蛋清粉的物理特性和蛋黄粉中提取卵磷脂的研究

林 军， 张华

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

鸡蛋是人类最好的营养来源之一，鸡蛋中含有大量的维生素、矿物质及高生物价值的蛋白质[1]。鸡蛋蛋清中含有丰富的蛋白质，且具有很强的乳化性和起泡性，此功能特性广泛应用于各类食品工业中。蛋清蛋白的乳化性和起泡性在香肠、蛋糕、冰淇淋类食品中的应用与植物蛋白相比具有更强的发泡性能，无异味，使用范围广等诸多优势，但在实际生产加工过程中往往会受到一些外在因素的影响[2]。卵磷脂是一种含磷的脂类物质，是各种生物细胞膜的主要组成物质。磷脂有诸多来源，如蛋黄、动物大脑、大豆、菜籽等。商业用磷脂主要来源于植物油料种子[3-4]。虽然蛋黄卵磷脂成本较高，但蛋黄中的磷脂含量远高于其他来源，蛋黄磷脂中磷脂酰胆碱(PC)含量占78%，而大豆磷脂中只有16%[5]。因此，在蛋黄中提取的磷脂纯度高于大豆，在医药、食品、保健品等行业蛋黄卵磷脂具有非常重要的意义，研究其蛋白特性以及提取的工艺条件很有必要。

肖连冬等[6]研究了蛋白质起泡性和乳化性的影响因素和工艺条件，刘永等[7]研究了蛋白浓度、pH值、温度等介质对蛋清液乳化性及乳化稳定性的影响。刘颖[8]研究提取蛋黄液中卵磷脂的不同方法和不同检测方法对提取卵磷脂的影响。目前，国内对鸡蛋原液进行的研究较多，制成蛋清粉和蛋黄粉后进行的研究较少，蛋清粉和蛋黄粉可以准确的称量而减少实验误差，作为商品便于运输、贮藏。

该试验将蛋清和蛋黄制作成粉末状，研究乳化性和起泡性的外在因素，如温度、质量浓度、pH值、氯化钠(NaCl)浓度及蛋黄添加量，以及通过不同乙醇体积分数和氯化钙(CaCl2)添加量对蛋黄卵磷脂提取工艺进行初步研究，为今后在食品行业中应用蛋清粉，开发利用蛋黄卵磷脂提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡蛋，食用油均为市售。无水乙醇、甲醇、丙酮、氯化钙、氯化钠、盐酸、碳酸二氢钠、磷酸二氢钠为分析纯。蛋黄磷脂酰胆碱(PC)标准品购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

喷雾干燥机(SD-1500 上海)，高速离心机(TG16-WS 湖南)，磁力搅拌器(HJ-2A/4A/6A 江苏)，振荡器(SI-0256 北京)，pH计(SX7120 上海)等。

1.3 方法

1.3.1 蛋液的喷雾干燥

根据刘云宏等[9]人的方法，喷雾干燥条件设置为进风温度140 ℃、出风温度45 ℃、风机速度50 Hz、蠕动泵进料速度800 mL/h、撞针时间4 s、撞针间隔13 s。由于蛋黄液的粘稠度比较大，可以适量加水稀释，但加水量不应超过料液质量的1/5。

1.3.2 起泡性、乳化性测定

1) 起泡性测定 将一定浓度的蛋清粉溶液5 mL置于刻度试管中，使用振荡器激烈震荡3 min，立即记录溶液上部出现的泡沫体积，重复3次，取平均值，按下式计算起泡性。

2) 乳化性测定 量取5 mL蛋清粉溶液，加入5 mL色拉油，使用振荡器激烈震荡3 min，形成乳化液，再以2 500 r/min离心5 min，测量离心管中乳化液体积，试验重复3次，取平均值，按下式计算乳化性[10]。

1.3.3 卵磷脂的提取

称取一定量蛋黄粉，按乙醇体积与蛋黄粉的克数(mL/g)比例为10∶1加入乙醇，常温下使用磁力搅拌器搅拌1 h，将提取液通过抽滤机过滤，接下来将提取液收集于50 mL离心管中，以4 000 r/min离心15 min，取上清液倒入烧杯，加入适量金属盐水溶液，充分搅拌，分离沉淀。最后在沉淀中加入一定量冰丙酮反复摇晃浸洗，直到冰丙酮洗液接近无色为止，最后得到黄色蜡状的卵磷脂。称重，计算得率[11]。

1.3.4 卵磷脂的定性分析

利用薄层色谱法 (Thin Layer Chromatography，TLC)进行定性分析，计算并比较样品的比移值(Rf)和标准样品的比移值(Rf)确定样品中的成分。展开剂按照V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=65∶24∶4配置(V表示体积比，单位mL)。利用碘缸进行显色[12]。

1.3.5 统计分析

采用SPSS19.0 软件中的Duncan 检验法对差异显著的数据进行多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 蛋清粉的不同质量浓度对起泡性和乳化性的影响

常温，固有pH值，不添加盐和蛋黄粉的情况下考察不同蛋清粉质量浓度(5、10、15、20、25每100 mL)对起泡性和乳化性的影响，结果如图1所示。试验结果的统计分析表明,添加蛋清粉15 、20、25 g起泡性无显著性差异(P>0.05)，但添加20、25 g蛋清粉时起泡性显著高于5、10 g(P<0.05)，添加10 g时与添加5 g蛋清粉没有显著性差异(P>0.05)。乳化特性的统计分析表明,添加5 g与添加10和15 g蛋清粉之间无显著性差异(P>0.05)，添加5 g与添加20和25 g蛋清粉时有显著性差异(P<0.05)。随着蛋清粉添加质量的增加，蛋清蛋白浓度也随着增加，起泡性和乳化性也增加，这是因为蛋清蛋白可增大界面膜的厚度，从而提高膜的强度[5,11]。在接下来的试验中，蛋清粉质量浓度选择20 g/100 mL为测定起泡性和乳化性的条件。

图1 不同蛋清粉质量浓度对起泡性和乳化性的影响

2.2 不同温度对蛋清粉起泡性和乳化性的影响

确定蛋清粉质量浓度为20 g/100 mL的条件下，在固有pH值，不添加盐和蛋黄粉，考察不同温度(35、40、45、50、55 ℃)对起泡性和乳化性的影响，结果如图2所示。

图2 不同温度对起泡性和乳化性的影响

起泡性随着温度的升高而呈现下降趋势，在35 ℃时起泡性值最高，但在35 ℃、40 ℃和45 ℃无显著性差异(P>0.05)。在测定范围内，起泡性随着温度的升高下降是因为温度的提高使蛋清蛋白的结构逐步变形或破坏，疏水性增加导致蛋清蛋白的溶解度下降，起泡性也随着下降。试验结果表明，试验区间温度对乳化性没有影响,均适宜，各个温度间无显著性差异(P>0.05)。适当加热使蛋白分子之间距离适当展开，链型结构变得更加柔顺，从而提高乳化性[13]。

2.3 不同pH值对蛋清粉起泡性和乳化性的影响

在已选择的蛋清粉质量浓度和温度条件下，考察不同pH值(4、4.5、5、5.5、6)对起泡性和乳化性的影响，结果如图3所示，pH值为6时起泡性显著高于pH值为4、4.5和5时的值(P<0.05)，pH值为4.5时的乳化性显著低于pH值为6时(P<0.05)。在试验范围内，两者都在pH值为6时表现最优。根据王艳萍，何帼英[14-15]等人的研究结果，蛋清蛋白在等电点处，即pH值在4.5左右时，蛋白溶解度低，可溶性蛋白浓度很低，所以会导致起泡性和乳化性降低。远离等电点后，溶解度增大，蛋白带电荷，防止或减缓液滴絮凝和聚结，乳化性和起泡性逐渐上升，与该试验的结果相似。

图3 不同pH值对起泡性和乳化性的影响

2.4 不同氯化钠浓度对蛋清粉起泡性和乳化性的影响

选择上述结果中的最佳条件，不添加蛋黄粉情况下，考察不同氯化钠浓度(1%，2%，3%，4%，5%)对起泡性和乳化性的影响，结果如图4所示。氯化钠浓度在1%～5%乳化性和起泡性均差异不显著(P>0.05)，适当浓度的氯化钠对蛋白质有盐溶作用，使离子强度变高，影响蛋白质的溶解性，使起泡性和乳化性增加。但过多的氯化钠会对蛋白质产生静电屏蔽作用，从而降低蛋白质的溶解度，最终导致起泡性和乳化性降低，在试验区间氯化钠只是起到了稳定剂的作用。

图4 不同氯化钠浓度对起泡性和乳化性的影响

2.5 不同蛋黄粉添加量对蛋清粉起泡性和乳化性的影响

选择上述试验最佳条件下，考察不同蛋黄粉添加量(10%，20%，30%，40%，50%)对蛋清粉起泡性和乳化性的影响，结果如图5所示。

蛋黄粉添加量逐渐增大，起泡性呈下降趋势，在10%时起泡性值最大，显著大于添加40%和50%的蛋黄粉(P<0.05)，但是与20%和30%的添加结果无显著性差异(P>0.05)，这种现象可能是因为蛋黄中脂类物质的影响，降低蛋清蛋白起泡性。乳化性随着蛋黄粉添加量增大也随着变大，在50%时乳化性显著高于其他添加量(P<0.05)。乳化性呈上升趋势是因为蛋黄中卵磷脂的原因，具有高乳化活性并吸附在油水两相界面，形成乳化液。

图5 不同蛋黄粉添加量对起泡性和乳化性的影响

2.6 卵磷脂的提取

称取10 g蛋黄粉在不同浓度乙醇(85%、90%、95%、无水乙醇)和不同浓度氯化钙(5%、10%、15%、20%)条件下，提取卵磷脂得率为表1所示。薄层层析结果为表2和图6所示。

表1 卵磷脂得率

I：aladdin蛋黄PC标准品，1～16：蛋黄粉提取物。

乙醇浓度5%CaCl210%CaCl215%CaCl220%CaCl285%EtOH0.257-(1)0.257-(2)0.257-(3)0.250-(4)90%EtOH0.264-(5)0.214-(6)0.200-(7)0.200-(8)95%EtOH0.242-(9)0.285-(10)0.307-(11)0.328-(12)无水EtOH0.228-(13)0.235-(14)0.228-(15)0.242-(16)

注：1～16：在薄层层析板中的序号。

结合表1、2和图6分析可知，乙醇体积分数90%、氯化钙添加量10%时提取物得率最高,为33.6%。由薄层层析板可以看出，蛋黄粉提取物(1～16号样品)在PC标准品(I)的同一水平位子都显示斑点。在氯化钙添加量(10%，15%，20%)和90%乙醇体积分数下蛋黄粉提取物Rf值与PC标准品Rf值(0.2)几乎相差无几。试验结果表明，不同乙醇体积分数和氯化钙添加量会影响到卵磷脂得率。该试验卵磷脂得率明显高于李欣等[5]人的试验结果。按照该试验方法在蛋黄粉中提取卵磷脂要比在蛋黄液中提取卵磷脂更加有效，这可能是因为蛋黄液本身粘稠，提取溶剂不能有效的浸润到内部，作为催化剂的氯化钙不能均匀地分散到样品中，但通过喷雾干燥得到的蛋黄粉和乙醇会更好的混合在一起，并使氯化钙在提取中起到有效的催化剂作用，使卵磷脂提取量有所增加。

3 结论

本文研究了蛋清粉起泡性和乳化性以及蛋黄粉中提取卵磷脂工艺。

1) 蛋清粉最佳起泡条件是质量浓度为20 g/100 mL、温度35 ℃、pH值6、蛋黄粉添加量为10%。

2) 蛋清粉最佳乳化条件是质量浓度为20 g/100 mL、温度35 ℃、pH值6、蛋黄粉添加量为50%。在试验区间氯化钠浓度对起泡性和乳化性无影响。

3) 提取卵磷脂最佳条件是90%乙醇，10%氯化钙(CaCl2)时得率最高。

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