胡潔芳

（江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學院，南昌 330038）

0 引言

雞蛋中含有豐富的蛋白質(zhì)成分，作為一種食品的主要成分，雞蛋被廣泛應(yīng)用于食品中，它不僅具有提高營養(yǎng)價值的功能，并且具有改善食品品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)的功效。蛋清蛋白具有很強的乳化性與起泡性，在蛋糕、冰淇淋等泡沫型食品中的應(yīng)用相當普遍[1-2]。與植物蛋白相比，蛋清蛋白具有發(fā)泡性能好，無異味，使用范圍廣等諸多優(yōu)勢[3]。

泡沫通常是指氣泡分散在含有表面活性劑的連續(xù)液相或半固體的分散體系。蛋清的起泡性是應(yīng)用于食品加工的一項重要功能性質(zhì)，是影響許多糖食制品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素[4]。蛋白質(zhì)能作為起泡劑主要取決于蛋白質(zhì)的表面活性和成膜性，例如雞蛋清中的水溶性蛋白質(zhì)在雞蛋攪打過程中導致蛋白質(zhì)變性，使蛋白質(zhì)逐漸凝固在氣液界面間形成有一定剛性和彈性的薄膜，從而使泡沫穩(wěn)定[5]。

蛋清作為食品中重要的配料，起泡性是其重要的功能特性之一，蛋清起泡性越好，相同質(zhì)量的蛋清液在制備蛋糕的過程中得到的蛋糕體積越大，因此蛋清起泡性的好壞程度將直接影響蛋清粉在市場上的競爭力[6]。然而影響起泡性的因素多且不易控制，其在實際生產(chǎn)中還沒有統(tǒng)一的檢測方法[7]。

本實驗主要進行了微波糖基化對美拉德反應(yīng)來提高蛋清起泡性的研究。美拉德反應(yīng)是一種在食品工業(yè)中常見的蛋白質(zhì)糖基化反應(yīng)，是醛糖對蛋白質(zhì)氨基（主要為Lys 的氨基）的改性反應(yīng)[8]。蛋白糖基化是蛋白質(zhì)在糖或活性二羰基化合物的作用下，蛋白質(zhì)中的氨基酸殘基與活性羰基作用引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及生物學功能改變的反應(yīng)[9]。通過四個單因素試驗，并測定蛋清起泡后泡沫高度，最終選出最佳糖添加量及最佳微波條件。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料

新鮮雞蛋，購于農(nóng)貿(mào)市場；葡萄糖、蔗糖、D-（+）-木糖均為分析純（成都市科龍化工試劑廠）。

1.1.2 試驗儀器

IKA?T25digital 分散機、XH-100B 型祥鵠電腦微波催化合成萃取儀、海爾立式超低溫保存箱、FD-1A-80型真空冷凍干燥機、紅外光譜分析儀等。

1.2 試驗方法

1.2.1 技術(shù)路線

將蛋清與水按照體積比1:1于燒杯中攪拌均勻→蛋清液→添加糖→微波糖基化→測定蛋清的起泡性。

1.2.2 空白實驗

本試驗選擇了不添加糖、添加糖且糖添加量為1.0%（相對于蛋清質(zhì)量比），在不微波固定條件下進行糖基化反應(yīng)，以探討微波糖基化對美拉德反應(yīng)提高蛋清起泡性的影響。

1.2.3 糖的選擇

本試驗選擇了葡萄糖、木糖、蔗糖三種還原性糖，在糖添加量1.0%、微波條件（40s、50℃、800 W）下進行糖基化反應(yīng)，篩選出效果最好的糖作為工具糖。

1.2.4 糖添加量單因素試驗

本試驗選擇了0.5%、0.75%、1.0%、1.25%、1.5%五個糖添加量，在微波條件（40s、600W、50℃）下進行糖基化反應(yīng)，以探討糖添加量對提高蛋清起泡性的影響。

1.2.5 微波功率單因素試驗

本試驗選擇了300W、400W、500W、600W、700W五個微波功率，在糖添加量1.25%、40s、50℃下進行糖基化反應(yīng)，以探討微波功率對提高蛋清起泡性的影響。

1.2.6 微波溫度單因素試驗

本試驗選擇了30℃、40℃、50℃、60℃、70℃五個微波時間，在糖添加量1.25%、40s、600W條件下進行糖基化反應(yīng)，以探討微波溫度對提高蛋清起泡性的影響。

1.2.7 微波時間單因素試驗

本試驗選擇了30s、40s、50s、60s、70s 五個微波時間，在糖添加量1.25%、600W、50℃下進行糖基化反應(yīng)，以探討微波時間對提高蛋清起泡性的影響。

三是明確監(jiān)管職責，規(guī)范資金管理流程。根據(jù)省政府確定的資金、項目、責任、管理、招投標“五到縣”的管理機制和《財政扶貧資金管理辦法》，按照權(quán)責對等的原則落實各部門監(jiān)管責任，對工作推進緩慢、責任落實不到位的進行問責追責，發(fā)現(xiàn)問題及時通報，限期整改。

1.2.8 紅外光譜試驗

稱取適量樣品，加入一定量的溴化鉀，研磨成均勻的粉末，壓成薄片，在紅外光譜儀中進行掃描并得出光譜圖。

1.3 起泡性的測定

取20ml樣品溶液于離心管中，在高速分散機中攪拌1.5min，轉(zhuǎn)速16400r/min，迅速用直尺測出攪拌結(jié)束時泡沫高度并記錄，靜置30min 后再測泡沫高度并記錄，其起泡性和泡沫穩(wěn)定性按照下列公式計算[11]：

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

以上試驗均重復(fù)3 次，采用SPSS19.0 專業(yè)版對數(shù)據(jù)進行方差顯著性分析，各數(shù)據(jù)取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖的選擇結(jié)果

不同處理條件（含空白試驗）對糖基化反應(yīng)提高蛋清起泡性的影響（見圖1）。

圖1 七個不同處理條件對蛋清起泡性的影響

在圖1 中，比較1、2、3、4 實驗組的起泡高度可以得出：添加糖能夠顯著提高蛋清的起泡性。再將2 與5、3 與6、4 與7 進行比較，可以得出：經(jīng)過微波加熱的蛋清起泡高度明顯高于前者，即微波處理對提高蛋清起泡性有極顯著的影響。最后，將5、6、7 實驗組間作對比，可以得出：三種糖作用于蛋清后的起泡高度差異性極顯著，且葡萄糖為最優(yōu)工具糖。

2.2 糖添加量對蛋清起泡性的影響

在其他反應(yīng)因素固定的情況下，不同糖添加量對蛋清起泡性的影響分析見圖2。

圖2 不同糖添加量對蛋清起泡高度的影響

從上述實驗得出最佳效果糖是葡萄糖，因此對其添加量進行了實驗分析。由圖2 可以看出，糖添加量在0.50%到1.00%之間的起泡高度差異不明顯，增加到1.25%時起泡高度最高，之后隨著添加量的增加，起泡高度反而呈現(xiàn)下降趨勢。由圖還可以看出，總體泡沫穩(wěn)定性很好，只有在糖添加量1.00%時稍微低點但也達到了73.17%。

2.3 微波功率對蛋清起泡性的影響

在其他反應(yīng)因素固定的情況下，不同微波加熱功率對蛋清起泡性的影響分析見圖3。

圖3 不同微波功率對蛋清起泡高度的影響

由圖3實驗結(jié)果得出，蛋白質(zhì)糖基化以后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而部分展開，提高了大分子的表面活性，從而使起泡性得以提高。微波功率在300W到600W之間時，泡沫高度隨加熱功率的增加而增加，泡沫高度達到了5.8cm，之后又開始下降。而泡沫穩(wěn)定性沒有太大差異，整個曲線波動起伏平緩，主要在74.00%左右波動。綜合可知，微波功率為600W時，對提高蛋清起泡性最明顯。

2.4 微波溫度對蛋清起泡性的影響

在其他反應(yīng)因素固定的情況下，不同微波加熱溫度對蛋清起泡性的影響分析見圖4。

圖4 不同微波溫度對蛋清起泡高度的影響

由圖4實驗結(jié)果看出，溫度處于50℃時，泡沫高度最大，達到5.23cm。當溫度小于50℃，糖基化復(fù)合物的起泡性明顯升高，這是因為分子中親水基團數(shù)量增加使蛋清起泡性得到了改善。當溫度超過60℃后，實驗中發(fā)現(xiàn)蛋清部分變性。但是此時泡沫穩(wěn)定性卻沒有降低是因為泡沫穩(wěn)定性是以百分比計的，不一定呈下降趨勢。綜合可知，溫度為50℃時，蛋清起泡性最好。

2.5 微波時間對蛋清起泡性的影響

在其他反應(yīng)因素固定的情況下，不同微波加熱時間對蛋清起泡性的影響分析見圖5。

圖5 不同微波時間對蛋清起泡高度的影響

由圖5 可知，加熱時間越短，泡沫高度越小，3.76cm 接近于沒有微波加熱的泡沫高度值。隨著時間的增加，泡沫高度也在增加，在50s時達到最大值。隨后又抑制了蛋清的起泡，泡沫高度開始下降。但是微波時間在50s～70s 之間時，泡沫穩(wěn)定性沒有太大影響，均在67.5%上下波動?？芍?，微波時間為50s時，糖基化產(chǎn)物起泡性改善最明顯。

2.6 改性蛋清粉結(jié)構(gòu)的分析

為了探究微波糖基化蛋清粉與未改性蛋清粉結(jié)構(gòu)上的差異，及其糖基化結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，作出了產(chǎn)品的紅外光譜分析圖，見圖6。

圖6 改性蛋清粉與未改性蛋清粉的紅外光譜對比

由圖6 可知，當?shù)扒宓鞍着c葡萄糖進行糖基化反應(yīng)后，最直觀的表現(xiàn)是蛋白質(zhì)的多肽鏈上引入了多糖的羰基，在紅外光譜上表現(xiàn)為在波數(shù)在1156～900cm-1處出現(xiàn)吸收峰。在波數(shù)3700～3500cm-1處是N-H 的吸收峰，氨基脫去了一個氫，說明這里基團發(fā)生了反應(yīng)。在波數(shù)1600～1850cm-1處C=O 的伸縮振動減弱，說明此處基團發(fā)生了反應(yīng)，同時波數(shù)在1276.65cm-1處出現(xiàn)了較強的吸收，這是O-H面內(nèi)變形振動造成的。因為當?shù)鞍着c糖反應(yīng)時糖末端的羰基與蛋白的氨基以化學共價鍵結(jié)合，從而引起糖末端羰基產(chǎn)生變形振動。

蛋白質(zhì)的特征吸收譜帶酰胺區(qū)1600～1700cm-1波數(shù)范圍可以反應(yīng)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化，1656.9cm-1峰來自于α-螺旋或無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。而糖基化的吸收峰發(fā)生移動，說明α-螺旋或無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)有很大的提高。也就是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的β-折疊有部分轉(zhuǎn)化成了α-螺旋或無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)[12]。這可能是因為蛋白分子與鄰近的分子形成分子內(nèi)β-折疊，沒有參與反應(yīng)的多糖分子與蛋白分子形成氫鍵，這樣也許會減少蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間的相互作用，從而導致β-折疊含量減少，α-螺旋或無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)增加[12]。

3 結(jié)論

3.1 本實驗以葡萄糖為糖基供體，對雞蛋清進行了微波糖基化改性，分析了葡萄糖添加量、微波時間、功率、溫度對蛋清起泡性的影響，確定了最佳糖基化改性條件為葡萄糖添加量1.25%、微波糖基化條件為50℃、600W、50s。蛋清的起泡高度由最初的2.0cm 增加到5.4cm，其起泡性提高了170%。

3.2 紅外光譜分析證明了蛋清中的蛋白質(zhì)以共價鍵的結(jié)合方式成功接入了糖分子，即糖末端的羰基與蛋白的氨基相連，生成了糖基化產(chǎn)物。