磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水性的影響研究

曾虹艷，劉福權(quán)，趙志峰，冉旭，曾里，何強(qiáng)（四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，四川成都610065）

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磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水性的影響研究

曾虹艷，劉福權(quán)，趙志峰，冉旭*，曾里，何強(qiáng)
（四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，四川成都610065）

摘要：研究焦磷酸鈉（TSP）、三聚磷酸鈉（STPP）及六偏磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水性的影響。結(jié)果表明，適量添加磷酸鹽可提高雞蛋凝膠的持水性。焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水性影響極顯著（P<0.01），磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠的持水性的交互作用影響不顯著（P>0.05）。質(zhì)量濃度為80%的蛋液中，持水性提高最明顯的磷酸鹽配比為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉以3.25∶1∶3.47（質(zhì)量比）復(fù)配。其總添加量為0.46 %時(shí)，雞蛋凝膠的持水率為89.45 %，比對(duì)照組雞蛋凝膠的持水率提高了11.81%。

關(guān)鍵詞：磷酸鹽；雞蛋凝膠；持水性

持水性是蛋白質(zhì)重要的功能性質(zhì)之一，也是蛋制品加工中的重要物理參數(shù)。持水性的大小與熱凝固蛋制品的硬度、彈性、黏性和嫩度等質(zhì)構(gòu)特征緊密相關(guān)。劉麗莉[1]等研究了雞蛋清蛋白的磷酸化改性及其對(duì)功能性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)添加三聚磷酸鈉后蛋白質(zhì)的持水性有所提高。王也[2]等研究了焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉對(duì)全蛋液雞蛋干質(zhì)構(gòu)和色澤特性的影響。本文以質(zhì)量濃度為80 %的蛋液為原料，通過單因素試驗(yàn)研究了焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉對(duì)此雞蛋凝膠持水性的影響；并用響應(yīng)面試驗(yàn)法優(yōu)化得出磷酸鹽最佳復(fù)配比例，以期為熱凝固蛋制品工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)持水性的改善提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

雞蛋（符合GB 2748-2003《蛋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》）：市售石靈放養(yǎng)土雞蛋；焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉：江蘇科倫多食品配料有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

YP型電子天平：常州市宏衡電子儀器廠；DJ1C-100型增力電動(dòng)攪拌器：江蘇麥普龍儀器制造有限公司；LDZX-50FB型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；TDZ5-WS型低速離心機(jī)：長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1蛋液及其凝膠的制備方法

全蛋液，于750 r/min的條件下攪拌5 min，60目篩網(wǎng)過濾制得蛋液1；加入20 %水或磷酸鹽溶液，于250 r/min的條件下攪拌1 min制得蛋液2。取45 g蛋液2注入模具中，放入立式蒸汽滅菌鍋中以100℃蒸制30 min。待鍋內(nèi)壓力恢復(fù)至0.01 MPa～0.02 MPa時(shí)，將蒸制好的雞蛋凝膠連同模具一并取出，立即以自來水冷卻30 min后，置于4℃冷藏箱內(nèi)儲(chǔ)藏24 h。取出雞蛋凝膠，備用。

1.3.2持水率的測(cè)定[3-5]

將濾紙對(duì)折3次后，沿中心分開，呈漏斗狀，置于50 mL尖底離心管中，備用；將制得的雞蛋凝膠恢復(fù)至室溫，利用取樣器，均勻取得φ7 mm×6 mm的柱狀樣品，精確稱?。?±1）g，記為m1；然后放入備用離心管的濾紙中央，將離心管配平并編號(hào)，以5 000 r/min離心5 min后，取出樣品，再次稱重，記為m2。

持水率計(jì)算公式如下：

式中：m1為離心前凝膠的質(zhì)量，g；m2為離心后凝膠的質(zhì)量，g。

1.3.3單因素試驗(yàn)

按工藝1.3.1，分別制得焦磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，三聚磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %，及六偏磷酸鈉添加量為0.1 %、0.3 %、0.5 %、0.7 %、0.9 %的雞蛋凝膠，以未添加磷酸鹽組為對(duì)照，研究不同添加量的焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水性的影響。

1.3.4響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用響應(yīng)面法在三因素三水平上對(duì)磷酸鹽及其交互作用進(jìn)行探索，并優(yōu)化得出磷酸鹽最佳配比。試驗(yàn)選擇焦磷酸鈉添加量、三聚磷酸鈉添加量、六偏磷酸鈉添加量為自變量，分別用A、B、C表示；試驗(yàn)測(cè)定雞蛋凝膠持水率為應(yīng)變量，用Y表示。變量設(shè)計(jì)如表1所示。

表1　響應(yīng)面因素水平表Table 1 Factors and levels used in response surface analysisdesign

1.3.5數(shù)據(jù)處理與分析

利用Design-Expert 8.05b軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，建立回歸方程，并作等高線圖及曲面圖，利用該組圖可對(duì)任何兩種因素進(jìn)行交互效應(yīng)的分析與評(píng)價(jià)，建立模型。

2　結(jié)果與分析

2.1不同磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水率的影響

不同磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水率的影響如圖1所示。

圖1　不同磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水率的影響Fig.1 Effect of different phosphate on WHC of egg gel

由圖1可以看出，磷酸鹽的加入可在一定范圍內(nèi)提高雞蛋凝膠的持水率，超過此范圍后則均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。磷酸鹽具有螯合金屬離子、增強(qiáng)離子強(qiáng)度和改變pH的作用[6]，從而可改善蛋白質(zhì)凝膠特性及其持水性。但3種磷酸鈉鹽的分子結(jié)構(gòu)不同，相對(duì)分子量大小有異，同等質(zhì)量下所含磷酸基團(tuán)的數(shù)量也不盡相同，對(duì)雞蛋凝膠持水性的影響也存在一定差異。

同等濃度的三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉溶液較六偏磷酸鈉溶液偏堿性，在蛋液中通過改變蛋白質(zhì)電荷的電勢(shì)來提高體系的離子強(qiáng)度，并使其偏離等電點(diǎn)，使電荷之間相互排斥，在蛋白質(zhì)之間產(chǎn)生更大的空間，使水分子更容易進(jìn)入從而提高持水性[7]；六偏磷酸鈉分子中的6個(gè)磷酸基團(tuán)呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，金屬離子螯合能力強(qiáng)，減少金屬離子與水的結(jié)合，使蛋白質(zhì)結(jié)合更多水分而提高持水性[8-9]。此外，試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)磷酸鹽的添加對(duì)雞蛋凝膠的感官色澤、組織和滋味會(huì)產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉各自添加量在0.1 %時(shí)，制得的凝膠色澤呈亮黃色，切面組織光滑平整，風(fēng)味正常；當(dāng)添加量達(dá)到或超過0.3 %時(shí)，制得的凝膠色澤越來越深，且切面組織逐漸粗糙，苦味漸增。

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

試驗(yàn)采用三因子二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，各因素水平依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)磷酸鹽在熱凝固蛋制品中的限量要求確定。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及各組雞蛋凝膠持水率如表2所示。

表2　響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

2.2.2回歸方程的建立及檢驗(yàn)

根據(jù)表2中的結(jié)果，利用Design-Expert軟件對(duì)各因素進(jìn)行分析，并采用F檢驗(yàn)來判斷回歸方程中各變量對(duì)響應(yīng)值影響的顯著性，P值越小，則相應(yīng)變量的顯著程度越高；P<0.01時(shí)影響為極顯著，0.01

Y = 30.833 75 + 362.365 00A + 116.985 00B + 295.140 00C-16.000 00AB+187.000 00AC-97.000 00BC-1175.800 00A2-363.800 00B2-982.800 00C2

響應(yīng)面試驗(yàn)的方差分析結(jié)果如表3所示。

表3　二次回歸模型系數(shù)的方差分析結(jié)果Table 3 Analysis of variance for the fitted quadratic regression model

由表3的方差分析結(jié)果可知，模型的P<0.01，說明回歸模型極顯著；復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.976 8，表明模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差較小，可用此模型來分析和預(yù)測(cè)磷酸鹽對(duì)雞蛋凝膠持水率的影響?；貧w方程的一次項(xiàng)A和C極顯著；二次項(xiàng)B顯著，A和C極顯著。由此可以說明三聚磷酸鈉添加量對(duì)雞蛋凝膠的持水率影響不明顯，而焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉的影響較大，且焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉之間的兩兩交互效應(yīng)不明顯。失擬項(xiàng)不顯著則說明回歸方程可以較好的描述與響應(yīng)值之間的關(guān)系，可以利用此方程計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果。

由分析結(jié)果可知，當(dāng)A為0.192 %，B為0.059 %，C為0.205 %時(shí)，即焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉最佳配比為3.25∶1∶3.47（質(zhì)量比），總添加量為0.46 %，雞蛋凝膠的持水率最高為89.42 %。

回歸模型的響應(yīng)面圖及其等高線圖如圖4～圖6所示。

圖4　焦磷酸鈉與三聚磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.4 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and STPP additions on WHC of egg gel

圖5　焦磷酸鈉與六偏磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.5 Response surface plot and contour plot for effects of TSP and calgon additions on WHC of egg gel

圖6　三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉對(duì)雞蛋凝膠持水率交互影響的等高線及曲面圖Fig.6 Response surface plot and contour plot for effects of STPP and calgon additions on WHC of egg gel

從曲面圖可以直觀的反應(yīng)各因素對(duì)響應(yīng)值的影響。其中，曲線越陡峭則該因素對(duì)響應(yīng)值影響越大，而等高線圖預(yù)測(cè)存在極值的條件在圓心處。等高線的形狀可以反映出交互效應(yīng)的強(qiáng)弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，而圓形則表示交互作用不顯著。由圖4～圖6可看出，A、C對(duì)雞蛋凝膠的持水性影響較大，B次之。AB、AC、BC等高線近似圓形，表明這三者之間交互作用不明顯，這與表3中對(duì)方程3個(gè)交互項(xiàng)的方差分析結(jié)果相吻合。且等高線圖中，3個(gè)因素均在所選范圍內(nèi)有頂點(diǎn)，與表3中的分析結(jié)果相吻合。

2.2.3最佳條件的驗(yàn)證

為了確定優(yōu)化條件的可靠性，對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證性試驗(yàn)，重復(fù)3次。實(shí)際測(cè)得的雞蛋凝膠持水率為89.45%，與預(yù)測(cè)值89.42 %基本一致。這說明回歸方程與試驗(yàn)數(shù)據(jù)很吻合，驗(yàn)證了所建模型的正確性。

3　結(jié)論

1）適量添加磷酸鹽可改善雞蛋凝膠的持水性，不同種類的磷酸鹽因其分子結(jié)構(gòu)不同，改善雞蛋凝膠持水性的機(jī)理有異，因此，改善效果也存在差異。

2）質(zhì)量濃度為80 %的蛋液中，持水效果改善最明顯的磷酸鹽配比為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉以3.25∶1∶3.47（質(zhì)量比）復(fù)配。其總添加量為0.46 %時(shí)，雞蛋凝膠的持水率為89.45 %，比對(duì)照組（80.00 %）雞蛋凝膠的持水率提高了11.81 %。

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Effect of Phosphates on Water Holding Capacity of Egg Gel

ZENG Hong-yan，LIU Fu-quan，ZHAO Zhi-feng，RAN Xu*，ZENG Li，HE Qiang
（College of Light Industry，Textile and Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

Abstract：The effect of TSP，STPP and calgon on the water holding capacity（WHC）of egg gelwas studied. The results indicated that adding phosphate could improve the WHC of egg geland TSP as well as calgon significantly affected WHC of egg gel（P<0.01）. But there was no statistical significance of the interaction between phosphates （P>0.05）. It was demonstrated that the optimal ratio of TSP，STPP and calgon were 3.25∶1∶3.47（mass ratio）. When the total amount of phosphates was 0.46 %，the WHC of egg gel reached 89.45 %，increasing by 11.81 % compared to the control.

Key words：phosphate；egg gel；WHC

收稿日期：2015-12-17

*通信作者

作者簡介：曾虹艷（1990—），女（漢），碩士研究生，主要從事食品質(zhì)量與安全研究。

基金項(xiàng)目：四川省國際合作項(xiàng)目（2014HH0039）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.051