磷酸鹽對雞蛋凝膠持水性的影響研究

曾虹艷，劉福權，趙志峰，冉旭，曾里，何強（四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065）

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磷酸鹽對雞蛋凝膠持水性的影響研究

曾虹艷，劉福權，趙志峰，冉旭*，曾里，何強
（四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065）

摘要：研究焦磷酸鈉（TSP）、三聚磷酸鈉（STPP）及六偏磷酸鈉對雞蛋凝膠持水性的影響。結果表明，適量添加磷酸鹽可提高雞蛋凝膠的持水性。焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉對雞蛋凝膠持水性影響極顯著（P<0.01），磷酸鹽對雞蛋凝膠的持水性的交互作用影響不顯著（P>0.05）。質量濃度為80%的蛋液中，持水性提高最明顯的磷酸鹽配比為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉以3.25∶1∶3.47（質量比）復配。其總添加量為0.46 %時，雞蛋凝膠的持水率為89.45 %，比對照組雞蛋凝膠的持水率提高了11.81%。

關鍵詞：磷酸鹽；雞蛋凝膠；持水性

持水性是蛋白質重要的功能性質之一，也是蛋制品加工中的重要物理參數。持水性的大小與熱凝固蛋制品的硬度、彈性、黏性和嫩度等質構特征緊密相關。劉麗莉[1]等研究了雞蛋清蛋白的磷酸化改性及其對功能性質的影響，發現添加三聚磷酸鈉后蛋白質的持水性有所提高。王也[2]等研究了焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉對全蛋液雞蛋干質構和色澤特性的影響。本文以質量濃度為80 %的蛋液為原料，通過單因素試驗研究了焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉對此雞蛋凝膠持水性的影響；并用響應面試驗法優化得出磷酸鹽最佳復配比例，以期為熱凝固蛋制品工業化生產時持水性的改善提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

雞蛋（符合GB 2748-2003《蛋衛生標準》）：市售石靈放養土雞蛋；焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉：江蘇科倫多食品配料有限公司。

1.2儀器與設備

YP型電子天平：常州市宏衡電子儀器廠；DJ1C-100型增力電動攪拌器：江蘇麥普龍儀器制造有限公司；LDZX-50FB型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；TDZ5-WS型低速離心機：長沙湘智離心機儀器有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1蛋液及其凝膠的制備方法

全蛋液，于750 r/min的條件下攪拌5 min，60目篩網過濾制得蛋液1；加入20 %水或磷酸鹽溶液，于250 r/min的條件下攪拌1 min制得蛋液2。取45 g蛋液2注入模具中，放入立式蒸汽滅菌鍋中以100℃蒸制30 min。待鍋內壓力恢復至0.01 MPa～0.02 MPa時，將蒸制好的雞蛋凝膠連同模具一并取出，立即以自來水冷卻30 min后，置于4℃冷藏箱內儲藏24 h。取出雞蛋凝膠，備用。

1.3.2持水率的測定[3-5]

將濾紙對折3次后，沿中心分開，呈漏斗狀，置于50 mL尖底離心管中，備用；將制得的雞蛋凝膠恢復至室溫，利用取樣器，均勻取得φ7 mm×6 mm的柱狀樣品，精確稱取（5±1）g，記為m1；然后放入備用離心管的濾紙中央，將離心管配平并編號，以5 000 r/min離心5 min后，取出樣品，再次稱重，記為m2。

持水率計算公式如下：

式中：m1為離心前凝膠的質量，g；m2為離心后凝膠的質量，g。

1.3.3單因素試驗

按工藝1.3.1，分別制得焦磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，三聚磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，及六偏磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %的雞蛋凝膠，以未添加磷酸鹽組為對照，研究不同添加量的焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉對雞蛋凝膠持水性的影響。

1.3.4響應面優化試驗

在單因素試驗的基礎上根據Box-Benhnken的中心組合試驗設計原理，采用響應面法在三因素三水平上對磷酸鹽及其交互作用進行探索，并優化得出磷酸鹽最佳配比。試驗選擇焦磷酸鈉添加量、三聚磷酸鈉添加量、六偏磷酸鈉添加量為自變量，分別用A、B、C表示；試驗測定雞蛋凝膠持水率為應變量，用Y表示。變量設計如表1所示。

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

1.3.5數據處理與分析

利用Design-Expert 8.05b軟件對試驗數據進行處理分析，建立回歸方程，并作等高線圖及曲面圖，利用該組圖可對任何兩種因素進行交互效應的分析與評價，建立模型。

2　結果與分析

2.1不同磷酸鹽對雞蛋凝膠持水率的影響

不同磷酸鹽對雞蛋凝膠持水率的影響如圖1所示。

圖1　不同磷酸鹽對雞蛋凝膠持水率的影響Fig.1 Effect of different phosphate on WHC of egg gel

由圖1可以看出，磷酸鹽的加入可在一定范圍內提高雞蛋凝膠的持水率，超過此范圍后則均呈現下降趨勢。磷酸鹽具有螯合金屬離子、增強離子強度和改變pH的作用[6]，從而可改善蛋白質凝膠特性及其持水性。但3種磷酸鈉鹽的分子結構不同，相對分子量大小有異，同等質量下所含磷酸基團的數量也不盡相同，對雞蛋凝膠持水性的影響也存在一定差異。

同等濃度的三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉溶液較六偏磷酸鈉溶液偏堿性，在蛋液中通過改變蛋白質電荷的電勢來提高體系的離子強度，并使其偏離等電點，使電荷之間相互排斥，在蛋白質之間產生更大的空間，使水分子更容易進入從而提高持水性[7]；六偏磷酸鈉分子中的6個磷酸基團呈環狀結構，金屬離子螯合能力強，減少金屬離子與水的結合，使蛋白質結合更多水分而提高持水性[8-9]。此外，試驗過程發現磷酸鹽的添加對雞蛋凝膠的感官色澤、組織和滋味會產生一定的影響。當焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉各自添加量在0.1 %時，制得的凝膠色澤呈亮黃色，切面組織光滑平整，風味正常；當添加量達到或超過0.3 %時，制得的凝膠色澤越來越深，且切面組織逐漸粗糙，苦味漸增。

2.2響應面優化試驗結果

2.2.1響應面試驗設計及結果

試驗采用三因子二次正交回歸旋轉組合試驗進行設計，各因素水平依據單因素試驗結果并結合GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中對磷酸鹽在熱凝固蛋制品中的限量要求確定。試驗設計及各組雞蛋凝膠持水率如表2所示。

表2　響應面試驗方案及結果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

2.2.2回歸方程的建立及檢驗

根據表2中的結果，利用Design-Expert軟件對各因素進行分析，并采用F檢驗來判斷回歸方程中各變量對響應值影響的顯著性，P值越小，則相應變量的顯著程度越高；P<0.01時影響為極顯著，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

響應面試驗的方差分析結果如表3所示。

表3　二次回歸模型系數的方差分析結果Table 3 Analysis of variance for the fitted quadratic regression model

由表3的方差分析結果可知，模型的P<0.01，說明回歸模型極顯著；復相關系數為0.976 8，表明模型擬合程度良好，試驗誤差較小，可用此模型來分析和預測磷酸鹽對雞蛋凝膠持水率的影響。回歸方程的一次項A和C極顯著；二次項B顯著，A和C極顯著。由此可以說明三聚磷酸鈉添加量對雞蛋凝膠的持水率影響不明顯，而焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉的影響較大，且焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉之間的兩兩交互效應不明顯。失擬項不顯著則說明回歸方程可以較好的描述與響應值之間的關系，可以利用此方程計算試驗結果。

由分析結果可知，當A為0.192 %，B為0.059 %，C為0.205 %時，即焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉最佳配比為3.25∶1∶3.47（質量比），總添加量為0.46 %，雞蛋凝膠的持水率最高為89.42 %。

回歸模型的響應面圖及其等高線圖如圖4～圖6所示。

圖4　焦磷酸鈉與三聚磷酸鈉對雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.4 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and STPP additions on WHC of egg gel

圖5　焦磷酸鈉與六偏磷酸鈉對雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.5 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and calgon additions on WHC of egg gel

圖6　三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉對雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.6 Response surface plot and contour plot for effects of STPP and calgon additions on WHC of egg gel

從曲面圖可以直觀的反應各因素對響應值的影響。其中，曲線越陡峭則該因素對響應值影響越大，而等高線圖預測存在極值的條件在圓心處。等高線的形狀可以反映出交互效應的強弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，而圓形則表示交互作用不顯著。由圖4～圖6可看出，A、C對雞蛋凝膠的持水性影響較大，B次之。AB、AC、BC等高線近似圓形，表明這三者之間交互作用不明顯，這與表3中對方程3個交互項的方差分析結果相吻合。且等高線圖中，3個因素均在所選范圍內有頂點，與表3中的分析結果相吻合。

2.2.3最佳條件的驗證

為了確定優化條件的可靠性，對其進行了驗證性試驗，重復3次。實際測得的雞蛋凝膠持水率為89.45%，與預測值89.42 %基本一致。這說明回歸方程與試驗數據很吻合，驗證了所建模型的正確性。

3　結論

1）適量添加磷酸鹽可改善雞蛋凝膠的持水性，不同種類的磷酸鹽因其分子結構不同，改善雞蛋凝膠持水性的機理有異，因此，改善效果也存在差異。

2）質量濃度為80 %的蛋液中，持水效果改善最明顯的磷酸鹽配比為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉以3.25∶1∶3.47（質量比）復配。其總添加量為0.46 %時，雞蛋凝膠的持水率為89.45 %，比對照組（80.00 %）雞蛋凝膠的持水率提高了11.81 %。

參考文獻：

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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

作者簡介：曾虹艷（1990—），女（漢），碩士研究生，主要從事食品質量與安全研究。

基金項目：四川省國際合作項目（2014HH0039）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.051