蛋黃是雞蛋中營養(yǎng)價(jià)值最高的部分，是蛋黃油、卵磷脂、卵黃高磷蛋白、免疫球蛋白等天然活性物質(zhì)的重要來源。在提取蛋黃中免疫球蛋白的過程中，產(chǎn)生了大量加工副產(chǎn)物。副產(chǎn)物主要由低密度脂蛋白、高密度脂蛋白和卵黃高磷蛋白組成，低密度脂蛋白中脂肪和膽固醇含量高。副產(chǎn)物經(jīng)預(yù)處理制備蛋黃顆粒，這種高度緊密結(jié)構(gòu)使蛋黃顆粒存在溶解性差和乳化穩(wěn)定性差的問題。

為了提升蛋黃顆粒的溶解性和分散性，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院的于春暉、李博*通過超聲聯(lián)合酶解（UE）技術(shù)使蛋黃顆粒解聚，進(jìn)而制備高溶解性的蛋黃顆粒粉。目前有關(guān)蛋黃顆粒解聚的研究采用的物料質(zhì)量濃度在1.0～3.0 g/100 mL（料液比1∶100～1∶30）范圍內(nèi)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，而本研究提高物料質(zhì)量濃度至8～10 g/100 mL，通過超聲技術(shù)與蛋白酶酶解聯(lián)合使用以突破蛋黃顆粒的工業(yè)化解聚技術(shù)，開發(fā)出一種高溶解性的營養(yǎng)型食品配料，以期為蛋黃顆粒組分的高值化加工利用和高端配料研發(fā)提供參考。

1 鹽溶液浸提前后蛋黃顆粒的營養(yǎng)成分分析

蛋黃提取免疫球蛋白的副產(chǎn)物為蛋黃顆粒和低密度脂蛋白的混合物，低密度脂蛋白中的膽固醇含量高，因此需要將其去除。本研究采用鹽溶液浸提法提取蛋黃顆粒，蛋黃顆粒的得率為30.3%，浸提前后物質(zhì)的基本組成如表1所示。經(jīng)過鹽溶液浸提處理后，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低，從62.26%下降至37.24%；膽固醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之降低，從2.20%降低到0.92%；蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著提升，從29.85%提升至53.62%，蛋白質(zhì)得率為54.5%，結(jié)果表明經(jīng)過鹽溶液浸提后蛋黃顆粒組分得到了富集。陳顏紅等 通過分析咸鴨蛋腌制過程中蛋黃凝聚變化，也發(fā)現(xiàn)NaCl可以破壞蛋黃低密度脂蛋白的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致油脂滲出。綜上，經(jīng)過鹽溶液浸提后得到的蛋黃顆粒具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、低膽固醇的特點(diǎn)，有作為一種營養(yǎng)型食品配料的潛力。

2 UE對蛋黃顆粒的解聚作用

2.1 UE處理中超聲條件對蛋黃顆粒溶解度的影響

如圖1所示，與CK組相比（溶解度8.1 g/100 g），酶解組（溶解度66.4 g/100 g）顯著提高了蛋黃顆粒的溶解度；增加超聲輔助處理后，蛋黃顆粒的溶解度進(jìn)一步提升。在較低的超聲功率下，隨著超聲時(shí)間的延長，溶解度逐步提升；在較高的功率下，蛋黃顆粒的溶解度先升高后趨于平緩，隨著超聲功率的進(jìn)一步增加，長時(shí)間超聲（30 min）甚至出現(xiàn)下降的趨勢。推測超聲處理后蛋黃顆粒從大塊的密集聚集體被打散，變成小的聚集體，促進(jìn)酶與底物的作用，提高了溶解度；然而長時(shí)間的高強(qiáng)度超聲處理可能使已經(jīng)解聚的蛋黃顆粒重新聚集形成大分子，導(dǎo)致溶解度下降。根據(jù)宋博對超聲處理酪蛋白的研究，30 min超聲處理可以解離酪蛋白膠束，當(dāng)超聲時(shí)間達(dá)到60 min時(shí)會(huì)形成蛋白聚集體，長時(shí)間超聲引起蛋白質(zhì)變性進(jìn)而相互聚集，這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。總的來說，低功率長時(shí)間和高功率短時(shí)間的超聲輔助處理顯著提升蛋黃顆粒的溶解度。當(dāng)超聲條件為225 W、20 min時(shí)，樣品的溶解度最高，為89.7 g/100 g。

2.2 不同料液比條件下UE處理對蛋黃顆粒溶解度的影響

料液比1∶9～1∶30，UE處理對蛋黃顆粒溶解度的影響如圖2所示。在不進(jìn)行超聲處理時(shí)，隨著料液比的升高，蛋黃顆粒的溶解度急劇下降，表明物料濃度對蛋黃顆粒的解聚效果產(chǎn)生重要影響。目前有關(guān)蛋黃顆粒改性的研究料液比通常為1∶30（物料質(zhì)量濃度約為3 g/100 mL），在此料液比條件下經(jīng)UE處理后溶解度最高可達(dá)到93.7 g/100 g。但較低的物料濃度會(huì)大大增加制粉的能源消耗，提高生產(chǎn)成本。圖2的數(shù)據(jù)表明，在料液比較高時(shí)，可以通過延長超聲處理時(shí)間提高物料的溶解度。當(dāng)料液比提升至1∶9時(shí)，延長超聲時(shí)間在20 min以上，蛋黃顆粒的溶解度仍能達(dá)到85.0 g/100 g以上。本研究為了保證蛋黃顆粒的解聚效果選擇1∶12的料液比進(jìn)行后續(xù)研究。

2.3 UE對蛋黃顆粒的解聚作用溶解性和分散性

2.3.1 溶解性和分散性

UE組溶解度高達(dá)89.7 g/100 g，顯著高于CK組（8.1 g/100 g）和E組（66.4 g/100 g）（圖3A）。與之相應(yīng)，UE組的可溶性蛋白質(zhì)量濃度也得到提升，與CK組相比提升了1.16 倍（圖3B），與CK組及單一酶解組存在顯著性差異（

P

＜0.05）。UE組在靜置的24 h內(nèi)可保持乳液穩(wěn)定不分層，而CK組和E組均出現(xiàn)了不同程度的分層（圖3C）。經(jīng)過超聲預(yù)處理聯(lián)合酶解，蛋黃顆粒的溶解性和分散性顯著提升。姚俊澤在探究鈣螯合劑對蛋黃顆粒的解離效果時(shí)，也發(fā)現(xiàn)蛋黃顆粒的分散性越好表明鈣螯合劑對其的解離效果越強(qiáng)。

2.3.2 粒徑和分子質(zhì)量

UE處理對蛋黃顆粒粒徑分布的影響如圖4A所示。CK組蛋黃顆粒表現(xiàn)出明顯的多峰尺寸分布，尺寸在10～100 μm之間的顆粒比例高達(dá)64.3%；經(jīng)酶解處理后的顆粒表現(xiàn)出雙峰分布，蛋黃顆粒粒徑分布向左移動(dòng)，81.8%的顆粒粒徑分布在1～10 μm之間；增加超聲處理輔助酶解后蛋黃顆粒的粒徑分布繼續(xù)向左移動(dòng)，約88%的顆粒粒徑分布在0.5～1.5 μm之間，同時(shí)表現(xiàn)出明顯的單峰分布。平均粒徑如圖4B所示，未處理的蛋黃顆粒平均粒徑最大，約為24.74 μm；經(jīng)過酶解后蛋黃顆粒的平均粒徑顯著下降至4.66 μm，增加超聲輔助處理后蛋黃顆粒的粒徑進(jìn)一步降低，為1.05 μm（

P

＜0.05）。上述結(jié)果表明酶解處理縮小了蛋黃顆粒的粒度分布，并降低了平均粒徑。超聲預(yù)處理產(chǎn)生的高速剪切力將蛋黃顆粒結(jié)構(gòu)破壞后有助于顆粒內(nèi)部蛋白質(zhì)的釋放，提高酶對底物的利用度，進(jìn)一步減小了蛋黃顆粒的粒徑分布范圍和平均粒徑，使蛋黃顆粒徹底解聚。Ye Hongliang等 采用不同食品加工技術(shù)處理蛋黃顆粒，0.30 mol/L NaCl處理使顆粒粒徑下降了約85.3%；相較于pH 7.0，pH 12.0時(shí)顆粒粒徑下降了75.3%；350 W超聲處理使顆粒粒徑下降了約38.0%，均證實(shí)了蛋黃顆粒的解聚效果。

利用SDS-PAGE分析處理前后蛋黃顆粒蛋白分子質(zhì)量的變化，如圖4C所示。CK組為天然蛋黃顆粒中的特征蛋白質(zhì)，Le Denmat 、Strixner 等鑒定了分子質(zhì)量為110、78、59、53 kDa和31 kDa左右的條帶是載脂蛋白（apoliprotein，apo）-高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）的特征條帶，Gaillard等 鑒定了分子質(zhì)量為40、37 kDa左右的條帶是卵黃高磷蛋白的特征條帶。蛋黃顆粒經(jīng)過蛋白酶酶解后，蛋白條帶發(fā)生明顯變化。大分子質(zhì)量蛋白質(zhì)條帶如110、78 kDa的apo-HDL明顯變淺，同時(shí)出現(xiàn)多條分子質(zhì)量在11～25 kDa內(nèi)的新條帶，這可能是蛋白質(zhì)大分子水解得到的低分子蛋白質(zhì)及多肽聚集產(chǎn)生的；增加超聲預(yù)處理后110 kDa和78 kDa附近的蛋白條帶完全消失，11～25 kDa的蛋白條帶顏色加深，表明經(jīng)過超聲處理后酶解反應(yīng)效率提高，更多小分子質(zhì)量蛋白質(zhì)及多肽產(chǎn)生，這與Li Qin 、Tang Shitao 等的研究結(jié)果一致。根據(jù)Umego等 的研究，超聲引起的聲空化現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生顯著的機(jī)械剪切力，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性并釋放親水基團(tuán)，增加蛋白質(zhì)的溶解度，或者破壞分子間相互作用力使肽鍵暴露，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的去折疊，兩種變化均會(huì)促進(jìn)蛋白酶與底物結(jié)合，提高酶解效率，產(chǎn)生更多親水性小分子肽，提升物料溶解性。UE組顆粒分子質(zhì)量主要集中在11～35 kDa，表明經(jīng)過短時(shí)間酶解后蛋黃顆粒主要由小分子蛋白組成，有利于保持物料的功能特性。

3 殺菌工藝對蛋黃顆粒溶解性和分散性的影響

如表2所示，經(jīng)過殺菌處理，蛋黃顆粒的菌落總數(shù)從3.18（lg（CFU/mL））降低至低于1（lg（CFU/mL）），大腸桿菌結(jié)果為未檢出，均符合GB 2749—2015《蛋與蛋制品》。

如圖5A所示，殺菌前UE組的溶解度顯著高于CK組，殺菌后CK組和UE組溶解度均顯著下降，但是UE組的溶解度仍顯著高于CK組（分別為53.7 g/100 g和4.7 g/100 g）。殺菌前后蛋黃顆粒的粒徑變化如圖5B所示，殺菌前CK組的平均粒徑約為24.74 μm，經(jīng)UE處理后粒徑下降至1.05 μm；殺菌后CK組和UE組的粒徑均顯著上升，溶解度和粒徑的結(jié)果均表明殺菌處理后環(huán)境溫度升高使顆粒發(fā)生了聚集，這種熱聚集效應(yīng)導(dǎo)致了顆粒溶解度的下降和粒徑的增大。在分散穩(wěn)定性上同樣也有體現(xiàn)，殺菌后的蛋黃顆粒溶液經(jīng)過24 h靜置后出現(xiàn)了輕微分層（圖5C）。李歡歡等吧對胰蛋白酶改性的蛋黃液進(jìn)行熱處理，同樣發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)明顯聚集的現(xiàn)象。

4 解聚蛋黃顆粒粉的粒徑及功能特性

蛋黃顆粒經(jīng)過解聚、殺菌、凍干等工藝制備解聚蛋黃顆粒粉，作為配料使用時(shí)可將其復(fù)溶后用分散機(jī)分散，制備蛋黃顆粒分散液添加到食品體系中。蛋黃顆粒原料粉、解聚凍干粉和分散液的粒徑及功能特性如表3所示。與原料粉相比，蛋黃顆粒解聚凍干粉及分散液的粒徑大幅度降低，分散液的粒徑最小，為1.87 μm，這與分散穩(wěn)定性的結(jié)果一致，24 h內(nèi)蛋黃顆粒分散液穩(wěn)定、不分層。從溶解性上看，與原料粉相比，蛋黃顆粒解聚凍干粉及分散液的溶解度顯著提升，分散液的溶解度為86.5 g/100 g，可溶性蛋白質(zhì)量濃度為0.41 mg/mL，表明復(fù)溶后分散處理基本消除了殺菌熱聚集對溶解性的影響，能夠滿足物料的需要。功能特性上，與原料粉相比，蛋黃顆粒解聚凍干粉的乳化活性提升不明顯，但乳化穩(wěn)定性大幅提升（

P

＜0.05），這可能與蛋黃顆粒溶解度的提升和粒徑的減小有關(guān)。有研究表明，“破碎”后的蛋黃顆粒相比于完整顆粒更有助于形成穩(wěn)定的乳液 。

5 解聚蛋黃顆粒粉的環(huán)境穩(wěn)定性

通過對原料粉進(jìn)行一系列處理獲得了高溶解性的蛋黃顆粒粉和分散液，想要在食品工業(yè)中加工利用，探究其在不同pH值、離子強(qiáng)度和熱處理溫度下的穩(wěn)定性十分有必要。

通常來說，乳飲料的pH值為4.0，咖啡的pH值為5.5～6.5，牛奶和冰淇淋的pH值為6.5左右，因此選擇實(shí)驗(yàn)的pH值為4.0～7.5。蛋黃顆粒分散液的酸堿穩(wěn)定性結(jié)果如圖6A所示，隨著pH值逐漸下降，蛋黃顆粒的粒徑逐漸升高（

P

＜0.05），表明蛋黃顆粒分散液在中強(qiáng)度酸性條件下存在不穩(wěn)定的趨勢，這與分散穩(wěn)定性的結(jié)果一致。在pH 4.0和5.5時(shí)分散液靜置24 h后出現(xiàn)較明顯的分層，pH 6.5時(shí)分散液輕微分層，pH 7.5時(shí)分散液相對穩(wěn)定，其原因可能是酸性條件下顆粒與液滴之間靜電斥力減弱，液滴出現(xiàn)不同程度的聚集。綜上，蛋黃顆粒更適宜于pH 6.5～7.5的食品體系中應(yīng)用，在咖啡、冰淇淋、牛奶等食品體系中有應(yīng)用潛力。

1%的NaCl添加量接近于生理鹽水的濃度，2%的NaCl添加量基本相當(dāng)于高鹽含量食物如火腿腸的鹽添加量，因此選擇的NaCl添加量為0～2%。蛋黃顆粒分散液的離子強(qiáng)度穩(wěn)定性如圖6B所示，隨著NaCl含量的升高，蛋黃顆粒的粒徑逐漸變大；從分散穩(wěn)定性看，相比于對照組，不同NaCl含量下的蛋黃顆粒分散液在24 h內(nèi)均保持穩(wěn)定。推測可能是NaCl使蛋黃顆粒出現(xiàn)了“增溶效應(yīng)”。因此，蛋黃顆粒適宜在鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%以內(nèi)的環(huán)境中應(yīng)用，能夠滿足絕大多數(shù)食品體系的要求。

巴氏殺菌的溫度通常為68～72 ℃，一些高溫短時(shí)殺菌的溫度通常更高，因此選擇的熱處理溫度范圍為70～90 ℃。蛋黃顆粒分散液的熱穩(wěn)定性結(jié)果如圖6C所示，隨著溫度的升高，由于顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)液滴的碰撞和聚結(jié)，導(dǎo)致分散液蛋黃顆粒的粒徑不斷升高，但增長幅度不明顯；在80 ℃及以下的范圍內(nèi)熱處理20 min，蛋黃顆粒分散液在24 h內(nèi)基本保持穩(wěn)定；90 ℃加熱20 min后出現(xiàn)輕微分層，表明蛋黃顆粒的熱穩(wěn)定性較好，在80 ℃及以下的條件下熱處理20 min均可保持穩(wěn)定。

結(jié)論

本研究采用超聲聯(lián)合蛋白酶酶解技術(shù)探究其對蛋黃顆粒的解聚效果并制備高溶解性的蛋黃顆粒粉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過UE處理蛋黃顆粒發(fā)生解聚，具體表現(xiàn)為粒徑分布變窄、平均粒徑減小、分子質(zhì)量降低、溶解性和分散性提升。UE處理對蛋黃顆粒的解聚效果優(yōu)于單一酶解處理，當(dāng)料液比為1∶12時(shí)，聯(lián)合處理后蛋黃顆粒的溶解度高達(dá)89.7 g/100 g；當(dāng)料液比提升至1∶9，蛋黃顆粒的溶解度仍能達(dá)到85.0 g/100 g以上，表明該技術(shù)可以在較高料液比條件下使用，具備工業(yè)化前景。經(jīng)過殺菌、凍干后制得解聚蛋黃顆粒粉，使用前經(jīng)分散處理，溶解度高達(dá)86.5 g/100 g，并且具備良好的熱穩(wěn)定性和離子強(qiáng)度穩(wěn)定性。本研究可為生產(chǎn)高溶解性蛋黃顆粒粉提供技術(shù)支持，為實(shí)現(xiàn)蛋黃顆粒粉的多場景應(yīng)用提供參考。

作者簡介

1

第一作者

于春暉 碩士研究生

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 碩士研究生。

學(xué)習(xí)經(jīng)歷：

2018.9-2022.6 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 學(xué)士；

2022.9-至今 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 碩士研究生（在讀）。

研究方向：

蛋黃蛋白質(zhì)的加工利用

2

通信作者

李 博 教授

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。長期從事食品科學(xué)專業(yè)研究，近年來的主要研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物化學(xué)與功能性食品，包括藥食同源植物中活性成分的鑒定與功能評(píng)價(jià)、不同種類蛋白質(zhì)和低聚肽的加工與營養(yǎng)、生物活性肽的制備技術(shù)與功能評(píng)價(jià)等。開發(fā)了抗氧化、降血糖、降血脂、美容養(yǎng)顏、提高骨密度以及維持心血管健康等系列功能食品。獲得省部級(jí)科技成果獎(jiǎng) 4 項(xiàng)；主編或參編出版學(xué)術(shù)書籍 4 部，參與制定國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（國軍標(biāo)） 4 項(xiàng)。在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文 130 余篇，其中以通訊作者發(fā)表 SCI 、 EI 論文 68 篇。獲得授權(quán)發(fā)明專利 14 件。入選 2011 年度“新世紀(jì)人才計(jì)劃”。 2020 年起受聘為 SCI 期刊 Foods 的編輯，現(xiàn)任 Foods 期刊的編委和客座編輯。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 2 項(xiàng)。“十三五”期間承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2 項(xiàng)（子課題），“十四五”期間承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 1 項(xiàng)（課題負(fù)責(zé)人）。

本文《超聲聯(lián)合酶解技術(shù)制備高溶解性蛋黃顆粒粉》來源于《食品科學(xué)》2024年45卷第21期 245-253頁，作者：于春暉, 李博。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240407-048. http://www.spkx.net.cn 點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：申婧婧 ；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)。

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各界的交流合作，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動(dòng)物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、四川旅游學(xué)院烹飪與食品科學(xué)工程學(xué)院、西南民族大學(xué)藥學(xué)與食品學(xué)院、四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院、成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院、成都醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所、四川大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工研究院、西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院、宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院、大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會(huì)”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

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