全蛋液-魔芋葡甘聚糖復合體系功能特性的研究

蔣珊珊，吳斌，趙志峰，何強

（四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065）

全蛋液-魔芋葡甘聚糖復合體系功能特性的研究

蔣珊珊，吳斌，趙志峰*，何強

（四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065）

以全蛋液和魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan，KGM）為對象，研究KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系流變性、發泡性與凝膠性的影響。結果表明，隨著KGM濃度的增加，全蛋液-KGM復合體系的表觀黏度上升，當KGM濃度為0.10%時，黏度最大；復合體系的起泡性先上升后下降，當KGM濃度為0.06%時，起泡性最大；復合體系的泡沫穩定性上升，當KGM濃度為0.10%時，泡沫穩定性最大。KGM對復合體系的硬度與持水性影響顯著（p＜0.05），對彈性的影響不顯著（p＞0.05）。

全蛋液；魔芋葡甘聚糖；流變性；發泡性；凝膠性

Abstract：The effects of（Konjac glucomannan，KGM）concentration on the rheology，foaming and gelation of liquid whole egg-KGM complex were studied.The results showed that the apparent viscosity of liquid whole egg-KGM complex system increased with the increase of KGM concentration.When the concentration of KGM as to 0.10%，the viscosity of the composite system increased first and then decreased.When the concentration of KGM as to 0.06%，the foam expansion was the highest.When the concentration of KGM as to 0.10%，the foam stability was the highest.The effect of KGM on the hardness and water holding capacity of the complex system was significant（p＜0.05），and the effect of KGM on the springiness was not significant（p＞ 0.05）.

Key words：liquid whole egg；（Konjac glucomannan）KGM；rheology；foaming；gelation

全蛋液是指新鮮雞蛋經去殼、殺菌、包裝等加工過程處理后制成的液體蛋制品[1]，與傳統帶殼鮮蛋相比，液態蛋具有以下顯著的優點：①易于運輸、貯藏；②避免蛋殼污染；③安全性高；④使用方便，液態蛋是目前蛋制品的主要發展方向[2]。魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan，KGM）是植物膠中黏度最大的水溶性高分子多糖，是天南星科魔芋屬（AmorphophallusBlume）植物魔芋塊莖的主要成分。魔芋葡甘聚糖是由D-葡萄糖和 D-甘露糖以 1∶1.6 的分子比例，通過 β-（1，4）和β-（1，3）糖苷鍵聚合而成[3]。魔芋葡甘聚糖具有廣泛的理化特性如成膜性、黏結性、增稠性、配伍性等[4]，作為天然、健康、無害的食品原料或配料，應用于飲料、果凍、肉制品、面制品等食品中[5]。

蛋白質與多糖是構成食品體系的兩類生物大分子，極大地影響著食品的流變性、質構特性。當蛋白質與多糖在體系內共存時，由于它們之間的相互作用而對體系功能特性產生一定影響，主要體現在流變學特性、表界面特性、膠凝特性等變化[6]。因此，對蛋白質-多糖相互作用的研究一直是國內外食品領域的研究重點[7]。利用蛋白質-多糖相互作用的產物可應用于如微膠囊[8]、脂肪替代品[9]、穩定劑[10]、可食性膜[11]等領域，具有廣闊的應用前景。丁金龍等[12]研究了魔芋膠與大豆分離蛋白之間的相互作用并對兩者之間的作用機理進行探討。莊遠紅等[13]研究了魔芋多糖-蛋白復配體系中鹽離子對其凝膠性及色澤的影響。Chen等[14]研究了亞麻籽膠對花生分離蛋白流變性和凝膠性的影響。目前對于全蛋液-魔芋葡甘聚糖復合體系的研究鮮有報道，本文擬以全蛋液-魔芋葡甘聚糖復合體系為對象，研究KGM對復合體系流變性、發泡性與凝膠性的影響，以期為魔芋葡甘聚糖與全蛋液的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮雞蛋：成都好又多超市；魔芋膠（魔芋葡甘露聚糖含量為90.3%）：湖北一致魔芋有限公司。

1.2 儀器與設備

78HW-1恒溫磁力攪拌器：江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠；DJ1C-100增力電動攪拌器：江蘇麥普龍儀器制造有限公司；DZKW-4電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業儀器有限公司；TD25-WS低速離心機：長沙湘智離心機儀器有限公司；NDJ-8SN數字黏度計：上海精科天美科學儀器有限公司；CAPLE-HM440電動打蛋器：北京中興柏器電器有限公司；TA-XT plus質構儀：英國Stable Micro Systes公司。

1.3 方法

1.3.1 全蛋液-KGM復合體系的制備

將新鮮雞蛋碎殼，用增力電動攪拌器攪拌至分散均勻，靜置10 min后用100目篩濾掉不溶物，得到全蛋液。

參考劉金金[15]的方法并稍作修改。準確稱取KGM，加入蒸餾水，分別配制成0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的KGM溶液，室溫下攪拌1 h至形成均勻體系，放置冰箱過夜備用。在預試驗基礎上，試驗所用KGM溶液和全蛋液混合溶液的總質量為300 g，添加比例為1∶9（g/g），在室溫下用磁力攪拌器混合均勻形成全蛋液-KGM復合體系，其組成見表1。

表1 全蛋液-KGM復合體系的組成Table 1 The composition of whole egg liquid-KGM complex system

1.3.2 凝膠的制備

參考陳涵[16]的方法并稍作修改。將1.3.1中制備的溶液灌入塑料腸衣中，放入初溫為25℃的水浴鍋內加熱，水浴鍋以1℃/min的速度升溫，待升至90℃時，恒溫30 min后冷水浴40 min，于4℃下放置12 h，備用。

1.3.3 表觀黏度的測定

取250 mL的樣品溶液，利用NDJ-8SN數字式黏度計室溫下測定樣品溶液的黏度[17]。測定條件：2號轉子，轉速30 r/min，測定時間10 min，每個樣品溶液平行測定3次。

1.3.4 起泡性和泡沫穩定性的測定

全蛋液-KGM復合體系的起泡性（Foam expansion，FE）以及泡沫穩定性（Foam stability，FS）采用攪打發泡法進行測定，參考G Wang[18]的方法并稍作修改。取100 mL樣品溶液，用CAPLE HM4400電動打蛋器12檔打泡90 s后，倒入500 mL量筒中，測量泡沫高度V1，靜置60 min后測量泡沫高度V2。所有樣品組平行測定3次。起泡性（Foam expansion，FE）和泡沫穩定性（Foam stability，FS）的計算方法分別如下：

1.3.5 凝膠質構的測定

全蛋液-KGM復合凝膠的質構特性采用TA-XT plus質構儀進行測定，采用Texture Profile Analysis（TPA）運行模式。參考Lechevalier[19]的方法并稍作修改。本試驗對凝膠性中的硬度（Hardness）和彈性（Springiness）兩個指標進行研究。測定時采用的參數為：測前速度5.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測后速度5.0 mm/s，壓縮程度25%，停留間隔5 s，數據采集速率200 pps，觸發模式自動-3 g，探頭p/0.5 s。樣品高度20 mm，各組樣品室溫下平行測定5次。

1.3.6 持水性的測定

參考P N Kocher[20]的方法并稍作修改。將制得的復合凝膠恢復至室溫，利用取樣器，均勻取得Ф8 mm×5 mm 的圓柱狀樣品，稱取（5± 0.1）g，記為 m1；放入50 mL離心管中，5 000 r/min離心10 min后，取出樣品并稱量，記為m2。各組樣品平行測定3次。

持水性（WHC）的計算公式如下：

1.4 數據統計方法

采用SPSS17.0進行試驗數據的處理和分析，并采用Origin 8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系表觀黏度的影響

KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系黏度的影響見圖1。

圖1 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系黏度的影響Fig.1 Effect of KGM concentrations on viscosity of whole egg liquid-KGM complex system

由圖1可知，隨著KGM濃度的增加，全蛋液的黏度呈上升趨勢，且各添加量之間差異顯著（p＜0.05）。當KGM濃度為0.10%時，復合體系的黏度達到最大值，與對照組相比，增加了29 mPa·s。KGM具有增稠作用，因此添加一定濃度的KGM可以增加全蛋液的黏度。本文研究結果與王洋等[21]研究的不同多糖對雞蛋清黏度影響中多糖可以增加雞蛋清黏度的結果相一致。

2.2 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系起泡性和泡沫穩定性的影響

KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系起泡性和泡沫性的影響見圖2。

圖2 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系起泡性及泡沫穩定性的影響Fig.2 Effect of KGM concentrations on foaming expansion and foaming stability of whole egg liquid-KGM complex system

由圖2可知，隨著KGM濃度的增加，全蛋液-KGM復合體系的起泡性呈先增加后減少的趨勢，當KGM濃度為0.06%時，復合體系的起泡性達到最大值，與對照組相比，增加了42.3%。這可能是因為添加一定濃度的KGM可以增加全蛋液-KGM復合體系的穩定性，對起泡性有著明顯的改善作用。當KGM濃度高于0.06%時，全蛋液-KGM復合體系的起泡性逐漸下降。結合之前的黏度結果可知，此時復合體系的黏度過高，影響到蛋白質的發泡能力，會使起泡變小。這也與高黏度時氣泡在蛋白質溶液中的分散困難有關[22]。

全蛋液-KGM復合體系的泡沫穩定性隨著KGM濃度的增加，呈上升趨勢，且KGM濃度為0.10%時，與對照組相比，差異顯著（p＜0.05）。KGM溶液能夠穩定泡沫的原因可能是由于全蛋液-KGM復合體系有著更高的黏彈性，也有著更厚的界面膜，這種全蛋液-KGM復合物，其界面穩定效果顯著，很大程度上降低了界面面積損失和氣泡粗化。并因其界面厚度增加，可減少全蛋液-KGM復合體系的排水率。這與Van[23]研究蛋清蛋白與HPMC的復合體系中，pH為7時復合體系排水速率低于蛋清溶液的結果一致。

2.3 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠特性的影響

KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠特性的影響見圖3、圖4。

圖3 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠硬度的影響Fig.3 Effect of KGM concentrations on hardness of whole egg liquid-KGM complex system

圖4 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠彈性的影響Fig.4 Effect of KGM concentrations on springiness of whole egg liquid-KGM complex system

由圖3可知，隨著KGM濃度的增加，全蛋液-KGM復合凝膠的硬度逐漸增大，但在KGM濃度為0.08%時，其硬度明顯低于KGM濃度為0.06%時的硬度，其原因有待進一步探究。且在KGM濃度為0.10%時，硬度達到最大值。與對照組相比，其硬度值增加了208 g，說明添加一定濃度的KGM可以顯著改善全蛋液-KGM復合凝膠的硬度（p＜0.05）。凝膠硬度與凝膠網絡結構形成的致密程度以及空間網絡支架有關，網絡結構越緊密，空間網絡支架越均一，形成的凝膠硬度越大[24]。由圖3中可推論出隨著KGM濃度的增加，可在一定程度上改善全蛋液-KGM復合凝膠的硬度。可能是由于KGM較強的親水性，在加熱過程中，KGM與全蛋液中的蛋白質相互交聯，形成結構更加緊密的凝膠。

由圖4可知，隨著KGM濃度的增加，全蛋液-KGM復合凝膠的彈性逐漸減小，并在添加量為0.10%時，達到最小值92.26%。在一定范圍內，隨著KGM濃度的增加，對全蛋液-KGM復合凝膠的彈性并無顯著影響（p＞0.05）。

2.4 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠持水性的影響

KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠持水性的影響見圖5。

圖5 KGM濃度對全蛋液-KGM復合體系凝膠持水性的影響Fig.5 Effect of KGM concentrations on WHC of whole egg liquid-KGM complex system

由圖5可知，隨著KGM濃度的增加，全蛋液-KGM復合凝膠的持水性逐漸增加，當KGM濃度為0.60%時，復合凝膠的持水性達到最大值，與對照組相比，增加了4.07%，說明添加一定濃度的KGM，可以顯著提高全蛋液-KGM復合凝膠的持水性（p＜0.05）。然而，隨著KGM濃度的繼續增大，全蛋液-KGM復合凝膠的持水性并沒有顯著的差異，說明當KGM的濃度高于一定范圍時，體系的持水性并不會增加，這一結論與Pedersen等[25]的結果相一致。食品的凝膠體系想要達到一定的持水性能，需要有大小分布均勻的微孔，微孔大小分布越均勻，持水性也就越好[26]。添加一定濃度的KGM，全蛋液凝膠的持水性增加的原因可能是由于KGM較強的親水性以及凝膠多孔結構對水分束縛的作用增大的結果[27]。

3 結論

本文通過研究KGM濃度對全蛋液-魔芋葡甘聚糖復合體系功能特性的影響發現，KGM可以顯著提高全蛋液-KGM復合體系的黏度、起泡性、泡沫穩定性、硬度和持水性，卻降低了復合體系的彈性。KGM為全蛋液的改性提供了一種有效的方法，可在一定程度上改善全蛋液的功能特性，這些功能特性的改善對全蛋液在食品工業的應用具有積極的作用。KGM對全蛋液功能特性的影響機理以及在食品模型中的實際應用或可成為未來的研究方向。

[1]蘇宇杰,徐珍珍,喬立文,等.均質處理對全蛋液功能性質的影響[J].食品與發酵工業,2013,39(2):97-101

[2]李煜妲.殺菌液全蛋中沙門氏菌預測模型的建立[D].哈爾濱:東北農業大學,2010:1-2

[3]陳運忠,侯章成.魔芋膠(魔芋葡甘聚糖KGM)在食品添加劑工業中的應用機理和實踐[J].食品添加劑,2006,27(1):155-157

[4]黃明發,魯興容,刁兵,等.魔芋膠的功能特性及其在肉制品中的應用[J].中國食品添加劑,2012(1):168-190

[5]黃明發,張盛林.魔芋葡甘聚糖的增稠特性及其在食品中的應用[J].中國食品添加劑,2008(6):127-131

[6]申瑞玲,田廣瑞.食品中蛋白質-多糖混合體系研究進展[J].糧食與油脂,2009(7):1-3

[7]Ibanoglu E,Ercelebi E A.Thermal denaturation and functional properties of egg proteins in the presence of hydrocolloid gums[J].Food chemistry,2007,101(2):626-633

[8]Nori M P,Favaro-Trindade C S,deAlencar S M,et al.Microcapsulation of propolis extract by complex coacervation[J].LWT-Food science and technology,2011,44(2):429-435

[9]Le Reverend B J D,Norton I T,Cox P W,et al.Colloidal aspects of eating[J].Current opinion in colloid and interface science,2010,15(1/2):84-89

[10]Schmitt C,Da Silva T P,Bovay C,et al.Effect of time on the interfacial and foaming properties of beta-lactoglobulin/acacia gum electrostatic complexes and coacervates at pH 4.2[J].Langmuir,2005,21(17):7786-7795

[11]Yan X L,Khor E,Lim L Y.Chitosan-alginate films prepared with chitosans of different molecular weights[J].Journal of biomedical materials research,2001,58(4):358-365

[12]丁金龍,孫遠明,樂學義.魔芋膠與大豆分離蛋白相互作用研究[J].中國糧油學報,2003,18(3):65-69

[13]莊遠紅,潘裕添,劉靜娜,等.鹽離子對魔芋多糖-蛋白復配體系凝膠性及色澤的影響[J].食品科技學術學報,2014,32(6):19-23

[14]Chen Chen,Huang Xin,Wang Li-jun,et al.Effect of flaxseed gum on the rheological properties of peanut protein isolate dispersions and gels[J].LWT-Food science and technology,2016,74:528-533

[15]劉金金.蛋清蛋白/魔芋膠復合體系功能特性及相行為研究[D].武漢:華中農業大學,2013:16-17

[16]陳涵,譚曉丹,吳先輝,等.魔芋葡甘聚糖對酪蛋白凝膠性及其微觀形貌的影響[J].農產品工程,2015(12):85-94

[17]Mwasaru M A,Muhammad K,Bakar J,et al.Influence of altered solvent environment on the functionality of pigeonpea and cowpea protein isolate[J].Food chemistry,2000,71(2):157-165

[18]Wang G,Wang T.Effects of yolk contamination,shearing,and heating on foaming properties of fresh egg white[J].Journal of Food Science,2009,74(2):C147-C156

[19]Lechevalier V,Jeantet R,Arhaliass A,et al.Egg white drying:Influence of industrial processing steps on protein structure and functionalities[J].Journal of food engineering,2007,83(3):404-413

[20]Kocher P N,Foegeding E A.Microcentrifuge-based method for measuring water-holding of protein gels[J].Journal of Food science,1993,58(5):1040-1046

[21]王洋,葉陽,賈鳳瓊,等.不同多糖對雞蛋清功能性質的影響[J].中國食品添加劑,2015(5):120-125

[22]劉琳.食品中蛋白質的功能(七)食品蛋白質功能特性的影響研究[J].肉類研究,2009(10):61-66

[23]van den Berg M,Jara F L,Pilosof A M R.Performance of egg white and hydroxypropylmethylcellulosemixtures on the gelation and foaming[J].Food hydrocolloids,2015,48:282-291

[24]吳潤鋒,袁美蘭,趙利,等.不同輔料對草魚魚糜品質的影響[J].食品科學,2014,35(7):53-57

[25]Pedersen DK,Morel S,Andersen HJ,et al.Early prediction of water-holding capacity in meat by multivariate vibrationalspectroscopy[J].Meat science,2003,65(1):581-592

[26]閔維.大豆蛋白/多糖復合凝膠流變學及微結構研究[D].廣州:華東理工大學,2010:2-6

[27]Koc M,Koc B,SusyalG,et al.Improving functionality of whole egg powder by the addition of gelatin,lactose,and pullulan[J].Journal of food science,2011,76(9):S508-S515

Research on the Functional Properties of Liquid Whole Egg-Konjac Glucomannan Complex System

JIANG Shan-shan，WU Bin，ZHAO Zhi-feng*，HE Qiang
（College of Light Industry，Textile and Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

2017-02-23

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.004

蔣珊珊（1992—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品化學與工程。

*通信作者