CN110122655A - 一种制备高乳化性蛋清乳液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备高乳化性蛋清乳液的方法，它包括蛋清预处理、Co‑60伽马射线处理、添加有机酸、蛋清乳液的制备等步骤。本发明解决了传统方法中蛋清乳液处理工艺繁琐、乳化稳定性差等问题，建立了一种简便、高效、绿色环保、安全可靠并具有高附加值的新方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种高乳化性蛋清乳液的制备方法，属于食品加工领域。
背景技术
与植物蛋白相比，蛋清蛋白具有更优异的营养价值且更有利于人体吸收，蛋清蛋白的氨基酸组成与人体必需氨基酸组成十分接近。除营养价值高外，鸡蛋蛋清还具有许多优良的加工特性，如凝胶性，起泡性和乳化性。蛋清的凝胶性和起泡性已在在食品加工领域(烘焙，鸡蛋干，鱼糜制品)得到了广泛的应用。但是，目前已经报到的蛋清蛋白在乳化体系中的应用极大地受限于说适用体系的酸碱度范围，其在接近中性或碱性的条件下，乳化性很不稳定，在食品领域(比如核桃乳、冰淇淋、豆奶等)的应用还受到一定限制。蛋清蛋白质的乳化性还有待进一步提高。
研究表明蛋清中的主要蛋白卵清蛋白(占蛋清蛋白总量的54％-69％)由385个氨基酸组成，其中一半氨基酸是疏水性氨基酸，大部分氨基酸会包埋在分子结构中，不利于蛋清的乳化，同时蛋清乳液很不稳定，容易发生分层破乳。目前已经有很多研究采用酶解或在蛋清液中添加多糖来改善蛋清液的乳化性。辐照是一种冷杀菌技术，与此同时辐照处理会也会使蛋清蛋白质产生变性或降解，进而影响到蛋白质的功能性质。在改善食品功能特性方面，已经有研究表明，辐照处理能显著性地改善蛋清的起泡力。但是，利用辐照技术来处理蛋清液提高其乳化性能的研究还未见报导。
本发明通过辐照处理改变蛋清蛋白质结构结合调pH处理来开发一种兼杀菌与功能改善的高乳化性蛋清乳液的制备方法，扩大蛋清食品加工领域的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种高乳化性蛋清乳液的制备方法，主要通过对蛋清进行辐照处理，同时结合其它方法以提高蛋清乳液的乳化性和稳定性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种制备高乳化性蛋清乳液的方法，包括以下步骤：
(1)将鸡蛋的蛋清与蛋黄分离并挑除蛋清中系带，将蛋清搅拌均匀后用密封袋真空包装；
(2)将包装后的蛋清用Co-60γ源进行辐照，以3～5kGy/h的剂量率照射样品，样品接收的辐射剂量为1～5kGy；
(3)将辐照后的蛋清取出，向蛋清中加入重量浓度为1～10％的食品级有机酸，将蛋清的pH调至3～6；
(4)将调pH后的蛋清溶于水中，配成重量浓度为5～20％的蛋清液，然后按蛋清液体积的20～40％向蛋清液中加入大豆油，先在室温下以8000～9000rpm的转速均质2～10min，然后用高压均化器在30～40Mpa压强下进一步均质30～40S，将上层气泡通过纱布过滤，即得高乳化性蛋清乳液。
优选地，所述样品接收的辐射剂量为5kGy。
优选地，所述食品级有机酸为乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种的任意组合。
优选地，步骤(4)中，将调pH后的蛋清溶于水中，配成重量浓度为10％的蛋清液，然后按蛋清液体积的30％向蛋清液中加入大豆油。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过Co-60伽马射线处理，目的在于诱导蛋清内蛋白质变性，导致蛋白质构象发生改变，引起蛋白质表面疏水性的变化。另一方面，通过破坏蛋白质结构，维持蛋白质稳定的分子间相互作用力开始减弱，导致乳液粘度降低，乳液液滴的流动性增强。最后，辐照处理能引起蛋白质分子片段化，蛋白质发生断裂导致分子量降低，液滴粒径更小。而且辐照过程不会留下任何残留物，整个处理过程绿色环保、安全可靠。
(2)本发明采用添加有机酸，目的在于改变蛋清的碱性环境。天然蛋清的pH在7.6在8.0之间，在中性和碱性条件下，大多数疏水性氨基酸残基隐藏在分子结构内部，因此很少暴露在表面上，蛋清表现出强亲水性和差的乳化能力。在酸性条件下，卵清蛋白的乳化活性会提高。同时，添加的有机酸都是可食用的，不会对蛋清造成污染。
(3)本发明使用辐照-有机酸处理蛋清，极大地改善了蛋清乳液的乳化性能，显著提高了乳液稳定性，延迟乳液两相分离时间。整个工艺流程简便，与其它生产方法相比，本发明绿色无化学残留，对产品不会造成污染，而且大大缩短了时间，提高了效率，降低了经济成本，适用于企业工业化生产。
附图说明
图1是实施例1、2、3蛋清乳液的荧光显微图；
图2是实施例1、2、3蛋清乳液的激光扫描显微镜图；
图3是实施例1、2、3蛋清乳液的粒径分布图；
图4是实施例1、2、3蛋清乳液在不同时间段的分层情况。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
1)蛋清的预处理：
将鸡蛋蛋清与蛋黄分离并挑除蛋清中的系带，用电动搅拌器将蛋清搅拌均匀，搅拌速率为400rpm，搅拌时间为30min，然后用密封袋真空包装。
2)Co-60伽马射线处理：
用湖北省农业科学院支持的Co-60γ源照射包装后的蛋清，以3.4kGy/h的剂量率照射样品，样品接收的辐射剂量为1kGy。
3)添加有机酸
将辐照后的蛋清取出，向蛋清中加入重量浓度为1％的醋酸，将蛋清的pH调至6；
4)蛋清乳液的制备
将蛋清溶于水中，配成重量浓度为15％的蛋清液，然后按蛋清液体积的20％向蛋清液中加入大豆油，先用高速剪切均化器在室温下以9000rpm均质2min，然后用高压均化器在30Mpa压强下进一步均质40S，将上层气泡通过纱布过滤，即得蛋清乳液。
实施例2
1)蛋清的预处理：
将鸡蛋的蛋清与蛋黄分离并挑除蛋清中系带，将蛋清搅拌均匀后用密封袋真空包装。
2)Co-60伽马射线处理：
将包装后的蛋清用Co-60γ源进行辐照，以4kGy/h的剂量率照射样品，样品接收的辐射剂量为3kGy。
3)添加有机酸
将辐照后的蛋清取出，向蛋清中加入重量浓度为10％的柠檬酸溶液，调节溶液的pH至5。
4)蛋清乳液的制备
将蛋清溶于水中，配成重量浓度为6％的蛋清液，然后按蛋清液体积的40％向蛋清液中加入大豆油，先用高速剪切均化器在室温下以8000rpm均质3min，然后用高压均化器在30Mpa压强下进一步均质40S，将上层气泡通过纱布过滤，即得蛋清乳液。
实施例3
1)蛋清的预处理：
将鸡蛋的蛋清与蛋黄分离并挑除蛋清中系带，将蛋清搅拌均匀后用密封袋真空包装。
2)Co-60伽马射线处理：
将包装后的蛋清用Co-60γ源进行辐照，以4.5kGy/h的剂量率照射样品，样品接收的辐射剂量为5kGy。
3)添加有机酸
将辐照后的蛋清取出，向蛋清中加入重量浓度为5％的苹果酸溶液，调节溶液的pH至4。
4)蛋清乳液的制备
将蛋清溶于水中，配成重量浓度为10％的蛋清液，然后按蛋清液体积的30％向蛋清液中加入大豆油，先用高速剪切均化器在室温下以9000rpm均质3min，然后用高压均化器在30Mpa压强下进一步均质30S，将上层气泡通过纱布过滤，即得蛋清乳液。
试验例
1、荧光显微镜分析
用光学显微镜观察乳液的微观形貌。取适量的乳液置于离心管中并用蒸馏水稀释，上下倒置混合均匀。然后取少量稀释后的乳液置于载玻片上，并轻轻盖上载玻片，防止气泡产生。选择10×物镜和40×目镜观察乳液的微观结构。如图1所示，实施例1的乳液液滴分散性比对照蛋清乳液明显改善，观察到的液滴尺寸变小，块状聚集物的体积减小。实施例3的蛋清蛋白乳液液滴分布更加紧凑，液滴的尺寸更趋于一致，乳液液滴的分散效果更好。
2、激光共聚焦显微镜分析
为了观察乳液中蛋白与油滴的分布情况，利用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察乳液的微观结构。加入100ul稀释后的尼罗红和100ul稀释后FITC溶液到10ml蛋清乳液中，混合均匀，在488nm的激发波长和633nm的发射波长下观测。从图2中看出，实施例1～3乳液液滴被一定程度的蛋白质包裹，实施例1的乳液液滴偏大而且蛋白质颗粒聚集程度大，实施例2～3的蛋清乳液液滴整体偏多而且偏小。
3、乳液粒径分布测定
新鲜制备的乳液采用光散射粒径分析仪(Mastersizer2000)测定粒径和粒径分布。测定前将样品用大量的蒸馏水稀释避免多重散射效应，设定激光遮光度(5％-10％)以及大豆油的折射率，每个样品重复测定三次取平均值。如图3所示，在第0天，蛋清乳液的粒径呈单峰正态分布，对照组与实施例1的粒径分布在10-500um之间，而实施例2和3的乳液颗粒大小低于100um。这表明高剂量的辐照剂量(3kgy，5kgy)能导致蛋清乳液的颗粒直径变小。乳液的稳定性依赖于乳液中颗粒大小，乳液颗粒越小越有利于乳液的稳定性。
4、乳析指数分析
乳析测定是评价乳液随存放时间的稳定性。将新鲜制备的乳液分装在带有刻度的试管中，静置，每隔一段时间对乳液进行观察，记录不同时间乳化层高度(Hs)和总高度(Ht)。如图4所示，实施例1制备的蛋清乳液在两小时内分层，实施例2和实施例3制备的的蛋清乳液分别在6.5h和10h处出现分层。另外，如表1所示，实施例1～3乳液的乳析指数值整体上小于空白组。
表1蛋清乳液的乳析指数表
5、乳液Zeta电位的测定
使用纳米ZS Zetasizer(Malvern Instruments，Malvern，UK)测量蛋清乳液的Zeta电位。调节蛋清pH将蛋清乳液用去离子水稀释100倍，测量在25℃下进行。如表4所示，在0到15天的贮藏期内，空白组的蛋清乳液的zeta电位值约为-16mV，实施例1～3的蛋清乳液的zeta电位值显著性增大(p<0.05)，蛋清蛋白乳液中的净表面电荷增加，蛋白颗粒间的排斥力增大，乳液的稳定性提高。
表2蛋清乳液贮藏期间的zeta电位测定结果
Claims (4)
1.一种制备高乳化性蛋清乳液的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将鸡蛋的蛋清与蛋黄分离并挑除蛋清中系带，将蛋清搅拌均匀后用密封袋真空包装；
(2)将包装后的蛋清用Co-60γ源进行辐照，以3～5kGy/h的剂量率照射样品，样品接收的辐射剂量为1～5kGy；
(3)将辐照后的蛋清取出，向蛋清中加入重量浓度为1～10％的食品级有机酸，将蛋清的pH调至3～6；
(4)将调pH后的蛋清溶于水中，配成重量浓度为5～20％的蛋清液，然后按蛋清液体积的20～40％向蛋清液中加入大豆油，先在室温下以8000～9000rpm的转速均质2～10min，然后用高压均化器在30～40Mpa压强下进一步均质30～40S，将上层气泡通过纱布过滤，即得高乳化性蛋清乳液。
2.如权利要求1所述制备高乳化性蛋清乳液的方法，其特征在于：所述样品接收的辐射剂量为5kGy。
3.如权利要求1所述制备高乳化性蛋清乳液的方法，其特征在于：所述食品级有机酸为乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或多种的任意组合。
4.如权利要求1所述制备高乳化性蛋清乳液的方法，其特征在于：步骤(4)中，将调pH后的蛋清溶于水中，配成重量浓度为10％的蛋清液，然后按蛋清液体积的30％向蛋清液中加入大豆油。
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