NaCl对冻藏期间冰全蛋功能性质的影响

摘要：：为改善冰全蛋的功能性质，开发专用型冰全蛋产品，以鲜蛋为原料，研究了6 个月冻藏期内不同添加量NaCl（0.5%、1%、2%和4%）对冰全蛋功能性质的影响，并结合理化性质的变化对其原因进行分析。结果发现，冰全蛋表面疏水性随冻藏时间延长和NaCl添加量的增加而升高，而总巯基和表面巯基含量均随冻藏时间的延长而降低，但随NaCl添加量的增加呈现复杂变化。冰全蛋的溶解度随冻藏时间的延长而降低，添加1%和2%的NaCl冰全蛋的溶解度明显高于空白组；随冻藏时间的延长，冰全蛋的起泡性整体呈下降趋势，泡沫稳定性整体呈上升趋势，其中添加2%的NaCl可以显著改善冰全蛋的起泡性，60～180 d后起泡性仍优于未冻藏未加盐冰全蛋，且优于鲜蛋。同时，凝胶强度及凝胶持水性均在冻藏初期增加而后持续下降，添加1%的NaCl可以显著改善冰全蛋的凝胶性，30 d后凝胶性仍高于未冻藏未加盐冰全蛋，且高于鲜蛋。所以添加一定量的NaCl可改善冰全蛋的功能性质，为开发专用型冰全蛋的生产提供理论指导。

冰蛋是鲜蛋经去壳、搅打、预处理、冷冻等一系列加工工艺制得的一类蛋制品。依据蛋液的种类不同其可分为冰全蛋、冰蛋黄、冰蛋白。与鲜蛋相比，冰蛋不仅克服了壳蛋易破碎、易变质、难贮藏、难运输等缺点，而且能最大程度地保留鲜蛋原有营养成分，延长保质期，同时冰蛋制品还可以弥补淡季时鲜蛋供应不足的缺陷 [1]。目前，冰蛋已被广泛应用到多种食品中，如焙烤制品、鱼糜制品 [2]。同时随着我国冷藏业的迅速崛起，冰蛋制品有更广阔的应用前景。但研究表明，与新鲜蛋液相比，冰蛋经解冻后功能性质会发生一定变化，甚至大幅下降 [3-7]，从而制约它的实际应用，不利于冰蛋产业的发展。因此，改善冰蛋的功能性质，开发新型冰蛋产品具有重要的意义。

目前，国内外诸多学者对如何改善鲜蛋的功能性质进行了大量的研究。研究报道，添加多糖、盐、食品添加剂等均能不同程度地改善鲜蛋的功能性质 [8-11]。NaCl作为食品中最常用的辅料之一，可用于改善产品的功能性质。Raikos等 [12]研究表明，蛋白界面张力随NaCl添加量的增加而降低，促进了蛋白质在气-液界面的吸附，添加一定量的NaCl可显著提高蛋清蛋白的起泡性。Raikos等 [13]研究了NaCl对鸡蛋蛋白热凝胶流变和质构性质的影响，结果发现NaCl的添加可以提高鸡蛋蛋白的凝胶温度，并影响凝胶结构，且对蛋清和蛋黄的影响要大于全蛋。还有研究 [14-16]发现低浓度的NaCl能提高鸡蛋蛋白的凝胶性。

尽管国内外有较多关于NaCl对蛋液功能性质影响的研究，但鲜少有关于NaCl对冻藏期间的冰全蛋功能性质影响的报道。基于以冰全蛋为原料的产品品质考虑，本研究监测了冻藏期间冰全蛋功能性质的变化，进一步研究了不同NaCl添加量对冻藏期间内冰蛋功能性质的影响，旨在为冰蛋的生产应用提供一定的理论依据。同时，指导新型冰蛋产品的开发，从而促进蛋品行业的发展。

1 材料与方法

NaCl（食品级）武汉千润生物工程有限公司；5,5’-二硫双（2-硝基苯甲酸）（5,5’-dithiobis(2-nitrobenzoic acid)，DNTB）、8-苯胺-1-萘磺酸（8-(phenylamino) naphthalene-1-sulfonic acid，ANS）（均为分析纯）美国Sigma公司；其他试剂均为分析纯。

JJ-1精密增力电动搅拌机上海浦东物理光学仪器厂；JJ-2B高速组织捣碎机江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；A-XT plus质构仪英国Stable Micro System公司；TU-1810紫外-可见分光光度仪北京普析通用仪器有限责任公司；KDN-2008全自动凯氏定氮仪上海纤检仪器有限公司。

其中NaCl的添加量为0.5%、1%、2%、4%；杀菌方法采用巴氏杀菌，64 ℃、3.5 min；杀菌后冷却到4 ℃装听；急冻（－35 ℃，48 h）结束后，外面套一个瓦楞箱包装，将包装好的蛋液放入－18 ℃冰箱中冷藏，冷藏时间分别设为0、5、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120、150、180 d。在设定时间取出冰全蛋，常温解冻18 h得到的蛋液用于以下实验研究。以未加NaCl的冰全蛋为空白组，以添加NaCl的冰全蛋为实验组。

取2 mL解冻后的冰全蛋用缓冲液1（测表面巯基）或缓冲液2（测总巯基）分别稀释至150 mL和200 mL，然后取5 mL稀释液，加入0.1 mL Ellman’s试剂。在室温避光处混合1 h，反应后的样品于5 000 r/min离心10 min，上清液在412 nm波长处测定吸光度。以不加样品，而加Ellman’s试剂为空白，以不加Ellman’s试剂而加样品溶液测其浑浊度，按公式（1）计算：

式中：A 412 nm为加Ellman’s试剂时样品的吸光度与不加Ellman’s时样品的吸光度之差；D为稀释倍数；C为样品质量浓度/（mg/mL）。

缓冲液1：每升溶液含10.4 g/L Tris、6.9 g/L甘氨酸、1.2 g/L乙二胺四乙酸，pH 8.0；缓冲液2：10.4 g/ L Tris、6.9 g/L甘氨酸、1.2 g/L乙二胺四乙酸、480 g/L尿素，pH 8.0；Ellman’s试剂：0.2 g DNTB溶于50 mL缓冲液1中。

取2 mL解冻后的冰全蛋，并用蒸馏水稀释20倍，在9 000 r/min条件下离心15 min，得到上清液。上清液蛋白含量的测定采用双缩脲法 [18]，样品蛋白含量采用凯氏定氮法，参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》 [19]。溶解度按公式（2）计算：

采取机械搅打法。参照Patrignani等 [20]的方法，有所改动。取200 mL体积分数10%的蛋液水溶液，采用高速组织捣碎机于12 000 r/min搅拌1 min。分别记录均质后0 min和30 min的泡沫总体积，起泡性与泡沫稳定性的计算见公式（3）、（4）：

式中：V 0为均质后0 min泡沫的体积/mL；V i为均质前液体的体积/mL；V 30为均质后静置30 min的泡沫体积/mL。

凝胶的制备采用Nafchi等 [21]的方法，并加以修改。取20 mL解冻后的样品置于25 mL小烧杯中，用保鲜膜封口，在85 ℃水浴锅中加热10 min，取出后快速冷却，在4 ℃条件下静置24 h待测。

凝胶强度的测定参照Yu Liping等 [22]的方法。待制备好的凝胶冷却到室温后，用质构仪测定凝胶强度。主要参数为：探头类型P/0.5，测前速率5 mm/s，测定速率2 mm/s，测后速率2 mm/s，触发类型自动，触发力5 g，下压距离10 mm。凝胶强度用硬度即探头下压过程中的最大感应力表示。

取一定质量的凝胶，切成大小均一的小块（5 mm× 5 mm×5 mm），称质量，6 000 r/min离心15 min，取出凝胶用滤纸将表面水分吸干后称质量。按式（5）计算持水性：

所得数据均为3 次重复的平均值，采用SPSS 17.0分析数据，采用Origin Pro 8.0软件作图。

2 结果与分析

由表1可知，随着冻藏时间的延长，冰全蛋蛋白质的表面疏水性先上升后下降，总巯基含量持续下降，而表面巯基含量则呈现不规则的变化。此外，未冻藏冰全蛋各项指标与鲜蛋差异不显著（P＞0.05）。表面疏水性在前2 个月内变化显著，第1个月内增加了26.7%，第2个月内增加了30.9%。在冻藏120 d时，冰全蛋的表面疏水性达到最大，数值变为1 898.2±66.94。0～180 d冻藏期间内，总巯基含量从（39.46±0.84） μmol/g下降到（27.42±0.85） μmol/g，下降了30.51%，其中在0～30 d内下降尤为显著，降低了16.29%。产生这些变化的原因可能是冻藏期间，形成并逐渐增大的冰晶破坏了原始蛋白结构，使得埋藏在蛋白天然构象内部的疏水性氨基酸残基和巯基暴露到蛋白分子表面 [23]，导致表面疏水性增加；同时巯基被氧化成二硫键或发生了其他反应，总巯基含量下降 [14]。随冻藏的继续进行，蛋白变性加剧，位于表面疏水区域的不同蛋白质分子之间相互作用发生聚集，使疏水基团被包埋在聚合物中 [24-25]，导致表面疏水性降低。而表面巯基含量呈现复杂的变化则可能是随蛋白质变性的不断加剧，蛋白分子结构展开、分子间聚集交替进行 [24]或被氧化成二硫键的结果。

表1 冻藏时间对冰全蛋理化性质的影响
Table 1 Effect of frozen storage time on physicochemical properties of frozen whole egg

注：同列肩标不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下同。

由表2可知，随着冻藏时间的延长，冰全蛋的溶解度显著下降（P＜0.05）；起泡性呈现先下降后上升再下降的趋势，整体低于未冻藏冰全蛋，且低于鲜蛋；泡沫稳定性先上升后下降，整体优于未冻藏冰全蛋，且优于鲜蛋；凝胶强度和凝胶持水性整体上低于未冻藏冰全蛋，且低于鲜蛋，呈现先上升后下降的趋势。与未冻藏冰全蛋相比，冻藏40 d后，冰全蛋起泡性降到最低，下降了18.19%；冻藏50 d后，泡沫稳定性增加到最高，增加了12.54%。冻藏15 d内，冰全蛋的凝胶硬度明显高于未冻藏冰全蛋，冻藏15 d时提高了14.89%，冻藏20 d时，凝胶的持水性明显高于未冻藏冰全蛋，提高了2.40%。

表2 冻藏时间对冰全蛋功能性质的影响
Table 2 Effect of frozen storage time on functional properties of frozen whole egg

冻藏初期，形成的冰晶破坏蛋白结构，蛋白变性，巯基和疏水基团开始暴露，溶解度下降 [6]，进而降低了起泡性，同时变性的蛋白质分子通过分子间作用形成可溶性聚合物，蛋液黏度增加，有利于泡沫的稳定 [12]；而暴露的巯基可能被氧化形成二硫键，有利于凝胶硬度和持水性的增加。随着冻藏时间的延长，蛋白质变性加剧，巯基和疏水基团进一步暴露，表面疏水性继续增加，且变化显著，使得界面张力降低，促进蛋白质在气-液界面的吸附，有利于起泡性的增强 [26]；同时总巯基继续下降，使其不足以形成足够的二硫键以维持凝胶结构稳定，从而降低了凝胶硬度和持水性 [27]。随冻藏的继续进行，暴露出更多的巯基和疏水基团，蛋白分子之间更易聚集，形成了更大分子的不溶性蛋白质 [28]，溶解度降低，不利于在界面的吸附，且降低了界面膜的稳定性，导致起泡性和泡沫稳定性的降低。同样，大分子不溶物同样也不利于凝胶，使凝胶硬度和持水力持续下降 [29]。

图1 NaCl对冻藏期间蛋白质表面疏水性的影响
Fig. 1 Effect of NaCl concentrations on surface hydrophobicity of egg proteins during frozen storage

由图1可知，随冻藏时间的延长，除添加4%的NaCl样品外，其余4 组样品的蛋白质表面疏水性均呈现先增加后下降的趋势，且冻藏前后差异显著（P＜0.05）。添加NaCl的冰全蛋表面疏水性要显著高于空白组，且在同一冻藏时间，表面疏水性随NaCl添加量的增加而升高。添加不同量的NaCl后，未冻藏冰全蛋的表面疏水性分别增加了0.60%、4.07%、7.86%和15.59%，经180 d冻藏后，该值变为1.09%、6.71%、14.01%和26.65%，变化程度增加，结果表明，经冻藏后NaCl对冰全蛋表面疏水性的影响更加显著，可能是由于NaCl存在时，冷冻条件更有利于疏水基团的暴露，导致表面疏水性变化程度增加 [28]。当样品冻藏120 d后，空白组和添加较低添加量NaCl（0.5%～2%）的实验组表面疏水性会逐渐趋于平稳或略微下降，而添加4%的NaCl样品组的表面疏水性却一直增加，可能是在高浓度NaCl存在时，蛋白质分子结构持续展开，疏水基团进一步暴露，尽管有一些聚合物形成，但展开速度要比聚合速度要快，导致疏水性持续增加，这与Thammarat等 [25]的研究结果一致。

图 2 2 NaCl对冻藏期间蛋白质总巯基（A）和表面巯基（B）含量的影响
Fig. 2 Effects of NaCl concentrations on sulfhydryl group content of egg proteins during frozen storage

由图2A可以看出，随着冻藏时间的延长，5 组样品的蛋白质总巯基含量均显著降低（P＜0.05），NaCl对冻藏期间冰全蛋蛋白质总巯基含量的影响情况受添加量的影响。经180 d冻藏后，空白组的总巯基含量下降了30.51%，添加0.5%、1%、2%、4% NaCl的实验组的总巯基含量分别下降了26.86%、25.89%、31.57%和36.56%。在整个冻藏期间，与空白组相比，添加0.5%、1%和2%NaCl的实验组的总巯基含量均有所升高，而添加4%的NaCl实验组变化相对复杂，先高于后低于未添加组。这可能是由于高添加量的NaCl会促使巯基的暴露 [16,25]，使其在冻藏过程中更易发生反应，下降更为显著。由图2B可以看出，在整个冻藏期间，5 组样品的蛋白质表面巯基含量均显著下降（P＜0.05），但无明显的变化规律。

图3 NaCl对冻藏期间蛋白质溶解度的影响
Fig. 3 Effect of NaCl concentrations on solubility of egg proteins during frozen storage

由图3可知，随着冻藏时间的延长，5 组样品的溶解性均显著降低。且添加不同量NaCl对冰全蛋蛋白质溶解度的影响程度不同，添加0.5%、1%、2% NaCl的冰全蛋溶解度要高于空白组，添加4% NaCl的冰全蛋溶解度则低于空白组，表明较低浓度的NaCl有利于蛋白质溶解，可能是由于加入少量的NaCl会增加蛋白质表面电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，使得溶解度增大，即所谓的“盐溶”现象；而加入高浓度的NaCl则会出现降低蛋白质溶解度，出现“盐析”现象，诱导蛋白沉淀或蛋白分子之间发生聚集，导致蛋白溶解度降低 [26]。冻藏180 d后，5 组样品的溶解度分别下降了36.26%、37.17%、39.08%、41.80%和44.48%，表明NaCl的添加加剧了溶解度的下降，这可能是由于冻藏期间随NaCl添加量的增加，促进了表面疏水性的增加，从而加剧了溶解度的下降。

由图4A可以看出，随着冻藏时间的延长，5 组样品的起泡性均呈现先下降后上升再下降的趋势，且整体上要低于未冻藏冰全蛋。此外，添加2%的NaCl样品在冻藏60～180 d内，仍能保持较好的起泡性，且高于鲜蛋（表2）。添加0.5%、1%、2%的NaCl可以提高冰全蛋起泡性，而添加4% NaCl反而会降低冰全蛋起泡性，表明添加适量的NaCl可以显著改善冻藏期间冰全蛋的起泡性，可能是由于NaCl提供的离子环境能屏蔽蛋白质分子上的电荷，降低了在气-液界面上未吸附蛋白质与吸附蛋白质之间的排斥力，有助于蛋白质在气-液界面的吸附，从而起泡性得以改善。在整个冻藏期间，空白组和添加4% NaCl的实验组起泡性下降幅度较大，分别下降了12.49%和14.24%；添加0.5%、1%和2% NaCl的实验组起泡性下降程度较小，分别下降了8.10%、7.42%和8.87%，这可能与高质量分数的NaCl会加速蛋白质溶解度的下降以及促进蛋白质表面疏水基团暴露有关。

由图4B可以看出，除添加4% NaCl的样品外，冻藏期间内其余4 组样品的泡沫稳定性基本高于鲜蛋（表2），且随着冻藏时间的延长呈现先上升后下降的趋势。添加0.5%、1%、2%的NaCl可以提高冰全蛋的泡沫稳定性，而添加4%的NaCl反而会降低泡沫稳定性，表明添加适量的NaCl可以提高冰全蛋的泡沫稳定性，这与苏宇杰等 [30]的结果相矛盾，这可能是由于NaCl对冰全蛋和鲜蛋的作用机制不同。在整个冻藏期间，空白组和添加0.5%、1%、2%、4%的NaCl实验组的泡沫稳定性分别降低了3.79%、1.29%、2.85%、5.76%和10.53%，下降幅度较小。总之，添加2%的NaCl可以获得较好起泡性的冰全蛋，依此可以开发高起泡型的冰全蛋产品。

图4 NaCl对冻藏期间冰全蛋起泡性（A）和泡沫稳定性（B）的影响
Fig. 4 Effect of NaCl concentrations on foaming function of frozen whole egg during frozen storage

图5 NaCl对冻藏期间冰全蛋凝胶硬度（A）和凝胶持水性（B）的影响
Fig. 5 Effect of NaCl concentration on gelling properties of frozen whole egg during frozen storage

由图5可以看出，经冻藏后5 组样品的凝胶硬度和持水性整体上要低于未冻藏冰全蛋，并且凝胶硬度和持水性均呈现先上升后下降的变化趋势。添加1%的NaCl冰全蛋冻藏30 d仍能保持较好的凝胶性，且优于鲜蛋（表2）。添加0.5%和1%的NaCl后，冰全蛋的凝胶硬度和持水性要高于空白组，而添加2%和4%的NaCl后，冰全蛋的凝胶硬度和持水性低于空白组，表明高浓度的NaCl会降低冰全蛋的凝胶硬度，也不利于凝胶锁水。这与Croguennec [16]、Lü Lei [17]等的研究结果相一致。在整个冻藏期间，空白组和添加2%和4% NaCl的实验组的凝胶性下降幅度大，凝胶硬度分别下降了32.65%、37.98%和44.66%，凝胶持水性分别下降了18.06%、19.38%和24.82%；而添加0.5%和1%的NaCl实验组凝胶性则下降比较缓慢，凝胶硬度分别下降了27.96%和26.35%，凝胶持水性分别下降了14.66%和11.77%。这可能是由于高质量分数的NaCl促进了疏水基团和巯基的暴露，使得巯基更易发生反应，导致总巯基下降剧烈，表面疏水性增加，从而降低了凝胶硬度和持水性。之前也有学者研究发现表面疏水性的增加和总巯基的降低均不利于凝胶的形成，也不利于凝胶锁水 [27]。总之，添加1% NaCl可以显著提高冰全蛋凝胶性，适用于高凝胶型的冰全蛋产品的开发。

3 结论

本实验主要研究了不同添加量的NaCl对冰全蛋在冻藏过程中功能性质的影响。随冻藏时间的延长，冰全蛋的表面疏水性显著增加，而巯基含量明显下降；溶解性显著下降；起泡性呈现先下降后上升再下降的趋势，整体上略低于未冻藏冰全蛋的起泡性；泡沫稳定性先上升后下降，整体上高于未冻藏冰全蛋的泡沫稳定性。凝胶硬度和凝胶持水性整体上均低于未冻藏冰全蛋，出现先上升后下降的趋势。不同添加量的NaCl对冻藏期间冰全蛋功能性质有一定的改善作用。其中添加2%的NaCl可以显著改善贮藏期间冰全蛋的起泡性，添加1%的NaCl可以显著改善贮藏期间冰全蛋的凝胶性。可进一步深入研究NaCl对冰全蛋在冻藏期间蛋白质结构的变化，为开发具有高起泡性和高凝胶性的专用型冰全蛋的生产提供理论指导。

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Effect of NaCl on the Functional Properties of Frozen Whole Egg during Frozen Storage

WU Yinzi, ZHAO Ying, LI Yinnan, CHI Yujie*
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

Abstract：This study aimed to improve the functional properties of frozen whole egg (FWE) for the purpose of developing FEW-based food products for special dietary use. The changes in the functional and physicochemical properties of FWE with NaCl added at 0.5%, 1%, 2% and 4% during six months of frozen storage were researched. With this aim, fresh liquid whole egg was added with NaCl, stirred thoroughly and quick-frozen before frozen storage. The results showed that the surface hydrophobicity of FWE was increased with increasing storage time and NaCl content. Total sulfhydryl content and surface sulfhydryl content were decreased with the extension of storage time, but they displayed irregular changes with NaCl content. Solubility was gradually decreased during storage time, and in terms of solubility, FWE with 1% and 2% NaCl added were better than the blank group signifi cantly. The foaming capacity of FWE exhibited an overall decreasing trend, while the foam stability was changed reversely. The foaming capacity of FWE was signifi cantly improved by adding 2% NaCl, and after frozen storage for 60–180 days, it was higher than that of the quick-frozen samples without NaCl addition and without storage and that of the fresh samples. Simultaneously, gel hardness and water holding capacity rose in the early storage period and then continuously declined. Moreover, gelling properties of FWE were obviously improved by adding 1% NaCl, and after 30 days of storage, they were higher than those of fresh egg and FWE without storage or NaCl addition. Therefore, we concluded that the functional properties of FWE could be effectively improved by adding an appropriate amount of NaCl, which can provided a theoretical guidance for the development of FEW-based food products for special dietary use.

Key words：frozen liquid whole egg; NaCl; functional properties; frozen storage

毋引子, 赵英, 李胤楠, 等. NaCl对冻藏期间冰全蛋功能性质的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(24): 299-305. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201624047. http://www.spkx.net.cn

WU Yinzi, ZHAO Ying, LI Yinnan, et al. Effect of NaCl on the functional properties of frozen whole egg during frozen storage[J]. Food Science, 2016, 37(24): 299-305. (in Chinese with English abstract)

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-41-K25）；国家自然科学基金面上项目（31470094）

作者简介：毋引子（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品化学及农畜产品深加工。E-mail：wuyinzi415@163.com

*通信作者：迟玉杰（1963—），女，教授，博士，研究方向为食品化学及农畜产品深加工。E-mail：yjchi323@126.com

NaCl对冻藏期间冰全蛋功能性质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论