鸡蛋全粉酶解工艺的优化研究

罗湛宏

（华南理工大学 食品科学与工程学院，广东 广州 510640）

鸡蛋粉是由新鲜鸡蛋经过打蛋、分离、过滤、均质、巴氏杀菌、喷雾干燥等一系列工艺制作而成的粉末状呈味料[1]。鸡蛋粉包括蛋黄粉、蛋白粉、全蛋粉3 种，主要用于食品加工中，在食品工业中已经很大程度上替代了鲜鸡蛋的使用。木瓜蛋白酶是一种天然的植物来源性酶制剂，它是一种含巯基（-SH） 肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力[2]。酶法水解蛋白质，克服了传统酸碱催化水解的安全性问题，同时还具备高效性、专一性、反应温和等优点。动物蛋白质有抵抗蛋白酶水解作用，速度加快，利于酶解，但变性要适度，变性大其酶解反而变差[3]。鸡蛋蛋白质经蛋白酶水解，可生成低分子质量的多肽，其离子性基团数目增加、疏水性基团暴露，使蛋白质的功能性质发生变化[4]。多肽具有增强食品风味的作用，赋予食品醇厚的口感和丰富的营养价值[5]。因此，鸡蛋全粉的风味品质在一定程度上可以用氨基酸态氮含量来表征。

酶解鸡蛋全粉的工艺路线设计如下：原料鲜蛋→感官检验→清洗→带壳消毒→去壳→搅拌过滤→酶解→加辅料调配→喷雾干燥→检验及包装→成品[6]。其中，酶解工序为整个生产工艺中最为关键的步骤。

试验拟将新鲜鸡蛋液通过木瓜蛋白酶在预设的温度、时间、pH 值和酶用量的条件下进行酶解，得到的鸡蛋酶解液进行氨基酸态氮含量的测定，通过正交试验得出制备酶解鸡蛋全粉的最优工艺条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜鸡蛋，市售；木瓜蛋白酶，广州华琪公司提供；无水柠檬酸，广东大地食化公司提供。

1.2 仪器设备

JJ1000 型电子天平，美国双杰公司产品；OLB-110 型恒温水浴振荡器，山东欧莱博公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 鸡蛋酶解液的制备

首先鸡蛋去壳，将蛋黄和蛋清打匀，得到全蛋液。取64 g 全蛋液于250 mL 锥形瓶中，加入16 g 蒸馏水，用10%质量分数的柠檬酸溶液调节pH 值至所需范围。按试验用量称取木瓜蛋白酶，并预先用蒸馏水溶解，加入到全蛋液中。酶解反应在恒温水浴振荡器中进行，调节好预设的温度和时间。

1.3.2 最优酶解工艺的确定

利用木瓜蛋白酶对新鲜全蛋液进行酶解，首先以不同的酶解温度、酶解时间、酶解pH 值和酶添加量进行单因素试验，得到不同酶解效果的鸡蛋酶解液，分别测定酶解液的氨基酸态氮的含量，氨基酸态氮含量较高者为优选酶解条件。最后根据单因素试验结果进行正交优化试验，得到最优的鸡蛋全粉酶解工艺。

1.3.3 氨基酸态氮的测定

按照GB/T 12143——2008 标准进行操作。

2 结果与分析

邓静等人[7]研究指出，影响酶解效果的因素通常有酶解温度、酶解时间、酶解pH 值和酶添加量。试验通过酶解温度、酶解时间、酶解pH 值、酶添加量4 个因素对酶解鸡蛋液的氨基酸态氮含量进行考查。

2.1 酶解温度的影响

按照鸡蛋酶解液的制备方法，蛋液原pH 值不变，酶添加量0.2%，酶解温度分别为40，50，60，70 ℃，酶解时间2 h，取出，测得不同酶解温度下氨基酸态氮含量。

不同酶解温度下氨基酸态氮含量见图1。

图1 不同酶解温度下氨基酸态氮含量

由图1 可知，酶解温度在40～50 ℃时氨基酸态氮含量显著上升，在50～60 ℃时上升幅度有所减缓，且氨基酸态氮含量达到最高，而在60～70 ℃时显著下降。这可能是因为50 ℃以下的水浴温度过低，会抑制木瓜蛋白酶的活力，而60 ℃以上水浴温度则超过酶的耐热程度，使得部分木瓜蛋白酶失去活性，因此最佳酶解温度为50～60 ℃。

2.2 酶解时间的影响

按照鸡蛋酶解液的制备方法，蛋液原pH 值不变，酶添加量0.2%，分别于50 ℃水浴酶解2，3，4，5 h，取出，测得不同酶解时间下氨基酸态氮含量。

不同酶解时间下氨基酸态氮含量见图2。

图2 不同酶解时间下氨基酸态氮含量

由图2 可知，在酶解时间2～3 h 时，氨基酸态氮含量有一定上升，在3～4 h 时氨基酸态氮含量达到最大，此后再延长酶解时间，氨基酸态氮含量几乎不变。这可能是因为全蛋粉在3～4 h 已经被酶解完全，因此最佳酶解时间为3～4 h。

2.3 酶解pH 值的影响

按照鸡蛋酶解液的制备方法，酶添加量0.2%，调节pH 值分别为自然pH 值，6.0，5.4，4.5，分别于50 ℃水浴酶解2 h，取出，测得不同酶解pH 值下氨基酸态氮含量。

不同酶解pH 值下氨基酸态氮含量见图3。

图3 不同酶解pH 值下氨基酸态氮含量

由图3 可知，在酶解pH 值4.5 时，氨基酸态氮含量达到最大，在pH 值4.5～5.4 时氨基酸态氮含量缓慢下降，在pH 值5.4～6.8（自然pH 值） 时快速下降，可能是因为在pH 值4.5 左右木瓜蛋白酶的酶活力最高，因此最佳的酶解pH 值为4.5 左右。

2.4 酶添加量的影响

按照鸡蛋酶解液的制备方法，蛋液原pH 值不变，酶添加量分别为0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，于50 ℃水浴中酶解2 h，取出，测得不同酶添加量下氨基酸态氮含量。

不同酶添加量下氨基酸态氮含量见图4。

如图4 所示，当酶添加量从0.2%增加到0.6%时，氨基酸态氮含量显著上升。但是从0.6%～0.8%时，氨基酸态氮反而有所下降，这可能是因为全蛋粉在酶添加量0.6%时已基本酶解完全，而酶添加量0.8%时却因为分子密度过高而影响了酶解的反应空间，因此最佳的酶添加量为0.6%左右。

2.5 正交试验

图4 不同酶添加量下氨基酸态氮含量

为获取最佳的酶解工艺条件，酶解温度、酶解时间、酶解pH 值和酶添加量各选取3 个水平进行正交试验。

全蛋粉酶解正交试验设计见表1。

表1 全蛋粉酶解正交试验设计

按照表1 的参数条件分别制备酶解鸡蛋液，测定其氨基酸态氮含量，并做正交试验分析。

正交试验结果见表2。

正交试验数据表明，影响因素A＞C＞D＞B，最佳组合A2B3C2D2，即酶解温度55 ℃，酶解时间5 h，酶解pH 值4.5，酶添加量0.6%。

3 结论

利用木瓜蛋白酶在设定的条件下酶解鸡蛋液制备酶解鸡蛋全粉，根据不同工艺参数对全蛋粉酶解效果的影响，选择酶解温度、酶解时间、酶解pH 值和酶添加量作为考查因素，通过制备得到的酶解鸡蛋液的氨基酸态氮含量。试验结果表明，木瓜蛋白酶酶解鸡蛋液制备全蛋粉的最佳工艺条件为酶解温度55 ℃，酶解时间5 h，酶解pH 值4.5，酶添加量0.6%。

表2 正交试验结果