磷酸盐对鸡蛋凝胶持水性的影响研究

曾虹艳，刘福权，赵志峰，冉旭，曾里，何强（四川大学轻纺与食品学院，四川成都610065）



磷酸盐对鸡蛋凝胶持水性的影响研究

曾虹艳，刘福权，赵志峰，冉旭*，曾里，何强
（四川大学轻纺与食品学院，四川成都610065）

摘要：研究焦磷酸钠（TSP）、三聚磷酸钠（STPP）及六偏磷酸钠对鸡蛋凝胶持水性的影响。结果表明，适量添加磷酸盐可提高鸡蛋凝胶的持水性。焦磷酸钠和六偏磷酸钠对鸡蛋凝胶持水性影响极显著（P<0.01），磷酸盐对鸡蛋凝胶的持水性的交互作用影响不显著（P>0.05）。质量浓度为80%的蛋液中，持水性提高最明显的磷酸盐配比为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠以3.25∶1∶3.47（质量比）复配。其总添加量为0.46 %时，鸡蛋凝胶的持水率为89.45 %，比对照组鸡蛋凝胶的持水率提高了11.81%。

关键词：磷酸盐；鸡蛋凝胶；持水性

持水性是蛋白质重要的功能性质之一，也是蛋制品加工中的重要物理参数。持水性的大小与热凝固蛋制品的硬度、弹性、黏性和嫩度等质构特征紧密相关。刘丽莉[1]等研究了鸡蛋清蛋白的磷酸化改性及其对功能性质的影响，发现添加三聚磷酸钠后蛋白质的持水性有所提高。王也[2]等研究了焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠对全蛋液鸡蛋干质构和色泽特性的影响。本文以质量浓度为80 %的蛋液为原料，通过单因素试验研究了焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠对此鸡蛋凝胶持水性的影响；并用响应面试验法优化得出磷酸盐最佳复配比例，以期为热凝固蛋制品工业化生产时持水性的改善提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

鸡蛋（符合GB 2748-2003《蛋卫生标准》）：市售石灵放养土鸡蛋；焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠：江苏科伦多食品配料有限公司。

1.2仪器与设备

YP型电子天平：常州市宏衡电子仪器厂；DJ1C-100型增力电动搅拌器：江苏麦普龙仪器制造有限公司；LDZX-50FB型立式压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；TDZ5-WS型低速离心机：长沙湘智离心机仪器有限公司。

1.3试验方法

1.3.1蛋液及其凝胶的制备方法

全蛋液，于750 r/min的条件下搅拌5 min，60目筛网过滤制得蛋液1；加入20 %水或磷酸盐溶液，于250 r/min的条件下搅拌1 min制得蛋液2。取45 g蛋液2注入模具中，放入立式蒸汽灭菌锅中以100℃蒸制30 min。待锅内压力恢复至0.01 MPa～0.02 MPa时，将蒸制好的鸡蛋凝胶连同模具一并取出，立即以自来水冷却30 min后，置于4℃冷藏箱内储藏24 h。取出鸡蛋凝胶，备用。

1.3.2持水率的测定[3-5]

将滤纸对折3次后，沿中心分开，呈漏斗状，置于50 mL尖底离心管中，备用；将制得的鸡蛋凝胶恢复至室温，利用取样器，均匀取得φ7 mm×6 mm的柱状样品，精确称取（5±1）g，记为m1；然后放入备用离心管的滤纸中央，将离心管配平并编号，以5 000 r/min离心5 min后，取出样品，再次称重，记为m2。

持水率计算公式如下：

式中：m1为离心前凝胶的质量，g；m2为离心后凝胶的质量，g。

1.3.3单因素试验

按工艺1.3.1，分别制得焦磷酸钠添加量为0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，三聚磷酸钠添加量为0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，及六偏磷酸钠添加量为0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %的鸡蛋凝胶，以未添加磷酸盐组为对照，研究不同添加量的焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠对鸡蛋凝胶持水性的影响。

1.3.4响应面优化试验

在单因素试验的基础上根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，采用响应面法在三因素三水平上对磷酸盐及其交互作用进行探索，并优化得出磷酸盐最佳配比。试验选择焦磷酸钠添加量、三聚磷酸钠添加量、六偏磷酸钠添加量为自变量，分别用A、B、C表示；试验测定鸡蛋凝胶持水率为应变量，用Y表示。变量设计如表1所示。

表1　响应面因素水平表Table 1 Factors and levels used in response surface analysisdesign

1.3.5数据处理与分析

利用Design-Expert 8.05b软件对试验数据进行处理分析，建立回归方程，并作等高线图及曲面图，利用该组图可对任何两种因素进行交互效应的分析与评价，建立模型。

2　结果与分析

2.1不同磷酸盐对鸡蛋凝胶持水率的影响

不同磷酸盐对鸡蛋凝胶持水率的影响如图1所示。

图1　不同磷酸盐对鸡蛋凝胶持水率的影响Fig.1 Effect of different phosphate on WHC of egg gel

由图1可以看出，磷酸盐的加入可在一定范围内提高鸡蛋凝胶的持水率，超过此范围后则均呈现下降趋势。磷酸盐具有螯合金属离子、增强离子强度和改变pH的作用[6]，从而可改善蛋白质凝胶特性及其持水性。但3种磷酸钠盐的分子结构不同，相对分子量大小有异，同等质量下所含磷酸基团的数量也不尽相同，对鸡蛋凝胶持水性的影响也存在一定差异。

同等浓度的三聚磷酸钠、焦磷酸钠溶液较六偏磷酸钠溶液偏碱性，在蛋液中通过改变蛋白质电荷的电势来提高体系的离子强度，并使其偏离等电点，使电荷之间相互排斥，在蛋白质之间产生更大的空间，使水分子更容易进入从而提高持水性[7]；六偏磷酸钠分子中的6个磷酸基团呈环状结构，金属离子螯合能力强，减少金属离子与水的结合，使蛋白质结合更多水分而提高持水性[8-9]。此外，试验过程发现磷酸盐的添加对鸡蛋凝胶的感官色泽、组织和滋味会产生一定的影响。当焦磷酸钠、三聚磷酸钠与六偏磷酸钠各自添加量在0.1 %时，制得的凝胶色泽呈亮黄色，切面组织光滑平整，风味正常；当添加量达到或超过0.3 %时，制得的凝胶色泽越来越深，且切面组织逐渐粗糙，苦味渐增。

2.2响应面优化试验结果

2.2.1响应面试验设计及结果

试验采用三因子二次正交回归旋转组合试验进行设计，各因素水平依据单因素试验结果并结合GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中对磷酸盐在热凝固蛋制品中的限量要求确定。试验设计及各组鸡蛋凝胶持水率如表2所示。

表2　响应面试验方案及结果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

2.2.2回归方程的建立及检验

根据表2中的结果，利用Design-Expert软件对各因素进行分析，并采用F检验来判断回归方程中各变量对响应值影响的显著性，P值越小，则相应变量的显著程度越高；P<0.01时影响为极显著，0.01

Y = 30.833 75 + 362.365 00A + 116.985 00B + 295.140 00C-16.000 00AB+187.000 00AC-97.000 00BC-1175.800 00A2-363.800 00B2-982.800 00C2

响应面试验的方差分析结果如表3所示。

表3　二次回归模型系数的方差分析结果Table 3 Analysis of variance for the fitted quadratic regression model

由表3的方差分析结果可知，模型的P<0.01，说明回归模型极显著；复相关系数为0.976 8，表明模型拟合程度良好，试验误差较小，可用此模型来分析和预测磷酸盐对鸡蛋凝胶持水率的影响。回归方程的一次项A和C极显著；二次项B显著，A和C极显著。由此可以说明三聚磷酸钠添加量对鸡蛋凝胶的持水率影响不明显，而焦磷酸钠和六偏磷酸钠的影响较大，且焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠之间的两两交互效应不明显。失拟项不显著则说明回归方程可以较好的描述与响应值之间的关系，可以利用此方程计算试验结果。

由分析结果可知，当A为0.192 %，B为0.059 %，C为0.205 %时，即焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠最佳配比为3.25∶1∶3.47（质量比），总添加量为0.46 %，鸡蛋凝胶的持水率最高为89.42 %。

回归模型的响应面图及其等高线图如图4～图6所示。

图4　焦磷酸钠与三聚磷酸钠对鸡蛋凝胶持水率交互影响的等高线及曲面图Fig.4 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and STPP additions on WHC of egg gel

图5　焦磷酸钠与六偏磷酸钠对鸡蛋凝胶持水率交互影响的等高线及曲面图Fig.5 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and calgon additions on WHC of egg gel

图6　三聚磷酸钠与六偏磷酸钠对鸡蛋凝胶持水率交互影响的等高线及曲面图Fig.6 Response surface plot and contour plot for effects of STPP and calgon additions on WHC of egg gel

从曲面图可以直观的反应各因素对响应值的影响。其中，曲线越陡峭则该因素对响应值影响越大，而等高线图预测存在极值的条件在圆心处。等高线的形状可以反映出交互效应的强弱，椭圆形表示两因素交互作用显著，而圆形则表示交互作用不显著。由图4～图6可看出，A、C对鸡蛋凝胶的持水性影响较大，B次之。AB、AC、BC等高线近似圆形，表明这三者之间交互作用不明显，这与表3中对方程3个交互项的方差分析结果相吻合。且等高线图中，3个因素均在所选范围内有顶点，与表3中的分析结果相吻合。

2.2.3最佳条件的验证

为了确定优化条件的可靠性，对其进行了验证性试验，重复3次。实际测得的鸡蛋凝胶持水率为89.45%，与预测值89.42 %基本一致。这说明回归方程与试验数据很吻合，验证了所建模型的正确性。

3　结论

1）适量添加磷酸盐可改善鸡蛋凝胶的持水性，不同种类的磷酸盐因其分子结构不同，改善鸡蛋凝胶持水性的机理有异，因此，改善效果也存在差异。

2）质量浓度为80 %的蛋液中，持水效果改善最明显的磷酸盐配比为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠以3.25∶1∶3.47（质量比）复配。其总添加量为0.46 %时，鸡蛋凝胶的持水率为89.45 %，比对照组（80.00 %）鸡蛋凝胶的持水率提高了11.81 %。

参考文献：

[1]刘丽莉,向敏,康怀彬,等.鸡蛋清蛋白磷酸化改性及功能性质的研究[J].食品工业科技,2016(6):154-157

[2]王也,黄茜,马美湖.磷酸盐对全蛋液鸡蛋干质构和色泽特性的影响[J].食品工业科技,2015,36(15):265-269

[3] MinyiHan, PengWang, XinglianXu, et al. Low-field NMR study of heat-induced gelation of pork myofibrillar proteins and its relationship with microstructural characteristics[J]. Food Research International,2014(62):1175-1182

[4] Chuan-He Tang, LingChen, Edward Allen Foegeding. Mechanical and Water-Holding Properties and Microstructures of Soy Protein Isolate Emulsion Gels Induced by CaCl2, Glucono-δ-lactone(GDL), and Transglutaminase: Influence of Thermal Treatments beforeand/ or after Emulsification[J]. J Agric Food Chem,2011(59):4071-4077

[5] TengLi, XinRui, Wei Li, et al. Water Distribution in Tofu and Application of T2Relaxation Measurements in Determination of Tofu’s Water-Holding Capacity[J]. J Agric Food Chem, 2014(62):8594-8601

[6]林勉,刘通讯,赵谋明.磷酸盐在食品工业中的应用[J].食品工业, 1999(3):25-26

[7]陈世龙,喻胜利,李玉辉,等.不同磷酸盐对日本豆腐品质的影响[J].食品工业,2015,36(9):9-12

[8]王道营,诸永志,徐为民.复合磷酸盐在肉品加工中的应用[J].食品研究与开发,2007,28(10):167-169

[9]田锐花.多聚磷酸盐对牛肉加工特性的影响研究[D].南京:南京农业大学,2012

Effect of Phosphates on Water Holding Capacity of Egg Gel

ZENG Hong-yan，LIU Fu-quan，ZHAO Zhi-feng，RAN Xu*，ZENG Li，HE Qiang
（College of Light Industry，Textile and Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

Abstract：The effect of TSP，STPP and calgon on the water holding capacity（WHC）of egg gelwas studied. The results indicated that adding phosphate could improve the WHC of egg geland TSP as well as calgon significantly affected WHC of egg gel（P<0.01）. But there was no statistical significance of the interaction between phosphates （P>0.05）. It was demonstrated that the optimal ratio of TSP，STPP and calgon were 3.25∶1∶3.47（mass ratio）. When the total amount of phosphates was 0.46 %，the WHC of egg gel reached 89.45 %，increasing by 11.81 % compared to the control.

Key words：phosphate；egg gel；WHC

收稿日期：2015-12-17

*通信作者

作者简介：曾虹艳（1990—），女（汉），硕士研究生，主要从事食品质量与安全研究。

基金项目：四川省国际合作项目（2014HH0039）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.051