胡洁芳

（江西工业贸易职业技术学院，南昌 330038）

0 引言

鸡蛋中含有丰富的蛋白质成分，作为一种食品的主要成分，鸡蛋被广泛应用于食品中，它不仅具有提高营养价值的功能，并且具有改善食品品质、质构的功效。蛋清蛋白具有很强的乳化性与起泡性，在蛋糕、冰淇淋等泡沫型食品中的应用相当普遍[1-2]。与植物蛋白相比，蛋清蛋白具有发泡性能好，无异味，使用范围广等诸多优势[3]。

泡沫通常是指气泡分散在含有表面活性剂的连续液相或半固体的分散体系。蛋清的起泡性是应用于食品加工的一项重要功能性质，是影响许多糖食制品质量好坏的关键因素[4]。蛋白质能作为起泡剂主要取决于蛋白质的表面活性和成膜性，例如鸡蛋清中的水溶性蛋白质在鸡蛋搅打过程中导致蛋白质变性，使蛋白质逐渐凝固在气液界面间形成有一定刚性和弹性的薄膜，从而使泡沫稳定[5]。

蛋清作为食品中重要的配料，起泡性是其重要的功能特性之一，蛋清起泡性越好，相同质量的蛋清液在制备蛋糕的过程中得到的蛋糕体积越大，因此蛋清起泡性的好坏程度将直接影响蛋清粉在市场上的竞争力[6]。然而影响起泡性的因素多且不易控制，其在实际生产中还没有统一的检测方法[7]。

本实验主要进行了微波糖基化对美拉德反应来提高蛋清起泡性的研究。美拉德反应是一种在食品工业中常见的蛋白质糖基化反应，是醛糖对蛋白质氨基（主要为Lys 的氨基）的改性反应[8]。蛋白糖基化是蛋白质在糖或活性二羰基化合物的作用下，蛋白质中的氨基酸残基与活性羰基作用引起的蛋白质结构及生物学功能改变的反应[9]。通过四个单因素试验，并测定蛋清起泡后泡沫高度，最终选出最佳糖添加量及最佳微波条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 试验材料

新鲜鸡蛋，购于农贸市场；葡萄糖、蔗糖、D-（+）-木糖均为分析纯（成都市科龙化工试剂厂）。

1.1.2 试验仪器

IKA®T25digital 分散机、XH-100B 型祥鹄电脑微波催化合成萃取仪、海尔立式超低温保存箱、FD-1A-80型真空冷冻干燥机、红外光谱分析仪等。

1.2 试验方法

1.2.1 技术路线

将蛋清与水按照体积比1:1于烧杯中搅拌均匀→蛋清液→添加糖→微波糖基化→测定蛋清的起泡性。

1.2.2 空白实验

本试验选择了不添加糖、添加糖且糖添加量为1.0%（相对于蛋清质量比），在不微波固定条件下进行糖基化反应，以探讨微波糖基化对美拉德反应提高蛋清起泡性的影响。

1.2.3 糖的选择

本试验选择了葡萄糖、木糖、蔗糖三种还原性糖，在糖添加量1.0%、微波条件（40s、50℃、800 W）下进行糖基化反应，筛选出效果最好的糖作为工具糖。

1.2.4 糖添加量单因素试验

本试验选择了0.5%、0.75%、1.0%、1.25%、1.5%五个糖添加量，在微波条件（40s、600W、50℃）下进行糖基化反应，以探讨糖添加量对提高蛋清起泡性的影响。

1.2.5 微波功率单因素试验

本试验选择了300W、400W、500W、600W、700W五个微波功率，在糖添加量1.25%、40s、50℃下进行糖基化反应，以探讨微波功率对提高蛋清起泡性的影响。

1.2.6 微波温度单因素试验

本试验选择了30℃、40℃、50℃、60℃、70℃五个微波时间，在糖添加量1.25%、40s、600W条件下进行糖基化反应，以探讨微波温度对提高蛋清起泡性的影响。

1.2.7 微波时间单因素试验

本试验选择了30s、40s、50s、60s、70s 五个微波时间，在糖添加量1.25%、600W、50℃下进行糖基化反应，以探讨微波时间对提高蛋清起泡性的影响。

三是明确监管职责，规范资金管理流程。根据省政府确定的资金、项目、责任、管理、招投标“五到县”的管理机制和《财政扶贫资金管理办法》，按照权责对等的原则落实各部门监管责任，对工作推进缓慢、责任落实不到位的进行问责追责，发现问题及时通报，限期整改。

1.2.8 红外光谱试验

称取适量样品，加入一定量的溴化钾，研磨成均匀的粉末，压成薄片，在红外光谱仪中进行扫描并得出光谱图。

1.3 起泡性的测定

取20ml样品溶液于离心管中，在高速分散机中搅拌1.5min，转速16400r/min，迅速用直尺测出搅拌结束时泡沫高度并记录，静置30min 后再测泡沫高度并记录，其起泡性和泡沫稳定性按照下列公式计算[11]：

1.4 数据分析方法

以上试验均重复3 次，采用SPSS19.0 专业版对数据进行方差显著性分析，各数据取平均值。

2 结果与分析

2.1 糖的选择结果

不同处理条件（含空白试验）对糖基化反应提高蛋清起泡性的影响（见图1）。

图1 七个不同处理条件对蛋清起泡性的影响

在图1 中，比较1、2、3、4 实验组的起泡高度可以得出：添加糖能够显著提高蛋清的起泡性。再将2 与5、3 与6、4 与7 进行比较，可以得出：经过微波加热的蛋清起泡高度明显高于前者，即微波处理对提高蛋清起泡性有极显著的影响。最后，将5、6、7 实验组间作对比，可以得出：三种糖作用于蛋清后的起泡高度差异性极显著，且葡萄糖为最优工具糖。

2.2 糖添加量对蛋清起泡性的影响

在其他反应因素固定的情况下，不同糖添加量对蛋清起泡性的影响分析见图2。

图2 不同糖添加量对蛋清起泡高度的影响

从上述实验得出最佳效果糖是葡萄糖，因此对其添加量进行了实验分析。由图2 可以看出，糖添加量在0.50%到1.00%之间的起泡高度差异不明显，增加到1.25%时起泡高度最高，之后随着添加量的增加，起泡高度反而呈现下降趋势。由图还可以看出，总体泡沫稳定性很好，只有在糖添加量1.00%时稍微低点但也达到了73.17%。

2.3 微波功率对蛋清起泡性的影响

在其他反应因素固定的情况下，不同微波加热功率对蛋清起泡性的影响分析见图3。

图3 不同微波功率对蛋清起泡高度的影响

由图3实验结果得出，蛋白质糖基化以后，蛋白质结构发生变化而部分展开，提高了大分子的表面活性，从而使起泡性得以提高。微波功率在300W到600W之间时，泡沫高度随加热功率的增加而增加，泡沫高度达到了5.8cm，之后又开始下降。而泡沫稳定性没有太大差异，整个曲线波动起伏平缓，主要在74.00%左右波动。综合可知，微波功率为600W时，对提高蛋清起泡性最明显。

2.4 微波温度对蛋清起泡性的影响

在其他反应因素固定的情况下，不同微波加热温度对蛋清起泡性的影响分析见图4。

图4 不同微波温度对蛋清起泡高度的影响

由图4实验结果看出，温度处于50℃时，泡沫高度最大，达到5.23cm。当温度小于50℃，糖基化复合物的起泡性明显升高，这是因为分子中亲水基团数量增加使蛋清起泡性得到了改善。当温度超过60℃后，实验中发现蛋清部分变性。但是此时泡沫稳定性却没有降低是因为泡沫稳定性是以百分比计的，不一定呈下降趋势。综合可知，温度为50℃时，蛋清起泡性最好。

2.5 微波时间对蛋清起泡性的影响

在其他反应因素固定的情况下，不同微波加热时间对蛋清起泡性的影响分析见图5。

图5 不同微波时间对蛋清起泡高度的影响

由图5 可知，加热时间越短，泡沫高度越小，3.76cm 接近于没有微波加热的泡沫高度值。随着时间的增加，泡沫高度也在增加，在50s时达到最大值。随后又抑制了蛋清的起泡，泡沫高度开始下降。但是微波时间在50s～70s 之间时，泡沫稳定性没有太大影响，均在67.5%上下波动。可知，微波时间为50s时，糖基化产物起泡性改善最明显。

2.6 改性蛋清粉结构的分析

为了探究微波糖基化蛋清粉与未改性蛋清粉结构上的差异，及其糖基化结构与功能之间的关系，作出了产品的红外光谱分析图，见图6。

图6 改性蛋清粉与未改性蛋清粉的红外光谱对比

由图6 可知，当蛋清蛋白与葡萄糖进行糖基化反应后，最直观的表现是蛋白质的多肽链上引入了多糖的羰基，在红外光谱上表现为在波数在1156～900cm-1处出现吸收峰。在波数3700～3500cm-1处是N-H 的吸收峰，氨基脱去了一个氢，说明这里基团发生了反应。在波数1600～1850cm-1处C=O 的伸缩振动减弱，说明此处基团发生了反应，同时波数在1276.65cm-1处出现了较强的吸收，这是O-H面内变形振动造成的。因为当蛋白与糖反应时糖末端的羰基与蛋白的氨基以化学共价键结合，从而引起糖末端羰基产生变形振动。

蛋白质的特征吸收谱带酰胺区1600～1700cm-1波数范围可以反应蛋白质二级结构的变化，1656.9cm-1峰来自于α-螺旋或无规则卷曲结构。而糖基化的吸收峰发生移动，说明α-螺旋或无规则卷曲结构有很大的提高。也就是蛋白质二级结构的β-折叠有部分转化成了α-螺旋或无规则卷曲结构[12]。这可能是因为蛋白分子与邻近的分子形成分子内β-折叠，没有参与反应的多糖分子与蛋白分子形成氢键，这样也许会减少蛋白质分子内或分子间的相互作用，从而导致β-折叠含量减少，α-螺旋或无规则卷曲结构增加[12]。

3 结论

3.1 本实验以葡萄糖为糖基供体，对鸡蛋清进行了微波糖基化改性，分析了葡萄糖添加量、微波时间、功率、温度对蛋清起泡性的影响，确定了最佳糖基化改性条件为葡萄糖添加量1.25%、微波糖基化条件为50℃、600W、50s。蛋清的起泡高度由最初的2.0cm 增加到5.4cm，其起泡性提高了170%。

3.2 红外光谱分析证明了蛋清中的蛋白质以共价键的结合方式成功接入了糖分子，即糖末端的羰基与蛋白的氨基相连，生成了糖基化产物。