冷凍處理對蛋清液起泡性與凝膠性的影響

胥偉，代鈺，王宏勛，孟七香*，蔣盼盼，雷銘楊

1. 武漢輕工大學食品科學與工程學院（武漢 430023）；2. 武漢食品化妝品檢驗所（武漢 430012）

液蛋制品是將鮮蛋打蛋去殼后，將蛋液經巴氏殺菌等處理后的產品。液蛋具有營養成分豐富、方便快捷、安全健康等優點，被廣泛用于食品工業中[1]。蛋清液具有多種功能特性，如起泡性、乳化性、凝膠性等，目前蛋清液大多是經巴氏殺菌處理后置于4 ℃條件下冷藏，在一定程度上可以延長其保質期，但保質期仍較短，不能滿足食品工業的發展需要。將蛋清液經預處理后置于-18 ℃條件下凍藏，保質期可延長至1年左右，凍藏處理既可延長液蛋制品保質期，又可穩定液蛋制品的市場價格[2]。目前國內外對冷凍液蛋制品的研究較少，試驗將新鮮蛋清液在-18 ℃條件下冷凍儲藏，分析冷凍處理對蛋清液起泡性、泡沫穩定性、凝膠性的影響，以期為液蛋制品的工業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

正大無公害新鮮雞蛋（市售，產蛋母雞的雞齡為145 d）。

TA-XT Express物性測試儀（英國SMS公司）；HH-S-2數顯恒溫水浴鍋（常州潤華電器有限公司）；電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；冰箱（青島海爾集團有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品的制備

取500 mL分離好的新鮮蛋清液樣品置于1 000 mL的錐形瓶中密封，將樣品在59.5 ℃的恒溫條件下加熱4.5 min，冷卻后冷凍儲藏1～21 d，儲藏期間前8 d每隔1 d取樣測其功能性變化，后續由于隨著冷凍時間延長，蛋清液的功能性質變化加快，每天取樣測其功能性變化。

1.2.2 起泡性的測定

參照Hammershoj等[3]的方法測定蛋清的起泡性及泡沫穩定性。分別用OR表示蛋清的起泡性，用FS表示雞蛋清的泡沫穩定性，計算分別如式（1）（2）所示。

起泡性（OR）=[泡沫與液體總高度（cm）-起始液體高度（cm）]/起始液體高度（cm）×100% （1）

泡沫穩定性（FS）=30 min后泡沫高度（cm）/起始泡沫高度（cm）×100% （2）

1.2.3 凝膠性分析

每次取樣后將樣品在冷水中緩慢解凍，移取20～25 mL小燒杯中，用保鮮膜密封后用橡皮筋在瓶頸處扎緊防止空氣進入，在90 ℃下加熱30 min后快速取出于冰水中冷卻15 min，再將其置于4 ℃下冷藏24 h后測定其凝膠性。

樣品在室溫下通過TA-XT Express物性測試儀進行測定，采用TPA模式運行。測定條件為：測試前速率設定為5 mm/s，測試過程中速率為2 mm/s，測試后收縮的速度恢復至5 mm/s，接觸凝膠表面的力為5 g，測定時下壓凝膠的深度設置為10 mm，2次壓縮過程間隔時間5 s，采用200 pps的數據采集速率，特定探頭的型號為P 0.5圓柱形[4]。

1.2.4 數據處理

試驗數據采用SPSS 22.0進行顯著性差異分析，采用Origin軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 蛋清液的起泡性以及泡沫穩定性

由圖1可知，新鮮蛋清液起泡性為98%，冷凍13 d后起泡性降至58%，之后隨冷凍儲藏時間延長，蛋清液起泡性呈增加趨勢，冷凍19 d時起泡性增至80%。結果表明，新鮮蛋清液與冷凍處理后的蛋清液起泡性存在顯著差異（p＜0.05）；冷凍2，4和6 d的蛋液起泡性無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍8，9和10 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間均有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍11 d與其余時間均有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12和13 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間均有顯著性差異（p＜0.05），8，9和10 d無顯著性差異（p＞0.05）；冷凍11和18 d無顯著性差異（p＞0.05），其余時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12和13 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍14和15 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間存在顯著性差異（p＜0.05），冷凍16，17和18 d不存在顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間存在顯著差異（p＜0.05），冷凍19，20和21 d無顯著性差異（p＞0.05）。影響蛋白質起泡性的因素很多，對起泡性影響最為顯著的是蛋白質溶解度，同時由于蛋白質分子之間存在多種作用力，這些力的相互作用也能影響蛋清的起泡性，在眾多的蛋白質種類中卵清蛋白對起泡性起主導作用[5]，冷凍處理會使得蛋白質分子間存在的部分共價鍵斷裂，導致疏水基團暴露，使蛋白質溶解度降低，所以蛋清蛋白的起泡性也隨之降低，但冷凍時間延長，蛋清卵黏蛋白形成的復合物在低溫下會解離出來，解離出的卵黏蛋白則有助于泡沫形成[6-8]，具體原因需后續試驗分析。

圖1 冷凍儲藏期間蛋清液起泡性變化

2.2 冷凍期間蛋清液泡沫穩定性的變化

如圖2所示，新鮮蛋清的泡沫穩定性為65.7%，冷凍處理后蛋清液的泡沫穩定性增強，但隨冷凍儲藏時間的延長，泡沫穩定性先降低后升高。在冷凍儲藏前5 d內泡沫穩定性相對穩定，為77.8%，冷凍儲藏10 d后泡沫穩定性降至68.3%，冷凍21 d后穩定性增至100%，比新鮮蛋清泡沫穩定性增加了52.2%。方差分析結果表明，新鮮蛋清液的泡沫穩定性與冷凍后的蛋清液存在顯著性差異（p＜0.05），冷凍2和4 d無顯著性差異（p＞0.05），但與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍6，8和9 d無顯著差異（p＞0.05），與其余冷凍時間都存在顯著性差異（p＜0.05）；冷凍10，14，15和21 d有顯著性差異（p＜0.05），并且都與其余冷凍時間存在顯著性差異（p＜0.05）；冷凍11，12和13 d，冷凍16，17，18，19和20 d無顯著性差異（p＞0.05），但與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）。造成這一現象的可能原因是冷凍處理使蛋白質的疏水性基團展露出來，疏水基團的增多有助于空氣-水界面膜的形成，同時各種蛋白質分子間的相互作用力加劇從而形成更為穩定的二維網狀結構，所以冷凍處理導致泡沫穩定性提高，冷凍過程中泡沫穩定性出現下降趨勢的可能原因是冷凍使得蛋白質的疏水基團和巰基進一步暴露，在非極性共價鍵的作用下極化的蛋白質分子形成更大的聚集體，從而使水-空氣界面膜的穩定性下降[9]，具體原因需后續試驗分析。

2.3 蛋清液的凝膠特性

采用質構儀測定冷凍處理對蛋清凝膠硬度和彈性的影響，并對其隨時間的變化規律進行分析。

由圖3可知，未經冷凍處理的新鮮蛋清凝膠的硬度為198 g，冷凍處理后凝膠硬度呈增高趨勢，隨冷凍儲藏時間延長凝膠硬度呈遞增趨勢，冷凍21 d后凝膠硬度為291 g，增加率為44.5%。方差分析結果表明，新鮮蛋清與冷凍4 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間都有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍2，20和21 d有顯著性差異（p＜0.05），并且都與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍6和10 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍8，9和11 d無顯著性差異（p＞0.05），與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）；冷凍12，13和14 d，冷凍15和16 d，冷凍17，18和19 d無顯著性差異（p＞0.05），但都與其余冷凍時間有顯著性差異（p＜0.05）。儲藏溫度對蛋清液的凝膠硬度有影響，但影響的顯著程度與儲藏溫度有關，凝膠硬度在高溫下影響顯著，在較低溫度下變化相對不顯著，蛋清凝膠硬度的變化可能是由蛋白質分子中疏水性基團和巰基的暴露導致分子間疏水相互作用力增加，而起主導作用的蛋白質可能是蛋清蛋白質或卵白蛋白質[10]。

圖2 冷凍儲藏期間蛋清液泡沫穩定性變化

圖3 冷凍儲藏期間蛋清液凝膠強度的變化

3 結論

冷凍后蛋清的起泡性降低、泡沫穩定性升高，因此在食品工業中若要利用蛋清液的起泡性和泡沫穩定性，選用冷凍處理時，要綜合考慮冷凍后蛋清液起泡性和泡沫穩定性的改變，可利用正交試驗探究同時發揮蛋清最佳起泡性和泡沫穩定性的適宜冷凍時間，從而用于指導蛋制品的工業生產，提高禽蛋的利用率。

冷凍后蛋清液凝膠硬度與泡沫穩定性增強，因此在工業中若要利用其凝膠性和泡沫穩定性時，可將蛋清液經適當時間的冷凍處理。