郭婷婷,陽 雁,謝筆鈞,孫智達(華中農業大學食品科學技術學院,湖北武漢430070)
米糠可溶性膳食纖維對降低蛋黃醬中膽固醇含量及流變特性的影響
郭婷婷,陽雁,謝筆鈞,孫智達*
(華中農業大學食品科學技術學院,湖北武漢430070)
本實驗在優化普通蛋黃醬加工工藝的基礎上添加米糠可溶性膳食纖維(RB-SDF),通過產品觸變性分析確定RB-SDF最佳添加量,從而獲得了低膽固醇含量的蛋黃醬,并討論了RB-SDF對靜態、動態流變特性的影響。結果表明普通蛋黃醬的最佳加工工藝為蛋黃量11.0%,油用量74%,攪拌時間20 min,攪拌速率為4檔(14400 r/min),RB-SDF添加量為2.0%,此時產品觸變性較小。所制得的蛋黃醬中游離的膽固醇含量為1.26 mg/g,低于自制普通蛋黃醬(2.21 mg/g)。與市售的3種蛋黃醬比較,低膽固醇蛋黃醬流變特性略低于丘比蛋黃醬和香甜醬,但優于丘比千島醬。
蛋黃醬,米糠可溶性膳食纖維,低膽固醇,流變特性
蛋黃醬源自歐洲,是西方國家常用的調味品之一。蛋黃醬主要是通過蛋黃中卵磷脂乳化作用,使植物油、醋、食鹽、糖及香辛料混合形成一種水包油型半固體食品。可直接涂抹于面包、水果、蔬菜、肉類及海鮮等食物上,也可以作為其他冷醬和沙拉醬的底料,食用方便,風味獨特,深受消費者青睞。但由于蛋黃醬中膽固醇含量較高,過多食用可能引起血脂含量升高,甚至是動脈粥樣硬化[1],使其市場推廣受到了一定的限制。
為了彌補這一缺點,Froning等[2]采用超臨界CO2萃取法脫除蛋黃中膽固醇,并發現當壓力為30.6 MPa,溫度為45℃時脫除效果最佳,但是一次性投資大,不適于工業生產。蔣丹丹等[3]發現,紅球菌屬微生物可利用膽固醇為唯一碳源,將該菌接種于蛋黃中,可直接降解膽固醇,從而降低其含量,而微生物代謝產物及代謝方式可能對人體健康帶來的影響尚未明了。此外,也有研究人員采用溶劑抽提法、包埋法、酶法等方法去除蛋黃醬中的膽固醇,不過目前均處于實驗室研究階段。而且這些方法可能會帶來溶劑殘留或影響口感。因此,尋求一種健康、方便和安全的方法是目前的新趨勢。
膳食纖維尤其是可溶性膳食纖維(Soluble dietary fiber,SDF)對降低血脂有顯著的作用[4]。一方面SDF可以吸附脂肪,增加糞便中脂肪排出量[5],另一方面可以束縛膽酸,促進膽固醇轉化為膽酸[6]。目前,并未見將膳食纖維加入到蛋黃醬中的相關研究。為此,本文在優化普通蛋黃醬加工工藝的基礎上,添加米糠可溶性膳食纖維(Soluble dietary fiber from rice bran,RB-SDF),以降低蛋黃醬中游離膽固醇含量,另外,對實驗所制產品和市售蛋黃醬的流變學特性進行了分析比較。
1.1材料與儀器
米糠可溶性膳食纖維實驗室自制(SDF含量為82.9%,蛋白質含量為3.27%,脂肪含量為1.54%,淀粉含量為1.90%);玉米色拉油益海嘉里糧食工業有限公司;雞蛋購于武漢中百倉儲超市有限公司;白糖湖北省新太陽保健制品有限責任公司;食鹽湖北久大品種鹽有限公司;白醋江蘇恒順醋業股份有限公司;白胡椒粉武漢市百氏鼎鼐調味食品有限公司;芥末大連飛揚食品有限公司;丘比蛋黃醬、丘比香甜醬、丘比千島醬均購于北京丘比食品有限公司。
電子天平日本愛安德有限公司;HM429-A打蛋機(梨形貝奧雙攪拌棒) 廣東東菱電器有限公司;LVDV-11+P粘度計美國Broolfield公司;AR2000ex型流變儀美國TA儀器公司;KQ3200B超聲清洗機昆山市超聲儀器有限公司。
1.2實驗方法
1.2.1普通蛋黃醬加工工藝取一定個數的新鮮雞蛋→用蒸餾水清洗→晾干后去殼取蛋黃→原料殺菌→調味→乳化→灌裝→殺菌貯藏。
原料殺菌:將原料中的白胡椒粉(0.2%,以蛋黃醬成品質量為基準)、芥末(0.1%)與占用量30%的玉米色拉油混合后進行巴氏殺菌。
調味:將蛋黃、食鹽(2.0%)、白糖(1.5%)、巴氏殺菌后的混合料和占總量40%的白醋(11%)攪拌混合。
乳化:將余下的玉米色拉油和白醋,相互交替緩慢加入,并不斷攪拌,使之形成均一穩定的半固體。
殺菌貯藏:將乳化后的產品50℃加熱殺菌8~24 h之后于4℃冰箱中貯藏。
1.2.2單因素實驗設計在加工過程中,分別研究不同蛋黃添加量(8.5%、11.0%、13.5%、16.0%、18.5%)、玉米色拉油添加量(65%、68%、71%、74%、77%)、攪拌速率(1、2、3、4、5檔,對應轉速分別為3600、7200、10800、14400、18000 r/min)、攪拌時間(10、15、20、25、30 min)四個因素對蛋黃醬粘度的影響。單因素實驗中各因素的固定水平分別為蛋黃量13.5%,油用量71%,攪拌速率3檔,攪拌時間20 min。
1.2.3正交實驗設計采用L9(34)正交法,以產品粘度為評價指標,對蛋黃醬工藝條件進行優化,以確定最佳水平,正交實驗設計表見表1。

表1 正交實驗的實驗因素和水平Table 1 Experimental factors and levels of orthogonal test
1.2.4RB-SDF對蛋黃醬中膽固醇含量和流變學特性的影響在自制的普通蛋黃醬中,分別添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%(w/w)的RB-SDF,研究不同RB-SDF添加量對產品膽固醇含量和流變學性質特性的影響,從而確定最適RB-SDF添加量,制得低膽固醇蛋黃醬。
1.2.5蛋黃醬中膽固醇含量測定取蛋黃醬樣品,超聲均質使其完全溶于冰醋酸中。吸取0.4 mL樣品液,采用鄰苯二甲醛法,于550 nm處比色,以冰醋酸為參比,測定其吸光值,用膽固醇標準物制作標準曲線,計算膽固醇含量[7]。

式中:c—從標準曲線查得到膽固醇濃度,mg/mL;V—樣品液總體積,mL;m—樣品質量,g。
1.2.6蛋黃醬流變學特性分析本文采用AR2000ex型流變儀,選平板的直徑為40 mm,板間距為1 mm,通過測定流變特性(靜態、動態流變特性),比較實驗所得低膽固醇蛋黃醬與市售蛋黃醬。
1.2.6.1靜態流變特性分析固定溫度25℃,采用Flow模式分兩步改變剪切速率,先是從0 s-1升至150 s-1,之后以相同的速率從150 s-1降至0 s-1,觀察不同樣品粘度隨剪切速率變化的情況。
1.2.6.2動態流變特性分析線性粘彈區域確定:固定溫度25℃,頻率5 Hz,改變振蕩應變0%~1.0%,記錄復數模量(G*)的變化情況,G*不隨應變變化的區域,即為線性粘彈區域。
頻率掃描:固定溫度25℃,掃描時間30 min,改變頻率0.1~10 Hz,記錄整個過程中不同樣品貯藏模量(G’)、損失模量(G”)、損失正切(tanδ)的變化情況。
溫度掃描:固定頻率5 Hz,掃描時間30 min,改變掃描溫度4~70℃,記錄整個過程中不同樣品G’、G”的變化情況。

圖1 蛋黃用量對產品粘度的影響Fig.1 Effect of yolk amount on the viscosity of mayonnaise
2.1普通蛋黃醬工藝單因素實驗結果
2.1.1蛋黃用量對蛋黃醬粘度的影響蛋黃醬是水包油型乳化體系,產品粘度越大,說明體系越穩定[8],越易于保持良好性能,故以產品粘度作為評價各因素水平影響效果的指標。蛋黃中富含卵磷脂,是一種很好的乳化劑,對蛋黃醬穩定性起著至關重要的作用。由圖1可知,當蛋黃用量在8.5%~11.0%之間時,隨著蛋黃用量的增加,產品粘度增大,但當蛋黃用量增加到11.0%時,再增加蛋黃用量,粘度變化極小,因此確定蛋黃用量11.0%、13.5%、16.0%。

圖2 油用量對產品粘度的影響Fig.2 Effect of oil amount on the viscosity of mayonnaise
2.1.2油用量對蛋黃醬粘度的影響由圖2可以看出,在蛋黃醬乳化體系中,當油用量在65%~74%之間時,隨著油用量的增加,產品粘度增大,但當蛋黃用量增加到74%時,油過量,體系中水相比例減小,使體系乳化類型發生改變,導致產品穩定性降低。因此選擇油用量68%、71%、74%。
2.1.3攪拌時間對蛋黃醬粘度的影響對于蛋黃醬乳化體系,攪拌時間會影響其穩定性。結果由圖3所示,適當地增加攪拌時間,會提高產品的粘度,主要是由于在一定范圍內,延長攪拌時間可以促進油相的分散,同時減小油相粒度。但是攪拌時間超過25 min時,過度攪拌會導致體系破乳。故確定攪拌時間為20、25、30 min。

圖3 攪拌時間對產品粘度的影響Fig.3 Effect of stir time on the viscosity of mayonnaise
2.1.4攪拌速率對蛋黃醬粘度的影響固定攪拌時間20 min,研究攪拌速率對產品穩定的影響,結果如圖4。從圖4可以看出,當攪拌速率低于4檔時,產品粘度隨著速率增大而增加,高于4檔時,產品粘度減小,穩定性降低。確定攪拌速率為3、4、5檔。

圖4 攪拌速率對產品粘度的影響Fig.4 Effect of stir rate on the viscosity of mayonnaise
2.2普通蛋黃醬工藝優化
在單因素實驗基礎上,選擇蛋黃用量、油用量、攪拌時間和攪拌速率四個因素進行正交實驗,以產品粘度為評價指標,正交結果如表2。

表2 正交實驗結果Table 2 Results of orthogonal test
由表2可知,對正交實驗進行極差分析,結果顯示各因素對蛋黃醬粘度影響程度順序為D>B>A>C,攪拌速率>油用量>蛋黃用量>攪拌時間,同時由正交實驗結果可以得出,普通蛋黃醬工藝最優條件為A1B3C1D2,即蛋黃用量11.0%,油用量74%,攪拌時間20 min,攪拌速率4檔(14400 r/min),驗證實驗表明此時的蛋黃醬粘度可達826 Pa·S。
2.3RB-SDF對蛋黃醬中膽固醇含量的影響
膽固醇含量結果見表3,顯示自制未添加RB-SDF蛋黃醬中膽固醇含量最高,為2.21 mg/g。隨著RB-SDF添加量的增大,蛋黃醬產品中膽固醇含量逐漸降低,當添加量達到2.0%后沒有顯著性變化,此時蛋黃醬含量為1.26 mg/g。說明可溶性膳食纖維可以顯著吸附樣品中膽固醇,降低其游離膽固醇含量。

表3 RB-SDF對蛋黃醬中膽固醇含量的影響Table 3 The effect of RB-SDF on the cholesterol content of mayonnaise

圖5 不同RB-SDF添加量時蛋黃醬的流變曲線Fig.5 Flow curves of mayonnaise with different additions of RB-SDF
2.4RB-SDF對蛋黃醬流變學特性的影響
由圖5可以得出,添加不同量的RB-SDF,蛋黃醬樣品粘度隨剪切速率增加而降低,形成了不同大小的觸變環,呈現出剪切變稀的假塑性流體特性。觸變性反映了流體在受到外界振蕩、擠壓等機械力作用下結構拆散,撤去外力時結構恢復的能力。觸變性越小,說明流體凝膠結構恢復越快,相反觸變性越大,說明流體恢復能力較差,結構發生改變,穩定性不高[9]。不同樣品觸變性大小依次為2.0%≈2.5%<1.5%<1.0%<0.5%,即添加2.0%、2.5%RB-SDF樣品具有較高的穩定性,在實際生產中不易受外力作用影響良好品質。且RB-SDF添加量在2.0%以上時,產品膽固醇含量低。故確定RB-SDF添加量為2.0%。
綜上,低膽固醇蛋黃醬的工藝條件為:食醋11.0%,白糖1.5%,蛋黃11.0%,玉米色拉油74%,RB-SDF 2.0%。乳化過程中攪拌時間為20 min,攪拌速率為4檔(相應轉速為14400 r/min)。
2.5蛋黃醬流變學特性分析
2.5.1靜態流變特性分析由圖6知,當剪切速率在0~120 s-1范圍內變化時,不同種類的蛋黃醬均呈現剪切變稀特性,觸變性大小依次為丘比千島醬>低膽固醇蛋黃醬>丘比香甜醬>丘比蛋黃醬,即四種蛋黃醬樣品的穩定性依次增強。丘比千島醬和低膽固醇蛋黃醬流變學穩定性較低可能與市售千島醬中添加了黃瓜等蔬菜、蛋黃醬中添加SDF有關。
2.5.2動態流變特性分析
2.5.2.1線性粘彈性區確定由圖7知,測定樣品粘彈性時,偏離線性黏彈區域,選擇更高的應力,所測試材料的測定數據就會產生無法解釋的偏差,用不同測試參數和實驗儀器得到的數據不同。通常要求振蕩應力或應變在線性粘彈性區域內[10]。掃描結果顯示,當應變為0.2%~1.0%,四種蛋黃醬的復數模量均與其成線性關系,故確定測定樣品動態流變特性相應的振蕩應變為0.5%。
2.5.2.2頻率掃描由圖8知,在流體力學中,貯藏模量(G’)是指物體在形變過程中由于彈性形變而儲存的能量,反映了材料形變時的回彈能力,即彈性。損失模量(G”)表示材料形變過程中以熱的形式損耗的能量,反映形變時的內耗程度,即粘性。損失正切(tanδ)為損失模量與貯藏模量的比值,直接反映體系黏彈性。tanδ值越小,材料流體特征越明顯,相反固體特征明顯[11]。頻率掃描結果發現,相同頻率時,四種蛋黃醬G’均大于G”,tanδ小于1,說明樣品彈性大于粘性,均表現出固體特征。其中,丘比蛋黃醬G’最大,其次是丘比香甜醬,低膽固醇蛋黃醬,千島醬最小,即形變恢復能力依次減弱,與靜態流變特性結果吻合。
2.5.2.3溫度掃描幾種蛋黃醬樣品的溫度掃描結果如圖9所示。同一溫度下,千島醬樣品的G’、G”最大,而丘比蛋黃醬樣品最小。隨著溫度的變化,G’、G”呈略下降趨勢,變化不大,說明蛋黃醬樣品在生產加工、產品運輸及貯藏過程中,仍可保持較好品質而不受外界環境溫度變化的影響。而且,幾種果醬樣品的變化趨勢相同,具有相似的粘彈性。

圖6 四種蛋黃醬的流變曲線Fig.6 Flow curves of 4 kinds of mayonnaise

圖7 四種蛋黃醬的線性粘彈性區域Fig.7 Linear viscoelasticity region of four kinds of mayonnaise

圖8 四種蛋黃醬的頻率掃描圖Fig.8 Frequency scanning of four kinds of mayonnaise

圖9 四種蛋黃醬的溫度掃描圖Fig.9 Temprature scanning of four kinds of mayonnaise
在普通蛋黃醬中添加一定量的可溶性膳食纖維,可制成具有降低膽固醇、預防高膽固醇血脂功能的蛋黃醬產品。實驗優化所得最佳加工工藝條件為蛋黃11.0%,玉米色拉油74%,RB-SDF 2.0%;攪拌時間為20 min,攪拌速率為4檔(14400 r/min)。低膽固醇蛋黃醬中膽固醇含量為1.26 mg/g,低于普通蛋黃醬(2.21 mg/g)。說明添加可溶性膳食纖維能降低膽固醇含量。低膽固醇蛋黃醬與市售的3種蛋黃醬均呈現剪切變稀的弱凝膠性。隨著外界環境溫度的改變,產品品質受影響小。就四種蛋黃醬樣品的穩定性而言,低膽固醇蛋黃醬弱于丘比蛋黃醬和香甜醬,但強于丘比千島醬。
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Effect of soluble dietary fiber from rice bran on reducing cholesterol content and rheological property of mayonnaise
GUO Ting-ting,YANG Yan,XIE Bi-jun,SUN Zhi-da*
(College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)
In this experiments,mayonnaise with low cholesterol was developed.Firstly,the optimal technology of traditional mayonnaise was studied.Secondly,soluble dietary fiber from rice bran(RB-SDF)was added to the traditional mayonnaise and its mostappropriate amount was decided through the analysis of thixotropy. Finally,rheological properties of products were investigated.Results showed that the optimal technology as followed:yolk was 11.0%,oil was 74%,stir rate was the fourth gear(14400 r/min)and stir time was 20 min,RB-SDF was 2.0%,and the mayonnaise was smaller thixotropy.The content of cholesterol was 1.26 mg/g,which was lower than traditional mayonnaise(2.21 mg/g).Compared with Kewpie mayonnaise and Kewpie sweet mayonnaise,the mayonnaise with low cholesterol had slightly worse rheological properties,but better than Kewpie thousand island mayonnaise.
mayonnaise;RB-SDF;low cholesterol;rheological properties
TS201.1
B
1002-0306(2015)20-0265-06
10.13386/j.issn1002-0306.2015.20.047
2015-01-30
郭婷婷(1989-),女,碩士,研究方向:天然產物化學,E-mail:tingtingguo23@sina.com。
孫智達(1963-),男,博士,教授,研究方向:天然產物化學、食品安全,E-mail:sunzhida@mail.hzau.edu.cn。
公益性行業科研專項(201303071)。