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親水性膠體對鴨蛋清凝膠特性的影響

發布日期:2015-05-20 17:52:52
蛋清
親水性膠體(hydrocolloids)通常是指能溶解 于水,并在一定條件下充分水化形成黏稠、滑膩 的溶液或膠體的大分子物質,俗稱“膠”[1]。它 在自然界中廣泛存在,化學蛋清組成大都是天然多 糖、蛋白質及衍生物[2],如多糖類物質瓜爾膠、 黃原膠、海藻酸鈉、瓊脂、卡拉膠、果膠以及蛋白質類物質明膠等都屬于親水性膠體。親水性膠 體在食品中的添加量較少,一般為千分之幾,但 卻能有效、經濟地改善食品體系的質構。目前, 親水性膠體作為食品添加劑應用非常廣泛,主要 作為膠凝劑、穩定劑、增稠劑等[3]。蛋清具有良 好的凝膠性、保水性、起泡性等功能性質,是食 品中理想的蛋白質,被廣泛應用于肉制品、魚糜 制品、面制品等食品加工中[4]。
 
由于不同親水性膠體的結構和凝膠特性不 同,因此對蛋清凝膠特性的影響也較為復雜[5]。 王寧等[6]和Esra等[7]只是研究了親水膠體對蛋清 蛋白質起泡、乳化等功能性質的影響,徐保立等 初步研究了魔芋膠、海藻酸鈉和黃原膠對蛋清凝 膠強度的影響[8]。到目前為止,親水膠體對蛋清 凝膠特性的影響還未見系統報道,因此本文比較 系統地研究了食品工業中多種常見的親水膠體對 蛋清凝膠特性的影響,為科學利用蛋清和開發高 附加值產品提供理論基礎。
 
1材料與方法 1.1材料鮮鴨蛋:市售;所有親水性膠體均為食 品級。
 
1.2主要儀器設備TA. XT. Plus 物性測試儀:Stable Micro Sys?tems (UK); AR1140 電子天平:梅特勒-托利多 儀器(上海)有限公司;HH-S4數顯恒溫水浴鍋 及78HW-1型恒溫磁力攪拌器:金壇市醫療儀 器廠。
 
1.3方法1.3.1蛋清的分離[8]將鮮鴨蛋的蛋清手工分離,用磁力攪拌器攪 拌至分散均勻,靜置2h后棄除底層臍帶等雜質, 置于4弋冰箱待用。
 
1.3.2凝膠的制備凝膠制備方法參考Houska等[9]的方法并略 作修改。將分離得到的蛋清與不同濃度的膠體溶 液8:2 (v/v)用磁力攪拌器混合均勻,具體配 制方法見表1。將配好的25mL蛋清溶膠置于 lOOmL燒杯中,保鮮膜封口,95t;水浴加熱 20min,冰水浴lh,置于4T冰箱過夜后取出備用C表1不同種類和添加置的親水 膠體和蛋清溶液配制表Table 1 Different kind and addition of hydrocolloids in egg white solution preparation質量分數(%)1 %膠體溶液 (mL)蒸餾水(mL)鮮蛋清(mL)
 
005200.0414200. 0823200. 123220a 1641200.2050201.3.3凝膠硬度、黏性及回復性的測定用TA. XT. Plus物性測試儀進行硬度、黏性 及回復性的測定,參考Chin等[1°]的方法并略作 修改。測定前將鴨蛋蛋清凝膠在室溫(22 ±2)^ 放置30min,然后將待測樣品連同燒杯置于平臺 上固定好,參數如下:探頭型號選擇P/0. 5,測 前速度、測試速度和測后速度均為lmm/s,下壓 距離為5mm,觸發力為5g。得蛋清凝膠質構測試 曲線如圖1所示。凝膠硬度為正峰最大值,黏性 為負峰面積3,回復性為面積2與面積1的比值。 每組實驗重復5次,實驗結果為5次實驗結果的 平均值。
 
結果與分析2.1親水膠體對蛋清凝膠硬度的影響由表2可以看出,與對照樣品(不添加親水 膠體的樣品)相比,絕大多數親水膠體的種類和添加量都會使得蛋清凝膠硬度下降;而添加 0. 04%的卡拉膠和0_ 04%、0? 08%明膠可使蛋清 凝膠硬度上升,上升幅度分別為4. 51%、4.27% 和1.59%。隨著不同親水膠體濃度的增加,蛋清 凝膠硬度均呈下降趨勢,只是下降趨勢強弱不 同。添加卡拉膠、魔芋膠、瓜爾膠、明膠對蛋清 凝膠的硬度影響較小,當膠體質量分數達到最大 值0.20%時,凝膠硬度分別為755g、700g、707g 和700g,均在700g以上,下降幅度不超過 14. 63% ;而果膠的添加對蛋清凝膠的硬度影響次 之,為609g,降低了 25.73%;添加黃原膠、 CMC-Na和海藻酸鈉對蛋清凝膠的硬度影響較 大,當膠體質量分數達到最大值0.20%時,凝膠 硬度分別為494g、446g和339g,與對照相比,分 別降低了 39. 76%、45. 61%和58. 66%。上述結 果與親水膠體對魚糜蛋白或雞蛋蛋白凝膠特性影 響的結果不完全相同[8’12]。
 
表2親水膠體的種類和添加量對蛋清凝膠硬度的影響(g)
 
Table 2 Effect of the kind and addition of hydrocolloids on the hardness of egg white gel (g)
 
質量分數(%)親水膠體種類卡拉膠魔芋膠黃原膠瓜爾膠CMC - Na海藻酸鈉果膠明膠0820 ±18820 ±18820 ±18820 ±18820 土 18820 士 18820 ±18820 土 180.04857 士 32803 ±5673 ±36800 ±39670 士 10718 ±33787 ± 17855 ±250. 08814 ±23802 ±33614 ±13755 ±11591 ±19576 ±6699 ±32833 土 190. 12789 ±26725 ±2521 士 14730 ±29552 ±38513 ±12695 土 16823 ±90.16753 ± 17726 ±7506 ±22709 ±24529 ±24405 ±10661 ±2758 ±230.20755 ±24700 ±12494 ±37707 士 5446 ±17339 ±5609 ±27700 ±92.2親水膠體對蛋清凝膠黏性的影響黏性表示的是探頭與樣品接觸時用以克服兩 者表面間吸引力所必需的總功。由表3可知,與 對照樣品相比,大多數親水膠體的添加會使得蛋 清凝膠的黏性上升,這與多糖溶液和蛋白質溶液 都有一定的黏度有關;而較高質量分數的CMC - Na、海藻酸鈉和果膠的添加使得蛋清凝膠黏性下 降,當膠體質量分數達到最大值0.20%時,凝膠 的黏性分別為38g ? s、42g . S和33g ? s,與對照 相比,分別降低了 50. 00%、44.74% 和 56_ 58%。 隨著不同親水膠體濃度的增加,蛋清凝膠的黏性 表現出不同的發展趨勢??ɡz、黃原膠和瓜爾 膠的添加使得蛋清凝膠的黏性隨著膠體濃度的增 加先增大后減小,在膠體質量分數分別為 0.12%、0.16%和0. 16%時達到最大值,為130g .s、170g . s和132g . s,與對照相比,分別提 高了 71. 05%、123. 68% 和 73. 68%。魔芋膠的添 加使得蛋清凝膠的黏性隨著膠體濃度的增加而增 大,在膠體質量分數為〇。 20%時黏性為148g ? s, 與對照相比提高了 94. 74%。CMC - Na和果膠的 添加使得蛋清凝膠的黏性隨著膠體濃度的增加而 減小,在膠體質量分數為0.04%時黏性分別為140g ? s和133g ? s。明膠的添加使得凝膠的黏性 先減小后增加,在膠體質量分數為〇。 12%時與對 照持平。而海藻酸鈉的添加基本使得蛋清凝膠的 黏性減小,由表2可知,它對蛋清凝膠的硬度的 降低也是最為明顯,這可能與海藻酸鈉形成凝膠 需要Ca2+的參與有關[13]。
 
表3親水膠體的種類和添加量對蛋清凝膠黏性的彩響(g*s)
 
Table 3 Effect of the kind and addition of hydrocolloids on the adhesiveness of egg white gel (g * s)
 
親水膠體種類質量分數(%)
 
卡拉膠魔芋膠黃原膠瓜爾膠CMC-Na海藻酸鈉杲膠明膠076 土 176 ±176 ±176 ±176 ±176 ±176 ±176 ±10.04113 ±24127 ±6126 ±285 ±14140 ±153 土 13133 土 13103 ±130. 08112 土 8131 ±2166 ±797 ±19135 ± 1282 ±650 ±8107 ± 150. 12130 ±8133 ±17149 ± 16121 士 16106 ±1371 ±1340 ±1476 ±60, 16116 ±10136 土 13170 ±6132 ±13102 ± 1448 土 141 ±1299 ±160.20109±2148 ±3144 ±1579 ±138 ±642 ±633 ±6130 ± 102.3親水膠體對蛋清凝膠回復性的影響回復性表示的是樣品在壓縮過程中回彈的能 力,是壓縮循環過程中返回時樣品所釋放的彈性 能與壓縮時探頭的耗能之比。該值度量出變形樣 品在與導致變形同樣的速度、壓力條件下回復的 程度。由表4可知,大多數親水膠體的種類和添 加量使得蛋清凝膠的回復性降低,但是0.04%的 卡拉膠、0.04%的魔芋膠、0.04%的瓜爾膠、0.20% 的 CMC - Na、0. 12% ?0. 20% 的海藻酸 鈉、0? 04%?0? 12%的果膠和0? 04%?0. 20%的 明膠的添加均使得蛋清凝膠回復性提高。隨著卡 拉膠、魔芋膠、黃原膠、瓜爾膠和果膠濃度的增 加,蛋清凝膠的回復性逐漸減??;而隨著CMC- Na的濃度增加,凝膠的回復性增加。海藻酸鈉和 明膠在其質量分數分別為〇? 16%和0.08%時,蛋 清凝膠的回復性達到最大,為0.40和0.43,與 對照相比,分別提高了 17. 65%和26. 47%。黃原 膠的添加對凝膠的回復性有反作用,當質量分數 為0.20%時,蛋清凝膠的回復性達到最小值0.21,與對照相比降低了 38.24%。這可能是因 為:黃原膠溶解后很黏稠,影響了和蛋清的相互 混合,導致蛋清溶膠添加黃原膠后凝膠的硬度減 小/表2),黏性增加(表3),黏性數值明顯高 于其他樣品。當黃原膠質量分數為0.16%時,黏 性達到所有樣品的最大值170g ? s,與對照相比 提高了 123. 68%。故黏性的增加有可能導致了蛋清凝膠回復性的降低。
 
2.4親水膠體對蛋清凝膠持水性的影響由圖2可知,與對照相比,添加不同量的卡 拉膠、魔芋膠、瓜爾膠和明膠對蛋清凝膠的持水 性無顯著影響;添加果膠、黃原膠、CMC-Na和 海藻酸鈉能顯著降低蛋清凝膠的持水性,隨著親 水膠體質量分數的增加,持水性下降趨勢更為明 顯。在相同的添加量時,海藻酸鈉降低蛋清凝膠 持水性的能力最強,其次是CMC-Na、黃原膠和 果膠。當親水膠體質量分數達到0.20%時,海藻 酸鈉、CMC-Na、黃原膠和果膠的添加使得蛋清 凝膠的持水性分別降低了 20.44%、17.34%、 7_ 17%和5. 36%。親水膠體的種類和添加量對蛋 清凝膠持水性的影響趨勢與其對凝膠硬度的影響 趨勢是一致的(表2)。添加卡拉膠、魔芋膠、瓜 爾膠、明膠對蛋清凝膠的硬度影響較小,均在 700g以上,持水性也無顯著影響;而海藻酸鈉、 CMC-Na、黃原膠和果膠的添加對蛋清凝膠硬度 和持水性的影響依次降低,這說明較好的三維網 狀凝膠結構的形成有利于凝膠樣品保持水分[13]。
 
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