不同大豆源油脂體 對蛋黃醬組成及性質的影響

劉志靜,張鴻超,高 達,王毅超,李東飛,江連洲,侯俊財

(東北農業大學食品學院,黑龍江哈爾濱 150030)

大豆在世界范圍內的栽培十分廣泛,是人類膳食蛋白質的重要來源,同時大豆油的消費位居世界植物油之首[1]。大豆種子中存在一種貯藏三酰甘油(TAGs)的亞細胞微粒,即大豆油脂體(Oil body from soybean)。大豆油脂體內部是由三酰甘油組成的基質,外部則是鑲嵌著如油素蛋白等油脂體蛋白的磷脂分子層[2]。油脂體基于油體蛋白的疏水結構可作為天然的乳化劑[3]。油脂體因其獨特的結構和組成,易提取、高穩定的特性,不僅可作為天然健康的油脂-蛋白結合體應用于食品、醫藥、飼料以及化妝品等領域[4],也可利用油脂體蛋白質表達系統生產外源蛋白質,市場前景廣闊[5]。

蛋黃醬(mayonnaise)是一種水包油型的半固體,其制作原料包括蛋黃、植物油、食醋、糖、食鹽及其他調味料等[6]。20世紀初,隨著大量的歐洲美食傳入中國,蛋黃醬也開始出現在中國家庭的餐桌上。由專業人士估計,蛋黃醬在中國市場的銷售將保持增長規模的15%左右,發展前景良好[7]。根據《SB/T 10754-2012 蛋黃醬》規定[8],蛋黃醬中的油脂含量應≥65%;目前市場上銷售的蛋黃醬油脂含量為70%～80%[9]。醫學上已經證明,食用油脂含量高的食物是導致很多疾病的主要原因,且飽和脂肪酸會提高患乳腺癌的風險[10]。近年來國內外出現對低脂低膽固醇蛋黃醬的開發研究。姜雯翔等[11]曾用大米糊精來代替蛋黃醬中的脂肪,張星等[12]曾通過超高壓的處理方法來降低蛋黃醬中脂肪含量,Saehun Mun等[13]利用經4-α-糖基轉移酶改良的黃原膠和水淀粉對蛋黃醬中油脂進行替代,Laca等[14]曾利用蛋黃顆粒替代蛋黃制作低膽固醇蛋黃醬。而目前利用大豆油脂體替代蛋黃作為乳化劑制作蛋黃醬的研究鮮有報道。

大豆油脂體富含不飽和脂肪酸、生育酚、磷脂等,極少量膽固醇,且不同源油脂體所含膽固醇含量不同,因此,其不僅可以作為沙拉醬、蛋黃醬等調味品中的乳化劑,還可以作為肉類、糕點和烘焙產品中多糖的基質[15]。基于此,本文利用高油和低油大豆源油脂體部分或全部替代蛋黃制作蛋黃醬,從而探索不同源油脂體對蛋黃醬組成成分和基本性質的影響,在改善蛋黃醬成分及品質的同時進一步確定油脂體在具體產品中的應用價值,為擴大油脂體在食品工業應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高油大豆東農47,蛋白質質量分數為(37.55%±0.06%),脂肪(20.90%±0.29%),水分(6.07%±0.05%);低油大豆東農42,蛋白質質量分數為(39.40%±0.30%),脂肪(18.83%±0.79%),水分(7.33%±0.32%);以上數據為實測值,購于東北農業大學大豆研究所;雞蛋、大豆油、白砂糖、食醋 市售;脂肪酸標準品 寶生物工程有限公司;鹽酸、氯化鈉、濃硫酸、硫酸銨、氯仿、無水乙醚、冰乙酸等 均為分析純。

GC-7890A氣相色譜儀 安捷倫公司;LC-20A液相色譜儀 島津公司;2695液相色譜質譜聯用儀 沃特斯公司;Mastersizer 2000激光粒度儀 英國馬爾文公司;Zetasizer Nano ZS Zeta電位分析儀 英國馬爾文公司;Bohlin Gemini2高級流變儀 英國馬爾文公司;Alpha1-4真空冷凍干燥機 德國Matin Christ公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 油脂體的制備 大豆油脂體的提取步驟參照崔春利等[16]方法,并加以改進。取高油大豆和低油大豆各250 g,用蒸餾水浸泡12 h后將大豆放入組織粉碎機中用研磨介質(含0.4 mol/L蔗糖,0.5 mol/L NaCl和10 mmol/L Tris-HCl,pH7.5)研磨,研磨后用三層紗布過濾。將濾液分裝至離心管中進行離心,轉速為8000 r/min,時間為30 min,離心后收集上層乳狀物,加入4 mL0.1%吐溫20的水溶液,4 mL的10 mmol/L Tris-HCl(pH7.5)緩沖液離心,8000 r/min,30 min。離心后收集上層乳狀物,均勻分散于9 mol/L尿素中,加入4 mL 10 mmol/L的Tris-HCl(pH7.5)緩沖液后再次離心,8000 r/min,30 min。重復最后一次離心步驟后收集上層乳狀物,即為所需的油脂體。

1.2.2 油脂體蛋黃醬的制備及配方 用打蛋器將蛋黃攪打約5 min至均勻,60 ℃水浴,消毒殺菌,冷卻后按比例加入蛋黃和油脂體,加入白砂糖,食醋,大豆油10 g,打攪均勻,邊攪打邊緩慢加入大豆油20 g,待攪打成淡黃色乳狀液后再次加入大豆油20 g打攪均勻,得到所需蛋黃醬[17-18]。Nikiforidis等[19]曾用油脂體制成的乳化劑全部代替蛋黃制作蛋黃醬。本實驗用高油和低油兩種大豆油脂體分別部分(油脂體和蛋黃的比例為8∶2和9∶1)及全部替代蛋黃制作蛋黃醬。在保證蛋黃醬制作成功的前提下,并要篩選出感官評價較好的蛋黃醬,通過大量的預實驗篩選出來能成功制作蛋黃醬的配方比例,最終確定了7種成功制作出蛋黃醬的優化配方。配方A不加入油脂體,作為對照組;配方B加入高油油脂體,與蛋黃比例為8∶2;配方C加入高油油脂體,與蛋黃比例為9∶1;配方D加入高油油脂體,全部代替蛋黃作為乳化劑;配方E加入低油油脂體,與蛋黃比例為8∶2;配方F加入低油油脂體,與蛋黃比例為9∶1;配方G加入低油油脂體,全部代替蛋黃作為乳化劑。具體油脂體蛋黃醬制作配方見表1。

表1 油脂體蛋黃醬的制作配方Table 1 The formula of the oil bodies-egg yolk blends

1.2.3 蛋黃醬基本成分的測定 水分含量測定采用直接干燥法[20]。脂肪含量測定參照GB 5009.6-2016中的索氏抽提法[21],抽提溶劑為無水乙醚。蛋白含量測定參照GB 5009.5-2016中的凱氏定氮法[22]。膽固醇含量測定采用GB 5009.128-2016的方法[23]。利用索氏抽提法[21]提取蛋黃醬中的油脂。將測得的吸光值與膽固醇標準曲線相對應。膽固醇標準曲線方程為:y=0.3107x+0.0428,x為濃度,y為吸光度,相關系數r為0.9991。

計算公式如下:

式中:A-測得的吸光值在標準曲線上對應的膽固醇含量,μg;V1-石油醚總體積,mL;V2-取出的石油醚體積,mL;m-油脂質量,g;c-試樣中油脂含量g/100 g。

1.2.4 脂肪酸含量的測定 脂肪酸含量的測定參照Nash等[24]方法。用索氏抽提法提取蛋黃醬中的脂肪。最后注入氣相色譜儀中進行脂肪酸含量的測定,具體參數如下:色譜柱:SP-2560(100 m×0.25 mm×0.20 μm);進樣口溫度:240 ℃;柱溫:140 ℃;FID檢測器;恒流速模式:1 mL/min;進樣量:1 μL;分流比:50∶1;載氣:氦氣(純度大于99.99%)。以標準樣品的保留時間為標準進行定性分析,峰面積定量分析。

1.2.5 磷脂含量的測定 磷脂含量的測定參照Lee等[25]方法。稱取0.5 g樣品于80 mL離心管中,加入35 mL氯仿/甲醇(1∶1,v/v)溶液,混合均勻,4000 r/min離心10 min后收集上清液,整個過程重復兩次。合并上清液后加入25 mL0.5%氯化鈉溶液,混合2 min,待兩相分離后向下層加入無水硫酸鈉進行干燥,過濾后再用旋轉蒸發儀45 ℃水浴真空蒸干得到脂質。在測定時用2 mL三氯甲烷進行復溶,過膜,直接注入高效液相色譜儀。

具體參數如下:色譜柱:C18柱(4.6 mm×250 mm,粒度4～5 μm);流動相:甲醇/異丙醇/正己烷=60/35/5(V/V);紫外檢測器;流速:1.5 mL/min;檢測池溫度:40 ℃;進樣量為10 μL,波長為206 nm。采用保留時間法定性,面積歸一化法定量。分別準確吸取磷脂標準液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL進樣,以濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標繪制標準曲線。得到標準曲線為:y=588.2335x+98.7641,相關系數r為0.9973。

1.2.6 生育酚含量的測定 生育酚含量的測定參照Rossi等[26]的方法。首先稱取20～40 mg由乙醚提取的蛋黃醬;接著用2 mL正己烷溶液復溶,直到溶液均勻油滴消失后進行過膜;最后注入高效液相色譜中進行測定。具體參數如下:色譜柱:C18柱(4.6 mm×250 mm,粒度4～5 μm);流動相:含0.3%異丙醇的正己烷溶液;流速:1.7 mL/min;柱溫:25 ℃;樣量:20 μL;檢測波長:290 nm。采用保留時間法定性,面積歸一化法定量。分別準確吸取VE標準液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/mL進樣,以濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標繪制標準曲線。得到標準曲線為:y=2152.3x+4.258,相關系數r為0.9987。

1.2.7 粘度測定 將從冰箱中取出的蛋黃醬放置一段時間,待蛋黃醬恢復至室溫后,順時針方向攪拌20 s。使用Brookfield旋轉黏度儀測定樣品的黏度。轉子型號選擇s64號,室溫(25±0.1) ℃,轉速為30 r/min,總測量時間為1 min,每隔20 s記取一個數據,取平均值作為最終的黏度值,每個樣品重復測定三次。

1.2.8 質構測定 將制作好的蛋黃醬裝入50 mL的燒杯中,放置在4 ℃冰箱內儲存24 h后利用質構儀進行測定。質構儀參數為:探頭選擇直徑0.5英寸的圓柱平頭探頭,測定前速度為1 mm/s,測定中速度為1 mm/s,測定后速度為1 mm/s,探入距離為20 mm,感應力為Auto-5g。根據實驗需要,在所得數據中選擇硬度、粘附性、彈性、內聚性和膠粘性作為指標。

1.2.9 流變性測定 流變學的測定參照Purwanti等[27]方法。表觀粘度的測試:選用夾具直徑為60 mm的平行板,平行板間距為500 mm,剪切速率為1～300 s-1,測試溫度25 ℃。黏彈性測試:同樣選用夾具為直徑60 mm的平行板,平行板間距為500 mm。應力為0.5%,在頻率范圍0.1～10 Hz下進行頻率掃描測試,記錄測試樣品的黏性模量和彈性模量,以黏性和彈性模量對頻率作圖。

1.3 數據處理

所有實驗均平行三次,采用Spss Statistix 17.0軟件進行數據分析,用LSD 0.05進行平均數之間顯著性差異分析,數據為三次重復的平均值±標準差,p<0.05表示差異顯著,采用Sigmaplot 12.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 大豆油脂體對蛋黃醬基本成分的影響

大豆油脂體對蛋黃醬基本成分的影響見表2。由表可知,加入油脂體后蛋黃醬的蛋白質含量顯著高于未添加油脂體的蛋黃醬(p<0.05),而水分、脂肪和膽固醇含量則顯著低于未添加油脂體的蛋黃醬(p<0.05);隨著油脂體添加量的增加,蛋黃醬的水分和蛋白質含量呈增長趨勢,而脂肪和膽固醇含量則呈下降趨勢;同比例添加高油油脂體蛋黃醬的水分和蛋白質含量顯著低于(p<0.05)低油油脂體蛋黃醬的,而膽固醇含量則顯著高于低油大豆油脂體蛋黃醬。不同來源的油脂體蛋黃醬基本成分之間存在差異,這與大豆種子來源中的成分含量有關[28]。

表2 不同配方蛋黃醬的組成成分Table 2 The basic composition of the mayonnaise with different recipes

2.2 大豆油脂體對蛋黃醬脂肪酸組成的影響

大豆油脂體對蛋黃醬脂肪酸組成的影響見表3。結果發現,未添加油脂體蛋黃醬的大部分脂肪酸的含量與油脂體蛋黃醬之間無顯著性差異(p>0.05),但棕櫚油酸含量顯著高于油脂體蛋黃醬(p<0.05),這是由于蛋黃中棕櫚油酸含量(5.25%)要遠高于油脂體(<1%)[29];蛋黃醬中含量最多脂肪酸是亞油酸,其次為油酸,實驗結果與Kapchie等[30]報道結果相似,是由于蛋黃和油脂體中均富含這兩種脂肪酸;油脂體蛋黃醬之間脂肪酸含量未發現明顯的變化趨勢。已經證明,亞油酸和油酸不僅具有預防心腦血管疾病作用,還可以降低人體血液中膽固醇的含量作用[31],由于普通蛋黃醬與大豆油脂體蛋黃醬在油酸與亞油酸含量上均無顯著性差異(p>0.05),因此大豆油脂體蛋黃醬與普通蛋黃醬同樣具有重要的功能作用。

表3 不同配方蛋黃醬的脂肪酸含量(%)Table 3 The fatty acid content of the mayonnaise with different recipes(%)

2.3 大豆油脂體對蛋黃醬磷脂含量的影響

從圖1中可以看出,未添加油脂體蛋黃醬的卵磷脂和腦磷脂含量均顯著高于添加了油脂體的蛋黃醬(p<0.05),且純油脂體蛋黃醬中的卵磷脂顯著低于其他蛋黃醬(p<0.05),這是由于蛋黃中的腦磷脂含量(3.3%)和卵磷脂含量(8.4%～10.7%)要遠大于油脂體(1.2%和1.9%)[32];同源油脂體呈現出腦磷脂隨著油脂體含量增加而上升,卵磷脂隨著油脂體含量的增加而減少;同比例下不同油脂體蛋黃醬腦磷脂含量差異顯著(p<0.05),卵磷脂含量差異不顯著(p>0.05),此結果與梁新婷等[33]研究結果相似;而在油脂體蛋黃醬之間比較,除在卵磷脂含量方面純油脂體蛋黃醬顯著低于其他配方蛋黃醬外(p<0.05),未發現其他明顯變化。磷脂是生物膜的重要組成物質,具有雙親性[34]。已經證明,卵磷脂與蛋黃醬的乳化性相關,且蛋黃的新鮮度較高時,卵磷脂不易發生氧化,所形成的乳化體系較為穩定[35]。

圖1 不同配方蛋黃醬的磷脂含量Fig.1 The phospholipids content of the mayonnaise with different recipes注:圖中標注小寫字母不同表示不同配方磷脂 含量差異顯著(p<0.05),字母相同表示差異 不顯著(p>0.05);圖2～圖3同。

2.4 大豆油脂體對蛋黃醬生育酚含量的影響

大豆油脂體對蛋黃醬生育酚含量的影響見圖2。由圖看見,未添加油脂體蛋黃醬的DL-α-生育酚含量顯著低于低油油脂體蛋黃醬(p<0.05),但與高油油脂體蛋黃醬顯著不明顯,未添加油脂體蛋黃醬的γ-生育酚含量與配方E、F有顯著性差異(p<0.05),而δ-生育酚含量與配方D、E、F上有顯著性差異(p<0.05);未添加油脂體蛋黃醬的DL-α-生育酚低于添加了油脂體的蛋黃醬,除配方D外,未添加油脂體蛋黃醬的γ-生育酚及δ-生育酚含量均低于添加了油脂體的蛋黃醬,這是由于油脂體中富含DL-α-生育酚和γ-生育酚[36],還可能與大豆品種有關[37]。

圖2 不同配方蛋黃醬的生育酚含量Fig.2 The tocopherol content of the mayonnaise with different recipes

2.5 大豆油脂體對蛋黃醬粘度的影響

油脂體對蛋黃醬粘度的影響見圖3。由圖3可見,全蛋黃蛋黃醬的粘度顯著高于加入了大豆油脂體的蛋黃醬(p<0.05),這是由于蛋黃的乳化性要優于油脂體,蛋黃的乳化作用越強,產品的粘度越大[38];同源油脂體蛋黃醬中隨著油脂體含量的升高粘度顯著提高(p<0.05),這說明油脂體的加入對蛋黃醬有提高粘度的作用;不同源油脂體蛋黃醬在相同比例下粘度無明顯差異,說明高油大豆油脂體和低油大豆油脂體對蛋黃醬粘度影響不大。粘度是蛋黃醬重要的加工特性,與蛋黃醬的組織結構、穩定程度、口感和外觀狀態等都有重要關系。在保證能成功制作出蛋黃醬的前提下,適度增加蛋黃醬的粘度可以提高其穩定性和口感[39],但粘度過大,破乳時間會增大,組織狀態變硬,口感降低[40]。

圖3 不同配方蛋黃醬樣品的粘度分析結果Fig.3 Results of viscosity of mayonnaise samples with different recipes

2.6 大豆油脂體對蛋黃醬質構的影響

質構在一定程度上影響蛋黃醬的感官特性,兩種油脂體代替蛋黃后制作的蛋黃醬均呈現出良好的乳化狀。對蛋黃醬的質構進行測定,結果見表4。全蛋黃蛋黃醬的硬度、彈性、內聚性和膠粘性均顯著高于油脂體蛋黃醬(p<0.05),而粘附性顯著低于油脂體蛋黃醬(p<0.05);在硬度、粘附性和膠粘性上,油脂體蛋黃醬之間也存在著顯著性差異(p<0.05),在彈性上,油脂體蛋黃醬之間不存在顯著性差異(p>0.05),在內聚性上,高油大豆油脂體蛋黃醬之間沒有顯著差異(p>0.05),而低油蛋黃醬之間差異顯著(p<0.05)。高油大豆油脂體隨著油脂體含量的增加各種特性均呈上升趨勢,低油大豆油脂體在硬度、膠粘性方面呈上升趨勢,但在最高值時仍低于蛋黃蛋黃醬;相同比例下的高油大豆油脂體蛋黃醬在硬度、粘附性、膠粘性方面均低于低油大豆油脂體蛋黃醬,這說明低油大豆油脂體具有更好的質構特性。由此可見,蛋黃蛋黃醬的質構測定值高于油脂體蛋黃醬,從而再次證明了蛋黃乳化性優于油脂體的結果。

表4 不同配方蛋黃醬樣品的質構測定結果Table 4 Results of texture determine of mayonnaise samples with different recipes

2.7 大豆油脂體對蛋黃醬流變性的影響

2.7.1 觸變性大豆油脂體對蛋黃醬的觸變性影響 結果見圖4。觸變性越小,則其重建凝膠結構的速度越快,即流變穩定性更高。由圖4可知,7種配方的蛋黃醬的黏度都隨著剪切速率的增大而減小,呈現出了剪切變稀的假塑性,這可能是由于在剪切速率較低時剪切應力不足,未能破壞粒子間的相互作用,而隨著剪切速率的加快剪切應力也相應變大,粒子間的交聯作用被打破,黏度降低[41]。從圖4a和圖4b中可以看出,除配方C外,同源大豆油脂體蛋黃醬觸變性測定的結果上存在的差異不大;從圖4c可以看出,隨著剪切速率的增大,未添加油脂體的蛋黃醬的黏度整體低于油脂體蛋黃醬。各配方蛋黃醬均表現出觸變性,其中無油脂體添加的蛋黃醬具有最低的觸變性,說明了添加油脂體蛋黃醬的流變學穩定性要低于單純采用蛋黃制備的蛋黃醬,這可能是由于和油脂體相比,蛋黃更容易在被破壞后立即重新建立起凝膠結構[42]。

圖4 不同配方蛋黃醬樣品的黏度-剪切速率圖Fig.4 Viscosity-shear rate of mayonnaise samples with different recipes注:a. 高油大豆油脂體蛋黃醬樣品;b.低油大豆油脂體 蛋黃醬樣品;c. 不同乳化劑蛋黃醬樣品。

2.7.2 頻率掃描大豆油脂體對蛋黃醬的頻率掃描 結果見圖5,圖中展現了7種配方蛋黃醬的黏性模量(G″)和彈性模量(G′)隨頻率的變化規律。從圖a可以看出,配方B和C頻率掃描結果相差不大,而配方D的黏性和彈性模量在頻率1～10 Hz之間則呈現出迅速增長的趨勢,且在頻率為1 Hz時出現了最小值。圖b中的低油油脂體蛋黃醬表現出相同的特征,這可能是由于大豆油脂體在低頻率時表現出很弱的凝膠性質,而在頻率高時則表現出液體性質,符合乳化液的特點。而從圖c可以看出,普通蛋黃醬的黏性和彈性模量均高于油脂體蛋黃醬,且無油脂體添加蛋黃醬的彈性模量明顯大于黏性模量,這是由于配方A中的脂肪含量高于其他配方,而脂肪含量的高低決定了材料內部結構的疏密,脂肪含量越高則內部結構越緊密,在遭到破壞后恢復的能力也就越強[43]。

圖5 不同成分蛋黃醬樣品的動態頻率掃描圖Fig.5 Frequency sweep of mayonnaise samples with different composition注:a. 高油大豆油脂體蛋黃醬樣品;b. 低油大豆油脂體 蛋黃醬樣品;c. 不同乳化劑蛋黃醬樣品。

3 結論

本實驗利用大豆油脂體部分或全部替代蛋黃作為乳化劑制作了油脂體蛋黃醬,測定了油脂體蛋黃醬和普通蛋黃醬的組成成分和基本性質。油脂體蛋黃醬蛋白質含量顯著高于(p<0.05)普通蛋黃醬,而水分、脂肪、膽固醇、棕櫚油酸、磷脂含量均顯著低于(p<0.05)普通蛋黃醬;油脂體蛋黃醬含有更多的DL-α-生育酚和γ-生育酚;同源油脂體蛋黃醬隨油脂體含量增大,水分和蛋白質呈上升趨勢,脂肪和膽固醇呈下降趨勢;油脂體蛋黃醬的粘度、質構及流變性均低于普通蛋黃醬;同源油脂體蛋黃醬隨油脂體含量增大,粘度和質構性質表現越好,而油脂體含量對流變學性質影響不大;蛋黃醬均為假塑性流體,呈現出弱凝膠性。本研究表明,低油油脂體更適合替代蛋黃制作蛋黃醬,油脂體與蛋黃添加比例為9∶1,實現了低脂低膽固醇蛋黃醬的開發,為其以后的加工生產提供了理論依據。