稳定剂对蛋白液鸡蛋干质构特性的影响

唐宏刚 郭诗纯 杨慧娟 肖朝耿 卢文静 谌 迪 陈黎洪

(浙江省农业科学院食品科学研究所,浙江 杭州 310021)

鸡蛋含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等营养成分,尤其氨基酸的组成比例符合人体所需,是一种质优价廉的蛋白质来源[1]。目前,随着生活水平的不断提高,以鸡蛋为原料生产的休闲类食品如蛋干、蛋肠等越来越受消费者的青睐。鸡蛋干是以全蛋液或蛋清为主要原料,通过加热到一定程度使蛋白变性凝固形成凝胶后,经卤制、烘制、高温杀菌等工艺加工而成的新型蛋制品,产品保留了鸡蛋的营养价值,同时延长了保质期[2]。鸡蛋干的外观、色泽与传统的豆腐干相类似,但具有风味独特、口感弹滑细腻、营养价值更高等特点[3-4]。鸡蛋干除作为休闲食品外,还能够佐餐配菜,适合多种烹调方法,满足不同人群的口味需求,具有广阔的市场前景[5]。

质构特性对蛋制品的品质具有重要意义。就鸡蛋干而言,硬度、韧性、持水性等是衡量产品品质的主要参数,尤其硬度是一项重要的评价指标[6]。目前在鸡蛋干品质提升方面,研究人员大多以全蛋液作为主要原料,分析不同配方[7-8]、加工工艺及参数[9-10]对产品色泽、质构和感官等的影响,而有关蛋白液鸡蛋干质构特性的研究报道较少。张强等[11]为了开发低胆固醇方便即食蛋制品、扩大蛋白液的利用范围,研究了添加剂、干物质含量、熟制和卤制工艺方式对蛋白液鸡蛋干感官评价和质构参数的影响,确定了关键加工工艺参数。本研究以鸡蛋蛋白液为原料,通过添加不同比例的水、NaCl 以及稳定剂制备鸡蛋干,分析产品感官评分以及硬度、胶着性、咀嚼性等参数的差异,明确稳定剂对蛋白液鸡蛋干质构特性的影响,以期为改善鸡蛋干的质构特性,有效提升产品品质提供相关理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜鸡蛋,购于杭州华润万家超市;食糖、生抽、老抽、味精、香辛料(陈皮、桂皮、八角、花椒等)、生姜,购于当地食品市场;NaCl(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;复合磷酸盐,徐州添安食品添加剂有限公司;谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG 酶),泰兴市东圣生物科技有限公司;瓜尔豆胶,河南奥尼斯特食品有限公司;结冷胶,河南彩鑫生物科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

AL204 电子分析天平,塞多利斯科学仪器(北京)有限公司;KQ-100E 超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;C21-WK2102 电磁炉,广东美的生活电器制造有限公司;DHG-9240A 电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;YXQ-SG46-280S 压力蒸汽灭菌锅,上海博迅实业有限公司;TA.XT.Plus 型质构仪,英国Stable Micro System 公司。

1.3 试验方法

1.3.1 鸡蛋干加工工艺流程 原料蛋→打蛋→蛋清液预处理→纱布过滤→配料→入模→加热成型→冷却、脱模→卤制→烘制→真空包装→杀菌→检验→成品。

1.3.2 操作要点 1)蛋清液预处理:将蛋黄与蛋清分离,然后采用两层纱布过滤,再选用四层纱布过滤,去除蛋壳等异物;2)配料:为避免NaCl、稳定剂溶解不均匀,先将其配制成溶液,充分溶解后缓慢加入蛋清液中;3)入模:将配好的料液缓慢倒入模具中,避免气泡产生;4)加热成型:蒸煮时间12 min,电磁炉功率1 600 W;5)脱模:冰水浴冷却,脱模时防止蛋干破损;6)卤制:将脱模后的鸡蛋干放入预先备好的卤汤,卤汤中调味料及香辛料的添加比例为:食糖3%、老抽2%、生抽1%、味精0.5%、生姜0.3%、八角0.5%、桂皮0.6%、陈皮0.4%、花椒0.2%,采用三段式卤制方式,即煮制1 h、放置1 h、再煮制1 h;7)烘制:80℃烘箱中烘制15 min;8)杀菌:采用高压蒸汽灭菌,温度121℃,杀菌时间40 min。

1.3.3 试验方案 浙江省农业科学院食品科学研究所畜产品加工实验室已开展的前期试验表明(未发表),当加水量为10%～15%、NaCl 添加量为1.5%～2.0%时,鸡蛋干较易脱模,且破损率低。取等量经纱布过滤的蛋清液,以蛋清液质量为基准,加入不同比例的蒸馏水(8%、10%、12%、14%、16%)、NaCl(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)进行单因素试验;并在水12%、NaCl 2.0%的添加量下,分别添加复合磷酸盐(0、0.20%、0.25%、0.30%)、TG 酶(0、0.20%、0.25%、0.30%)、瓜尔豆胶(0、0.20%、0.25%、0.30%)、结冷胶(0、0.10%、0.15%、0.20%),经加热成型、卤制、烘制及杀菌处理,得到鸡蛋干样品,待测。

1.3.4 感官评价 感官评价小组由经过专门培训的8 名品评员组成。将鸡蛋干样品随机编号,置于纸盘中,品评员从颜色、组织状态、气味以及口感方面单独进行评分,相互之间不交流,样品评定后用清水漱口,2个样品评价间隔不少于5 min。具体评分标准见表1,取平均值作为样品的最终评分。

表1 感官评价评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation

1.3.5 质构特性分析 参照Li 等[12]的方法,并作适当改动。室温下将鸡蛋干切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 的正方体,所得样品置于质构仪探头正下方的平台上,以2 mm·s-1的速度压缩2 倍至原始高度的50%,触发点负载为5 g,2 个压缩循环间隔5 s,测试探头SMS-P/35;通过软件由力-时间变形曲线计算硬度、胶着性、咀嚼性、弹性、粘聚性、回复性等参数,每组设3个平行。

1.4 数据分析

采用SPSS 17.0 软件对所得数据进行方差分析,若差异显著(P＜0.05),则进行Tukey 多重比较法检验各组数据间的差异性,显著性水平为P＜0.05。数据采用平均值±标准差表示。采用Microsoft Excel 2010 软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 水添加量对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

由图1 可知,随着水添加量的增加,鸡蛋干的感官评分呈先升高后降低的趋势;当水添加量为12%～14%时,样品的感官评分较高,显著高于其他组(P＜0.05)。由表2 可知,随着水添加量的增加,鸡蛋干硬度、胶着性、咀嚼性和回复性均呈逐步下降趋势;水添加量介于8%～14%时,鸡蛋干的弹性与水添加量呈正相关,当水添加量再增加时,弹性则显著下降;鸡蛋干的粘聚性在水添加量为12%、16%时均相对较低,分别为0.33、0.32。表明在鸡蛋干的加工过程中,水添加量能够显著影响产品的感官评分与质构特性。

图1 不同水添加量鸡蛋干的感官评分Fig.1 Sensory score of egg curd with different water addition content

表2 水添加量对鸡蛋干质构的影响Table 2 Effect of water addition content on texture of egg curd

2.2 NaCl 添加量对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

由图2 中可知,随着NaCl 添加量的增加,样品的感官评分呈先升高后降低的趋势;NaCl 添加量为1.5%、2.0%的两组样品感官评分较高,且组间差异不显著;当NaCl 添加量为2.5%时,感官评分降低。由表3 可知,随着NaCl 添加量的增加,鸡蛋干的硬度呈先降低后略有升高的趋势,且升高差异不显著;胶着性和咀嚼性呈先升高后降低的趋势,均在添加量为1.5%时达到最大;弹性随着NaCl 添加量的增加呈增大趋势,在1.5%～2.5%范围内,差异不显著;NaCl 添加量为1.5%、2.0%时,粘聚性和回复性均相对较大。综上,较高的NaCl 添加量将使鸡蛋干感官评分下降,并显著影响除弹性之外的其他质构参数。

图2 不同NaCl 添加量鸡蛋干的感官评分Fig.2 Sensory score of egg curd with different NaCl addition content

2.3 复合磷酸盐对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

由图3 可知,试验各组样品的感官评分均显著高于CK(P＜0.05),其中0.20%添加量组感官评分相对最高。由表4 可知,与CK 相比,添加复合磷酸盐的鸡蛋干硬度、弹性均显著增大,而粘聚性和回复性均显著降低(P＜0.05),其中,硬度与复合磷酸盐的添加量呈正相关;各试验组鸡蛋干的弹性差异不显著。随着复合磷酸盐添加量的增加,胶着性呈先下降再上升的趋势;鸡蛋干咀嚼性在复合磷酸盐添加量为0.30%时显著增加。表明添加适量复合磷酸盐的有助于提高鸡蛋干的感官评分,同时改善其质构特性。

表3 NaCl 添加量对鸡蛋干质构的影响Table 3 Effect of NaCl content on texture of egg curd

图3 不同复合磷酸盐添加量鸡蛋干的感官评分Fig.3 Sensory score of egg curd with different compound phosphates addition content

2.4 TG 酶对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

由图4 可知,与CK 相比,添加0.20%TG 酶的蛋干样品感官评分变化不显著;添加量为0.25%、0.30%两组感官评分显著提高,且添加量为0.25%时感官评分最高。由表5 可知,随着TG 酶添加量的增加,鸡蛋干的硬度呈先上升后下降的趋势,添加量为0.25%时出现最大值;0.25%添加量组的咀嚼性、弹性均显著高于其他各组。添加TG 酶试验组的蛋干粘聚性均显著低于CK,且与TG 酶添加量呈明显的正相关。与CK相比,当TG 酶添加量为0.25%、0.30%时,胶着性显著增加,且两组间差异不显著。表明添加一定比例的TG 酶能够有效提升鸡蛋干的感官品质,显著提高硬度、弹性、咀嚼性等主要质构参数。

表4 复合磷酸盐添加量对鸡蛋干质构的影响Table 4 Effect of compound phosphates content on texture of egg curd

2.5 瓜尔豆胶对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

图4 不同TG 酶添加量鸡蛋干的感官评分Fig.4 Sensory score of egg curd with different glutamine transaminase addition content

由图5 可知,随着瓜尔豆胶添加量的增加,鸡蛋干的感官评分逐渐升高之后趋于平稳,添加量为0.25%、0.30%两组样品感官评分差异不显著。由表6可知,添加瓜尔豆胶同样能够显著提高蛋干样品的硬度、胶着性、咀嚼性以及弹性,显著降低其回复性。随着瓜尔豆胶添加量的增加,试验组鸡蛋干的硬度、弹性、回复性变化较小,组间差异不显著;胶着性和咀嚼性呈先上升后下降的趋势,且均在添加量为0.25%时出现最大值;粘聚性在添加量为0.20%时相对较低,其他各组间差异不显著。表明在鸡蛋干加工配方中添加瓜尔豆胶能明显提高感官评分,但瓜尔豆胶添加量对鸡蛋干的质构未产生明显影响。

表5 TG 酶添加量对鸡蛋干质构的影响Table 5 Effect of glutamine transaminase content on texture of egg curd

图5 不同瓜尔豆胶添加量鸡蛋干的感官评分Fig.5 Sensory score of egg curd with different guar gum addition content

2.6 结冷胶对鸡蛋干感官评分、质构特性的影响

由图6、表7 可知,添加结冷胶对鸡蛋干样品的感官评分、质构参数具有显著的影响。随着结冷胶用量的增加,感官评分先上升后下降,添加量为0.10%时评分显著高于其他组(P＜0.05),当添加量增加至0.20%时,感官评分显著低于CK(P＜0.05)。随着结冷胶添加量的增加,鸡蛋干的硬度和弹性均呈先上升后下降的趋势,当添加量为0.15%时,硬度和弹性达到最大。试验组鸡蛋干的胶着性、咀嚼性和粘聚性均随结冷胶用量的增加而显著下降(P＜0.05)。与CK相比,结冷胶添加量为0.15%、0.20%时回复性显著下降(P＜0.05)。表明添加较低比例的结冷胶能够有效改善鸡蛋干的感官和质构特性,当添加量较大时反而具有明显的负面作用。

表6 瓜尔豆胶添加量对鸡蛋干质构的影响Table 6 Effect of guar gum content on texture of egg curd

图6 不同结冷胶添加量鸡蛋干的感官评分Fig.6 Sensory score of egg curd with different gellan gum addition content

3 讨论

硬度、胶着性、咀嚼性、弹性、粘聚性、回复性等是表征鸡蛋干质构特性的参数,其中咀嚼性是模拟咀嚼样品时最重要的指标,弹性、硬度是较为重要的指标,胶着性、粘聚性、回复性对品质影响相对较小[13]。咀嚼性是模拟将样品咀嚼至可吞咽时需做的功,与硬度、内聚性和弹性有关;弹性是表示样品经压缩后恢复为原状的能力;硬度与胶体凝胶强度呈正相关,硬度越大意味着凝胶体系的网络结构更加致密、坚实[14];胶着性的大小受硬度和内聚性的影响,粘聚性(内聚性)表示样品经过压缩变形后对再次压缩的抵抗能力,通常反映其保持完整凝胶网络结构的能力;回复性能够赋予样品独特的口感[15-16]。

表7 结冷胶添加量对鸡蛋干质构的影响Table 7 Effect of gellan gum content on texture of egg curd

鸡蛋蛋白液加热变性后,蛋白质分子会发生聚集,得到能够保留大量水分的三维网状结构,形成稳定的蛋白凝胶。蛋白凝胶结构的稳定性主要取决于蛋白分子间引力和斥力的相互平衡,其中引力主要来自氢键、共价键和疏水作用[17]。在蛋白液鸡蛋干加工过程中,如果水的添加量较低,蛋白液将不能形成较好的凝胶结构,尤其当水添加量≤10%时,鸡蛋干表面粗糙、无光泽,硬度较高且弹性不足。随着水添加量增加,鸡蛋蛋白的浓度不断下降,蛋白分子间的疏水作用减弱,以氢键相结合的几率减小,β-折叠结构交联相应减少,导致蛋白质凝胶结构受到影响[2]。但水添加量过高时,鸡蛋干产品软塌、组织结构不紧密,脱模损失率高。为使产品的感官评分相对较高,弹性、咀嚼性和回复性较好,硬度、胶着性和粘聚性适中,综合考虑水添加量为12%较为适宜。

NaCl 在鸡蛋干制作过程中不仅具有调味作用,还有利于蛋清蛋白结构变化和凝胶的形成。研究表明,NaCl 对受热后的蛋清形成凝胶结构的影响主要是基于Na+对蛋白负电荷的屏蔽作用[18]。在一定浓度范围内,NaCl 通过中和蛋清蛋白表面的电荷,使蛋白分子间的引力增强,促进聚集形成凝胶;而较高浓度的NaCl 将起到稳定蛋白质分子构象的作用,使凝胶结构不易形成[19]。本研究发现,当NaCl 添加量达1.5%后,鸡蛋干的弹性基本稳定,而硬度、咀嚼性等明显下降,这与黄群等[20]的研究结果一致。结合感官评定结果,确定NaCl 最佳添加量为1.5%。

生产工艺不当,往往会导致鸡蛋干成品出现色泽暗淡、口感粗糙、嚼劲不足等现象。在加工过程中适当使用添加剂能够解决上述问题,有效提升产品品质。磷酸盐应用于蛋制品,具有改善口感、提高持水性等作用,其机理在于:使体系pH 值升高,偏离蛋白质等电点,促进蛋白质的交联;通过提高离子强度使蛋白质疏水基团更易暴露,利于二硫键形成[21-22]。王也等[8]通过添加单一磷酸盐,能起到显著改善鸡蛋干质构特性和色泽的效果。本研究结果表明,添加一定比例的复合磷酸盐同样能使鸡蛋干感官评分提高,且硬度、弹性和粘聚性等均得到改善。但过量添加复合磷酸盐会对鸡蛋干风味、色泽产生不利影响,且人体摄入磷酸盐过多时会降低机体对钙的吸收。总体来说,当复合磷酸盐添加量为0.2%时感官评分最高,此条件下质构特性也相对较好。

TG 酶作为食品添加剂已广泛应用于植物蛋白制品、肉制品、乳制品等的加工中,在蛋制品加工中的研究报道较少。TG 酶能够催化酰基转移反应,促使蛋白质分子内、分子间及与氨基酸之间发生交联,改变蛋白的功能性质,进而改善蛋白制品的品质[23]。本研究发现,添加0.25% TG 酶效果最佳,鸡蛋干质构重要评价指标(硬度、咀嚼性、弹性)的数值均明显增大,其原因可能是TG 酶使蛋清中小分子蛋白质发生了交联,形成分子量相对较大的分子,导致内部空间网络结构更加致密[24]。但当TG 酶添加量达0.30%时,鸡蛋干的质构参数呈下降趋势,其具体机理有待进一步深入探讨。

瓜尔豆胶是从豆科植物瓜尔豆的种子中所提取的一种亲水性多糖,在食品中常用作稳定剂及增稠剂,起到改善产品的组织结构及口感的作用[25]。已有研究表明,在鱼糜中添加瓜尔豆胶对其凝胶强度、质构特性的影响不明显,由于瓜尔豆胶具有很好的粘性,能够随着温度的升高吸附一定水分,一般情况下不能形成凝胶[26]。本研究将瓜尔豆胶添加至鸡蛋蛋白液,制得的鸡蛋干质构特性明显改善,可能是瓜尔豆胶能够与蛋清蛋白形成有序的三维网络结构。瓜尔豆胶分子间斥力小,随着添加量的增加,胶体分子聚集增多,网络结构变得更为致密[27],鸡蛋干的质构特性进一步得到改善。基于成本方面的考虑,瓜尔豆胶适宜添加量为0.25%。

结冷胶是一种稳定性良好的新型微生物胞外多糖,具有耐酸、耐高温、添加使用量小等特点,因其独特的性质作为凝胶剂和结构剂广泛应用于食品工业[28-29]。Babaei 等[30]报道,蛋清蛋白/结冷胶复合水凝胶比单一的蛋清蛋白凝胶具有更高的硬度和更好的持水力。本研究发现,加入一定比例的结冷胶,鸡蛋干产品的质构特性明显改善;当添加量达0.20%时,质构参数出现不同程度的下降,部分参数数值甚至低于未添加组,具体原因需要通过考察凝胶微观结构、比较蛋清蛋白二级结构变化等进行深入分析。为有效改善鸡蛋干的质构和感官,结冷胶的添加量不宜过大,以0.10%较合适。

为了使蛋白液鸡蛋干的质构特性得到更好地改善,同时降低生产成本,今后将开展不同稳定剂的协同作用研究,并在此基础上筛选稳定剂复配的最佳组合。

4 结论

本研究表明,采用不同配方制备的蛋白液鸡蛋干在感官、质构特性方面具有明显差异。鸡蛋干的感官评分和质构参数均随着水、NaCl 的添加量变化发生明显改变,水添加量12%、NaCl 添加量1.5%条件下,鸡蛋干的颜色、组织状态、气味、口感以及质构参数相对较好。与不添加稳定剂的CK 相比,在蛋白液中添加适量的复合磷酸盐、TG 酶、瓜尔豆胶、结冷胶均能够有效提升鸡蛋干产品的品质,综合考虑感官评分与质构参数,4 种稳定剂的最佳添加量分别为0.20%、0.25%、0.25%和0.10%。