趙金紅,白 潔,張 清,張小飛,李玉美,袁 諾,劉松南,郭 宏*
(北京食品科學(xué)研究院,北京 100068)
我國是全球最大的雞蛋生產(chǎn)國,雞蛋占我國禽蛋產(chǎn)量85%以上。雞蛋被認(rèn)為是一種廉價(jià)且營養(yǎng)豐富的食物,它含有高質(zhì)量的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、碳水化合物和維生素,雞蛋中很多成分都有生物活性[1-2]。雞蛋已經(jīng)廣泛應(yīng)用于烘焙食品、蛋黃醬、色拉調(diào)味料、糖果、冰淇淋和意大利面等很多方便食品中[3],隨著消費(fèi)者對(duì)食品多樣性的要求,目前經(jīng)常將蛋粉、巴氏殺菌蛋液和冰蛋來代替帶殼鮮蛋作為原材料再進(jìn)行后續(xù)加工。這不僅解決了鮮蛋易碎、運(yùn)輸困難等問題,而且蛋液經(jīng)過巴氏殺菌后安全性更高,能避免微生物的污染,并且使用方便[2,4-6]。其中,蛋液可以通過干燥脫水直接制成蛋粉或冷凍蛋液制成冰蛋,但是在蛋粉或者冰蛋加工過程中,容易形成非平衡無定形態(tài),導(dǎo)致蛋粉和冰蛋加工時(shí)不穩(wěn)定。因此,在加工過程中,需要保持蛋制品的品質(zhì)以及營養(yǎng)成分的穩(wěn)定性,避免物料從玻璃態(tài)向橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變。對(duì)于蛋粉來說,應(yīng)盡量避免高溫加工,使蛋粉處于玻璃態(tài);對(duì)于冰蛋而言,也應(yīng)該將其凍藏在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下,使其處于玻璃態(tài)。
傳統(tǒng)方法常用水分活度(water activity,aw)來研究食品的穩(wěn)定性,但由于在實(shí)際加工貯藏時(shí),單獨(dú)采用水分活度來衡量食品的穩(wěn)定性有一定的局限[7-9]。因此,后來提出了玻璃化轉(zhuǎn)變的概念,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)與食品的質(zhì)地、微生物生長、化學(xué)反應(yīng)和貨架期都有很大關(guān)系[10]。玻璃態(tài)理論認(rèn)為,當(dāng)食品在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下貯藏時(shí),體系的分子擴(kuò)散速率較小,因此食品在玻璃態(tài)下不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不易發(fā)生腐敗變質(zhì)[11]。此外,差示掃描量熱儀(differential scanning calorimetry,DSC)能直接檢測食品的熱轉(zhuǎn)變溫度和發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)的焓變,其中,凍結(jié)溫度可以用來間接計(jì)算有效分子質(zhì)量、水分活度、結(jié)合水、自由水與非凍結(jié)水的含量、冰晶熔融焓變以及構(gòu)建食品的狀態(tài)圖[10]。
目前,對(duì)碳水化合物類食品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及狀態(tài)圖的研究較多[8,12],而對(duì)蛋白質(zhì)-水體系的熱轉(zhuǎn)變研究相對(duì)較少,這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)類食品的玻璃化轉(zhuǎn)變較難檢測[10]。關(guān)于雞蛋玻璃化轉(zhuǎn)變的研究甚少,Rao Qinchun等[3]研究了雞蛋蛋清的熱轉(zhuǎn)變;Ko?等[13]研究了雞蛋全粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,但文中只有數(shù)據(jù)而未展示DSC熱流圖,更未分析玻璃化轉(zhuǎn)變臺(tái)階的鑒別,而這正是難點(diǎn)所在,并且兩篇文章都沒有研究含凍結(jié)水(較高水分含量)雞蛋的熱轉(zhuǎn)變。因此,本實(shí)驗(yàn)的目的是研究含非凍結(jié)水(較低水分含量)雞蛋全粉與含凍結(jié)水(較高水分含量)樣品的熱轉(zhuǎn)變溫度,其包括蛋白質(zhì)變性溫度(Td)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、凍結(jié)溫度(TF)以及凍結(jié)終點(diǎn)溫度(Tm')(即最大凍結(jié)濃縮條件時(shí)對(duì)應(yīng)的TF);此外,還研究了雞蛋全粉的吸附等溫線,以期為蛋制品干燥加工或冷凍加工提供數(shù)據(jù)支持。
雞蛋全粉(巴氏殺菌全蛋液直接噴霧干燥制得)北京二商健力食品科技有限公司。
氯化鋰、乙酸鉀、六水合氯化鎂(均為分析純)國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
Q2000 DSC 美國TA公司;LRH-250F恒溫試驗(yàn)箱深圳市澳德瑪電子科技有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱南京騰飛干燥設(shè)備有限公司;全自動(dòng)凱氏定氮儀 丹麥FOSS公司;SX2-4-10箱式電阻爐 天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司;HH8恒溫水浴鍋 環(huán)宇科學(xué)儀器廠。
1.3.1 樣品制備
噴霧干燥雞蛋全粉是由全蛋液先經(jīng)過巴氏殺菌,然后再直接噴霧干燥而得。巴氏殺菌條件為65 ℃殺菌3 min;噴霧干燥條件為:進(jìn)口溫度165~175 ℃,出口溫度65~85 ℃,壓強(qiáng)1 MPa,噴霧干燥全粉沒有添加麥芽糊精等大分子包材。
為了獲得不同水分含量的樣品,將5~7 mg噴霧干燥雞蛋全粉置于DSC鋁盤內(nèi)(敞口),接著將其放在裝有不同飽和鹽溶液(aw為0.12~0.94)的密閉容器中,再置于溫度(25±2)℃的恒溫箱中平衡3 d[14]。對(duì)于aw為0.85和0.94的樣品,為了避免水分活度較大導(dǎo)致微生物生長,將百里香酚放入密閉容器中。飽和鹽溶液的aw見表1[11]。樣品水分含量可以根據(jù)樣品在平衡前后的質(zhì)量差計(jì)算得到。為了得到aw大于0.94的樣品,可將預(yù)先計(jì)算好的蒸餾水直接加入到裝有雞蛋全粉的稱量瓶中,然后將稱量瓶密封放入干燥器中,在4 ℃下平衡24 h[15]。
表1 25 ℃飽和鹽溶液的水分活度Table 1 Water activity of saturated salt solutions at 25 ℃
1.3.2 噴霧干燥雞蛋全粉品質(zhì)的測定
水分含量的測定采用烘箱直接干燥法,在105 ℃下干燥24 h至恒質(zhì)量[10]。蛋白質(zhì)、脂肪和灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別按照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[16]、GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[17]和GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》[18]測定。
1.3.3 吸附等溫線的模擬
水分活度和水分含量的關(guān)系(吸附等溫線)利用GAB模型(公式(1))表達(dá)。
式中:Xm表示單分子層干基水分含量(干燥食品在貯藏過程中,能夠保持其高品質(zhì)的安全水分含量)/(g/g);C、K表示熱力學(xué)比例常數(shù)(方程參數(shù))。GAB模型的參數(shù)利用Origin 8.6軟件的非線性回歸擬合得到,其中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型的擬合精確度用決定系數(shù)R2表示[15]。
1.3.4 凍結(jié)曲線的模擬
凍結(jié)曲線反映雞蛋凍結(jié)溫度隨固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化,是由Clausius-Clapeyron方程模擬[14],如方程(2)所示。
式中:ΔT表示凍結(jié)溫度降低值(ΔT=Tw-TF,Tw表示水的凍結(jié)溫度/℃,TF表示樣品的凍結(jié)溫度/℃);β表示水的凍結(jié)常數(shù)(1 860(kg·K)/(kg·mol));λw表示水的有效分子質(zhì)量;Xs表示固形物含量(值為1-Xw);E表示水和固體的分子質(zhì)量比(E=λw/λs);λs表示固體的有效分子質(zhì)量;Xw表示濕基水分含量/(g/g)。
1.3.5 DSC測量雞蛋的熱轉(zhuǎn)變溫度
首先通過銦(熔點(diǎn)156.5℃,焓變?chǔ)m=28.5 kJ/kg)和蒸餾水(熔點(diǎn)0 ℃,焓變?chǔ)m=334 kJ/kg)來校正儀器的溫度和熱量。本儀器采用機(jī)械制冷方式降溫,氮?dú)饬魉贋?0 mL/min,使用密封鋁盤對(duì)樣品(5~8 mg)進(jìn)行壓樣,空的鋁盤作為參照。
1.3.5.1 含非凍結(jié)水樣品熱轉(zhuǎn)變溫度的測定
含非凍結(jié)水樣品(較低的水分含量)指濕基水分含量為0.023~0.164 g/g(對(duì)應(yīng)的aw為0.12~0.85)的樣品。采用DSC單掃描程序測量含非凍結(jié)水樣品的熱轉(zhuǎn)變溫度:樣品以10 ℃/min的速度從20 ℃降到-80 ℃,保持5 min,然后以5 ℃/min的速度升溫至170 ℃[3]。
1.3.5.2 含凍結(jié)水樣品熱轉(zhuǎn)變溫度的測定
含凍結(jié)水樣品(較高的水分含量)指濕基水分含量從0.22 g/g到0.64 g/g。對(duì)于含有凍結(jié)水的樣品,采用初步掃描程序:樣品從20 ℃以5 ℃/min的速度降到-85 ℃,保持10 min,然后再以5 ℃/min的速度從-85 ℃升到40 ℃[12]。初步得到雞蛋的熱流曲線后,找到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和凍結(jié)終點(diǎn)溫度(Tm')的位置。為了達(dá)到最大凍結(jié)濃縮條件,同時(shí)使得玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階增大,提高測量的準(zhǔn)確性,可使用在(Tm'-1)℃時(shí)退火30 min的處理方法,退火程序?yàn)椋簶悠窂?0 ℃以5 ℃/min的速度降到-85 ℃,再以5 ℃/min的速度升到(Tm'-1)℃,保持30 min;然后以5 ℃/min的速度從(Tm'-1)℃降到-85 ℃,再以5 ℃/min的速度升到40 ℃[11]。
所有指標(biāo)重復(fù)測定3 次,采用Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù),結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 8.6軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖和非線性回歸分析。
噴霧干燥雞蛋全粉的顏色為黃色,其水分、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.69%、43.3%、34.0%、2.01%。圖1為噴霧干燥雞蛋全粉在25 ℃的吸附等溫線。雞蛋全粉的吸附等溫線與蛋白質(zhì)類食品的吸附等溫線形狀相似,呈現(xiàn)典型的II形曲線(S型),這與Lai[19]、Ko?[13]和Rao Qinchun[3]等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。平衡干基水分含量隨著aw增大而增大,在aw較低時(shí),雞蛋全粉的平衡干基水分含量變化較小;但當(dāng)aw大于0.44后,樣品的干基水分含量快速增加。
圖1 GAB模型模擬噴霧干燥雞蛋全粉的吸附等溫線(25 ℃)Fig. 1 Water adsorption isotherm of spraying-dried whole egg powder determined by GAB model (25℃)
雞蛋全粉的吸附等溫線采用GAB模型非線性擬合,擬合后的各參數(shù)以及R2見表2。R2越大,表明GAB模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合越好。食品處于單分子層干基水分含量或單分子層水分活度時(shí)最穩(wěn)定[7]。本研究中,雞蛋全粉的初始干基水分含量為0.049 g/g,接近其Xm(0.043 g/g)。Xm對(duì)蛋制品中脂肪氧化、酶活性、非酶褐變、風(fēng)味保持以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有直接影響[13]。當(dāng)平衡干基水分含量為0.043 g/g時(shí),其在25 ℃下對(duì)應(yīng)的aw為0.31(圖1)。與本團(tuán)隊(duì)研究的噴霧干燥雞蛋蛋清粉相比,在相同的aw下噴霧干燥雞蛋全粉的平衡干基水分含量較小,這是因?yàn)槿壑械闹|(zhì)含量較高,而脂質(zhì)的吸水性較低[20]。
表2 吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的GAB模型擬合Table 2 GAB fitting of experimental data on water adsorption
aw為0.12~0.85的樣品(含有非凍結(jié)水的樣品)的熱轉(zhuǎn)變在DSC熱流圖中的位置見圖2,峰1、峰2為蛋白質(zhì)熱變性峰,峰值的溫度即為蛋白質(zhì)熱變性溫度(Td)。當(dāng)雞蛋水分含量較低時(shí),凍結(jié)過程中沒有冰晶熔融峰出現(xiàn),此時(shí)的樣品稱為含非凍結(jié)水的樣品[15]。當(dāng)雞蛋濕基水分含量小于0.164 g/g(aw小于0.85)時(shí),發(fā)現(xiàn)樣品所有的熱流圖在凍結(jié)過程中沒有熔融峰出現(xiàn),表明沒有冰晶形成。一般可用是否出現(xiàn)熔融峰來判斷樣品是含有非凍結(jié)水還是凍結(jié)水[21]。
圖2 含有非凍結(jié)水雞蛋的DSC熱流圖Fig. 2 DSC thermogram of whole egg containing unfrozen water
圖3 aw=0.12雞蛋全粉的DSC熱流圖的熱轉(zhuǎn)變溫度Fig. 3 DSC thermogram to determine thermal transition temperature of whole egg powder with aw of 0.12
圖3 為噴霧干燥全粉在aw為0.12時(shí)(濕基水分含量0.023 g/g),兩個(gè)蛋白質(zhì)變性溫度測量的示意圖。從圖2、3可以看出,DSC只能檢測出蛋白質(zhì)的變性溫度,而未檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階。根據(jù)相關(guān)研究[22-23]報(bào)道,卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和卵白蛋白在水中的變性溫度分別為61.0 ℃和84.0 ℃,由此可以判斷圖2、3中第1個(gè)峰和第2個(gè)峰分別是卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和卵白蛋白的變性峰。在圖2中第1個(gè)峰的位置,雖然很像玻璃化轉(zhuǎn)變的“臺(tái)階”,而事實(shí)上這是卵轉(zhuǎn)鐵蛋白變性峰的位置,圖3中aw為0.12時(shí)樣品蛋白變性溫度Td1為69.2 ℃。蛋清中的蛋白質(zhì)主要有卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵類黏蛋白、卵黏蛋白、溶菌酶及球蛋白等[4],Donovan等[22]報(bào)道蛋清蛋白質(zhì)的DSC熱流圖中出現(xiàn)的兩個(gè)主要峰分別為卵轉(zhuǎn)鐵蛋白變性峰和卵白蛋白變性峰,兩者之間有個(gè)小峰是溶菌酶的變性峰,而其他蛋白質(zhì)的變性峰未出現(xiàn)在DSC熱流圖中,這是因?yàn)槠浔宦寻椎鞍纵^大的變性峰所覆蓋。在本研究中,DSC熱流圖未出現(xiàn)溶菌酶的變性小峰。
由表3可知,隨著aw(0.23~0.75)和濕基水分含量(0.032~0.104 g/g)的增加,卵轉(zhuǎn)鐵蛋白的變性溫度(Td1)從72.3 ℃降低到54.6 ℃,這與文獻(xiàn)[3]報(bào)道的卵轉(zhuǎn)鐵蛋白在溶液狀態(tài)中的變性溫度接近。在aw為0.85時(shí),卵轉(zhuǎn)鐵蛋白的變性峰未檢測到。與卵白蛋白相比,卵轉(zhuǎn)鐵蛋白的焓變(△Hd1)小很多。隨aw(0.23~0.85)增加,卵白蛋白的變性溫度(Td2)從111.6 ℃降低到91.0 ℃,與卵轉(zhuǎn)鐵蛋白變性溫度變化趨勢相似。本研究中Td2也與文獻(xiàn)[3]報(bào)道的卵白蛋白在溶液狀態(tài)中的變性溫度值接近。
表3 含有非凍結(jié)水雞蛋的熱轉(zhuǎn)變溫度Table 3 Thermal transition properties of whole egg containing unfrozen water
在本研究中,未能檢測到全粉(含非凍結(jié)水樣品)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,首先是因?yàn)榈鞍最愂称纷陨淼牟AЩD(zhuǎn)變就不容易檢測,由于其熱熔差(ΔCp)較小,導(dǎo)致在DSC曲線上玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階較小,從而不容易看出[3,10];其次可能是因?yàn)槿爸泻兄|(zhì),成分復(fù)雜,使得雞蛋蛋白質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變臺(tái)階被覆蓋。即使本團(tuán)隊(duì)采用了調(diào)制式DSC檢測,由于信號(hào)較弱,也未檢測到(數(shù)據(jù)未列出)。Sablani等[10]研究無鰾石首魚的玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)也曾經(jīng)指出,對(duì)于復(fù)雜的食品體系,采用熱分析手段找到清晰的玻璃化轉(zhuǎn)變是非常困難的,因?yàn)槠渌淖兓瘯?huì)干擾玻璃化轉(zhuǎn)變的鑒別,或結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也會(huì)影響到玻璃化轉(zhuǎn)變的判斷。
圖4 含有凍結(jié)水雞蛋的典型DSC熱流圖(濕基水分含量0.22 g/g)Fig. 4 Typical DSC thermogram of whole egg containing freezable water (0.22 g/g wet basis)
從圖4可以看出,雞蛋凍結(jié)溫度TF(冰晶熔融過程吸熱峰最大斜率處)為-14.5 ℃,凍結(jié)終點(diǎn)溫度為Tm'(冰晶熔融吸熱曲線切線與基線左邊的交點(diǎn))為-20.0 ℃,冰晶熔融焓變?chǔ)m為13.6 J/g。圖5是圖4中玻璃化轉(zhuǎn)變的局部放大圖,玻璃化轉(zhuǎn)變的初始點(diǎn)(Tgi)、中點(diǎn)(Tgm)和終點(diǎn)(Tge)溫度分別為-46.3、-43.1 ℃和-40.6 ℃。如表4所示,隨著濕基固形物含量(Xs)從0.36 g/g增加到0.78 g/g,TF值由-0.71 ℃下降到-14.5 ℃,這與Rahman[21]、趙金紅[15]、Shi Qilong[24]等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
圖5 含有凍結(jié)水雞蛋的DSC熱流圖的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(濕基水分含量0.22 g/g)Fig. 5 DSC thermogram for glass transition temperature determination of whole egg containing freezable water (0.22 g/g wet basis)
表4 含有凍結(jié)水雞蛋的熱轉(zhuǎn)變溫度Table 4 Thermal transition temperatures of whole egg containing freezable water
圖6 含有凍結(jié)水雞蛋的典型DSC熱流圖(濕基水分含量0.34 g/g)Fig. 6 Typical DSC thermogram of whole egg containing freezable water (0.34 g/g wet basis)
在雞蛋含凍結(jié)水所有樣品中,只有當(dāng)濕基水分含量為0.22 g/g(aw=0.94)時(shí)才檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,而當(dāng)濕基水分含量大于0.22 g/g時(shí)未檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階,只有熔融峰出現(xiàn),本實(shí)驗(yàn)僅列了濕基水分含量為0.34 g/g時(shí)的典型熱流圖(圖6)。當(dāng)水分含量較大時(shí),未能檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階,這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)類食品ΔCp值較小,導(dǎo)致臺(tái)階較小,從而不容易檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變[3,10];另一方面是因?yàn)楹瑑鼋Y(jié)水樣品水分含量較高,不容易形成最大凍結(jié)濃縮,影響玻璃化轉(zhuǎn)變的檢測[25];同時(shí)還受DSC儀器本身靈敏度的限制[12]。目前,對(duì)于水分含量較高的食品(冷凍食品),可以通過狀態(tài)圖的方法間接得到其特征玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg')[12,21,25]。而由于本研究中對(duì)于含非凍結(jié)水雞蛋全蛋粉未檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,不能進(jìn)行玻璃化曲線的擬合,從而不能構(gòu)建狀態(tài)圖。然而,對(duì)于含非凍結(jié)水的雞蛋蛋清粉,能夠檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變,目前本團(tuán)隊(duì)正在研究雞蛋蛋清的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
圖7 雞蛋的冰晶熔融焓與濕基水分含量的關(guān)系Fig. 7 Plot of the enthalpy of ice melting as a function of water content in whole egg
升溫過程中雞蛋冰晶的熔融焓是由其峰面積測得,焓值隨著固形物含量從0.36 g/g增加到0.78 g/g而逐漸減小,對(duì)冰晶的熔融焓與濕基水分含量作圖,可以得到非凍結(jié)水濕基水分含量。如圖7所示,噴霧干燥雞蛋的冰晶熔融焓(ΔHm)與濕基水分含量(Xw)呈線性關(guān)系,擬合后的方程為:ΔHm=341.5Xw-59.91。當(dāng)ΔHm為0時(shí),非凍結(jié)水的濕基水分含量為0.18 g/g。目前,蛋白質(zhì)類食品中已有文獻(xiàn)報(bào)道的包括鮑魚[26]、無鰾石首魚[10]、金槍魚[27]、南美白對(duì)蝦[24]、大西洋鱈魚[28]和凍干竹莢魚[29],其非凍結(jié)水的濕基水分含量分別為0.320、0.312、0.390、0.262、0.244 g/g和0.214 g/g。非凍結(jié)水表示即使在非常低的溫度時(shí),仍舊有一部分水不能凍結(jié),保持未凍結(jié)狀態(tài),包括未結(jié)晶的自由水和結(jié)合水[7,30]。
圖8 雞蛋凍結(jié)溫度與濕基固形物含量之間的關(guān)系Fig. 8 Plot of freezing point as a function of solid content in whole egg
圖8 是雞蛋的凍結(jié)曲線,其經(jīng)Clausius-Clapeyron方程擬合后得到模型參數(shù)E=0.032,再通過E值計(jì)算得到雞蛋全粉中總固形物的有效分子質(zhì)量為562.5。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,蛋白質(zhì)類食品中無鰾石首魚[10]、金槍魚[27]和南美白對(duì)蝦[24]的E值分別為0.0275、0.033和0.065,與本研究的結(jié)果接近。已知非凍結(jié)水的濕基水分含量為0.18 g/g,再結(jié)合凍結(jié)曲線方程(2),可以得到非凍結(jié)水對(duì)應(yīng)的凍結(jié)終點(diǎn)溫度Tm'為-14.6 ℃。雞蛋含凍結(jié)水的熱轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù),對(duì)于全蛋液的冷凍加工或凍藏穩(wěn)定性能提供理論依據(jù)。
噴霧干燥雞蛋全粉在25 ℃的吸附等溫線采用GAB模型擬合,其吸附等溫線呈典型的II形曲線(S型),平衡干基水分含量隨著水分活度的增大而增大;單分子層干基水分含量為0.043 g/g,該值可以作為雞蛋全粉貯藏穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。
采用DSC檢測了噴霧干燥雞蛋全粉含非凍結(jié)水樣品以及含凍結(jié)水樣品的熱轉(zhuǎn)變溫度。對(duì)于含非凍結(jié)水樣品(較低水分含量),檢測到卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和卵白蛋白的變性溫度,二者都隨濕基水分含量的增大而減小,然而未能檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階。對(duì)于含凍結(jié)水樣品(較高水分含量),只有在濕基水分含量為0.22 g/g時(shí),才能檢測到玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階,其初始玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-46.3 ℃。當(dāng)固形物含量從0.36 g/g增加到0.78 g/g時(shí),凍結(jié)溫度由-0.71 ℃降低到-14.5 ℃。通過冰晶熔融焓得到雞蛋的非凍結(jié)水的濕基水分含量為0.18 g/g,再由Clausius-Clapeyron方程得到其對(duì)應(yīng)的凍結(jié)終點(diǎn)溫度Tm'值為-14.6 ℃。這些熱轉(zhuǎn)變溫度和吸附等溫線的結(jié)果能為蛋粉和蛋液的加工貯藏提供最優(yōu)的加工條件和數(shù)據(jù)支持。下一步可研究雞蛋蛋清的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。