冷凍儲藏巴殺雞蛋白液的功能及烘焙應用特性研究

徐吉祥,楚炎沛

(清遠職業技術學院，廣東清遠 511510)

冷凍儲藏巴殺雞蛋白液的功能及烘焙應用特性研究

徐吉祥,楚炎沛*

(清遠職業技術學院，廣東清遠 511510)

雞蛋白液具有良好的起泡功能,以雞蛋白液的起泡性(FC)和泡沫穩定性(FS)、粘度、pH及在戚風類蛋糕中的烘焙應用為衡量指標,來探究雞蛋白液在冷凍儲藏條件下不同時間內的規律性變化,及不同的冷凍儲藏雞蛋白液在戚風類蛋糕中的差異性。結果表明:冷凍儲藏的時間是影響雞蛋白液功能特性的主要因素。在冷凍儲藏期間,雞蛋白液的起泡性、泡沫穩定性、黏度均有所下降,pH有所上升,烘焙應用特性也發生了不同程度的改變。研究結果為冷凍儲藏巴殺雞蛋白液在蛋糕烘焙加工中的推廣應用提供有益的參考。

冷凍儲藏,雞蛋白液,功能特性,烘焙應用

雞蛋富有營養價值,而且具有改善食品品質、質構的功效,其中蛋清蛋白所特有的起泡性、凝膠性等功能特性,能夠賦予食品獨特的質構和風味,作為食品工業的重要原料得到廣泛應用,尤其是在蛋糕、面包等烘焙食品中具有特殊的意義[1-4]。雞蛋作為各種食品最基本的原料之一,國外的蛋品加工比重占雞蛋產量的30%～40%[5],更多以雞蛋為原料的產品進入了工業化生產,尤其是人類對于食品安全日益高漲的關注與擔憂,都促成了雞蛋使用方式的革新,大批終端使用者開始更傾向于使用加工后的蛋產品。

我國的液蛋產品生產雖剛剛起步,但需求量日益增加,液態蛋作為食品重要配料形成了專門的行業。其中巴氏殺菌處理的液蛋產品因保存期較短而不能滿足某些特殊用途需求的長期保存,而冷凍儲藏巴殺蛋白液是將新鮮雞蛋去殼,經過巴氏殺菌,先經-38～40 ℃快速冷凍,然后于-18 ℃儲藏,保質期可長達12～18個月。國內外對這類儲藏期較長的凍蛋產品的研究較少,趙維高等[6]曾研究發現全蛋液在冷凍儲存期間起泡性顯著下降(p<0.05),黏度顯著增加(p<0.05),其他功能特性也發生不同程度的改變。本文通過對新鮮蛋白液在不同冷凍儲藏期間內的功能特性變化規律,及進一步地對幾種不同的冷凍蛋白液在戚風蛋糕中的烘焙應用特性進行對比分析,以期從多個方面了解冷凍儲藏條件下的巴殺蛋白液的功能特性和烘焙應用特性的差異性,為冷凍儲藏蛋白液在烘焙行業的推廣應用提供一些參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍巴氏殺菌蛋白液 三種品牌,分別購自蘇州歐福蛋液有限公司、吉林金翼蛋品有限公司、北京德青源農業科技股份有限公司,配料表中均沒有顯示食品添加劑的成分;新鮮雞蛋 市售 符合GB2748-2003要求:氣室正常,無異味,外形指數好,蛋殼完整無裂橫,蛋品質合格正常；塔塔粉 廣州焙樂道食品有限公司;白砂糖 市售。

蛋白調節劑 自制，所選用的物料均符合GB2760-2014食品安全國家標準 食品添加劑使用標準。

AR2140電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;JRJ300-D-I剪切乳化攪拌機 上海標本模型廠;WT-L01A 依時發奶油專用打發機;78-2型雙向磁力攪拌器 常州華普達教學儀器有限公司;NDJ-5S型數字式黏度計 上海精天電子儀器有限公司;HI2221 pH計 哈鈉沃德儀器有限公司。

1.2 冷凍巴殺蛋白液的處理或制備

外購冷凍巴殺蛋白液：取自3個不同生產廠家的商業化冷凍巴殺蛋白液,又叫冰蛋白。測試前先進行隨機編碼為樣品1、樣品2和樣品3,然后置于冷藏柜內(2～7 ℃)進行解凍,蛋白打發時的溫度均控制在7～10 ℃。

自制冷凍蛋白液：蛋的清洗→95%乙醇消毒→晾干→打蛋→分蛋→攪拌或加調節液調配攪拌→分裝→封口→-18 ℃冷凍儲藏。其中蛋白調節劑按實驗配比用磁力攪拌器調制成均一穩定的溶液,于調配階段按要求比例加入到分離好的蛋白液中混拌均勻,然后進行分裝冷凍,并確保冷凍儲藏滿12個月時待用,編碼為樣品4。所有蛋白打發前置于冷藏柜內(2～7 ℃)進行解凍,蛋白打發時的溫度控制均在7～10 ℃。

1.3 不同蛋白液的功能特性測定

1.3.1 蛋白液起泡性及泡沫穩定性的測定 結合陳杰等[7]、張鐵華等[8]對蛋清蛋白功能特性的測定方法,本研究對蛋白液起泡性及泡沫穩定性的測定方法調整如下:取50 mL蛋白液,加入蒸餾水定容至200 mL(H0),倒入2000 mL燒杯中,于剪切乳化攪拌機上以5000 r/min的轉速攪拌均質1 min后,快速轉移至200 mL量筒,記下液體高度(H1)。量筒在室溫下靜置30 min后,再測量液體的高度(H2)。蛋白液起泡能力FC大小的評價用(H0-H1)表示,泡沫穩定性FS用泡沫體積的損失率來表示,即(H2-H1)/(H0-H1)。FC數值越大,表明蛋白液的起泡能力越強,FS的數值越小表明蛋白液的泡沫穩定性越強。每個樣品重復測定3次,取其平均值。

1.3.2 蛋白液粘度的測定 采用NDJ-5S數字式黏度計,30 s內讀出解凍后、打發前的蛋白液樣品的黏度值,同一樣品平行測定3次,取其平均值。

1.3.3 蛋白液pH的測定 取蛋白液20 mL,置于50 mL燒杯中攪勻后,使用校正后的精密pH計測定。每個樣品重復測定3次,取其平均值。

1.4 不同蛋白液在蛋糕制作中的打發特性測定

取1000 mL蛋白液樣品,加入1%塔塔粉和50%白砂糖,參照新鮮蛋白打發至泡沫比重0.17～0.22之間的打發參數,在奶油專用打發機中2檔低速打發1 min,然后換3檔高速打發2 min后,進行下述項目的測定。每個樣品重復測定3次,取其平均值。

1.4.1 蛋白打發時的性能測定 稱量打發后的蛋白在500 mL固定容器中的重量(g)。重量越小說明蛋白打發性能越好,比重越輕。

1.4.2 蛋白打發后的泡沫穩定性的測定 稱取100 g打發后的蛋白,置于500 mL的固定容器中,靜置1 h后稱量燒杯中析出的液體重量(g)。重量越輕,蛋白打發后的泡沫穩定性越好。

1.4.3 蛋白打發過程及打發后的泡沫感官評定 蛋白液在冷凍儲藏過程中,功能特性的各種變化是在不斷進行的,許多特性方面的變化帶給烘焙應用的影響,并沒有適宜的檢測分析儀器可以全面進行定量判斷,但可以新鮮蛋液為基準,采用專業的感官評價評定小組,有指導性地進行描述性分析。

1.5 不同蛋白液在蛋糕中的烘烤特性測定

事先將500 g面粉,300 g色拉油,200 g水,100 g糖,500 g蛋黃混拌均勻,作為蛋黃面糊液待用。取450 g蛋黃面糊液,分次加入300 g剛剛打發的蛋白進行混拌均勻,灌入3個4寸蛋糕模具內各200 g。蛋糕烘烤出爐后,倒扣模具冷卻2h后,進行下述項目的測定。每個樣品重復測定3次,取其平均值。

1.5.1 蛋糕的體積 采用體積置換法測定蛋糕的體積。

1.5.2 柔軟度測定 采用英國Stable Micro System公司的TxT2i型號質構儀測試蛋糕的柔軟度(堅實度)[9]。P/36R圓柱型探頭:測前速度1 mm/s,測試速率2 mm/s,測后速率1 mm/s,深度8 mm,時間3 s,觸發類型out 0～20 g。

1.5.3 感官評定 同1.4.3感官評價方法同時對蛋糕的外形、色澤、風味、表皮、組織狀態等進行描述性分析。

2 結果與分析

2.1 不同蛋白液的功能特性分析

表1列出了不同蛋白液的起泡性、泡沫穩定性、粘度、pH的測定結果。

表1 不同蛋白液的功能特性測定結果

表2 不同蛋白液在蛋糕制作中打發特性的測定結果

2.1.1 不同蛋白液起泡性及泡沫穩定性的測定結果 蛋清蛋白是一種親水膠體,蛋清蛋白起泡力是蛋白質溶液在外界條件下產生泡沫的難易程度,泡沫穩定性是泡沫生成后的持久性。蛋清蛋白的起泡力主要取決于蛋白質分子的快速擴散、表面張力的降低,疏水基團的分布等性質,而泡沫穩定性是泡沫生成后的持久性,主要由蛋白質分子間的相互作用決定[5]。

表1中的檢測數據表明,經過冷凍的蛋白液,起泡性均與鮮蛋白液有所不同,隨冷凍時間的延長呈逐漸下降趨勢。分析原因,可能在于經過冷凍,蛋白質的氫鍵等共價鍵被破壞,卷曲在球體內的大部分疏水基團暴露出來,破壞了水化膜,導致蛋白質溶解度降低,起泡性下降[6]。

同時表1中的數據顯示,冷凍蛋白液的泡沫穩定性均低于新鮮蛋白液,穩定性變差。分析原因可能在于,隨著冷凍時間的延長,蛋白質內部的疏水基團和巰基進一步暴露,極化的蛋白質分子之間通過非共價鍵相互作用重新形成更大的分子聚集體,水—空氣界面膜的穩定性下降,因此泡沫穩定性下降[6]。另一個原因也可能在于經過冷凍儲藏的蛋白由于pH的變化而影響到泡沫的不穩定性。

2.1.2 不同蛋白液粘度的測定結果 表1中的檢測數據表明,隨著凍藏時間的延長,蛋白液的粘度呈下降趨勢,冷凍儲藏使得蛋白液中濃厚蛋白變稀至水樣化,稀薄蛋白逐漸增加。進一步分析濃厚蛋白逐漸減少的原因在于新鮮雞蛋中存在的卵蛋白和溶菌酶會隨著pH上升而解離產生水樣化[10-11]。

2.1.3 不同蛋白液pH的測定結果 雞蛋原始pH在7～8左右,儲藏過程中蛋內呼吸作用不斷產生CO2并且隨蛋孔逸散,伴隨著蛋清的稀變,pH逐漸增大至9～9.5,這種環境變化使雞蛋新鮮度下降,發生粘殼散黃現象[12-13]。表1中的測定結果顯示,冷凍蛋白液與新鮮蛋白液的pH相比有著明顯變化,隨著冷凍時間的延長,pH呈現出逐漸上升趨勢,在凍藏12個月時穩定在9.5左右。分析原因可能是由于冷凍過程中蛋白質溶解度降低,雙性蛋白液結合了蛋液中的部分氫離子,使得pH升高[6]。

綜上所述,需要特別指出的是,商業化的冷凍巴殺蛋白液樣品1、2及3,不論是同新鮮蛋白液、凍藏不同時期的蛋白液,還是相互之間,在起泡性、泡沫穩定性、粘度、pH等方面均有所不同,且部分樣品的性能指標差距較大。相對于新鮮蛋白液來說,樣品1、2、3的各項功能均有所下降,而樣品4因采用了特殊的調節劑處理,相應的一些功能指標能夠與新鮮蛋液基本接近。經蛋白調節劑處理過的蛋液,在冷凍儲藏過程中,能夠適度減緩pH的上升,抑制卵粘蛋白和溶菌酶的解離,達到延緩蛋白水樣化的作用,同時一些增稠乳化穩定劑的適量使用也能夠確保蛋白液在冷凍儲藏過程中粘度的相對穩定性。

表3 不同蛋白液在蛋糕中烘烤特性的測定結果

2.2 不同蛋白液在蛋糕制作中的打發特性分析

蛋清蛋白質分子具有疏水性基團和親水性基團,因此具有表面活性,能降低水的表面張力,在劇烈攪拌時形成泡沫,泡沫是由液態連續相包裹空氣分散而形成,具有良好發泡性的蛋白質必須在起泡過程中快速被空氣和水界吸附,然后經由分子重排在界面形成具有粘彈性的薄膜[14-15]。蛋清在攪打過程中,打蛋器的剪切力將蛋白質的球型分子構造打破,使其分子中的疏水基團裸露出來,同時,剪切作用將空氣混入蛋清中,部分氣體與疏水基團結合,留在蛋清中,使泡沫體積迅速上升,繼續攪打,由于剪切力作用,氣體可以均勻的被蛋白質分子包圍,并形成新的穩定結構,泡沫體積達到最大[16]。

一般來說,蛋白液打發后的比值越大,穩定性越差,一經放置容器底部集聚的液體就會越多。反之,比值越小穩定性、耐操作性就越強。表2中打發特性的測定結果表明,樣品2的蛋白液打發后不穩定,在蛋白操作過程中泡沫易脆而破滅,除樣品2外,其他冷凍凍藏后的樣品相對于鮮蛋白來說,更易起泡,但泡沫穩定性差。這在一定程度上與表1中的蛋白起泡性和泡沫穩定性結果一致。

理論上蛋白液的打發性與pH相關,王歡等[2]在研究中曾發現,在酸性偏中性范圍內,FC明顯高于堿性區域,隨著酸性減弱FC增強,pH5時最大為165.7%;FS隨pH的增大而增加,pH7時為最大58.6%。實驗中可能因蛋白打發過程中加入的塔塔粉掩蔽了原料蛋白在pH方面的差異,這就使得雞蛋蛋白的pH與蛋糕制作過程中的相互對應性即難于進行解釋又能較好地予以理解。

2.3 不同蛋白液在蛋糕中烘烤特性分析

蛋糕制作中,蛋白在攪拌時蛋白質薄膜將混入的空氣包圍起來而成為泡沫,由于受表面張力的制約,迫使已經形成的泡沫成為大小不同的球形,隨著調粉的進行,面、糖等固相材料附在泡沫表面,增強了泡沫的穩定性。當蛋糕糊在烤爐內受熱時,泡沫中的氣體受熱膨脹,蛋白質遇熱變性,使蛋糕糊成為一種疏松多孔并具有一定彈韌性的蛋糕[17]。

綜合表1、表2及表3中不同蛋白液在蛋糕中的烘焙特性,表明:樣品4所制作的蛋糕,比較接近于新鮮雞蛋制作的蛋糕,甚至在口感、風味、耐操作性等方面更優于新鮮蛋白液制作的效果,這主要是由于一些添加劑的適量采用,能夠修飾和穩定一些功能特性。而新鮮蛋液凍藏12個月后,因功能特性的較大變化,不再適宜于制作戚風蛋糕。樣品1、2及3,因個別功能特性指標的差異而導致在戚風蛋糕制作過程中會產生開裂、回縮、塌陷、收腰等通常出現的不良問題。但限于本研究的范圍,并不能確切說明樣品1、2及3不適宜于用作其他類蛋糕或烘焙類產品的制作。

綜上所述,可以歸納出蛋白的起泡性和泡沫穩定性同蛋糕制作過程中蛋白的打發性和烘焙特性的相關性較為直接;蛋白粘性的降低會影響到蛋糕糊穩定性下降,耐操作性變差,出爐后的蛋糕也容易塌陷,內部組織變得濕軟、粘牙、糊口等,在工業化的批量生產中會帶來品質的差異性和不可操控性;蛋白pH的變化對蛋糕制作過程中蛋白液的打發性和烘焙特性對應性較差或影響較小;蛋白液顏色的變化由于在蛋糕制作中不可避免的美拉德反應而不甚明顯,但風味劣變對蛋糕的食用帶來了不良影響。

3 結論

研究結果表明,冷凍的蛋白液相對新鮮的蛋白液在起泡性及泡沫穩定性、粘度、pH及在戚風蛋糕中的烘焙特性都有很大的變化和不同,在12個月的冷凍儲存期間,隨著冷凍時間的延長,FC、FS及粘度呈現出下降趨勢,而pH呈現出上升趨勢,但最終穩定在9.5以下。

蛋白液在冷凍儲藏期間所發生的功能特性的變化,會影響到戚風蛋糕在制作過程中的蛋白打發特性和烘烤特性。商業化的巴殺冷凍蛋白液,由于加工和冷凍儲運而帶來的與新鮮蛋液功能特性方面的差異,會引發在戚風蛋糕制作中不良品的出現。相對來說,蛋白液起泡性及泡沫穩定性、粘度,即蛋糕制作時的打發性能夠作為衡量蛋糕烘焙效果的重要指標,而pH的變化與蛋白液在蛋糕烘焙中的加工性能的相關性較差。

冷凍蛋白液功能特性的變化,可通過選用一些食品添加劑進行修飾和改善,以適應蛋糕的烘焙應用需求,從而使冷凍蛋液的附加值得到極大提升。本研究在一定程度上能夠為蛋品加工業帶來收益的延展性和更大化,使產業化推廣的實際可行性更具優勢,但同時還需提醒烘焙企業在新鮮蛋白液與不同的冷凍儲藏巴殺蛋白液的選擇上,要根據產品的需要選擇適合特定蛋糕產品的生產原料。

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Study on the functional and baking application properties of pasteurized liquid egg white during frozen storage

XU Ji-xiang,CHU Yan-pei*

(Qingyuan Polytechnic,Qingyuan 511510,China)

The liquid egg white has excellent foaming ability. The functional and baking properties of pasteurized liquid egg white during freezing storage,such as the foaming ability(FC),foam stability(FS),viscosity and pH were studied during the different storage time. The baking properties of different pasteurized liquid egg white were furthermore investigated in chiffon cake. The results showed the time of freezing storage was the main influence factor on functionary properties of pasteurized liquid egg white. The FC,FS and viscosity of frozen egg white were declined,pH was increased. Some baking properties changed differently since of the different frozen egg white. These results offered some references for the promotion and application of frozen egg white in cake industry.

frozen storage;liquid egg white;functional properties;baking application

2016-10-19

徐吉祥(1977-),男,工程碩士,副教授，研究方向:食品加工與質量管理,E-mail:jixiangfood@126.com。

*通訊作者:楚炎沛(1971-),女,碩士,高級工程師，研究方向:谷物食品化學,烘焙食品科學,食品配料與添加劑，E-mail:Chuyanpei001@sina.com.

TS201.1

A

1002-0306(2017)09-0092-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.009