高密度二氧化碳对全鸡蛋功能性质的影响

高密度二氧化碳对全鸡蛋功能性质的影响

液体蛋是指用鸡蛋去除外壳后的蛋。经过一定的处理，蛋被包装为冷冻（或冷冻），取代了新鲜蛋的消费。它可以分为三种类型：蛋白质溶液、黄疸溶液和全蛋。液态蛋在营养、风味和功能特性上基本保留了新鲜鸡蛋的特性,且质量稳定。液态蛋产品在卫生无有害菌的条件下,冷藏能保存数周,产品中如添加盐或糖在冷冻情况下可保存数个月。高密度CO2(densephasecarbondioxide,DPCD)杀菌技术通过压力与CO2的酸化作用共同达到杀菌目的,是一种低耗能、无毒素产生的生产加工方法。DPCD与超高压杀菌相比,具有压力低、耗能低、成本低等优点;与传统的热杀菌相比,具有处理温度低,对食品中热敏成分的破坏作用小等优点。因此,DPCD杀菌技术成为近年来杀菌技术研究的焦点。目前已有DPCD在乳、鲜肉及果汁中应用的研究报道,廖红梅等利用DPCD对牛初乳杀菌,研究表明20MPa、37℃处理30min能较好的杀灭牛初乳中的细菌,同时牛初乳发生了色泽变亮、粒度增大、黏度和pH值均降低等变化;刁恩杰等利用DPCD处理橙汁,经60MPa、37℃处理9min能显著延长橙汁的货架期,其理化性质变化不大;Choi等研究发现,鲜肉在31.1℃条件下,分别经过7.4MPa和15.2MPa的DPCD处理10min,亮度增加、变成灰白色,但是DPCD杀菌技术对液蛋品质的影响还没有详细报道。本文分析了全蛋液经过DPCD处理功能性质的变化。1材料和方法1.1试剂和试剂新鲜鸡蛋,购于本地超市;CO2(纯度99.9%),储与高压气罐中;十二烷基硫酸钠(SDS)(试剂纯),天津市光复精细化工研究所;大豆油(食品级),北海粮油工业有限公司;体积分数95%乙醇,天津市耀华化学试剂有限责任公司;磷酸,天津市耀华化学试剂有限责任公司;牛血清蛋白,天勤一和生物科技有限公司;考马斯亮蓝G-250,上海拜力生物科技有限公司。1.2仪器、试药与仪器PHS-3C型精密酸度计,上海精密仪器有限公司;TA-XTplus2质构仪:SMS公司,英国;JJ-1精密增力电动搅拌器,上海浦东物理光学仪器厂;TU-1810紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;FS-1型可调高速匀浆机,金坛市荣华仪器制造有限公司;G1-Z1M型离心机,上海市离心机械研究所;RF-5301PC型荧光分光光度计,日本Shimadzu公司。1.3测试方法1.3.1全果汁制备新鲜鸡蛋经打蛋去壳后,搅拌均匀并过滤,冷藏备用。1.3.2处理时间的确定DPCD处理条件:处理压力(5、10、15和20MPa);处理时间(10、20、30min)。常温条件下,将样品注入处理釜,密封后开启增压阀充入CO2,达到设定压力后关闭增压阀,在设定压力下处理一定时间后卸压取出样品,完成一次试验。1.3.3蛋白质溶解度测定将未处理和经过DPCD处理的全蛋液于4℃、10000×g离心10min,上清液中蛋白含量用考马斯亮蓝法测定,总蛋白含量用凯氏定氮法测定。按公式(1)计算蛋白质溶解度。溶解度/%=上清液中蛋白含量总蛋白含量×100(1)/%=上清液中蛋白含量总蛋白含量×100(1)1.3.4乳化稳定性测定参照Yao等的方法,用去离子水将全蛋液稀释到蛋白含量为0.2%的蛋白溶液,按照体积比1∶3的比例向蛋白液中加入大豆油,最终制成40mL的混合液。混合后的待测样品用高速分散器(10000r/min)分散1min,从底部吸取样品液100μL,并按体积比1∶100稀释到质量浓度0.1%的SDS溶液中,记录500nm波长处的吸光度值,以A0表示乳化活性(EAI),乳化稳定性(ESI)按公式(2)计算:ESΙ=A0×ΔΤA0-A10(2)ESI=A0×ΔTA0−A10(2)式中:ESI单位为min;A0,0min时的吸光度值;ΔT,测定乳化性的2次时间间隔,本试验取10min;A10,10min时的吸光度值。1.3.5泡沫试验(1)发泡性试验用去离子水将全蛋液稀释到蛋白质含量为0.2%的蛋白溶液。取100mL的稀释液,用高速分散器以800r/min的转速分散2min,插入直尺读取泡沫高度,试验重复3次,取平均值。起泡性的计算方法如式(3)所示。起泡力/%=V0-VV×100(3)/%=V0−VV×100(3)式中:V0,搅打后0min泡沫的体积,mL;V,搅打前初始液体体积,mL。(2)计算重复实践次数将搅打后的样品静止放置20min,插入直尺读取泡沫高度,试验重复3次,取平均值。泡沫稳定性的计算方法如公式(4)所示。泡沫稳定指数/%=V0ΔV×100(4)式中:V0,搅打后0min泡沫的体积,mL;ΔV,静止放置前后泡沫的体积差值,mL。1.3.6凝胶强度及硬度取20mL蛋液放入25mL的烧杯中,用保鲜膜封口,在90℃水浴中加热30min,取出后快速冷却,在4℃下静置24h待测。凝胶强度测定:25℃条件下,使用质构仪测定凝胶硬度。质构仪操作条件:采用p0.5探头,测试前速度:5.0mm/s,测试速度:2.0mm/s,测试后速度:2.0mm/s,下压凝胶15mm所需力定义为凝胶硬度,单位g/cm2。1.3.7蛋白质的疏水性采用ANS荧光探针法。用0.01mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.0)稀释样品至蛋白浓度在0.10～0.50mg/mL。采用RF-5301PC型荧光分光光度计,在390nm的激发波长和470nm的发射波长下分别测定样品的荧光强度(FI0)和样品加入加10μLANS溶液(采用10mmol/LpH7.0的磷酸盐缓冲溶液配制成浓度为8mmol/L的溶液)后的荧光强度(FI1),FI1和FI0的差值记为FI,以蛋白质浓度为横坐标,FI为纵坐标作图,曲线初始的斜率即为蛋白质分子的表面疏水性指数,记为S0。2结果与讨论2.1压力和处理时间对溶解度的影响由图1和图2可以看出,随处理压力增加和处理时间延长,全蛋液溶解度提高,当处理压力为15MPa和处理时间为20min时,溶解度达到最大值,分别为84.2%和85.6%。继续增加处理压力和处理时间,溶解度呈下降趋势。这是由于随处理压力和处理时间增加,蛋白质的空间结构发生了变化,蛋白分子部分展开,使暴露的极性基团增多,水化作用增强,进而提高了全蛋液的溶解度。当增加处理压力和处理时间时,展开的蛋白质分子通过疏水相互作用形成聚集体,导致溶解度降低;同时,经DPCD处理后全蛋液的pH值呈弱酸性,与鸡蛋中大部分蛋白质的等电点接近,也会使全蛋液的溶解度降低。2.2预处理时间和压力对乳化活性和乳化稳定性的影响由图3和图4可知,随处理压力增加和处理时间延长,全蛋液乳化性和乳化稳定性有所提高。当处理压力为10MPa时,全蛋液的乳化活性和乳化稳定性达到最大值0.782和19.562min;处理时间为25min时,全蛋液的乳化活性和乳化稳定性达到最大值0.813和19.392min。而继续增加处理压力和处理时间时,乳化活性和乳化稳定性呈下降趋势。这是由于随压力升高和时间延长,蛋白质分子展开、亲水基团增多使蛋白质溶解度增加,更多的蛋白质容易吸附到油水界面上并展开,亲水性增加;同时蛋白质分子内部的疏水基暴露,亲油性增加,两者达到平衡,乳化性能得到提高。当压力进一步增大和时间进一步延长时,展开的蛋白质分子通过相互作用形成聚集体,使蛋白质的疏水性和溶解度降低、分子柔性降低,从而导致乳化性能降低。2.3处理压力和处理时间对植物泡争稳定性的影响由图5和图6可以看出,随处理压力和处理时间增加,全蛋液的起泡能力和泡沫稳定性都有提高,当处理压力为15MPa时,起泡能力和泡沫稳定性达到最大值78.14%和58.84%;处理时间为20min时,起泡能力和泡沫稳定性达到最大值79.44%和54.42%。当处理压力进一步增加和处理时间进一步延长时,起泡能力和泡沫稳定性呈下降趋势。这是由于升高压力和延长处理时间使蛋白质分子部分展开,疏水性增加,促进了水-空气界面的形成,有利于起泡性和稳定性。当压力超过15MPa、处理时间超过20min时,全蛋液中蛋白质溶解度下降,使气液界面的蛋白浓度降低,膜表面的分子数量减少、分子间的相互作用减弱,进而导致起泡性和稳定性下降。2.4凝胶强度的变化由图7和图8可知,随处理压力增加和处理时间延长,全蛋液的凝胶强度有所增加,当处理压力为15MPa和处理时间为25min时,全蛋液的凝胶强度达到最大值,分别为974.91g/cm2和987.32g/cm2。当进一步增加处理压力和延长处理时间时,凝胶强度呈下降趋势。这是由于DPCD处理使蛋白质分子展开,疏水基团暴露,有利于分子间疏水相互作用和分子间二硫键的形成,从而增加凝胶强度;然而,处理压力过大、时间过长会导致蛋白质溶解度降低,蛋白质分子聚集使凝胶强度下降。2.5表面疏水性变化由图9和图10可以看出,全蛋液的表面疏水性随处理压力和处理时间的增加而增加,当处理压力和处理时间分别达到15MPa和20min时,表面疏水性S0达到最大值,分别为271.01和269.31。进一步增加处理压力和延长处理时间时,表面疏水性呈下降趋势。这表明DPCD破坏了蛋白质分子内部疏水相互作用,使埋藏在内部的疏水基团暴露,增加了蛋白表面的疏水性。继续增加处理压力和延长处理时间,展开的蛋白质分子重新聚集,疏水性又下降。3乳化稳定