高乳化性蛋黄粉生产技术

1、高乳化性蛋黄粉生产技术谢黎勇, 马美湖, 陈 杰, 黄小波, 杨淑芳( 湖南农业大学食品科技学院, 湖南长沙410128)近年来, 干蛋品工业有了很大的发展, 在众多的干蛋品中, 蛋黄粉是其中的重要组成部分。 蛋黄粉主要含有30%左右的蛋白质和38%左右的 甘油酯以及19%左右的磷脂, 还有少量的糖类、矿 物质、维生素、色素、酶等。蛋黄粉是一种营养价值很高的食品, 同时作 为一种天然的食品乳化剂在食品加工中有着广 泛的应用。蛋黄粉主要用于食品工业原料及医药 业提取卵磷脂, 在食品工业中烘焙食品、冷饮( 冰 淇淋、雪糕) 及全价营养配方食品等。蛋黄粉的乳 化性主要是脂蛋白质 ( 尤其是占总蛋白质

2、65%的 低密度脂蛋白) 及其组分卵磷脂 ( 约占磷脂的75%) 的作用, 蛋白质对乳化作用的贡献比磷脂更 大。对于蛋制品而言, 巴氏杀菌是提高制品微生 物指标不可缺少的一步。然而, 蛋黄在65 前后 开始凝固, 其乳化能力大为下降, 尤其对于油含 量很高的制品, 如蛋黄酱( 油含量达到70%80%的 o /w 的体系) , 其对蛋黄的乳化要求很高, 巴氏杀 菌很容易影响产品性能。因为杀菌强度太低, 会 不利于产品的货架期; 杀菌强度太高则导致产品 分层, 严重影响感官品质。现有工艺技术生产的蛋黄粉主要缺 少 食 品 生产需要的物理功能, 在冷水、温水、热水中的分 散性及分散后的耐热性 ( 受

3、热后分散性遭到破 坏, 不能充分分散, 形成絮凝物蛋花 ) , 这 对 于生产冷饮及配制营养食品极为不利, 在烘焙食 品中也影响面团的特性及烘烤制品色泽, 即影响 了蛋黄粉的应用范围, 也限制了蛋黄粉产业的发 展, 缩小了蛋黄粉应有的市场。食品原材料物理功能的改变可以极 大 地 影 响其应用前景并左右后续产品的质量, 因此开发高乳化性蛋黄粉的生产技术将大大改善国内外蛋黄粉产业的发展, 由于其乳化性和热稳定性, 可以使之开发出高冲调性的复合营养食品及全 价营养粉; 冰淇淋会更细腻可口、膨化度提高; 烘 焙食品口感与色泽更好。1高乳化性蛋黄粉的研究现状蛋黄液自身乳化体系的特性是研究开发高乳化性蛋黄

4、粉的理论基础。Marc Anton( 1999) 等 1 研究了pH 值对蛋黄水包油乳化剂的表面层的组成 和品质的影响。主要测定了pH 3、pH 6、pH 9时蛋黄 乳化液表面层蛋白浓度和组成、表面张力的改变 和油滴直径等参数。研究表明: pH 6时, 表面层吸 收 了 蛋 黄 中 除 去 卵 黄 高 磷 蛋 白 所 有 的 蛋 白 质 ; pH 3时界面的蛋白质主要是卵黄高磷蛋白; pH 9 时是一些LDL和H DL的脱辅基蛋白。利用pH 值调 节表面层蛋白质成分主要是通过改变导致它们 产生排斥或二聚作用的网络电荷来实现的。热稳定性是开发高乳化性蛋黄粉需 要 解 决 的重要问题之一。Lydi

5、a Campbell( 2005) 等 2 研究 了热处理对蛋黄稳定性和乳化性的影响。在不同 温度及不同的糖、盐浓度下, 对鸡蛋的悬浮液和 蛋黄进行加热。结果表明在加工过程中, 添加糖 和盐, 鸡蛋蛋白可以经受住剧烈的热处理。在一定 的糖和盐浓度下, 鸡蛋和蛋黄悬浮液可以在80 下加热2 min。糖和高浓度的盐对推迟鸡蛋蛋白质 变性具有影响, 同时增加热稳定性。同时, 结果也 显示尽管有剧烈的热处理, 但在添加糖和盐的情 况下鸡蛋蛋白质仍然可以形成稳定的乳化剂。在 热处理过程中, 在特定的温度和时间条件下, 糖、 盐的浓度与溶液的离子强度和鸡蛋蛋白质变性 程度具有相关性, 蛋白质变性的程度反过

6、来又决 定了表面层对蛋白的吸收量。收稿日期: 2007- 01- 16中国家禽2007 年第 29 卷第 5 期China Poultry Vol.29,No.5.2007产品加工Fabien Guilmineau ( 2005) 等 3 研究了加热时间和其他因素对蛋黄乳化液的影响。其研究结果 表明, 随着蛋黄蛋白质变性的程度的增大, 表面 层蛋白质的浓度随之增大, 这被认为是造成油滴 间胶质相互作用改变的原因; 在其他因素下, 加 热过的蛋黄比天然蛋黄更为显著地造成表面层 蛋白浓度的增加, 表面层蛋白浓度的增加对乳化 剂的凝聚特征、热流变学特性和凝乳的稳定性有 重要的影响。国内对高乳化性蛋黄

7、粉的研究较少, 完全以 制备高乳化性蛋黄粉为目的研究至今尚无报道。 国外对这一方面的研究大部分集中在理论阶段, 日本在这项研究上有较大进展。目前, 已经有相 关专利产品。日本开发出的一系列含蛋黄的乳化食品, 其 中包括粉状食品和液体饮料, 它们大多数通过添 加其他物质来制备乳化液。美国也有相关专利产 品的报道。中所带的净电荷数量增加, 它们通过静电斥力阻止了油滴间的聚合, 提高了乳化能力。如胰酶水 解可改变相对分子质量, 增加表面疏水性, 提高 大豆分离蛋白的溶解度和乳化活力 5 。3.2脂蛋白酶法改性的工艺流程鲜蛋的预处理打蛋蛋黄液搅 拌过滤蛋黄液预处理加入蛋白酶灭酶巴氏杀菌冷却喷雾干燥出粉

8、二次干燥造 粒化冷却过筛包装成品蛋粉。4蛋黄液改性生产高乳化性蛋黄粉的技术方法4.1蛋黄液改性的路线高乳化性蛋粉可通过对蛋黄液中的 乳 化 成 分进行改性而获得。改性方法无外乎生化因素 ( 如 化 学 试 剂 、酶 制 剂 等 ) 或 物 理 因 素 ( 如 热 、射 线、机械振荡等) 使其某种成分发生某种变化, 引 起其中的分子空间结构和理化性质改变, 从而获 得高乳化性产品。如果这种改变是由酶制剂所引起的, 就是酶法改性, 其他的统称为非酶法改性。 非酶法改性由于反应简单、应用广泛和效果显著 等特点而备受欢迎, 但非酶法改性也存在一些缺 点, 如反应条件苛刻, 试剂专一性不强, 最终产品

9、中除去未反应试剂较困难等。酶法改性反应速度 快, 条件温和, 专一性强, 更重要的是一些低廉微 生物酶的出现 6 。近年来, 应用两种以上方法的改 性技术大量涌现, 这就是所谓综合法改性。4.2蛋黄液改性的技术方法针对不同的乳化成分, 改性的方法 不 尽 相 同, 现分述如下:4.2.1对磷脂的改性技术对磷脂的改性主要有3种方法: 卵磷脂A作 用、乙酰化羟化作用、羟化乙氧基化作用。卵磷脂 A作用是蛋黄中的卵磷脂在磷脂酶A的作用下转 变成溶血卵磷脂, 这种变化使得蛋黄的乳化性明 显增强; 乙酰化羟化作用是先利用乙酸酐将磷脂 中脑磷脂分子上的伯氨基乙酰化, 同时产生乙 酸, 乙酸作为磷脂进一步羟化

10、改性的催化剂, 使 过氧化氢与磷脂中不饱和脂肪链的碳碳双键进 行羟化反应, 通过两步合成, 最终制备出乙酰化 羟化磷脂, 乙酰化羟化双重改性磷脂克服了磷脂 单一改性的不足, 进一步改善了磷脂的物化性 能, 从而更加拓宽了磷脂的应用领域; 羟化乙氧 基化作用是通过对磷脂碳碳双键的环氧化反应,2卵磷脂酶法改性生产高乳化性蛋黄粉2.1 卵磷脂酶法改性的价值磷脂酶A能作用蛋黄中的卵磷脂使其转变成 溶血卵磷脂, 这种改性之后的蛋黄具有更强的乳 化性能, 一方面因为其亲水性增强, 使得其乳化 性增强; 更重要的一个性质是其热稳定性能大大 提高, 从而使得改性之后的蛋黄制品在高强度的 巴氏杀菌条件下还能保持

11、较好的感官指标, 解决 了微生物指标和感官指标之间的矛盾。2.2 卵磷脂酶法改性的工艺流程鲜蛋的预处理打蛋蛋黄液搅拌过 滤蛋黄液预处理 ( 预热到50 , 调节pH 值到7.0) 加入磷脂酶灭酶( 72 , 5 min) 巴氏杀 菌冷却喷雾干燥出粉二次干燥造粒 化冷却过筛包装成品蛋粉。3 脂蛋白酶法改性生产高乳化性蛋黄粉3.1 脂蛋白酶法改性的机理采用不同蛋白酶在不同水解条件下对 蛋 白 质进行水解, 对所得的水解物的乳化性进行研究 发现, 适度的水解可以提高蛋白水解物的乳化 性, 这是由于水解使包埋于蛋白质内部的疏水性 残基暴露出来, 提高了其在界面的吸附, 形成了 内聚性膜, 疏水性残基与

12、油相互作用, 而亲水性 残基与水相互作用 4 , 同时, 酶水解使蛋白质分子-53 -中国家禽2007 年第 29 卷第 5 期China Poultry Vol.29,No.5.2007产品加工制得中间体原料, 进一步进行开环反应合成改性磷脂。4.2.2对脂蛋白的改性技术对脂蛋白的改性主要有8种方法: 酰化作用、 磷酸化作用、脱酰胺作用、糖基化作用、共价交联 作用、蛋白水解作用、物理改性、基因工程改性。 其中, 糖基化作用和适度蛋白水解作用能显著提 高蛋黄粉的溶解性和乳化性。物理改性是利用热 能、机械能、声波能等进行蛋白质改性方法。目前 较为集中在热变性和挤压蒸煮过程研究 79 。基因 工程

13、法是通过重组蛋白质的合成基因, 从而改变 蛋白质功能特性。但由于该技术周期长、见效慢, 目前仍处于实验室阶段。5高乳化性蛋黄粉的质量指标5.1普通蛋黄粉的质量标准张 力 。5.2.3溶解性蛋黄粉的溶解性以一定温度下可溶 解 物 质 百分比( S) 来衡量:S= a , b表示一定量的蛋黄粉, a表示b中最大b可溶解量。5.2.4 疏水性表面疏水性用1- 苯氨- 8- 肭磺酸( AN S) 作为 荧光探针进行测定。参考文献:1 Marc Anton, Gilles Gandemer. Effect of pH on interface com- position and on quality o

14、f oil- in- water emulsions made with hen egg yolk J . Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 1999, 1 ( 3 - 6) :351- 358.2 Lydia Campbell, Vassilios R aikos, Stephen R Euston.Heat stabili- ty and emulsifying ability of whole egg and egg yolk as related to heat treatment J . Food Hydrocolloids, 2005,

15、 19( 3) : 533- 539.3 Fabien Guilmineau, Ulrich Kulozik. Influence of a thermal treatment on the functionality of hens egg yolk in mayonnaise J . Journal of Food Engineering, 2007, 78( 2) : 648- 654.4 李晓 东. 功 能 性 大 豆 食 品 M . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 , 2006:122- 123.5 Q i M , Hettiarachchy N S, Kalapathy U

16、. Solubility and emulsi- fying properties of soy protein isolates modified by pancreatin J . J Food Sci, 1997, 62( 6) : 1110- 1115.6 Dinakar Panyam, Arun Kilara. Enhancing the functionality of food proteins by enzymatic modification J . Trends in food sci- ence & technology, 1996( 4) : 120- 125.7 江志

17、炜, 沈蓓英, 潘秋琴. 蛋白质加工技术 M . 北京 : 化学工业出版社, 2003: 242- 265.8 刘智宇. 植物蛋白的酰化改性及其应用综述 J . 商业科技开 发, 1996( 3) : l4- l6.9 史新慧, 王兰. 植物蛋白的改性 J . 郑州工程学院学报, 1996, ( 12) : 60- 65.10 Pearce Kevin N , Kinsella John E. Emulsifying properties of proteins: evaluation of a turbidimetric technique J . J Agric Food Chem, 19

18、78, 26( 3) : 716- 723.11 Motohiko Hirotsuka, Hitoshi Taniguchi, Hiroshi N arita, et a1. Functionality and digestibility of a highly phosphorylated soybeanprotein J . Agric Biol Chem, 1984, 48( 1) : 93- 100.5.1.1感官指标巴 氏 杀 菌 鸡 蛋 黄 粉 应 符 合 以 下 感 官 指 标 :呈粉末状或极易松散的块状, 淡黄色均匀, 具有 鸡 蛋 黄 粉 的 正 常 气 味 , 无 异 味 , 无 杂 质 , 溶 解 度 良好。5.1.2 还原性试验结果蛋黄粉: 水为11.25进行还原, 呈黏性糊状, 乳 化性和胶黏性好, 性状与鲜蛋相似。5.1.3 冲调试验结果冲调加水量为17, 乳浊液无混浊, 稳定性好。5.1.4 理化指标水 分 4.0%, 脂 肪 60%, 游 离 脂 肪 酸 4.5%, 汞( 以H g计, mg /kg) 0.03。5