不同堿液對含鹽蛋清功能性質的影響*

王洋，葉陽，王曉燕，喬燕娟，代路謠

(四川理工學院生物工程學院，四川 自貢，643000)

蛋清中最主要的物質是蛋白質，是食品加工中不可或缺的一種原料，其較高的營養和優良的功能性質如乳化性、起泡性、溶解性等在食品工業中得到廣泛應用。咸蛋是我國傳統腌制蛋品，深受消費者青睞，咸蛋清因含鹽量高難被綜合利用，造成優質蛋白質的浪費。為了提高原料利用率，眾多學者對咸蛋清的脫鹽及酶解技術進行了深入的研究［1-3］，但這些技術復雜且成本高，難以廣泛應用。咸蛋清利用的最佳途徑是不需經過脫鹽處理而直接應用。目前已有學者對影響禽蛋部分功能性質的因素進行了初步研究［4-5］，在此基礎上，本文以含鹽蛋清為材料，探討不同堿液對含鹽蛋清起泡性、乳化性、溶解度、黏度的影響，確定不同堿液對其功能性質的影響規律，力求通過優化條件使咸蛋清的功能性質得到進一步的提高，以期拓寬咸蛋清的應用范圍。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮雞蛋，市售;福林-酚試劑，成都市科龍化工試劑廠;NaCl、NaOH、KOH、Na2CO3、牛血清白蛋白、十二烷基硫酸鈉(SDS)，均為分析純。

1.2 主要儀器設備

DZ30-32臺式離心機，上海安亭科學儀器廠;HH-2數顯恒溫水浴鍋，上海齊欣科學儀器有限公司;78HW-1型恒溫磁力攪拌器，金壇市醫療儀器廠;NDJ-1黏度計，上海舜宇恒平科學儀器有限公司;DS-200高速組織搗碎機，江陰市保利科研器械有限公司;T6新世紀紫外分光光度計，北京普析通用儀器責任有限公司;BCD-206TXZ冰箱，青島海爾股份有限公司;AR1140電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 蛋清溶膠的制備

將鮮雞蛋的蛋清手工分離，用磁力攪拌器攪拌至分散均勻，靜置2 h后棄除底層臍帶等雜質，在室溫(25℃)下稱取蛋清，用蒸餾水配制成一定濃度的蛋清溶膠。

1.3.2 不同鹽濃度對蛋清功能特性的影響

將NaCl配制成質量分數1%的溶液，加入不同體積的NaCl溶液至蛋清溶膠中，研究不同鹽濃度對蛋清功能特性的影響。

1.3.3 不同堿液對蛋清功能特性的影響

在1.3.2中確定的測定蛋清起泡性最適鹽濃度下，按表1分別配制不同濃度的 NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶液測定起泡性。如表1配制方法配制蛋清濃度3%，NaCl濃度0.4%測定乳化性;蛋清濃度為2 mg/mL，NaCl濃度為0.1%測定溶解度;蛋清濃度為10%，NaCl濃度為0.1%測定黏度。

表1 不同濃度的NaOH、KOH和Na2CO3的蛋清溶膠配制表Table 1 Preparation of different concentration of NaOH，KOH and Na2CO3egg white sol

1.3.4 蛋清起泡性及泡沫穩定性的測定

采用攪打發泡測定法測定起泡性(FAI)以及泡沫穩定性(FS)，參考Raikos等［6］的方法并略做修改。取100 mL 4%的蛋清溶液于燒杯中，稱其空燒杯的質量為m，稱量裝有配好溶液的燒杯質量為m1，將溶液倒入組織攪碎勻漿機中，以8 000 r/min的轉速打泡2 min，然后迅速將勻漿機中的溶液倒入燒杯中，稱其質量為m2，靜置30 min后，再將勻漿機的溶液倒入燒杯中，記錄質量為m3。計算公式如下:

式中:m，空燒杯的質量;m1，打泡前裝有溶液的燒杯的總質量;m2，打泡2 min后倒入溶液的燒杯的總質量;m3，靜置30 min后倒入消泡液體的燒杯的總質量。

1.3.5 蛋清乳化活性及乳化穩定性的測定

采用濁度法，參考宋俊俊［7］等的方法。取60 mL雞蛋清溶液與20 mL植物油混合，使用高速勻漿機在8 000 r/min的條件下均質1 min形成乳濁液，均質后，分別在0 min和10 min從底部吸取100 μL分散于10 mL 0.1%的SDS溶液，于500 nm處測吸光度值。在0 min時測得的吸光值 A0即為乳化活性(EA)，乳化穩定性(ESI)計算公式為:

式中:A0，0 min時測得的吸光值;A10，10 min時測得的吸光值。

1.3.6 蛋清蛋白質溶解度的測定

采用福林-酚方法測定蛋白質的含量及其溶解度，參考喬立文［8］等的方法。稀釋蛋清至2 mg/mL，取1 mL樣品于試管中，加入2 mL 1 mol/L的NaOH，混勻，反應15 min;然后加入2 mL福林-酚綜合指示劑(與超純水體積比1∶1稀釋)并立刻混勻，25℃水浴保溫45 min，以超純水為空白，560 nm下測定吸光值。另取20 mL稀釋溶液，8 000 g，25℃離心10 min，按上述方法測上清液中蛋白質含量。溶解度計算:

1.3.7 蛋清黏度的測定

采用pH值為7.0磷酸緩沖液配制成含0.1%NaCl的10%蛋清溶液，取200 mL蛋液，利用NDJ-1旋轉黏度計測定蛋液黏度［9］。測試條件:室溫下選用2號轉子，轉速30 r/s。

2 結果與分析

2.1 不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響

2.1.1 NaCl濃度對蛋清起泡特性的影響

NaCl濃度對蛋清起泡特性的影響見圖1。

圖1 NaCl含量對蛋清起泡性的影響Fig.1 Effect of NaCl concentration on foamability of egg white

由圖1可知，添加適量的NaCl可以增加蛋清蛋白的起泡能力，當NaCl的添加量小于0.3%時，蛋清的FAI值及FS值均隨NaCl的增加而增大，即蛋清溶液的FAI值從不含NaCl時10.9%增加到當NaCl濃度為0.3%時12.2%，FS值從38.4%增加到41.5%;當NaCl的添加量超過0.3%時，蛋清蛋白的FAI值及FS值均隨NaCl的增加而減小。這是因為鹽對蛋白起泡性的影響取決于鹽的類型和蛋白質在鹽溶液中的溶解度［9］。適當濃度的鹽溶液可以減少表面黏度和蛋白膜的剛性，但增加了擴散速率，反過來減弱了肽鏈間的相互作用，從而有助于增強某些蛋白質的起泡性。因此，選擇NaCl濃度為0.3%做后續實驗。

2.1.2 不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響

不同堿液對含鹽蛋清起泡特性的影響見圖2、圖3。圖2結果表明，在NaCl濃度為0.3%、蛋清濃度為4%條件下，不添加堿液時，蛋清FAI值為12.2%;隨著堿液的不斷增大，蛋清起泡性呈現先增大后減小的趨勢，不同的堿液在相同濃度下的起泡性不同，但在堿液為0.08 mol/L時FAI值都達到最大，分別為75.0%(NaOH)、59.3%(KOH)、42.4%(Na2CO3)，可以明顯看出，NaOH的起泡性最好。堿液的添加改變了蛋清溶液中的pH值，影響了蛋白質的溶解度。蛋白質只有在合適的溶解度范圍，才能表現出較好的起泡性能，過高則溶液太黏稠，流動性低，其包合空氣的能力也降低，過低則不能形成豁膜或包容的空氣太少，一般而言，大多數蛋白質合適的起泡濃度為2%-8%［10］。

圖2 不同堿液對蛋清起泡性的影響Fig.2 Effect of different alkali on foamability of egg white

由圖3可知，加入堿液使蛋清起泡穩定性提高。不添加堿液時，蛋清FS值為41.5%;當KOH添加濃度為0.02 mol/L時，FS值達到最大值65%;隨著堿液的不斷增大，起泡穩定性也產生變化，添加NaOH的起泡穩定性基本保持在58%左右，而KOH和Na2CO3的穩定性則都有波浪型波動。綜合以上結果，在蛋清溶液中添加0.08 mol/L NaOH時，其FAI值及FS值均較好。

圖3 不同堿液對蛋清起泡穩定性的影響Fig.3 Effect of different alkali on foam stability of egg white

2.2 不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響

2.2.1 NaCl濃度對蛋清乳化性的影響

NaCl濃度對蛋清乳化性的影響見圖4。圖4結果表明，添加適量的NaCl可以增加蛋清蛋白的乳化能力，當NaCl的添加量小于0.4%時，蛋清的EA值隨著NaCl的增大而增大，即蛋清溶液的EA值從不含NaCl的0.216增加到當NaCl濃度為0.4%時，其乳化性為0.388;當NaCl的添加量超過0.4%時，EA隨著鹽濃度的增大而減小。原因可能是低濃度NaCl的加入產生了鹽溶作用，增強了蛋白質的溶化作用［11］，高濃度NaCl使蛋白質和鹽離子之間為各自溶劑爭奪水分子產生了鹽析作用，造成了EA的降低［7］。而ES隨著NaCl的增大呈現先增大后減小后趨于平衡。因此，選擇NaCl濃度為0.4%做后續實驗。

圖4 NaCl濃度對蛋清乳化性的影響Fig.4 Effect of NaCl concentration on emulsifility of egg white

2.2.2 不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響

不同堿液對含鹽蛋清乳化性的影響見圖5、圖6。圖5結果表明，在NaCl濃度為0.4%條件下，不添加堿液時，EA值為0.388;隨著堿液的不斷增大，EA值呈現先增大后減小的趨勢，不同堿液在同一濃度下的乳化性也有差別，但在堿濃度0.06 mol/L時達到最大值，EA 值分別為 1.279(NaOH)、1.167(KOH)、0.969(Na2CO3)，可以看出，NaOH對蛋清乳化性影響最大。這可能是因為在等電點附近，蛋清蛋白的溶解性不好，導致乳化性不好;隨堿液濃度增大其pH值增加，蛋白質分子上電荷(COO-)增加，分子間靜電斥力隨之增加，水化層厚度增大，乳化性得以提高［12］;當堿液濃度超過0.06 mol/L后，蛋清蛋白的空間結構遭到破壞，或降解成小分子，使乳化性下降［13］。

圖5 不同堿液對蛋清乳化活性的影響Fig.5 Effect of different alkali on emulsifying activity of egg white

由圖6可知，不添加堿液時，ESI值為17 min;隨著堿液的不斷增大，乳化穩定性基本呈現先增大后減小的趨勢，在 NaOH、KOH、Na2CO3添加濃度分別為0.04、0.04、0.02 mol/L 時達到最大值，ESI值分別為55、65、69 min。綜合以上結果，在蛋清溶液中添加0.04 mol/L NaOH時，其EA值為1.196，ESI值達最大值55 min。

圖6 不同堿液對蛋清乳化穩定性的影響Fig.6 Effect of different alkali on emulsion stability of egg white

2.3 不同堿液對含鹽蛋清蛋白質溶解度的影響

2.3.1 NaCl濃度對蛋清蛋白質溶解度的影響

NaCl濃度對蛋清蛋白質溶解度的影響見圖7。圖7結果表明，不添加NaCl時，蛋清蛋白的溶解度為73.8%，隨著NaCl添加量的不斷增加，蛋清在鹽溶液中的溶解度呈現先增大后減小的趨勢，當NaCl的添加量為0.1%時，蛋清蛋白的溶解性達到最大值89.8%。因此，選擇NaCl濃度為0.1%做后續實驗。

圖7 NaCl濃度對蛋清蛋白溶解度的影響Fig.7 Effect of NaCl concentration on protein solubility of egg white

2.3.2 不同堿液對含鹽蛋清蛋白質溶解度的影響

不同堿液對含鹽蛋清蛋白質溶解度的影響見圖8。圖8表明，在NaCl濃度為0.1%條件下，不添加堿液時，蛋清蛋白溶解度為89.8%;隨著堿液的不斷增大，蛋清蛋白溶解度呈現先增大后減小的趨勢，不同堿液在相同濃度下的溶解度不同，但堿液濃度在0.08 mol/L達到最大，溶解度分別為99.0%(NaOH)、96.5%(KOH)、93.9%(Na2CO3)，可以明顯看出，添加NaOH的溶解度優于KOH和Na2CO3。在未添加堿液時，大部分蛋清蛋白在等電點附近，蛋白表面電子數量接近于零，隨著堿液的添加量增多，蛋白質表面帶負電，蛋白質與水作用增強，溶解度隨之增加。這個結果與堿液對蛋清的起泡性和乳化性的結果相吻合，說明蛋清溶解度的增大可以促進其起泡性和乳化性的提高。

圖8 不同堿液對蛋清溶解度的影響Fig.8 Effect of different alkali on solubility of egg white

2.4 不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響

2.4.1 NaCl濃度對蛋清黏度的影響

NaCl濃度對蛋清黏度的影響見圖9。圖9結果表明，不添加NaCl時，蛋清的黏度為165 mPa·s;隨著NaCl添加量的不斷增加，蛋清在鹽溶液中的黏度呈現出先升高后降低的趨勢，當NaCl的添加量為0.1%時，蛋清蛋白的黏度達到最大值214 mPa·s。因此，選擇NaCl濃度為0.1%做后續實驗。

圖9 NaCl含量對蛋清黏度的影響Fig.9 Effect of NaCl concentration on viscosity of egg white

2.4.2 不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響

不同堿液對含鹽蛋清黏度的影響見圖10。由圖10可知，不添加堿液時，蛋清黏度為214 mPa·s;隨著堿液的不斷增大，蛋清黏度基本呈現逐漸減小的趨勢，只有NaOH添加濃度在0.02 mol/L時，蛋清黏度略有增加，為221 mPa·s。這是因為蛋清溶液的黏度與pH值有關。蛋清蛋白的二硫鍵可以在堿性環境中發生斷裂，隨著堿液的不斷添加，pH堿性增強，更多的蛋清蛋白降解為單個的小的亞基片段，進而使得黏度值降低［14］。

3 結論

圖10 不同堿液對蛋清黏度的影響Fig.10 Effect of different alkali on viscosity of egg white

不添加堿液時，含鹽蛋清的FAI值為12.2%，FS值為41.5%，EA值為0.388，ESI值為17 min，蛋清蛋白溶解度為89.8%，蛋清黏度為214 mPa·s。加入適量堿液可增大蛋清蛋白的起泡性、起泡穩定性、乳化活性、乳化穩定性及蛋清蛋白溶解度，但降低了蛋清黏度。添加不同種類和濃度的堿液，蛋清蛋白的各項功能性質不同，實際生產中可通過添加不同種類和濃度的堿液來提高含鹽蛋清的功能性質，以獲得不同功能性質要求的產品，拓寬咸蛋清的應用范圍。

［1］ 李晶晶.咸蛋清脫鹽及制備抗氧化肽的研究［D］.廣州:華南理工大學，2010:12-35.

［2］ 杜永盛.酶解咸鴨蛋蛋清制取白蛋白肽的研究［D］.杭州:浙江大學，2006:38-50.

［3］ Kaewmanee T，Benjakul S，Visessanguan W.Protein hydrolysate of salted duck egg white as a substitute of phosphate and its effect on quality of Pacific White Shrimp(Litopenaeus Vannamei)［J］.Journal of Food Science，2009，74(8):351-361.

［4］ 蘇宇杰，徐珍珍，喬立文，等.全蛋液 pH值對其功能性質的影響［J］.食品與發酵工業，2012，38(11):63-67.

［5］ 劉超.蛋清蛋白的改性及其起泡特性研究［D］.武漢:湖北工業大學.2008:9-20.

［6］ Raikos V，Campbell L，Euston S R.Effects of sucrose and sodium chloride on foaming properties of egg white proteins［J］.Food Research International，2007，40(3):347-355.

［7］ 宋俊俊，遲玉杰.NaCl濃度、多糖以及小分子乳化劑對全蛋粉乳化性質的影響［J］.食品與發酵工業，2012，38(6):22-27.

［8］ 喬立文，楊新宇，楊嚴俊.熱處理對于雞蛋全蛋液功能性質的影響［J］.食品工業科技，2011，32(11):134-137.

［9］ Mwanjala A M，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.

［10］ Oshodi A A.Functional properties of pigeon pea(Cajanus cajan)flour［J］.Food Chemistry，1989，34(3):187-191.

［11］ Shimizu M，Lee S W，Kaminogawa S，et al.Functional properties a peptide of 23 residues purified from the peptic hydrolysate of asl-casein:changes in the emulsifying activity during purification of the peptide［J］.Journal of Food Science，1986，51(5):1 248-1 252.

［12］ 劉永，畢永鈞.介質對蛋清蛋白乳化性及乳化穩定性的影響［J］.中國食品添加劑，2010(6):127-129.

［13］ 李俐鑫，遲玉杰，于濱.蛋清蛋白凝膠特性影響因素的研究［J］.食品科學，2008，29(3):46-49.

［14］ Donovan J W，Davis J G，Wiele M B.Viscosimetric studies of alkaline degradation of ovomucin［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1972，20(2):223-228.