均质处理对鸡蛋全蛋液功能性质的影响*

苏宇杰，徐珍珍，乔立文，杨严俊

1(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡，214122)2(江南大学食品学院，江苏 无锡，214122)3(华润制药有限公司，江苏无锡，214192)

鸡蛋不仅具有极高的营养价值，而且具有优异的功能特性如热凝性、起泡性、乳化性等，其在快餐食品、糕点、面包和糖果等食品加工中具有重要的应用。传统的带壳鲜蛋存在易碎、难运输和难储藏的问题，并且容易受微生物污染，存在安全隐患，因而带壳鲜蛋在食品加工中的使用受到日益严格的限制。全蛋液(liquid whole egg，LWE)是指新鲜鸡蛋经过去壳、杀菌、包装等加工过程处理后制成的液体蛋制品。与传统的带壳鲜蛋相比，液蛋产品具有使用方便、安全性高、便于运输等优点，目前已经成为蛋制品的主要发展方向。在全蛋液的生产过程中要尽量保证蛋黄与蛋清的充分混合，防止蛋液分层，否则在杀菌过程中蛋清可能提前变性，影响全蛋液品质。目前工厂生产中主要采用搅拌、泵剪切或者均质处理，这些处理方法可以使蛋液中的脂肪球分裂破碎，得到成分均一、不易分层的全蛋液。有研究表明，均质或泵处理过程中的剪切作用会明显影响蛋清的起泡性质［1－2］，较高强度的均质处理也会对蛋黄等组分的溶解度、乳化性质造成明显的影响［3］。与蛋清和蛋黄相比，全蛋液的组成更加复杂，目前对于均质等机械处理对全蛋液功能性质影响的研究还较为匮乏。本文以全蛋液为研究对象，探讨不同的均质条件对于全蛋液蛋白质功能性质的影响，确定经过均质处理后全蛋液功能性质的变化规律，以期为全蛋液的工业化生产提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鸡蛋、金龙鱼一级葵花籽油，市售;福林酚试剂，上海紫菊生物科技发展有限公司;牛血清白蛋白(BSA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、蔗糖，国药集团化学试剂有限公司;其他试剂均为国产分析纯。

TA-xTZi物性测试仪，英国TA公司;Unico UV-2000分光光度计，上海尤尼科仪器有限公司;RW20电动搅拌器，德国IKA公司;Fluka高速乳化机，上海弗鲁克机电公司;实验型高压均质机，上海申鹿公司;CKF-25B电烤箱，佛山伟什达电器实业有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 全蛋液样品的制备及均质处理

将蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋在30℃温水中洗净，室温下晾干后打蛋去壳，用镊子除去系带并收集蛋液，用电动搅拌器在200 r/min转速下搅拌均匀即得全蛋液样品。取全蛋液样品采用实验型高压均质机进行均质处理，分别设定均质压力为5～40 MPa，均质处理后的全蛋液在室温下测定各指标的变化。

1.2.2 全蛋液中蛋白质含量及溶解度的测定

采用福林酚法测定全蛋液中蛋白质的含量及溶解度［4］。分别将经过不同压力均质处理后的全蛋液样品稀释至2 mg/mL，取1 mL稀释液于试管中，加入2 mL 1 mol/L NaOH溶液，混合均匀后静置15 min，加入2 mL福林酚综合指示剂并立刻混匀，置于25℃水浴中显色45 min，以不添加稀释液的处理液为空白，560 nm测定吸光值，对照标准曲线计算样品中的总蛋白质含量。另取20 mL样品稀释液，离心20 min(10 000 g，10℃)，取上清液1 mL按上述方法测定上清液中蛋白质含量。样品中蛋白质溶解度按下式计算:

1.2.3 全蛋液起泡性及泡沫稳定性测定

经过不同压力均质后的全蛋液样品起泡性及泡沫稳定性的测定参照Hammershoj等的方法［5］。将经过不同压力均质后的全蛋液样品稀释到50 g/L，分别取100 mL稀释液用高速乳化机在10 000 r/min条件下处理1 min，分别记录处理前液体的体积及处理刚刚结束时和处理结束30 min后的泡沫体积，样品起泡力(OR)和泡沫稳定性(FS)的计算公式如下:

式中:Vf0，处理后零时刻时的泡沫体积(mL);Vli，处理前的液体体积(100 mL);Vf30，处理后静置30 min时的泡沫体积(mL)。

1.2.4 全蛋液乳化活力及乳化稳定性测定

经过不同压力均质后的全蛋液样品乳化活力和乳化稳定性的测定参考Tang等［6］的方法，并作出适当修改。用0.5 mol/L氯化钠溶液对全蛋液样品进行稀释，取蛋白质浓度为5 g/L的样品稀释液15 mL，加入葵花籽油［V(样品稀释液)∶V(葵花油)=3∶2］，高速乳化机10 000 r/min条件下处理1 min制备乳化液，处理结束后立刻从体系底部吸取20 μL乳化液，加入到6 mL 1 g/L SDS溶液中，混合均匀后500 nm处测定溶液吸光值，以相同条件下的SDS溶液为空白。处理结束6 min后再次从乳化液底部吸取20 μL，按上述方法测定吸光值，样品的乳化活力(EAI)以处理结束后零时刻的吸光值A0表示，乳化稳定性以乳化稳定性指数(ESI)表示，计算公式如下:

式中:A0为处理后0时刻取样测得的吸光值;ΔT为取样时间间隔(min);△A为处理后不同时刻取样所得吸光值之差。

1.2.5 全蛋液凝胶强度的测定

分别取经不同压力均质的全蛋液样品20 mL置于25 mL烧杯中，用保鲜膜封口，并用橡皮筋扎紧，置于90℃水浴中加热30 min，取出后立即放入冰水中冷却10～20 min，4℃下保存24 h，恢复到室温后分别测定样品的凝胶强度，物性测试仪测定条件为:采用P0.5探头，测定温度25℃，测试前速5.0 mm/s，测试速度2.0 mm/s，测试后速5.0 mm/s，测试距离为20 mm。

1.2.6 海绵蛋糕的品质测定

海绵蛋糕配方及焙烤工艺参照王革新等的方法［7］。分别使用经过不同压力均质后的全蛋液制作海绵蛋糕，测定蛋糕的体积与重量，计算蛋糕比容，以使用未经均质处理的全蛋液制作的蛋糕作为对照。蛋糕比容计算公式如下:

蛋糕比容 =蛋糕体积(mL)/蛋糕质量(g)(5)

2 结果与讨论

2.1 均质处理对全蛋液蛋白质溶解度的影响

全蛋液样品经过不同压力均质处理后蛋白质溶解度的变化如图1所示。

图1 均质处理对全蛋液蛋白质溶解度的影响Fig.1 Effect of homogenizing treatment on protein solubilities of LWE

Sirvente等［3］对蛋黄经过均质处理后的性质变化规律进行了研究。研究发现，当均质压力超过10 MPa时，蛋黄蛋白质溶解度就会出现明显下降。而图1中的结果表明，经过均质处理后全蛋液蛋白质溶解度的变化规律与蛋黄不同，当均质压力低于40 MPa时，均质处理对全蛋液蛋白质溶解度的影响不明显，样品蛋白质溶解度均维持在80%左右。由于全蛋液中蛋白质组成复杂，目前对于均质处理对各种鸡蛋蛋白质溶解度的影响规律还未研究透彻。推测一方面均质处理使蛋黄中的低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)等蛋白质的结构发生变化使其溶解度降低［3］，而与此同时均质处理使蛋清与蛋黄充分混合形成均一体系又有助于提高体系中蛋白质的溶解度，因而总体表现出经过均质处理后全蛋液蛋白质的溶解度未出现明显变化。

2.2 均质处理对全蛋液乳化性质的影响

全蛋液中蛋清蛋白的乳化性较低，而蛋黄蛋白具有良好的乳化性，全蛋液的乳化特性主要由其中的蛋黄蛋白提供。均质处理对全蛋液乳化活力(EAI)和乳化稳定性(ESI)的影响如图2和图3所示。

图2 均质处理对全蛋液乳化活力的影响Fig.2 Effect of homogenizing treatment on emulsifying activities of LWE

图3 均质处理对全蛋液乳化稳定性的影响Fig.3 Effect of homogenizing treatment on emulsion stabilities of LWE

由图2和图3中的结果可知，经过均质处理后全蛋液乳化活力明显降低，尤其是在5～10 MPa压力内随着均质压力提高乳化活力下降趋势更为明显。与乳化活力不同，经过5 MPa均质处理后全蛋液的乳化稳定性明显提高，随着均质压力进一步提高，全蛋液乳化稳定性呈现先下降后上升的趋势。Sirvente等指出，均质处理会使得蛋黄中LDL和HDL的结构发生明显改变，LDL颗粒被破坏产生许多小的蛋白聚集体，而HDL会重新形成微结构［3］。而新生成的蛋白聚集体在油水界面的吸附能力变弱，因而表现为全蛋液乳化活性降低。5 MPa均质处理后全蛋液乳化稳定性提高可能是由于新生成的蛋白聚集体使蛋白柔韧性增加，有助于在油水界面形成稳定的薄膜从而提高体系的乳化稳定性。随着均质压力进一步提高，LDL和HDL等蛋白质结构进一步被破坏，全蛋液乳化稳定性降低，而40 MPa后HDL重新形成的微结构有助于提高体系的乳化稳定性。

2.3 均质处理对全蛋液起泡性质的影响

全蛋液具有良好的起泡性，与其他蛋白相比，鸡蛋蛋白具有发泡性好，无异味的优点，在蛋糕、冰激凌等食品的生产中应用广泛。经过不同压力均质处理的全蛋液的起泡力和泡沫稳定性结果分别如图4和图5所示。

图4 均质处理对全蛋液起泡力的影响Fig.4 Effect of homogenizing treatment on foaming activities of LWE

图5 均质处理对全蛋液泡沫稳定性的影响Fig.5 Effect of homogenizing treatment on foaming stabilities of LWE

图4和图5中的结果表明，均质处理会明显降低全蛋液的起泡力，10MPa均质处理后全蛋液起泡力会由均质前的0.83下降至0.62，随着均质压力进一步提高，全蛋液起泡力的下降幅度变小;与此相反，均质处理会明显改善全蛋液的泡沫稳定性，并且均质压力越高，体系泡沫稳定性越好。全蛋液体系的起泡力主要由蛋清蛋白提供，Lechevalier等对蛋清粉的研究表明均质处理会使蛋清蛋白结构发生变化从而降低蛋清蛋白的起泡力［2］。同时，均质处理使蛋黄蛋白与蛋清蛋白充分混合，蛋黄蛋白可能与蛋清蛋白呈现竞争性关系，抑制蛋清蛋白在气液界面的吸附，降低全蛋液的起泡力。而均质处理过程中的压力与剪切作用力可能影响蛋白质之间的相互作用，使得蛋白质分子更为柔韧，在气液界面上形成更具有黏弹性的薄膜，从而提高泡沫稳定性［8］。

2.4 均质处理对全蛋液凝胶强度的影响

全蛋液遇热可以变性形成凝胶，凝胶的形成不仅可以改善食品的形态和质地，而且可以有效提高食品的增稠性和持水力等性质，是全蛋液重要的功能性质。均质处理对全蛋液凝胶强度的影响如图6所示。

图6 均质处理对全蛋液凝胶强度的影响Fig.6 Effect of homogenizing treatment on gel strength of LWE

图6中的结果表明，全蛋液凝胶强度随着均质压力的增加明显增大。这是由于均质处理中的压力和剪切作用力可以使蛋白质分子展开或分解形成小分子聚集物，有利于凝胶结构的形成，同时经过均质处理后蛋黄与蛋清可以均匀混合，加热后形成的凝胶结构致密均一，具有较高的凝胶强度。因而当实际应用中侧重于全蛋液的凝胶功能性时，应对全蛋液进行适当的均质处理。

2.5 均质处理对于全蛋液制作海绵蛋糕比容的影响

在海绵蛋糕的制作过程中，全蛋液对于蛋糕的网络结构形成具有十分重要的作用，良好的面筋网络结构才能使得蛋糕蓬松酥软，具有优良的比容和感官品质。采用经过不同压力均质处理的全蛋液制作海绵蛋糕，测定蛋糕比容，结果如图7所示。

图7 经均质处理后的全蛋液制作海绵蛋糕的比容值Fig.7 Volumes of sponge cake as a function of homogenizing treatment

图7中的结果表明，全蛋液经均质处理后制作的海绵蛋糕的比容明显低于对照组，并且随着均质压力的提高，蛋糕比容持续降低。蛋糕比容与全蛋液的起泡性及其与面筋蛋白相互作用形成网络结构的能力有关。一方面，由2.3中的实验结果可知，均质处理后全蛋液起泡力明显减低，不利于蛋糕的打发;另一方面，经过均质处理后全蛋液的蛋白质结构可能受到影响，使其无法与面筋蛋白充分反应形成良好的面筋网络结构，因而造成蛋糕比容降低。由此可见当全蛋液用于蛋糕制作时，应避免均质处理或采用较温和的均质条件。

2.6 不同均质压力下各指标的相关性分析

表1 均质压力变化引起各指标变化的相关性分析Table 1 Correlations among parameters of LWE as affectd by homogenizing treatment

表1中的结果表明，全蛋液乳化活力(EAI)、乳化稳定性(ESI)、蛋白质溶解度与均质压力之间的相关系数较低，说明这3个指标对于均质压力变化的敏感度较低;全蛋液的起泡力(FC)、蛋糕比容与均质压力变化呈现明显的负相关，相关系数分别为－0.829和－0.957，说明它们随着均质压力的增加而明显降低，而与此相反泡沫稳定性(FS)和凝胶强度则与均质压力之间呈现明显的正相关，说明它们随着均质压力的增加而明显升高。同时，表1的结果还表明，全蛋液凝胶强度与蛋糕比容存在明显的负相关性，表明难以通过均质条件的选择而使全蛋液兼具有优良的凝胶强度和蛋糕比容，在实际应用中需要根据对所侧重全蛋液功能性质的特点选择合适的均质处理条件。

3 结论

研究表明，全蛋液经过5～40 MPa均质处理后，蛋白质溶解度未发生明显变化;乳化活力、起泡力和海绵蛋糕比容随均质压力的升高而明显降低，而泡沫稳定性和凝胶强度随均质压力升高而明显升高，乳化稳定性随均质压力的变化规律比较复杂;在全蛋液的实际生产过程中需要根据全蛋液所侧重功能性质的不同而选择适宜的均质处理条件。

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