高密度二氧化碳對(duì)全雞蛋功能性質(zhì)的影響

高密度二氧化碳對(duì)全雞蛋功能性質(zhì)的影響

液體蛋是指用雞蛋去除外殼后的蛋。經(jīng)過(guò)一定的處理，蛋被包裝為冷凍（或冷凍），取代了新鮮蛋的消費(fèi)。它可以分為三種類型：蛋白質(zhì)溶液、黃疸溶液和全蛋。液態(tài)蛋在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和功能特性上基本保留了新鮮雞蛋的特性,且質(zhì)量穩(wěn)定。液態(tài)蛋產(chǎn)品在衛(wèi)生無(wú)有害菌的條件下,冷藏能保存數(shù)周,產(chǎn)品中如添加鹽或糖在冷凍情況下可保存數(shù)個(gè)月。高密度CO2(densephasecarbondioxide,DPCD)殺菌技術(shù)通過(guò)壓力與CO2的酸化作用共同達(dá)到殺菌目的,是一種低耗能、無(wú)毒素產(chǎn)生的生產(chǎn)加工方法。DPCD與超高壓殺菌相比,具有壓力低、耗能低、成本低等優(yōu)點(diǎn);與傳統(tǒng)的熱殺菌相比,具有處理溫度低,對(duì)食品中熱敏成分的破壞作用小等優(yōu)點(diǎn)。因此,DPCD殺菌技術(shù)成為近年來(lái)殺菌技術(shù)研究的焦點(diǎn)。目前已有DPCD在乳、鮮肉及果汁中應(yīng)用的研究報(bào)道,廖紅梅等利用DPCD對(duì)牛初乳殺菌,研究表明20MPa、37℃處理30min能較好的殺滅牛初乳中的細(xì)菌,同時(shí)牛初乳發(fā)生了色澤變亮、粒度增大、黏度和pH值均降低等變化;刁恩杰等利用DPCD處理橙汁,經(jīng)60MPa、37℃處理9min能顯著延長(zhǎng)橙汁的貨架期,其理化性質(zhì)變化不大;Choi等研究發(fā)現(xiàn),鮮肉在31.1℃條件下,分別經(jīng)過(guò)7.4MPa和15.2MPa的DPCD處理10min,亮度增加、變成灰白色,但是DPCD殺菌技術(shù)對(duì)液蛋品質(zhì)的影響還沒(méi)有詳細(xì)報(bào)道。本文分析了全蛋液經(jīng)過(guò)DPCD處理功能性質(zhì)的變化。1材料和方法1.1試劑和試劑新鮮雞蛋,購(gòu)于本地超市;CO2(純度99.9%),儲(chǔ)與高壓氣罐中;十二烷基硫酸鈉(SDS)(試劑純),天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;大豆油(食品級(jí)),北海糧油工業(yè)有限公司;體積分?jǐn)?shù)95%乙醇,天津市耀華化學(xué)試劑有限責(zé)任公司;磷酸,天津市耀華化學(xué)試劑有限責(zé)任公司;牛血清蛋白,天勤一和生物科技有限公司;考馬斯亮藍(lán)G-250,上海拜力生物科技有限公司。1.2儀器、試藥與儀器PHS-3C型精密酸度計(jì),上海精密儀器有限公司;TA-XTplus2質(zhì)構(gòu)儀:SMS公司,英國(guó);JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器,上海浦東物理光學(xué)儀器廠;TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;FS-1型可調(diào)高速勻漿機(jī),金壇市榮華儀器制造有限公司;G1-Z1M型離心機(jī),上海市離心機(jī)械研究所;RF-5301PC型熒光分光光度計(jì),日本Shimadzu公司。1.3測(cè)試方法1.3.1全果汁制備新鮮雞蛋經(jīng)打蛋去殼后,攪拌均勻并過(guò)濾,冷藏備用。1.3.2處理時(shí)間的確定DPCD處理?xiàng)l件:處理壓力(5、10、15和20MPa);處理時(shí)間(10、20、30min)。常溫條件下,將樣品注入處理釜,密封后開(kāi)啟增壓閥充入CO2,達(dá)到設(shè)定壓力后關(guān)閉增壓閥,在設(shè)定壓力下處理一定時(shí)間后卸壓取出樣品,完成一次試驗(yàn)。1.3.3蛋白質(zhì)溶解度測(cè)定將未處理和經(jīng)過(guò)DPCD處理的全蛋液于4℃、10000×g離心10min,上清液中蛋白含量用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定,總蛋白含量用凱氏定氮法測(cè)定。按公式(1)計(jì)算蛋白質(zhì)溶解度。溶解度/%=上清液中蛋白含量總蛋白含量×100(1)/%=上清液中蛋白含量總蛋白含量×100(1)1.3.4乳化穩(wěn)定性測(cè)定參照Yao等的方法,用去離子水將全蛋液稀釋到蛋白含量為0.2%的蛋白溶液,按照體積比1∶3的比例向蛋白液中加入大豆油,最終制成40mL的混合液。混合后的待測(cè)樣品用高速分散器(10000r/min)分散1min,從底部吸取樣品液100μL,并按體積比1∶100稀釋到質(zhì)量濃度0.1%的SDS溶液中,記錄500nm波長(zhǎng)處的吸光度值,以A0表示乳化活性(EAI),乳化穩(wěn)定性(ESI)按公式(2)計(jì)算:ESΙ=A0×ΔΤA0-A10(2)ESI=A0×ΔTA0?A10(2)式中:ESI單位為min;A0,0min時(shí)的吸光度值;ΔT,測(cè)定乳化性的2次時(shí)間間隔,本試驗(yàn)取10min;A10,10min時(shí)的吸光度值。1.3.5泡沫試驗(yàn)(1)發(fā)泡性試驗(yàn)用去離子水將全蛋液稀釋到蛋白質(zhì)含量為0.2%的蛋白溶液。取100mL的稀釋液,用高速分散器以800r/min的轉(zhuǎn)速分散2min,插入直尺讀取泡沫高度,試驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。起泡性的計(jì)算方法如式(3)所示。起泡力/%=V0-VV×100(3)/%=V0?VV×100(3)式中:V0,攪打后0min泡沫的體積,mL;V,攪打前初始液體體積,mL。(2)計(jì)算重復(fù)實(shí)踐次數(shù)將攪打后的樣品靜止放置20min,插入直尺讀取泡沫高度,試驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。泡沫穩(wěn)定性的計(jì)算方法如公式(4)所示。泡沫穩(wěn)定指數(shù)/%=V0ΔV×100(4)式中:V0,攪打后0min泡沫的體積,mL;ΔV,靜止放置前后泡沫的體積差值,mL。1.3.6凝膠強(qiáng)度及硬度取20mL蛋液放入25mL的燒杯中,用保鮮膜封口,在90℃水浴中加熱30min,取出后快速冷卻,在4℃下靜置24h待測(cè)。凝膠強(qiáng)度測(cè)定:25℃條件下,使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定凝膠硬度。質(zhì)構(gòu)儀操作條件:采用p0.5探頭,測(cè)試前速度:5.0mm/s,測(cè)試速度:2.0mm/s,測(cè)試后速度:2.0mm/s,下壓凝膠15mm所需力定義為凝膠硬度,單位g/cm2。1.3.7蛋白質(zhì)的疏水性采用ANS熒光探針?lè)?。?.01mol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.0)稀釋樣品至蛋白濃度在0.10～0.50mg/mL。采用RF-5301PC型熒光分光光度計(jì),在390nm的激發(fā)波長(zhǎng)和470nm的發(fā)射波長(zhǎng)下分別測(cè)定樣品的熒光強(qiáng)度(FI0)和樣品加入加10μLANS溶液(采用10mmol/LpH7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制成濃度為8mmol/L的溶液)后的熒光強(qiáng)度(FI1),FI1和FI0的差值記為FI,以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標(biāo),FI為縱坐標(biāo)作圖,曲線初始的斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù),記為S0。2結(jié)果與討論2.1壓力和處理時(shí)間對(duì)溶解度的影響由圖1和圖2可以看出,隨處理壓力增加和處理時(shí)間延長(zhǎng),全蛋液溶解度提高,當(dāng)處理壓力為15MPa和處理時(shí)間為20min時(shí),溶解度達(dá)到最大值,分別為84.2%和85.6%。繼續(xù)增加處理壓力和處理時(shí)間,溶解度呈下降趨勢(shì)。這是由于隨處理壓力和處理時(shí)間增加,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,蛋白分子部分展開(kāi),使暴露的極性基團(tuán)增多,水化作用增強(qiáng),進(jìn)而提高了全蛋液的溶解度。當(dāng)增加處理壓力和處理時(shí)間時(shí),展開(kāi)的蛋白質(zhì)分子通過(guò)疏水相互作用形成聚集體,導(dǎo)致溶解度降低;同時(shí),經(jīng)DPCD處理后全蛋液的pH值呈弱酸性,與雞蛋中大部分蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)接近,也會(huì)使全蛋液的溶解度降低。2.2預(yù)處理時(shí)間和壓力對(duì)乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響由圖3和圖4可知,隨處理壓力增加和處理時(shí)間延長(zhǎng),全蛋液乳化性和乳化穩(wěn)定性有所提高。當(dāng)處理壓力為10MPa時(shí),全蛋液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大值0.782和19.562min;處理時(shí)間為25min時(shí),全蛋液的乳化活性和乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大值0.813和19.392min。而繼續(xù)增加處理壓力和處理時(shí)間時(shí),乳化活性和乳化穩(wěn)定性呈下降趨勢(shì)。這是由于隨壓力升高和時(shí)間延長(zhǎng),蛋白質(zhì)分子展開(kāi)、親水基團(tuán)增多使蛋白質(zhì)溶解度增加,更多的蛋白質(zhì)容易吸附到油水界面上并展開(kāi),親水性增加;同時(shí)蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水基暴露,親油性增加,兩者達(dá)到平衡,乳化性能得到提高。當(dāng)壓力進(jìn)一步增大和時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí),展開(kāi)的蛋白質(zhì)分子通過(guò)相互作用形成聚集體,使蛋白質(zhì)的疏水性和溶解度降低、分子柔性降低,從而導(dǎo)致乳化性能降低。2.3處理壓力和處理時(shí)間對(duì)植物泡爭(zhēng)穩(wěn)定性的影響由圖5和圖6可以看出,隨處理壓力和處理時(shí)間增加,全蛋液的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性都有提高,當(dāng)處理壓力為15MPa時(shí),起泡能力和泡沫穩(wěn)定性達(dá)到最大值78.14%和58.84%;處理時(shí)間為20min時(shí),起泡能力和泡沫穩(wěn)定性達(dá)到最大值79.44%和54.42%。當(dāng)處理壓力進(jìn)一步增加和處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí),起泡能力和泡沫穩(wěn)定性呈下降趨勢(shì)。這是由于升高壓力和延長(zhǎng)處理時(shí)間使蛋白質(zhì)分子部分展開(kāi),疏水性增加,促進(jìn)了水-空氣界面的形成,有利于起泡性和穩(wěn)定性。當(dāng)壓力超過(guò)15MPa、處理時(shí)間超過(guò)20min時(shí),全蛋液中蛋白質(zhì)溶解度下降,使氣液界面的蛋白濃度降低,膜表面的分子數(shù)量減少、分子間的相互作用減弱,進(jìn)而導(dǎo)致起泡性和穩(wěn)定性下降。2.4凝膠強(qiáng)度的變化由圖7和圖8可知,隨處理壓力增加和處理時(shí)間延長(zhǎng),全蛋液的凝膠強(qiáng)度有所增加,當(dāng)處理壓力為15MPa和處理時(shí)間為25min時(shí),全蛋液的凝膠強(qiáng)度達(dá)到最大值,分別為974.91g/cm2和987.32g/cm2。當(dāng)進(jìn)一步增加處理壓力和延長(zhǎng)處理時(shí)間時(shí),凝膠強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。這是由于DPCD處理使蛋白質(zhì)分子展開(kāi),疏水基團(tuán)暴露,有利于分子間疏水相互作用和分子間二硫鍵的形成,從而增加凝膠強(qiáng)度;然而,處理壓力過(guò)大、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度降低,蛋白質(zhì)分子聚集使凝膠強(qiáng)度下降。2.5表面疏水性變化由圖9和圖10可以看出,全蛋液的表面疏水性隨處理壓力和處理時(shí)間的增加而增加,當(dāng)處理壓力和處理時(shí)間分別達(dá)到15MPa和20min時(shí),表面疏水性S0達(dá)到最大值,分別為271.01和269.31。進(jìn)一步增加處理壓力和延長(zhǎng)處理時(shí)間時(shí),表面疏水性呈下降趨勢(shì)。這表明DPCD破壞了蛋白質(zhì)分子內(nèi)部疏水相互作用,使埋藏在內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露,增加了蛋白表面的疏水性。繼續(xù)增加處理壓力和延長(zhǎng)處理時(shí)間,展開(kāi)的蛋白質(zhì)分子重新聚集,疏水性又下降。3乳化穩(wěn)定