲烷(Tris) 国药集团化学试剂有限公司;Folin-酚指示剂 上海紫菊生物科技发展有限公司;1-苯氨-8 -萘磺酸(ANS)、5，5’-二硫代二硝基苯甲酸盐(DTNB)Sigma公司;其他试剂为国产分析纯。

Avanti J-26xp高速冷冻离心机 美国Beckmancoulter公司;Unico UV-2000分光光度计上海尤尼克仪器有限公司;Fluka高速乳化机 上海弗鲁克机电设备有限公司;650-60型荧光分光光度计 日本日立公司。

1.2 实验方法

1.2.1 液蛋的制备 将经检查壳蛋完整无损的鸡蛋浸在30℃温水中洗净，再用30℃的200×10-6氯水清洗蛋壳，室温下晾干后打蛋，用无菌镊子除去系带并收集液蛋，用电动搅拌器在较小转速下搅拌均匀，得到液蛋。

1.2.2 热处理 称取约3.0g新鲜全蛋液，密封于大小相等的玻璃安培瓶中，于超级恒温水浴中加热，边加热边振荡使加热均匀，于不同加热温度，加热不同时间后取出冰水冷却，进行各指标检测。加热温度:61、64、67℃;加热时间:2.5、3.5、4.5min;25℃样品为对照。

1.2.3 蛋白质含量及溶解度的测定 采用Folin-酚法测定蛋白质的溶解度。稀释全蛋液，配制成2mg/mL的鸡蛋溶液，取1mL的样品，加入2mL 1mol/L的氢氧化钠溶液，静置15min，加入2mL Folin-酚综合指示剂，并立刻混匀，25℃下水浴反应45min，于560nm下比色测定吸光度，以不加样品为空白。另取20mL样品，在10000×g，10℃下冷冻离心20min，取上清部分1mL测定蛋白质含量。蛋白质溶解度的计算公式为:

1.2.4 乳化活力及乳化稳定性的测定［4］取蛋白质浓度为0.5%(w/v)的样品溶液24mL，加入16mL(油体积分数 0.4)葵花籽油，在 10000r/min下均质1min，乳化后立即在底部取50μL乳状液，放入30mL 0.1%(w/v)的SDS溶液，混合均匀，于500nm下测定吸光度，以相同的SDS溶液做参比液，乳化活性用零时刻的吸光度A0表示。经过5min后同样从底部取50μL乳状液，测定吸光度值，以乳化稳定性指数表示乳化稳定性大小，公式如下:

式中:ΔT为时间间隔(min);ΔA为0时刻吸光度差与5min时吸光度的差值;A0为0时刻的吸光度值。

1.2.5 起泡性(FC)及泡沫稳定性(FS)的测定 参照Sathe S K［5］介绍的方法，并进行了一些改进。首先将全蛋液稀释到5%(v/v)，然后取150mL的稀释液，在高速组织捣碎机中以10000r/min速度均质30s，连续均质4次，共2min。记录均质停止时和停止后30min的泡沫体积数V1及V2，按照下式计算:

1.2.6 表面游离巯基的测定［6］称取0.2g全蛋液加入0.1mol/L Tris-甘氨酸缓冲液(pH8.0，含4mmol EDTA，0.09mol甘氨酸与0.5mol氯化钠)定容到20mL。取3mL样品与1mL的Tris-甘氨酸缓冲液混合均匀，添加40μL的DTNB试剂(40mg5，5’-二硫代-2-硝基苯甲酸溶于10mL 0.1mol/L、pH8.0的Tris-甘氨酸缓冲液)，25℃下反应30min，测定412nm处的吸光度。以不加样品而加Ellman试剂为空白，以不加Ellman试剂，而加样品溶液测其浑浊度。

表面巯基计算如下:

式(5)中:A412为加DTNB时样品的吸光度减去不加 DTNB时样品的吸光度;C为蛋液的浓度(g/mL);D为样品稀释倍数。

1.2.7 表面疏水性的测定［7］表面疏水性用1-苯氨-8-萘磺酸(ANS)作为荧光探针进行测定。用0.01mol/L，pH7.0的磷酸缓冲液稀释样品至蛋白浓度在0.005～0.30mg/mL之间(5个样)。取不同浓度的稀释样品4mL，采用650-60型荧光分光光度计，在395nm的激发波长和475nm的发射波长下分别测定样品的荧光强度(FI0)和样品加入20μLANS溶液(浓度为8mmol/L)后的荧光强度(FI1)，FI1和FI0的差值记为FI，以蛋白质浓度为横坐标，FI为纵坐标作图，曲线初始阶段的斜率即为蛋白质分子的表面疏水性指数，记为S0。

1.2.8 数据分析 利用SPSS17.0软件对实验数据进行统计分析，分析数据均值的差异性，图表中采用不同的字母代表数据的显著性差异(p＜0.05)。

2 结果与讨论

2.1 不同加热时间与加热温度对于全蛋液溶解度的影响

蛋白质的溶解性是其最重要也是最基本的性质，因为它往往影响着蛋白质的其他性质，如起泡性、乳化性、凝胶性等。本文研究了不同热处理强度对于全蛋液蛋白质溶解度的影响。

图1表明热处理对于蛋白质溶解度有明显的影响，相对于未处理的对照组，热处理明显降低蛋白质的溶解度(p＜0.05)，而且随着加热温度与加热时间的增加，溶解度降低越明显，67℃处理4.5min后蛋白质溶解度从85%降低到58%。鸡蛋蛋白质成分复杂，结构不同，因此对热的敏感性不同，在不同的温度下，不同蛋白质的变性程度与速率不同［8］。蛋清蛋白在58℃左右就会变性，较耐热的蛋黄蛋白质变性温度为65℃左右。因此，61℃与64℃处理溶解度降低可能是由于不耐热的卵粘蛋白、卵清蛋白等变性聚集引起的，而67℃处理会导致部分耐热性蛋白如LDL等变性进而降低溶解度。

2.2 不同加热时间与加热温度对于蛋液乳化性质的影响

鸡蛋的乳化性表现在蛋黄中，蛋清蛋白由于其球状结构与低疏水性，乳化性能较差，而蛋黄具有优良的乳化特性，决定着全蛋液的乳化特性［9］。全蛋液经过不同热处理后的乳化活性与乳化稳定性的变化见图2与图3。

图1 热处理对于全蛋液蛋白质溶解度的影响

图2表明相对于对照组，热处理对于全蛋液的乳化活性影响不明显，67℃下加热处理后全蛋液仍具有较高的乳化活力值，这与 Campbell［3］与Guilmineau［8］等人研究结果类似，他们研究发现蛋黄在70℃甚至更高的温度处理后仍具有较高的乳化活力值。蛋黄决定着全蛋液的乳化特性，蛋黄中决定其乳化活性的LDL变性温度是67～70℃［10］，本实验采用的实验条件对其结构与性质影响较小，因此，热处理后全蛋液仍然具有较好的乳化活性。

图2 热处理对于全蛋液乳化活性的影响

图3表明61℃加热对于样品的乳化稳定性影响不明显，而之后随着加热温度与加热时间的增加，全蛋液乳化稳定性明显提高(p＜0.05)，67℃、4.5min处理后稳定性由6.5提升到10左右。蛋液处理后乳化稳定性的改善可能是由于鸡蛋蛋白质受热变性，疏水性增加，蛋白质之间形成不溶性的蛋白聚集体，它起着稳定乳状液的作用［10］。

图3 热处理对于全蛋液乳化稳定性的影响

2.3 不同加热时间与加热温度对于蛋液起泡性质的影响

鸡蛋蛋白具有优良的起泡性，目前认为全蛋液的起泡性主要由蛋清蛋白决定，而蛋黄蛋白会抑制蛋清蛋白的起泡性，鸡蛋蛋白的起泡性主要是鸡蛋中各种不同的蛋白质组分相互作用的结果［9］。全蛋液经过不同热处理后的起泡性与泡沫稳定性的变化见图4与图5。

图4表明相对于未处理的对照组，61℃处理后的全蛋液起泡性明显提升(p＜0.05)，Iesel Van der Plancken［11］等人也研究发现适度的热处理可以提高蛋清蛋白的起泡性，这可能是由于该热处理条件使得蛋黄蛋白质与蛋清卵粘蛋白形成的复合物解离从而使得卵粘蛋白参与到泡沫的形成过程中，进而提升了蛋液的起泡性。与此相反，64℃与67℃处理明显降低了全蛋液的起泡性(p＜0.05)，这与Ibanoglu［12］等人的研究结果相似，这可能是由于全蛋液中蛋白质热变性聚合形成了大分子不可溶性聚集体，其不易在气-水界面扩展和吸附，从而降低了全蛋液的起泡性。

图4 热处理对于全蛋液起泡性的影响

图5表明热处理对于样品泡沫稳定性有明显的影响(p＜0.05)，相对于未处理的对照组，热处理后的蛋液泡沫稳定性随着加热温度的升高和加热时间的延长而逐渐降低，这主要是由于热处理使蛋白质分子展开，内部的疏水基团和巯基暴露，极化的蛋白质分子间通过非共价键形成更大的分子聚集体，从而降低水-空气界面膜的稳定性，进而导致泡沫稳定性的降低。

图5 热处理对于全蛋液泡沫稳定性的影响

2.4 不同加热时间与加热温度对于蛋白质游离巯基含量的影响

巯基基团和二硫键是蛋清蛋白中很重要的功能性基团，对它的功能性质具有重要的作用，据报道，蛋清蛋白中的主要蛋白质卵清蛋白中的巯基含量会影响蛋清蛋白溶液的起泡能力［13］。而相对于总的巯基含量，表面游离巯基含量可以更加准确地反映蛋白质结构的变化。全蛋液经过不同强度热处理后的蛋白表面游离巯基含量变化见图6。

图6表明相对于未处理的对照组，全蛋液蛋白质游离巯基含量明显增加(p＜0.05)，而且随着加热温度与时间的改变而发生复杂的变化，这可能是由于鸡蛋蛋白质的多样性引起的，一方面热处理会使鸡蛋蛋白质三维结构发生变化，蛋白结构部分展开，二硫键断裂形成巯基暴露到分子表面，从而增加蛋白表面巯基含量，而在加热过程中变性的蛋白间可能会通过二硫键与表面疏水作用发生聚合，外露的巯基重新被包埋到分子内部，导致部分加热条件下表面巯基含量降低。

图6 热处理对于全蛋液蛋白质游离巯基含量的影响

2.5 不同加热时间与加热温度对于蛋液蛋白质表面疏水性的影响

疏水相互作用是维持蛋白质三级结构的最重要的作用力，其对于蛋白质的稳定性、构象与蛋白质的功能性质具有重要意义，表面疏水性对于蛋白质的整体功能性比整体的疏水性具有更重要的意义［14］。全蛋液经过不同强度热处理后的蛋白表面游离巯基含量变化见图7。

图7表明热处理对于蛋白质表面疏水性具有显著的影响。在相同的处理时间下，表面疏水性随着加热温度的升高明显的增加(p＜0.05)，这表明不同温度处理使不同的蛋白质空间结构发生了变化，破坏了蛋白质分子内部疏水相互作用，产生和暴露了更多的疏水性区域，因此增加了蛋白质的表面疏水性，而且随着温度的升高，更多的蛋白质展开使得表面疏水性逐渐增加。而在61℃与64℃条件下处理，表面疏水性随着加热时间的增加呈现明显降低(p＜0.05)的趋势，这可能是由于加热时间延长导致变性的蛋白质之间发生了聚集。67℃下处理随着时间的增加表面疏水性逐渐增加，可能是在较高的温度下处理更多的蛋白质变性暴露疏水结构，尽管可能发生了蛋白质的聚集，但是蛋白质变性影响更加明显从而导致了表面疏水性的增加。

图7 热处理对于液蛋蛋白质表面疏水性的影响

3 结论

本文研究结果表明不同的巴氏杀菌处理强度对全蛋液蛋白质结构与功能有着不同的影响，相对于对照组，蛋白质表面疏水性与游离巯基含量不同程度的增加，而由于鸡蛋蛋白质的多样性，在加热过程中会发生蛋白质的聚集凝结，进而引起两者复杂的变化。同时，蛋白质溶解度和泡沫稳定性随着加热温度的升高与加热时间的增加而逐渐降低，热处理对于全蛋液起泡性的影响较为复杂，61℃处理后的液蛋蛋白质起泡性相对于对照组明显升高，而64℃与67℃下起泡性则明显降低，研究还发现热处理对于全蛋液的乳化活性影响较小，而且在一定程度上会提高其乳化稳定性。因此，在全蛋液制品生产过程中应根据生产需要选择合适的杀菌条件。另外，热处理对于全蛋液功能性质的变化机理还有待深入研究，从而更好地应用到全蛋液等液蛋制品的生产加工中。

［1］赵伟，杨瑞金，崔晓美.高压脉冲电场应用于液蛋杀菌的研究［J］.食品科学，2007，28(4):60-64.

［2］Cunningham F E.Egg-product pasteurization.In:Stadelman，W.J.and Cotterill，O.J.(Eds.)，Egg Science and Technology［M］. New york:Food products Press，1995:289-322.

［3］Cambell L，Raikos V，Euston S R.Heat stability and emulsifying ability of whole egg and egg yolk as related to heat treatment［J］.Food Hrdrocolloids，2005，19:533-539.

［4］Tang C H，Yang X Q，Chen Z，et al.Physicochemical and structural properties of sodium caseinate biopolymers induced by microbial transglutaminase［J］.Journal of Food Biochemistry，2005，29:402-421.

［5］Sathe S K.Functional properties of the great northern bean proteins:emulsion，foaming，viscosity and gelation properties［J］. Journal of Food Science，1981，46:71.

［6］Xian-Sheng Wang，Chuan-He Tang，Bian-Sheng Li，et al. Effects of high-pressure treatment on some physicochemical and functionalproperties ofsoy protein isolates［J］.Food Hydrocolloids，2008，22:560-567.

［7］Hou H D，Chang K C.Structural characteristics of purified glycinin from soybeans stored under various conditions［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2004，52:3792-3800.

［8］Fabien Guilmineau，Ulrich Kulozik.Impact of a thermal treatment on the emulsifying properties of egg yolk.Part 1:Effect of the heating time［J］.Food Hydrocolloids，2006，20:1105-1113.

［9］Matringe E，Phan Tan Luu R，Lorient D.Functional Properties of Milk-Egg Mixtures［J］.Journal of Food Science，1999，64(5): 787-791.

［10］Le Denmat M，Anton M，Gandemer G.Protein denaturation and emulsifying properties of plasma and granules of egg yolk as related to heat treatment［J］.Journal of Food Science，1999，64: 194-197.

［11］Iesel Van der Plancken，Ann Van Loey，Marc E.Hendrickx. Effect of heat-treatment on the physicochemical properties of egg white proteins:A kinetic study［J］.Journal of Food Engineering，2006，75:316-326.

［12］Ibanoglu，Ercelebi.Thermal denaturation and functional properties of egg proteins in the presence of hydrocolloid gums［J］.Food Chemistry，2007，101:626-633.

［13］Iesel Van der Plancken，Ann Van Loey，Marc E.Hendrickx. Changes in Sulfhydryl Content of Egg White Proteins Due to Heat and Pressure Treatment［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2005，53:5276-5733.

［14］刘坚，江波，张涛，等.超高压对鹰嘴豆分离蛋白功能性质的影响［J］.食品与发酵工业，2006，32:64-67.

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

液蛋指将鲜鸡蛋经去壳、杀菌、包装等加工处理后制成的液体蛋制品，因其具有方便、卫生、便于运输等优点，已成为蛋制品的主要发展方向。目前，基于食品卫生与安全的考虑，液蛋产品必须要经过杀菌处理，液蛋产品的杀菌要求最大限度地保持其营养成分，彻底消灭其中的致病菌，最大程度减少杂菌数。目前，液蛋主要采用巴氏杀菌［1］，但是由于蛋液中的蛋白质极易受热变性(蛋清蛋白变性温度为57～58℃，蛋黄蛋白变性温度为65℃)并发生凝固，因此各国学者一直在探讨比较适宜的蛋液杀菌条件，并且各国的巴氏杀菌条件并不一致，美国农业部要求全蛋液至少应加热到60℃，保持3.5min;英国采用64.4℃，2.5min杀菌;波兰要求66～68℃下杀菌3min;我国对全蛋液巴氏杀菌要求64.5℃，3min［2］。鸡蛋蛋白质在巴氏杀菌下会发生结构变化，而根据巴氏杀菌温度与时间的不同，这些变化可能包括蛋白质的聚集与凝胶［3］，蛋白结构的变化可能会对液蛋制品的功能性质与应用产生不利影响，因此，研究杀菌条件的改变对于液蛋蛋白结构与功能性质的影响具有重要的应用价值。本文以全蛋液为研究目标，探讨不同的热处理条件对于蛋液蛋白质功能性质的影响，找出其在加热过程中蛋白质体系的变化规律，同时研究处理前后蛋白质结构的变化，确定热处理对于蛋液蛋白质体系的作用机制。

2010-09-16 *通讯联系人

乔立文(1986-)，男，硕士研究生，研究方向:食品生物技术。