楊海燕,金永國,孫秀秀,靳國鋒,馬美湖
(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070)
咸蛋是我國乃至東南亞地區(qū)的一種傳統(tǒng)腌制蛋制品,因其獨(dú)特的口感和風(fēng)味受到廣大消費(fèi)者的喜愛,是人們?nèi)粘o嬍持械囊环N重要食品。在咸蛋中蛋黃是消費(fèi)者最喜愛食用的部分,也是咸蛋品質(zhì)好壞的重要評價(jià)部位。一般好的咸蛋要求蛋黃“鮮、細(xì)、嫩、松、沙、油”。目前,由于市場的廣泛需求,蛋黃會被直接 腌制成咸蛋黃,大量用于蛋黃包、粽子、月餅等中式食品中[1,2]。
蛋黃是一種O/W的乳狀液,溶解相為漿質(zhì),其余的則為懸浮的顆粒,適度離心得到漿質(zhì)和顆粒成分[3,4];漿質(zhì)占蛋黃干物質(zhì)的77%~81%,其中包括85%的低密度脂蛋白和15%的卵黃球蛋白[5];而在咸蛋及咸蛋黃腌制過程中,在 NaCl的作用下,蛋黃內(nèi)原本分布均勻的乳化型細(xì)小脂肪珠分離析出,水分向外擴(kuò)散,親油基團(tuán)相互聚合,蛋黃中穩(wěn)定的乳狀液體系被破壞,最終形成的咸蛋黃豐潤鮮紅、油露松沙、營養(yǎng)豐富[6,7]。目前多數(shù)研究集中于腌制方法和工藝研究,而對于腌制過程中單就蛋黃漿質(zhì)及其凝膠特性的研究較少[8,9];例如,關(guān)于蛋黃漿質(zhì)Anton等[3]人的研究中發(fā)現(xiàn)蛋黃漿質(zhì)乳化性高于顆粒;Sirvente等[11]人研究發(fā)現(xiàn)高壓顯著影響漿質(zhì)乳化性,但并不改變漿質(zhì)流變特性[10];孫嘉文等研究了冷凍對蛋黃全蛋液、蛋黃顆粒和蛋黃漿質(zhì)三部分乳化性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)蛋黃進(jìn)行冷凍時,蛋黃顆粒和蛋黃漿質(zhì)之間可能發(fā)生了相互作用,產(chǎn)生分子間和分子內(nèi)的聚集行為,導(dǎo)致蛋黃經(jīng)過冷凍后乳化容量以及可溶性蛋白等顯著降低;Laca等[12]對蛋黃漿質(zhì)及顆粒性質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn),蛋黃顆粒比漿質(zhì)抵抗熱變性的能力強(qiáng),這是因?yàn)闈{質(zhì)中的低密度脂蛋白對熱敏感;漿質(zhì)中的蛋白在蛋黃凝膠中起著重要作用,其凝膠性是禽蛋蛋白較重要的功能特性,研究蛋黃漿質(zhì)在腌制過程中的凝膠性具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)旨在研究不同 NaCl濃度下蛋黃漿質(zhì)凝膠性的影響,觀察不同濃度NaCl腌制蛋黃24 h后,蛋黃凝膠保水性、凝膠質(zhì)構(gòu);漿質(zhì)流變性、粒徑分布等,以探討腌制蛋黃漿質(zhì)凝膠變化情況,為咸蛋腌制過程中漿質(zhì)凝膠變化提供理論基礎(chǔ),并為未來蛋品開發(fā)提供可能。
新鮮雞蛋(海蘭褐殼蛋),購自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)貿(mào)市場。
NaCl、正己烷均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
Sigma 3-30N型高速冷凍離心機(jī),美國Sigma公司;JSM-6390型掃描電子顯微鏡,日本 NTC;TA.XT.plus型質(zhì)構(gòu)儀,英國 stable micro system;ULtrascan VIS臺式分光測色儀,美國Hunter Lab公司;DHR2型流變儀,美國沃特斯公司;APA2000型激光粒度分布儀,英國馬爾文儀器有限公司。
1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
新鮮雞蛋去殼分離蛋清、蛋黃,獲得去除蛋黃膜的蛋黃液。采用直接腌制的方法加入NaCl,其中NaCl(NaCl占蛋黃液質(zhì)量百分比)添加量分別為0%(設(shè)為對照組)、0.5%、1.0%、1.5%、2%(咸蛋腌制成熟后,蛋黃含鹽量一般為1.5%左右,設(shè)為腌制組),在4 ℃條件下腌制24 h;腌制完成后加入1.5倍的蒸餾水,攪拌均勻調(diào)節(jié)pH=7于4 ℃放置過夜,10000 r/min離心 40 min 獲得蛋黃漿質(zhì),置于 4 ℃下保存,備用[13]。
1.3.2 漿質(zhì)凝膠的制備
取15 mL漿質(zhì)于20 mL塑料杯中,用保鮮膜封口,用橡皮筋扎緊后90 ℃水浴加熱40 min,然后取出用自來水冷卻20 min,放于4 ℃條件下冷藏過夜。
1.3.3 漿質(zhì)凝膠保水性的測定
凝膠保水性的測定[12]:將制備好的凝膠置于高速冷凍離心機(jī)中,10000 r/min離心10 min后,稱總重,去除離心出的水分,再次稱重,按照以下公式計(jì)算凝膠保水性(water holding capacity,WHC):
其中W1為離心管和離心除水后的凝膠重,W2為離心前離心管和凝膠重,W為離心管重。每個處理有3個平行。
1.3.4 漿質(zhì)凝膠質(zhì)構(gòu)測定
用質(zhì)構(gòu)儀測量蛋黃漿質(zhì)凝膠質(zhì)構(gòu)特性[14]。將樣品切成1 cm×1 cm×1 cm 的正方體,并將其中心置于質(zhì)構(gòu)儀探頭的正下方樣品臺上,采用P/36R探頭對樣品進(jìn)行兩次壓縮。測定條件如下:測前速度2.0 mm/s;測試速度1.0 mm/s;測后速度2.0 mm/s;壓縮百分比50%,觸發(fā)力1.0 g,觸發(fā)類型auto數(shù)據(jù)攝取速率200 pps停留時間5 s。測試完成后,用儀器自帶軟件內(nèi)部宏對測試結(jié)果進(jìn)行處理,為了保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,質(zhì)構(gòu)測定重復(fù)10次。得到凝膠硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、凝聚性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)等。
1.3.5 漿質(zhì)成分粒徑分布測定
采用MS2000型激光粒度分析儀測定蛋黃漿質(zhì)中粒度的分布情況。光學(xué)參數(shù):相對折射率1.44,粒子吸收0,連續(xù)相折射率為1.33。
1.3.6 漿質(zhì)成分色度測定
采用Ultra Scan VIS型色度儀測定蛋黃漿質(zhì)的明度(L*)、紅綠值(a*)、黃藍(lán)值(b*)。L*值 0~100表示全黑至全白,a*值由小至大表示綠色至紅色,b*由小至大表示表示藍(lán)色至黃色。
1.3.7 漿質(zhì)蛋白SDS-PAGE電泳測定
將樣品1:1加入正己烷磁力攪拌30 min,于4 ℃環(huán)境中靜置4 h后離心除去有機(jī)試劑,除去漿質(zhì)中脂質(zhì)成分;配置蛋白濃度為2 mg/mL的溶液,取40 μL樣品,加10 μL蛋白上樣緩沖液,混合均勻后沸水浴煮沸5 min,取20 μL上樣。采用濃縮膠5%,分離膠12%進(jìn)行電泳分析。
1.3.8 漿質(zhì)成分流變特性測定
采用馬爾文旋轉(zhuǎn)流變儀,在25 ℃下,選擇0°/40 mm平板系統(tǒng),1 mm平板間距,固定振蕩應(yīng)力為10%,測定漿質(zhì)的彈性模量(G')、黏性模量(G")隨振蕩頻率的變化,振蕩頻率的變化范圍為0.1~40 Hz。
1.3.9 掃描電子顯微鏡觀察漿質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)
漿質(zhì)凝膠切成1 cm×1 cm×1 cm體積大小塊狀,50 ℃烘干30 min脫去水分,于中心取樣裝裱于掃描電鏡板上,噴金處理后用掃描電子顯微鏡觀察。
1.3.10 數(shù)據(jù)分析
所有數(shù)據(jù)采用WPS office 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,采用 IBM SPSS Statistics 22對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,用Origin Pro 8.5 軟件作圖,以p<0.05 表示差異顯著。
圖1 不同NaCI濃度下蛋黃漿質(zhì)凝膠保水性影響 Fig.1 Effect of different concentration of NaCl treatment on water holding capacity of egg yolk plasma gel
由圖1可知,蛋黃漿質(zhì)凝膠在NaCl添加量為2%時,蛋黃漿質(zhì)凝膠保水性最好,且與其他處理組凝膠保水性差異顯著(p<0.05),蛋黃漿質(zhì)凝膠保水性隨NaCl濃度的增加而增大。
LI J等[15]研究發(fā)現(xiàn)蛋黃凝膠在加入1.8% NaCl后,凝膠保水性從98.70%逐漸增加到99.16%,和本文研究結(jié)論一致。這可能是因?yàn)?NaCl的加入增加了凝膠內(nèi)部水的流動性與分布,并使蛋白分子易于形成水離子鍵,改變凝膠內(nèi)部疏水相互作用。凝膠的保水性反映了蛋黃漿質(zhì)對水的保持能力,保水性越高,更好防止水分子的逸出[16]。
由表 1可知,用 0.5%、1%、1.5%、2%濃度的NaCl腌制24 h后,蛋黃漿質(zhì)凝膠的硬度值均低于對照組,特別是2%濃度的NaCl處理后,蛋黃漿質(zhì)凝膠硬度比0%對照組顯著降低了10.719 N(p<0.05);漿質(zhì)凝膠內(nèi)聚性隨NaCl濃度增加,呈現(xiàn)下降趨勢,0.5%、1%及1.5%NaCl組間變化無差異,而2%濃度NaCl處理組差異顯著(p<0.05);蛋黃漿質(zhì)凝膠彈性隨 NaCl添加量的增大基本不變;腌制組樣品的咀嚼性和膠黏性均低于0% NaCl組,但是隨著NaCl添加量的增加,未呈現(xiàn)直線下降趨勢;綜上,2%NaCl添加量時,漿質(zhì)凝膠質(zhì)構(gòu)特性最差,凝膠品質(zhì)降低。
蛋黃漿質(zhì)中,低密度脂蛋白含量高達(dá)85%,是蛋黃凝膠過程中起主要作用的蛋白質(zhì),其他蛋白質(zhì)并不直接參與蛋黃凝膠作用[17];在WAKMATU等[18]人的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)添加1%~2%NaCl時,形成低密度脂蛋白-水-NaCl復(fù)合物,會抑制低密度脂蛋白形成的凝膠,凝膠硬度、內(nèi)聚性等下降;同時在KITABATAKE等[19]人的研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)NaCl濃度較高時,NaCl使凝膠中出現(xiàn)不溶性凝集物,凝膠強(qiáng)度下降。因此,當(dāng)添加不同濃度的 NaCl時,維持低密度脂蛋白穩(wěn)定性的疏水相互作用被破壞,形成低密度脂蛋白-水-NaCl復(fù)合物,形成凝膠質(zhì)構(gòu)特性下降。
表1 不同NaCI濃度下蛋黃漿質(zhì)凝膠質(zhì)構(gòu) Table 1 Textural profiles of the egg yolk plasma gel with different concentration of NaCl treatment
由圖2可知,0%、0.5%、1%、1.5%、2% NaCl添加量下蛋黃漿質(zhì)粒徑分布情況。在 NaCl的添加量為0%時,粒徑呈現(xiàn)單峰分布,漿質(zhì)粒徑分布在1~100 μm之間,分布較好;這和PILLET E等人測定的蛋黃漿質(zhì)粒徑分布圖一致,均呈現(xiàn)較好單峰分布[17];當(dāng)加入NaCl后,逐漸出現(xiàn)兩個較小的峰,一個分布在1~10 μm,一個分布在100~1000 μm,粒徑分布圖峰向右移動,部分漿質(zhì)蛋白發(fā)生聚集,粒徑變大;同時由于Na+的加入增加了蛋白的溶解性,部分蛋白粒徑變小,形成 1~10 μm 的小峰。
圖2 不同濃度NaCI處理蛋黃漿質(zhì)粒徑分布圖 Fig.2 Particle size distribution of egg yolk plasma with different concentration of NaCl treatment
粒徑的分布反應(yīng)了蛋黃漿質(zhì)的穩(wěn)定性,Na+的作用使蛋黃的穩(wěn)定性破壞,當(dāng) NaCl濃度過高時,連接蛋黃顆粒高密度脂蛋白和卵黃磷蛋白的鈣磷橋被 Na+破壞,顆粒蛋白溶解度可達(dá)到80%以上,蛋黃稀釋靜置后漿質(zhì)與顆粒形成較為明顯的分層,產(chǎn)生如圖4所示現(xiàn)象,在MCBEE L E等人最為經(jīng)典的蛋黃漿質(zhì)與顆粒分離法中,選用0.17 M的NaCl作為稀釋劑[20],可見一定濃度的NaCl會影響漿質(zhì)溶液的穩(wěn)定性。
圖3 不同NaCI濃度下蛋黃稀釋靜置圖 Fig.3 Diluting statics of egg yolk solution with different concentration of NaCl treatment
從表2可以看出,隨著NaCl濃度的增加,蛋黃漿質(zhì)明度L*增加,漿質(zhì)顏色逐漸偏向紅黃色,其色澤整體變深。蛋黃的顏色是由于脂溶性類胡蘿卜素(葉黃素,包括玉米黃素、β-隱黃素以及少量的β-胡蘿卜素)的存在,其中脂類集中在蛋黃漿質(zhì)中[21],腌制會使蛋黃中脂質(zhì)浸出,脂溶性類胡蘿卜素溶解量加大,漿質(zhì)顏色由淡黃色變黃色、橙黃色,圖3中可以明顯看出蛋黃漿質(zhì)色度變化。
蔣勁松對咸蛋黃分離腌制過程中,也發(fā)現(xiàn)蛋黃明度隨腌制時間延長、腌制液濃度增加,明度增加,是因?yàn)橛坞x脂肪酸的析出[22];吳玲部分替代 NaCl腌制對蛋黃色度的變化中,蛋黃顏色由鮮鴨蛋的亮黃色變紅黃后逐漸變暗變深,當(dāng)咸蛋腌制成熟時,L*值變化較為緩慢[23],咸蛋腌制完成;腌制過程中,NaCl的脫水作用也會使蛋黃色素變濃,顏色變深。不同 NaCl濃度下蛋黃漿質(zhì)色度變化,反映了蛋黃在腌制過程中鹽濃度越高,游離脂肪酸析出越多,脂溶性類胡蘿卜素溶解增加,使得蛋黃漿質(zhì)明度增加,顏色偏向紅黃色。漿質(zhì)色度的變化體現(xiàn)著漿質(zhì)中脂質(zhì)變化、咸蛋腌制狀態(tài),而脂質(zhì)在蛋黃漿質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成中起到了填充作用,部分促進(jìn)了凝膠品質(zhì)形成。
表2 不同NaCI濃度下蛋黃漿質(zhì)色度變化 Table 2 Values of L*, a* and b* colour coordinates for the eggs yolk plasma with different concentration of NaCl treatment
通過SDS-PAGE凝膠電泳分析NaCl對蛋黃漿質(zhì)蛋白條帶的影響。通過以標(biāo)準(zhǔn)蛋白的相對遷移做為對照,可以看出蛋黃漿質(zhì)中主要為低密度脂蛋白和卵黃蛋白,分子量 175 ku、140 ku、70 ku、15 ku 為低密度脂蛋白的脫輔基蛋白質(zhì)[24],卵黃蛋白有三個異構(gòu)體,分別為α、β、γ,分子量為 85 ku、42 ku、65 ku,這和AMANDA關(guān)于蛋黃漿質(zhì)的SDS-PAGE圖一致[21]。蛋白樣品經(jīng)過 NaCl處理后,蛋白質(zhì)條帶沒有明顯變化,說明實(shí)驗(yàn)過程中 NaCl對蛋黃漿質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)并不造成影響。鄭華等的研究也表明,腌制過程中盡管食鹽對蛋黃蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)造成了一定程度的改變,但并未對蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生作用[6];則NaCl處理,并未對蛋黃漿質(zhì)凝膠蛋白質(zhì)肽鏈結(jié)構(gòu)造成影響。
圖4 不同NaCI濃度下蛋黃漿質(zhì)SDS-PAGE圖 Fig.4 SDS-PAGE patterns of egg yolk plasma with different concentration of NaCl treatment
圖5為不同腌制濃度下蛋黃漿質(zhì)的G’和G’的掃描頻率圖,對于某一確定粘彈性體系,G’與體系中交聯(lián)、纏結(jié)或聚集的彈性組分成比例;G’與體系中粘性成分有關(guān);G’和 G’可作為評價(jià)粘彈性流體彈性以及粘性的大小。
圖5中蛋黃漿質(zhì)所有樣品的G’和G’均隨著掃描頻率的增加而增加,且G’大于G’,可知蛋黃漿質(zhì)是彈性流體,這和WANG YL等[26]人研究結(jié)果一致;圖5中蛋黃腌制時間24 h后,腌制蛋黃漿質(zhì)儲能模量較新鮮蛋黃漿質(zhì)均下降,NaCl濃度升高,腌制蛋黃漿質(zhì)儲能模量升高,體系中交聯(lián)、聚集的彈性成分增加;損失模量在 NaCl的作用下變化較小,蛋黃漿質(zhì)粘性降低較少。
在蛋黃漿質(zhì)中含有較多的低密度脂蛋白,低密度脂蛋白懸浮在蛋黃溶液中,其具有形成凝膠的能力,當(dāng)經(jīng)過一段時間的腌制后,咸蛋黃轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥阅z[27]。KAEWMANEE等[28]人的研究中也發(fā)現(xiàn),當(dāng)NaCl添加量為1.5%時,蛋黃由溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z,蛋黃中漿質(zhì)流變學(xué)行為發(fā)生變化。AMANDA[21]對新鮮蛋黃漿質(zhì)中成分(lipidic paste)及顆粒進(jìn)行了頻率掃描,發(fā)現(xiàn)其G’及G’同樣隨著掃描頻率的增加而增加,且tanδ小于1,呈現(xiàn)類固體的性質(zhì);因此,當(dāng)NaCl腌制24 h處理后,蛋黃漿質(zhì)凝膠G’和G’均低于未處理組,形成凝膠交聯(lián)程度降低,凝膠性能下降;而當(dāng) NaCl濃度增加至一定值時,形成凝膠交聯(lián)聚集彈性成分增加,凝膠性能相對增強(qiáng)。
圖5 不同NaCI濃度蛋黃漿質(zhì)儲能模量(G′)與損失模量(G′′)變化 Fig.5 The changes of storage modulus (G’) and loss modulus(G’) of egg yolk plasma with different concentration of NaCl treatment
不同濃度 NaCl處理,蛋黃漿質(zhì)凝膠掃描電鏡圖(Scanning electron microscopy,SEM)如圖 6 所示,從圖中可以看出蛋黃漿質(zhì)凝膠中不規(guī)則蛋白分布;NaCl添加量為0%時,凝膠中蛋白呈現(xiàn)較小的粒徑,當(dāng) NaCl添加量增加時,蛋黃漿質(zhì)凝膠中部分蛋白顆粒粒徑變大,這和漿質(zhì)粒徑測量是一致的(圖2);當(dāng)NaCl添加到蛋黃中,蛋黃中的脂質(zhì)成分游離出來,覆蓋到蛋白表面,將蛋白中的孔洞填補(bǔ),使得漿質(zhì)凝膠表面更為緊縮、紋理粗糙,同時 NaCl的脫水作用使得這一現(xiàn)象更為明顯;AMANDA等[21]人的對新鮮蛋黃漿質(zhì)組分的 SEM 圖中,脂質(zhì)和蛋白在漿質(zhì)組分中也呈現(xiàn)不規(guī)則的塊狀分布。
圖6 不同濃度NaCI處理蛋黃漿質(zhì)掃描電鏡圖 Fig.6 Scanning electron microscopy of egg yolk plasma with different concentration of NaCl treatment
本實(shí)驗(yàn)通過對蛋黃分離腌制,運(yùn)用多種分析檢測手段,分析 NaCl處理后蛋黃漿質(zhì)色度、粒徑分布、流變性以及漿質(zhì)蛋白分布,蛋黃漿質(zhì)凝膠的保水性、凝膠質(zhì)地結(jié)構(gòu)特性以及凝膠微觀結(jié)構(gòu),來研究 NaCl處理對蛋黃漿質(zhì)凝膠的影響。主要研究結(jié)果如下:隨著NaCl添加量由0%增加至2%,蛋黃漿質(zhì)保水性隨NaCl濃度的增加而顯著增大(p<0.05);漿質(zhì)凝膠硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性均在 NaCl的作用下,凝膠系數(shù)下降,而彈性基本不變;流變學(xué)研究表明,蛋黃漿質(zhì)是彈性流體,一定量 NaCl腌制后,蛋黃漿質(zhì)凝膠性能下降;NaCl的作用會影響蛋黃漿質(zhì)粒徑分布,使部分蛋白分子產(chǎn)生聚集,粒徑變大;而對蛋白質(zhì)肽鏈結(jié)構(gòu)并不造成影響;NaCl處理后蛋黃漿質(zhì)中蛋白、脂質(zhì)隨著鹽的不斷滲入,蛋黃脫水,脂質(zhì)不斷分解,凝膠結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,蛋白粒徑變大,結(jié)構(gòu)粗糙,而游離出來的脂質(zhì)會使凝膠中蛋白顆粒包裹起來形成皺縮狀態(tài)。因此,0.5%、1%、1.5%、2%濃度NaCl腌制蛋黃,不僅降低了蛋黃漿質(zhì)形成凝膠質(zhì)構(gòu)特性,而且形成凝膠特性下降。