不同酶解條件對蛋清蛋白液功能性質(zhì)的影響

周玲，周萍

（西南大學(xué)榮昌校區(qū)動物科學(xué)系，重慶402460）

雞蛋蛋清蛋白中蛋白質(zhì)含量高達13%～15%，富含種類較多的對人體有益的蛋白質(zhì)，以白蛋白、粘蛋白、球蛋白為主，約占95%。蛋清蛋白質(zhì)所含人體必需氨基酸種類多，且配比平衡性好，是生物利用效率最高的一類蛋白質(zhì)[1]。但是由于雞蛋蛋白本身具有起泡性和致敏性等缺點，以及蛋清蛋白粉制備過程中容易造成部分功能性質(zhì)下降，限制了其在食品中的應(yīng)用。此外，蛋清中還含有一定量的抗生素蛋白質(zhì)及蛋白酶抑制劑，在功能食品中直接加入蛋清蛋白會影響蛋白質(zhì)的消化和吸收，從而造成蛋白質(zhì)資源的浪費[2]。有研究表明，蛋白質(zhì)經(jīng)適當(dāng)熱變性處理并經(jīng)蛋白酶適度水解，能有效降低其起泡性能，顯著增強其乳化性能，還能滅活有害因子及蛋白酶抑制劑并獲得具有生物活性的多肽，有利于機體消化吸收[3－4]。本文以雞蛋蛋清蛋白液為實驗對象，主要研究了酶種類、酶用量、底物濃度、酶解溫度和時間對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響，以期為酶解蛋清蛋白的實際應(yīng)用提供參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 主要原料

新鮮雞蛋購于重慶榮昌老百姓超市，符合GB 2748－2003《鮮蛋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求：氣室正常，無異味，外形指數(shù)好，蛋殼完整無裂橫，蛋品質(zhì)合格正常的雞蛋。

胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶：廣西南寧龐博生物工程有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

DZF－6021真空干燥箱：上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；ESJ120－4型電子天平：沈陽龍騰電子設(shè)備有限公司；2XZ－1真空泵：浙江黃業(yè)黎明實業(yè)有限公司；LD5－2A離心機：北京京立離心機有限公司；T18－2型高速分散機：廊坊盛通電子儀器有限公司。

1.3 蛋清蛋白液的酶解工藝流程

選蛋→洗蛋→消毒→清水淋洗→吹干打蛋→蛋清蛋黃分離→蛋清液配制→蛋清液酶解→起泡性和乳化性測定。

1.4 方法

1.4.1 酶種類對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制3%的蛋清蛋白液（以干物質(zhì)計，下同）5份，分別加入干物質(zhì)量的2%的胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶和中性蛋白酶，在各種酶最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，確定較適的酶種類。

1.4.2 酶用量對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制濃度為3%的蛋清蛋白液6份，分別加入1%、2%、3%、4%、5%、6%最適蛋白酶，在其最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，確定較適的酶用量范圍。

1.4.3 底物濃度對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制1%、2%、3%、4%、5%、6%的蛋清蛋白液6份，加入2%確定的蛋白酶，在其最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，確定較適的底物濃度范圍。

1.4.4 酶解時間對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制3%的蛋清蛋白6份，加入2%確定的蛋白酶，在其最適酶解溫度和pH下分別酶解3、4、5、6、7、8 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，確定較適的酶解時間范圍。

1.5 測定方法

1.5.1 起泡性[5]

在室溫下，將一定濃度的蛋白液置于勻漿機中，在一定的勻漿時間和勻漿速度下勻漿后，分別在0、5、30 min時測定其泡沫體積V1、V2、V3。計算公式如下：

式中：V為0 min時總分散系的體積，mL；V′為勻漿前蛋清蛋白液的體積，mL；V1為泡沫的最大體積，即0 min時泡沫的體積，mL；C為蛋白質(zhì)溶液的質(zhì)量濃度，%。

1.5.2 泡沫穩(wěn)定性[6]

式中：V3為酶解蛋清蛋白溶液放置30 min時的體積，mL。

1.5.3 乳化容量[7]

配制1%的酶解蛋清蛋白溶液，加入50 mL大豆色拉油，均質(zhì)（2 000 r/min）1 min，放入離心機中離心（1 300 r/min）5 min，取出離心管，觀察乳化情況，記下乳化層高度及管中液體總高度。計算公式如下：

式中：h1為離心管中乳化層高度，cm；h2為離心管中液體總高度，cm。

1.5.4 乳化穩(wěn)定性[1，8]

準(zhǔn)確稱取樣品0.01 g，用不同pH及含有不同濃度NaCl的檸檬酸—磷酸氫二鈉緩沖液溶解并定溶至10 mL，取蛋白質(zhì)溶液3 mL于直徑為10.5 mm的塑料離心管中，加入1 mL花生油。將混合液進行高速乳化（以13 500 r/min離心1 min）。乳化后立即從離心管底部吸取乳濁液0.1 mL，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的SDS（十二烷基硫酸鈉）溶液將其稀釋100倍，裝入直徑1 cm的比色皿中，在500 nm條件下測定其吸光值。30 min后，再次從離心管底部吸取0.1 mL乳濁液，測定吸光值。乳化穩(wěn)定性（ES）計算公式如下：

式中：T為兩次測定時間間隔，min；A0為第1次測定乳化性吸光值；At為第2次測定乳化性吸光值。

1.5.5 乳化活性指數(shù)[7]

用0.05 mol/L Tris-HCl緩沖液（pH 7.5）配制1%的蛋白樣品，取1 mL色拉油與3 mL待測溶液于均質(zhì)機中均質(zhì)1 min（2 000 r/min），分別于0 min和10 min時從底部取 50 μL用0.1%SDS 25 mL稀釋后測OD500。乳化活性指數(shù)（EAI）計算公式如下：

式中：EAI為每克蛋白質(zhì)的乳化面積，（m2/g）；Φ為油相所占的分?jǐn)?shù)，本實驗中油相占1/4；C為蛋白質(zhì)濃度，本測試中蛋白質(zhì)濃度為1%；L為比色池光徑，10mm。

1.5.6 乳狀液穩(wěn)定指數(shù)[1，8]

乳狀液穩(wěn)定指數(shù)的測試方法同上，計算公式如下：

式中：OD500為500 nm處的吸光值；Δt為兩次測定的間隔時間；ΔOD500為Δt-內(nèi)吸光值之差。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶種類對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制3%的蛋清蛋白液5份，分別加入占干物質(zhì)量2%的胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶和中性蛋白酶，在各種酶最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，結(jié)果見表1和表2。

表1 酶種類對蛋清蛋白酶解液起泡性能的影響Table 1 Influence of hydrolysis of the foaming properties on egg white protein

起泡性是指蛋白質(zhì)在攪拌等操作下產(chǎn)生的氣體在連續(xù)液相或半固相中分散形成分散體系的能力，起泡性能越強，在食品制作過程中形成的泡沫就越多，不利于食品加工操作[9]。由表1可知，利用堿性蛋白酶水解蛋清蛋白后得到的酶解液起泡性、發(fā)泡能力較小，泡沫穩(wěn)定性較差。

表2 酶種類對蛋清蛋白酶解液乳化性能的影響Table 2 Influence of hydrolysis of the emulsifying properties on egg white protein

乳化性是指蛋白質(zhì)溶液從油包水變成水包油的形成穩(wěn)定乳化液的能力，乳化性越強，形成的乳化液越穩(wěn)定，不易形成沉淀，有利于食品加工[10]。從表2可知，利用堿性蛋白酶水解蛋清蛋白后得到的酶解液乳化容量較小，乳化穩(wěn)定性較高，乳化活性指數(shù)和乳狀液穩(wěn)定指數(shù)較大。

2.2 酶用量對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制濃度為3%的蛋清蛋白液6份，分別加入1%、2%、3%、4%、5%、6%堿性蛋白酶，在其最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，結(jié)果見表3和表4。

由表3可知，隨著酶用量的增加，蛋清蛋白酶解液的起泡性逐漸降低。這是由于在底物量一定的條件下，酶添加量越多，蛋白質(zhì)水解越完全，故起泡性能降低。從表3還可看出，當(dāng)酶用量超過4%后，蛋清蛋白酶解液的起泡性變化不大。

表3 酶用量對蛋清蛋白酶解液起泡性能的影響Table 3 Influence of the amount of enzyme of the foaming properties on egg white protein

表4 酶用量對蛋清蛋白酶解液乳化性能的影響Table 4 Influence of the amount of enzyme of the emulsifying properties on egg white protein

從表4可看出，隨著酶用量的增加，蛋清蛋白酶解液的乳化容量、乳化穩(wěn)定性、乳化活性指數(shù)和乳狀液穩(wěn)定指數(shù)也逐漸增加；當(dāng)酶用量超過4%后，各乳化性能指標(biāo)變化不大。

2.3 底物濃度對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制1%、2%、3%、4%、5%、6%的蛋清蛋白液6份，加入2%的堿性蛋白酶，在其最適酶解溫度和pH下酶解6 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，結(jié)果見表5和表6。

表5 底物濃度對蛋清蛋白酶解液起泡性能的影響Table 5 Influence of substrate concentration of the foaming properties on egg white protein

由表5可知，隨著底物濃度的增加，蛋清蛋白酶解液的起泡性逐漸增強。這是由于在酶用量一定的情況下，底物濃度越大，蛋白質(zhì)水解度越低，故起泡性增強。從表5還可看出，當(dāng)?shù)孜餄舛瘸^5%后，蛋清蛋白酶解液的起泡性增強趨勢變緩。

表6 底物濃度對蛋清蛋白酶解液乳化性能的影響Table 6 Influence of substrate concentration of the emulsifying properties on egg white protein

從表6可看出，隨著底物濃度的增大，蛋清蛋白酶解液的乳化容量、乳化穩(wěn)定性、乳化活性指數(shù)和乳狀液穩(wěn)定指數(shù)逐漸減小；當(dāng)?shù)孜餄舛瘸^5%后，各乳化性能指標(biāo)變化減緩。

2.4 酶解時間對蛋清蛋白液起泡性能和乳化性能的影響

配制3%的蛋清蛋白6份，加入2%的堿性蛋白酶，在其最適酶解溫度和 pH 下分別酶解 3、4、5、6、7、8 h，測定酶解液的起泡性能和乳化性能，平行測定3次，取平均值，結(jié)果見表7和表8。

表7 酶解時間對蛋清蛋白酶解液起泡性能的影響Table 7 Influence of hydrolysis time of the foaming properties on egg white protein

由表7可知，隨著酶解時間的延長，蛋清蛋白酶解液的起泡性下降。這是由于酶解時間越長，蛋白質(zhì)水解越完全，故起泡性降低。從表7還可看出，當(dāng)酶解時間超過6 h后，各起泡性能指標(biāo)變化趨緩。

從表8可看出，隨著酶解時間的延長，蛋清蛋白酶解液的乳化容量、乳化穩(wěn)定性、乳化活性指數(shù)和乳狀液穩(wěn)定指數(shù)逐漸增大；當(dāng)酶解時間超過6 h后，各乳化性能指標(biāo)變化減緩。

表8 酶解時間對蛋清蛋白酶解液乳化性能的影響Table 8 Influence of hydrolysis time of the emulsifying properties on egg white protein

3 結(jié)論

1）堿性蛋白酶是蛋清蛋白水解的最適酶，酶解對蛋清蛋白液的起泡性能和乳化性能均有一定影響。在酶解溫度45℃～50℃，pH6～8.5的條件下，其較適酶解條件為酶用量4%，底物濃度5%，酶解時間6 h。

2）酶解可降低蛋清蛋白液的起泡性，增加其乳化性能，有利于食品加工。

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