低钠盐对皮蛋的钠钾含量、硬度及蛋白质二级结构的影响

周　黎,张雅玮,刘　玮,徐　萌,马志方,惠　腾,彭增起

(南京农业大学食品科学与技术学院,食品安全与营养协同创新中心,江苏南京 210095)



低钠盐对皮蛋的钠钾含量、硬度及蛋白质二级结构的影响

周黎,张雅玮,刘玮,徐萌,马志方,惠腾,彭增起*

(南京农业大学食品科学与技术学院,食品安全与营养协同创新中心,江苏南京 210095)

以新鲜鸭蛋为原料,采用清料法腌制皮蛋。探讨低钠盐替代食盐对皮蛋的钠钾含量、凝胶的硬度、蛋清蛋白质二级结构、感官品质等的影响,旨在为降低皮蛋中的钠含量提供新的思路,为加工低钠皮蛋提供新的方向。结果表明,100%低钠盐组比食盐组蛋清钠含量降低了21%,蛋黄钠含量降低了30%。不同比例的低钠盐替代组与食盐组对比,皮蛋凝胶的硬度、蛋清蛋白质二级结构的含量均无显著性差异(p>0.05)。70%低钠盐替代食盐制得的皮蛋,感官品质良好。

低钠盐,皮蛋,硬度,蛋白质二级结构

皮蛋是我国传统的蛋制品,其常用加工方式为氢氧化钠清料浸泡法。由于传统加工的皮蛋中钠含量普遍较高,而人体摄入过多的钠会诱发高血压、心血管等疾病[1-2],严重威胁到人们的身体健康,因此进行低钠皮蛋的研究势在必行。目前关于降低皮蛋中的钠含量有两种手段,一种是碱替代,另一种是盐替代。碱替代的方式多为氢氧化钾替代氢氧化钠[3-5]。研究发现采用5.5% KOH制得的皮蛋品质较好[4],不足的是氢氧化钾的用量较多,产品碱味重,带涩味,需要较长的后熟期,生产周期长。盐替代多采用钾盐、钙盐、镁盐部分替代氯化钠。近年来国内外学者一直致力于开发一种通用型食盐替代物,既能保证产品风味,又能有效降低钠的摄入[1],已有食盐替代物应用在肉制品中的报道[6],然而,将食盐替代物应用于皮蛋加工中的研究没有报道。

本实验采用一种新型的低钠盐替代食盐加工皮蛋,研究不同比例的低钠盐替代对皮蛋的钠钾含量、凝胶的硬度、蛋白质二级结构、感官品质等的影响,为食盐替代物应用于皮蛋加工提供一个新的思路。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜鸭蛋(平均约70～75 g)南京市卫岗农贸市场;红茶末、食盐南京苏果超市;低钠盐专利号Z L201110341045.1;氢氧化钠(食品级)、硫酸铜(食品级)山东滨化东瑞化工有限公司;K、Na元素标准储备液(1.0 g/L)美国Spex公司;HNO3为国产分析纯。

TA-XT2i质构仪英国Stable Micro System公司;YP1201N电子天平上海精密科学仪器公司;NEXUS670型气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用仪美国尼高力公司;ICP-7510电感耦合等离子体发射光谱仪日本岛津公司。

表2　皮蛋的感官评分标准

1.2实验方法

1.2.1皮蛋的制备采用氢氧化钠清料法腌制皮蛋,设置5个实验组,以不同水平的低钠盐(Na∶K=1∶2)替代食盐制备皮蛋(表1)。将新鲜鸭蛋洗净晾干,浸入配好的料液(以质量分数计,蛋∶料=1∶1.2,含4.5%氢氧化钠、0.4%硫酸铜、5%盐、3%红茶)中,室温下(22～25 ℃)腌制20 d后取出,洗净蛋壳表面的料液,再室温放置20 d后熟。小心分离蛋白蛋黄,4 ℃保存待测。每个实验组取3个样品,每个样品重复测定3次。

表1　不同处理组皮蛋的制备

1.2.2钠、钾含量的测定将Na、K的标准储备液用5% HNO3逐级稀释,绘制Na、K的标准曲线。在0、6、20 d取样,蛋白、蛋黄分离。分别称取1.0 g的蛋清、蛋黄于消解罐中,加入5 mL的HNO3,微波消解1 h后,取出冷却,将消解液用超纯水定容至100 mL,4 ℃保存待测[7-8]。同时做一组空白对照,消解罐中不加样品,只加入5 mL的HNO3,微波消解定容后,与样品一同测定。

1.2.3皮蛋蛋白、蛋黄硬度的测定采用质地剖面分析TPA模式分别测定皮蛋蛋白和蛋黄的硬度,蛋白从第14 d开始取样,蛋黄从第21 d开始取样,之后每隔7 d取样测定。测试条件:将样品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm块状,进行两次轴向压缩,蛋白压缩比为50%,蛋黄压缩比为30%,中间间隔5 s,测试探头P/50,测试前速为1 mm/s,测试速度为5 mm/s,测试后速为5 mm/s[4]。

1.2.4蛋清蛋白质二级结构的测定采用傅里叶红外光谱法[9-12]测定蛋清蛋白质的二级结构。测试前用干燥的空气连续吹扫样品仓,消除水蒸气影响,再将样品均匀地铺满在表面衰减全发射采样器ATR(Attenuation Total Reflection)附件的晶片上进行扫描,扫描范围650～4000 cm-1,扫描次数128次,分辨率4 cm-1。以相应的空气和水作为背景,扣除背景后得到红外光谱图。得到的红外谱图用Peakfit 4.12软件进行处理,选取酰胺Ⅰ带(1600～1700 cm-1)进行二阶导数拟合。当确定了各子峰与不同二级结构的对应关系后,根据其峰面积的百分含量计算各种二级结构的相对百分含量。

1.2.5感官评价不同实验组制得的皮蛋,由10名感官评定人员进行评定,采用综合评分法,总分是各指标的加和,具体评分标准见表2[4]。

1.2.6统计分析所有数据用Microsoft Excel整理,利用Originpro 8.0作图,并采用SAS 8.2软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1不同比例低钠盐替代对皮蛋蛋清和蛋黄的钠钾含量的影响

表3　不同处理组的皮蛋蛋清和蛋黄的钠、钾含量

注:同列不同小写字母代表差异显著,p<0.05。

不同实验组的皮蛋蛋清和蛋黄的钠、钾含量变化见表3。选取0、6、20 d取样,测定新鲜状态、腌制前期、腌制结束三个时间段的皮蛋中的钠、钾含量。随着腌制时间的延长,同一组的皮蛋蛋清中钠、钾含量均是逐渐增加的。新鲜蛋清中钠、钾含量分别为1680和1570 μg/g,与Tu等[13]测得的1575和1551 μg/g基本一致。腌制期间,料液中的钠钾逐渐渗入到蛋清中,表现为蛋清中钠钾含量持续增加。当腌制时间相同时,不同比例低钠盐替代组的皮蛋与食盐组相比,蛋清中钠、钾含量差异显著(p<0.05)。第20 d测得的食盐组皮蛋清中钠、钾含量分别为7245和1583 μg/g,100%低钠盐替代组皮蛋清中钠、钾含量分别为5748和4197 μg/g,100%低钠盐组比食盐组钠含量降低了21%,钾含量升高了165%,表明低钠盐的加入可以有效地降低蛋清中的钠含量。

同一组的皮蛋蛋黄中的钠、钾含量随着腌制时间的延长而不断增加,这与蛋清中变化趋势一致,这是由于腌制时料液中的钠和钾不断通过蛋清渗透到蛋黄中。新鲜蛋黄中钠、钾含量分别为515和1004 μg/g,与Tu等[13]测得的409和1104 μg/g基本吻合。同一腌制时间时,不同比例低钠盐替代组的皮蛋与食盐组相比,蛋黄中钠、钾含量差异显著(p<0.05)。第20 d测得的食盐组皮蛋蛋黄中钠、钾含量分别为6585和1346 μg/g,100%低钠盐组皮蛋蛋黄中钠、钾含量分别为4619和4122 μg/g,100%低钠盐组与食盐组相比钠含量降低了30%,钾含量升高了206%。可见,低钠盐替代组中蛋黄钠含量得到大幅度降低。同时可以看出,同一组蛋黄中的钠钾含量相应要比蛋清中的钠钾含量低,可能是由于料液中的钠钾更多的渗入到蛋清中。

2.2不同比例低钠盐替代对皮蛋蛋白和蛋黄的硬度变化的影响

皮蛋加工过程中蛋白硬度的变化见图1,蛋白的硬度呈先上升,后轻微下降,再缓慢回升的趋势。考虑到腌制初期的蛋白凝胶不能进行硬度分析,故从第14 d开始取样进行测定。食盐组的皮蛋蛋白的硬度从14 d的540.87 g上升到21 d的610.66 g,在28 d又下降至600.37 g,一周后又回升到650.56 g。不同比例低钠盐替代组的皮蛋蛋白与食盐组对比,其硬度变化趋势一致,没有显著差异(p>0.05)。影响蛋白凝胶硬度最重要的因素是NaOH含量,腌制前期,碱大量渗入蛋内,蛋白质分子在强碱的作用下充分变性,相互聚集形成凝胶网络结构,同时,添加的铜离子可能与带负电的蛋白质分子通过盐桥形成聚合物,进一步促进凝胶形成[14],故蛋白的硬度逐渐增加;随着腌制时间的延长,金属铜离子与硫离子在蛋壳和壳内膜上形成难溶颗粒物,堵塞其气孔和网孔,同时修复强碱作用产生的腐蚀孔,可以有效限制蛋白中的碱量[15],此外蛋白中的碱不断向蛋黄中转移,使蛋白的pH下降,蛋白凝胶网络结构变得松散[16-17],部分蛋白质分子进一步降解生成小肽和氨基酸,蛋白硬度有所下降;腌制后期,碱由蛋白向蛋黄渗透的速度减慢,故蛋白的硬度又有所回升[18]。

图1　不同处理组的皮蛋蛋白的硬度的变化Fig.1　Change in hardness in preserved egg whitefrom five different treatments注:不同小写字母代表同一时间不同组间差异显著,p<0.05;图2同。

图2　不同处理组的皮蛋蛋黄的硬度的变化Fig.2　Change in hardness in preserved egg yolkfrom five different treatments

皮蛋加工过程中蛋黄硬度的变化见图2,蛋黄硬度总体呈上升的趋势。

表4　不同处理组的皮蛋蛋清的蛋白质二级结构

表5　不同处理组的皮蛋的感官评价

考虑到皮蛋加工前期蛋黄固化率低,不能进行硬度分析,故从第21 d开始取样进行测定。食盐组的皮蛋蛋黄的硬度从21 d的136.27 g一直上升至35 d的245.78 g。在碱的作用下,蛋黄中的蛋白质分子变性聚集形成凝胶。随着腌制时间的延长,蛋白中的碱不断向蛋黄中渗透,使蛋黄中的碱量逐渐增加,固化率提高,硬度增加。同时蛋黄中脂肪酸和NaOH发生皂化反应,促使蛋黄凝固厚度增大[4,19]。此外,蛋黄中的水分不断向蛋白以及料液中迁移,导致水分含量下降,并且料液中的盐持续向蛋黄渗透,强化了蛋黄蛋白质分子凝胶网络结构[20-21],蛋黄硬度得到进一步提高。不同比例低钠盐替代组的皮蛋与食盐组对比,蛋黄硬度变化趋势一致,没有显著差异(p>0.05)。

2.3不同比例低钠盐替代对皮蛋蛋清的蛋白质二级结构的影响

皮蛋凝胶质构特性在很大程度上取决于蛋白质的构象,由于蛋清蛋白是杂蛋白,体系较复杂,因此采用傅里叶红外光谱仪对新鲜蛋清和皮蛋终产品进行蛋白质二级结构分析。对新鲜蛋清和不同实验组的皮蛋蛋清的红外图谱进行二阶导数拟合峰面积计算,以峰面积的百分含量作为对应结构的百分含量,结果见表4。

采用酰胺Ⅰ带指示皮蛋蛋清的蛋白质二级结构的变化。由表4可知,新鲜蛋清蛋白质的二级结构组成为:β-折叠22.08%,β122.27%,不含β2结构,α-螺旋15.89%,T-转角18.97%,γ无规则卷曲20.79%。可以看出,新鲜蛋清蛋白质的二级结构以β构象为主,α+β构象含量约占总构象的37.97%,蛋白质分子内具有较强的氢键总相互作用。与鲜蛋清相比,皮蛋清凝胶的蛋白质二级结构发生了明显变化,其中β1构象大幅减少,β构象大量增多,表明蛋清在强碱的作用下变性后,得到的凝胶蛋白质分子间的氢键相互作用在减弱,分子内氢键相互作用在增强。α-螺旋含量无明显变化,T-转角含量增加,同时γ无规则卷曲含量下降。食盐组蛋清中α+β构象含量增加至总构象的49.48%,表明蛋清凝胶蛋白分子内总氢键相互作用加强,分子构象连接更加紧密,凝胶网络结构坚实,表现为皮蛋蛋清良好的凝胶强度(见图1)。不同比例低钠盐替代组的皮蛋与食盐组相比,蛋清蛋白质二级结构的含量差异不显著(p>0.05),表明低钠盐替代食盐可以得到凝胶强度较好的皮蛋制品。

2.4不同比例低钠盐替代组皮蛋的感官评定

对不同比例低钠盐替代组制得的皮蛋成品进行感官评分,具体结果见表5。从表5中可以看出,35%低钠盐替代以及70%低钠盐替代食盐,生产的皮蛋感官品质良好,蛋白呈半透明棕褐色,离壳性好,弹性、硬度较好,松花大量生成,蛋黄外层呈墨绿色,色层明显,皮蛋味浓。当低钠盐替代比例超过85%以后,皮蛋口感略差,带有苦涩味。因此,当低钠盐替代比例合适时,可以得到品质、风味都较为理想的皮蛋制品。

质构特性对皮蛋的品质起着关键的作用,其中硬度是具有代表性的参数,低钠盐组与食盐组对比,皮蛋凝胶的硬度呈总体上升的趋势,没有显著性差异(p>0.05)。同时皮蛋在强碱的作用下,蛋白质发生变性,二级结构等构象发生了较大的变化,α+β构象增加,分子构象连接更加紧密,表现为良好的凝胶强度。由于高钠饮食对人体健康带来的不利影响,低钠盐用于皮蛋加工生产中,可以显著的降低制品中的钠含量,70%低钠盐组得到的皮蛋,感官接受度高。

3　结论

采用低钠盐加工皮蛋,皮蛋凝胶硬度总体上升,蛋清凝胶的蛋白质二级结构发生了显著的变化,且钠含量得到显著降低(p<0.05)。70%低钠盐组生产的皮蛋感官品质良好。低钠皮蛋既能保证产品的风味,又降低了钠的含量,满足人们低钠饮食的需求。作为大众喜爱的传统制品,低钠皮蛋的研究可以为皮蛋的加工提供一个新的思路,对研发高品质的低钠皮蛋有实际参考价值。

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Effects of low sodium salt on the sodium and potassium content,hardness and protein secondary structure of preserved eggs

ZHOU Li,ZHANG Ya-wei,LIU Wei,XU Meng,MA Zhi-fang,HUI Teng,PENG Zeng-qi*

(College of Food Science and Technology,Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

Fresh duck eggs were used to prepare preserved eggs. The sodium and potassium content,gel hardness,egg white protein secondary structure and sensory quality of preserved eggs obtained from low sodium salt were investigated,which could provide a new way to reduce the sodium content of preserved eggs and a new direction to process low sodium preserved eggs. The results showed sodium content of egg white was reduced by 21%,and sodium content of egg yolk was decreased by 30% in 100% low sodium salt treatment compared to ordinary salt treatment. Different proportion of low sodium salt treatments had no significant effect on gel hardness and egg white protein secondary structure(p>0.05). Finally,70% proportion of low sodium salt treatment could provide excellent sensory quality for preserved eggs.

low sodium salt;preserved eggs;hardness;protein secondary structure

2015-11-11

周黎(1989-)，女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工与质量控制，E-mail：2013108063@njau.edu.cn。

彭增起(1956-)，男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制，E-mail：zqpeng@njau.edu.cn。

TS253.2

A

1002-0306(2016)12-0139-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.019