一种生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉的方法
技术领域
本发明涉及鸡肝蛋白领域，具体涉及一种生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉的方法。
背景技术
鸡肝是一种质优廉价的畜禽内脏器官副产物，产量大，其蛋白含量高(20％以上)，蛋白中氨基酸构成均衡且必需氨基酸含量丰富。然而当企业用于深加工时，鸡肝产品则表现为保油保水性差、质构松软、腥味重、产品出品率低等问题，鸡肝主要以鲜销或作为动物饲料资源等被低值利用。畜禽蛋白的乳化凝胶特性是决定畜禽加工产品品质的关键，因此，高效利用和改善这类动物副产物蛋白的乳化加工特性，是行业亟需解决的共性问题。ISP法(等电点溶解沉淀法)回收的蛋白分离物一般包含87％～95％的粗蛋白，1％～5％的脂质和2％～6％的灰分，当使用ISP法从完整的黑鱼和鱼片的内脏中回收蛋白质分离物时，粗蛋白被浓缩至89％至95％，其中必需氨基酸含量高于起始原料。ISP法提取的蛋白质被认为是具有更好乳化能力的优良中间体，利用ISP法回收pH 11.0的PSE鸡胸肉中的蛋白质，与未经过ISP处理的PSE肉糊做对照，对照组油滴少且较大，ISP法提取的蛋白质乳化液分布油滴小且均匀分散且乳化液有较高的粘度；随着蛋白浓度的增加，剪切稀化行为越明显，ISP处理会使蛋白质在O/W体系中聚集性增加；ISP分离的蛋白表现出更好的乳化能力，同时也表明ISP加工可有效改善PSE样肉蛋白的乳化性能。近几年很多学者扩宽了ISP回收蛋白的研究范围，使用高新技术处理分析对ISP回收蛋白质的理化和功能特性的影响。高压均质处理的主要原理是迫使液体在几秒钟内通过均质阀中的狭窄缝隙、空化、强烈剪切和湍流的结合破坏物质的结构特性，使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。40Mpa、80Mpa和120Mpa下对肌原纤维蛋白进行处理，结果发现高压均质后提高了蛋白质的溶解度，改变了蛋白质的二级结构，乳化性能和发泡性能均得到显著改善。80MPa下蛤贝肌原纤维蛋白的溶解度、EAI、ESI均得到增加，巯基含量和表面疏水性也发生改变，结构变化和粒度减小会导致功能性能的提高。但高压均质对不同pH的ISP鸡肝蛋白修饰后以提高其乳化性的研究和生产报道未见。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉的方法，其显著提高了鸡肝蛋白的乳化特性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉的方法，包括以下步骤：
(1)将鸡肝去除筋膜和结缔组织后，按1:5-6放入预冷到1-4℃的蒸馏水中高速匀浆，得到鸡肝浆液；
(2)将鸡肝浆液的pH调节到1.0-3.0或者10.5-12.0之间，并不断搅拌5–10min，然后在2-10℃下以10000-15000×g的转速离心5-10min，离心之后鸡肝浆液出现三层，上层是鸡肝中性脂肪，中间层为可溶性蛋白，底层是不溶性物质沉淀，去除上层脂肪和下层沉淀，收集中间层可溶性蛋白液，将可溶性蛋白液调节pH到5.0-6.0，并于2-10℃不断搅拌5-10min，使蛋白质在等电点充分沉淀，然后在2-10℃下10000-15000×g离心5-10min，离心之后可溶性蛋白液出现两层，上层为水，下层为沉淀的鸡肝分离蛋白，倾倒上层水液，得到沉淀的鸡肝蛋白；
(3)所得鸡肝蛋白在20-60MPa下进行均质，首先将漏斗中加蒸馏水，打开开关，依次调节二级均质阀和一级均质阀，当所需压力稳定后，待漏斗底部的水留至底部时，加入100-300mL样品溶液，保持漏斗中始终有样品，出口接均质后的样品，两次循环，以上过程需在2-10℃下进行，然后进行真空冷冻干燥，制成鸡肝蛋白粉，高压均质处理后可生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉。
优选地，所述步骤(1)中，高速匀浆的转速为10000-15000×g，匀浆三次，每次20s，其中去除筋膜和结缔组织后鸡肝与蒸馏水的质量比为1:5-6。
优选地，所述步骤(2)的过程需在2-10℃下进行；pH调节方法为采用1-2mol/L HCl或1-2mol/L NaOH逐滴加入到需要调节pH的溶液中并不断搅拌5-10min。
优选地，所述步骤(2)中，将鸡肝浆液的pH调节到1.0-3.0之间。
优选地，所述步骤(2)中，将鸡肝浆液的pH调节到10.5-12.0之间。
优选地，所述步骤(3)中，均质压力为40MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明有效的解决了鸡肝直接加工利用的现状，扩大了鸡肝的利用范围；其次，高压均质处理后，显著提高了鸡肝蛋白的乳化性；此外，鸡肝浆液的pH调节到11.0时，且均质压力在40MPa下冻干制得的肝蛋白粉可用于做食品稳定剂。
附图说明
图1是本发明实施例1-3和对比例1中均质后的鸡肝蛋白的粒度分布图；
图2是本发明实施例4-6和对比例2中均质后的鸡肝蛋白的粒度分布图；
图3是本发明实施例7-9和对比例3中均质后的鸡肝蛋白的粒度分布图；
图4是本发明实施例10-12和对比例4中均质后的鸡肝蛋白的粒度分布图；
图5是本发明实施例1-12和对比例1-4中均质后的鸡肝蛋白的溶解度图，图中上标大写字母和小写字母分别代表相同均质压力下不同pH样品和相应pH样品在不同均质压力下的显著性分析，不同字母代表变化差异显著(P<0.05)，下同；
图6是本发明实施例1-12和对比例1-4制得的鸡肝蛋白乳化液的乳化活性图；
图7是本发明实施例1-12和对比例1-4制得的鸡肝蛋白乳化液的乳化稳定性图；
图8是本发明实施例1-12和对比例1-4制得的鸡肝蛋白乳化液的粘度图；
图9是本发明实施例1-6和对比例1-2制得的鸡肝蛋白乳化液的表观图，图中，(a)：放置5dpH 2.0样品；(b)：放置14dpH 2.0样品；(c):放置5dpH 3.0样品；(d):放置14d pH3.0样品，每张照片从左到右分别表示0MPa、20MPa、40MPa、60MPa处理；
图10是本发明实施例7-12和对比例2-4制得的鸡肝蛋白乳化液的表观图，图中，(e):放置5dpH 11.0样品；(f):放置14dpH 11.0样品；(g):放置5dpH 12.0样品；(h)：放置14dpH 12.0样品，每张照片从左到右分别表示0MPa、20MPa、40MPa、60MPa处理；
图11中从左往右依次为是本发明对比例1和实施例1-3制得的鸡肝蛋白乳化液的显微示意图；
图12中从左往右依次为是本发明对比例2和实施例4-6制得的鸡肝蛋白乳化液的显微示意图；
图13中从左往右依次为是本发明对比例3和实施例7-9制得的鸡肝蛋白乳化液的显微示意图；
图14中从左往右依次为是本发明对比例4和实施例10-12制得的鸡肝蛋白乳化液的显微示意图；
图15是在猪肉糜中加入本发明对比例1-4和实施例1-12制得的鸡肝蛋白粉后的蒸煮损失率的示意图；
图16是在猪肉糜中加入本发明对比例1-4和实施例1-12制得的鸡肝蛋白粉后的持水率的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉的方法，包括以下步骤：
(1)将鸡肝去除筋膜和结缔组织后，按1:5-6放入预冷到1-4℃的蒸馏水中高速匀浆，得到鸡肝浆液，其中，高速匀浆的转速为10000-15000×g，匀浆三次，每次20s，其中去除筋膜和结缔组织后鸡肝与蒸馏水的质量比为1:5-6；
(2)将鸡肝浆液的pH调节到1.0-3.0或者10.5-12.0之间，并不断搅拌5–10min，然后在2-10℃下以10000-15000×g的转速离心5-10min，离心之后鸡肝浆液出现三层，上层是鸡肝中性脂肪，中间层为可溶性蛋白，底层是不溶性物质沉淀，去除上层脂肪和下层沉淀，收集中间层可溶性蛋白液，将可溶性蛋白液调节pH到5.0-6.0，并于2-10℃不断搅拌5-10min，使蛋白质在等电点充分沉淀，然后在2-10℃下10000-15000×g离心5-10min，离心之后可溶性蛋白液出现两层，上层为水，下层为沉淀的鸡肝分离蛋白，倾倒上层水液，得到沉淀的鸡肝蛋白，以上过程需在2-10℃下进行；其中pH调节方法为采用1-2mol/L HCl或1-2mol/L NaOH逐滴加入到需要调节pH的溶液中并不断搅拌5-10min；
(3)所得鸡肝蛋白在20-60MPa下进行均质，首先将漏斗中加蒸馏水，打开开关，依次调节二级均质阀和一级均质阀，当所需压力稳定后，待漏斗底部的水留至底部时，加入100-300mL样品溶液，保持漏斗中始终有样品，出口接均质后的样品，两次循环，以上过程需在2-10℃下进行，然后进行真空冷冻干燥，制成鸡肝蛋白粉。高压均质处理后可生产良好乳化性能的鸡肝蛋白粉。
一种鸡肝蛋白乳化液制备的方法，包括以下步骤：
在鸡肝蛋白粉中加入蒸馏水，配制成蛋白质质量浓度为5.8％的鸡肝蛋白液，高压均质处理两次后，在鸡肝蛋白液中加入大豆油，其中鸡肝蛋白液与大豆油的体积比为3：1，即制成鸡肝蛋白乳化液。
实施例1-12和对比例1-4分别按照下表的处理方法制得鸡肝蛋白乳化液
表1实施例1-12和对比例1-4制备鸡肝蛋白粉和鸡肝蛋白乳化液的处理方法
对于实施例1-12和对比例1-4制得的鸡肝蛋白乳化液的乳化特性进行试验如下。
一.实验原料及方法
1.1原料
新鲜鸡肝，每500g鸡肝真空包装并在-18℃冷冻贮藏备用，1mol/L HCl、1mol/LNaOH，牛血清蛋白、考马斯亮蓝，鲁花牌大豆油。按照表1制得相应的鸡肝蛋白粉和鸡肝蛋白乳化液。
蛋白粉的应用实例：按肥肉20％、食盐2.5％、添加3％、4％、5％的冻干ISP鸡肝蛋白粉斩拌，加入10％的冰水，斩拌2min。停顿2min，继续添加10％的冰水，斩拌1min，制得猪肉糜。
1.2粒径的测定
用去离子水做分散剂，参数设置为样品折射率为1.47，分散剂折射率为1.330。每个样品重复三次。测定结果用D4,3、D3,2、D50、D90、D10表示，其中D4,3表示体积加权平均值，D3,2表示表面积加权平均值，D50、D90、D10分别代表达到粒径体积百分比50％、90％和10％时粒径的大小。
1.3溶解度的测定
将高压均质后的四种不同pH的鸡肝蛋白液，室温下磁力搅拌10min，然后4000r/min离心10min，利用考马斯亮蓝法测定上清液中鸡肝蛋白的浓度，利用牛血清蛋白(BSA)做溶解性标准曲线，在紫外分光光度计595nm下测定其吸光值。
1.4乳化活性和乳化稳定性的测定
利用紫外分光光度计测定在不同压力均质下四种不同pH的鸡肝蛋白的乳化活性和乳化稳定性。取均质后的30mL鸡肝蛋白液，边搅拌边缓慢加入大豆油10mL，10000r/min分散乳化30s，一共三次。后从底部吸取乳状液50μL，立即加入5mL SDS溶液，混合均匀后500nm处测定其吸光值，乳化活性用A0表示。10min后再重新测定吸光值，乳化稳定性用A10表示。(C表示乳状液形成前溶液中蛋白质的浓度，g/mL；
1.5乳化液粘度的测定
采用旋转流变仪来测定乳化液的粘度。取大约2.5mL样品均匀涂在测试板中心位置，选择40mm的平板夹具测定剪切速率从0.1s-1到1000s-1的的粘度变化情况，测试温度25℃，记录剪切初始速率0.1s-1的粘度值。每个样品重复三次测定。
1.6乳化液的表观评价
配置叠氮化钠(0.3g/L)作为抗菌剂使用，将乳化液倒入15mL左右的小瓶中，拧紧盖子室温下放置。分别对放置5d和14d的样品进行拍照。
1.7乳化液的显微镜观察
取新鲜制备好的50μL制作好的蛋白质乳化液，快速将盖玻片盖上，在物镜40×镜头下观察拍照。
1.8猪肉糜持水力的测定
加入上述制得的鸡肝蛋白粉制作的肉糜，称量10g左右用双层滤纸包好后放入离心管中，5000×g离心10min。(m1、m2分别代表离心前后肉糜的质量，g)
1.9猪肉糜蒸煮损失率的测定
在肉糜中加入鸡肝蛋白粉，肉糜经过85℃，30min的水浴加热后，用流水降温，待将表面的水擦干后准确称量蒸煮后的质量。(式中m1代表煮制前肉糜的质量，g；m2代表煮制后肉糜的质量，g)
2.0猪肉糜质构的测定
在肉糜中加入鸡肝蛋白粉，取80g制作好的生肉糜装入离心管中，2000r/min离心10min。然后80℃水浴20min，流水冷却，将离心管中的水倒出，4℃冰箱中贮存。将制备好的凝胶切成2×2×2cm的正方体，测定参数设定为触发力5.0g；测试前、测试时、测试后速度分别设置速率2mm·s-1、1.00mm·s-1和2mm·s-1；应变力30％；下压距离5.00mm；探头型号：P/50R，测定肉糜凝胶的硬度、弹性、粘聚性和咀嚼性。
二.结果和讨论
2.1粒径的测定
表2实施例1-12和对比例1-4中均质后的鸡肝蛋白的粒径
表中上标大写字母和小写字母分别代表相同均质压力下不同pH样品和相应pH样品在不同均质压力下的显著性分析，不同字母代表变化差异显著(P<0.05)。
结合表2与图1-4相应pH处理下的鸡肝蛋白经高压均质处理后，粒径均会减小，因为处理时样品会经狭窄缝隙，强烈的剪切应力和空化现象导致了颗粒和蛋白质的解离，引起蛋白质悬浮液在几秒钟内被迫通过，重排或聚集。同一均质压力下不同pH样品的粒径变化不同，在0MPa下碱处理组的D4,3值与酸处理组的D4,3值变化差异显著(P<0.05)；四种样品的D3,2值和D10值之间有显著差异且碱处理组的D3,2值和D10值较高；碱处理样品的D50值在四种压力下均具有显著性差异(P<0.05)；四种压力下相应pH样品的D90值均具有显著性差异(P<0.05)。推测粒径大小的差异会导致在实际生产应用中产生不同的加工方面的区别。
2.2溶解度的测定
由图5可知，相应pH样品经不同均质处理后的溶解度均有提高，且在40MPa下相应pH鸡肝蛋白的溶解度最高(P<0.05)。而60MPa条件下的溶解度与40MPa条件下的溶解度相比数值略有下降但不显著(P>0.05)。在40MPa下酸处理样品pH 2.0和pH 3.0的溶解度分别为61.4％和58.0％，碱处理样品中pH 11.0和pH 12.0的溶解度分别为80.2％和86.0％；均质可提高蛋白质溶解度可能是均质后蛋白质分子的粒径明显减小，增加了蛋白质与水的接触面积或均质化也可能破坏二硫键和表面疏水性，从而导致聚集体的破坏。
2.3乳化活性和乳化稳定性测定
由图6-7可知，与0MPa相比，相应pH值的鸡肝蛋白EAI在40MPa时均显著升高(P<0.05)，酸处理组pH 2.0样品EAI升高了2.5m2/g；pH 3.0的样品EAI升高了2.48m2/g；碱处理组pH 11.0和pH 12.0样品的EAI分别升高了4.87m2/g和5.91m2/g(P<0.05)。而pH 2.0和pH3.0的样品的ESI分别是33.58％和33.01％；碱处理组pH 11.0和pH 12.0样品的ESI分别是37.77％和35.94％。高压均质处理后的样品显著增加了EAI和ESI，是因为高压均质能够破坏蛋白质的空间结构，使暴露出来的疏水性基团更具有亲水亲油性。与40MPa相比，当均质压力达到60MPa时EAI和ESI稍有下降，可能是因为40MPa下溶解度较大，更有助于促进蛋白质在油水界面扩散，从而有助于蛋白质乳化性能的提高。相同均质压力下，但总的来说，碱处理组样品的乳化能力大于酸处理组样品的乳化能力，可见，高压均质是有效改善ISP鸡肝蛋白乳化性的一种方法。
2.4乳化液粘度测定
由图8可知，相应pH的样品随着均质压力的升高，乳化液粘度先增加后降低，40MPa条件下粘度最大(P<0.05),可能是因为均质处理后液滴尺寸减小的缘故，进一步增强了油脂与液滴的比表面积以及他们之间的相互作用导致乳液粘度增加。在相同均质压力下碱处理组样品的粘度要比酸处理组样品的粘度高(P<0.05)，仅在60MPa下pH 11.0和pH 12.0样品粘度没有显著性差异(P>0.05)，且pH 11.0样品粘度是最高的，可能是均质处理使强碱提取的蛋白含有更多参与乳化的蛋白质，通常认为较高的乳液粘度体系中颗粒的碰撞更加温和。
2.5均质处理的鸡肝蛋白乳化液的乳化特性
由图9-10可知，相同均质压力下，碱处理样品的分层高度低于酸处理样品的分层高度，碱处理组有较好的乳化稳定性，pH 11.0的乳化稳定性最大，与均质压力对样品乳化活性和乳化稳定性的影响得到一致的结论。第14d时，乳化液的表观特性变化趋势与第5d相似，14d时乳化液的分层情况达到了稳定状态，碱处理组的乳化特性高于酸组，相应pH样品在不同均质压力下，40MPa显示是最佳的均质压力。
2.6均质压力处理鸡肝蛋白乳化液的光学显微镜观察
由图11-14可知，与0MPa相比，随着均质压力的增加，光学显微镜下观察到相应pH样品的乳化液滴明显变小，形状规则均匀分布在连续相中。0MPa下酸处理样品的液滴不聚集且轮廓不清楚，碱处理样品液滴轮廓虽清楚但液滴稍大；均质后油滴分布状态均有明显的改善，同种均质压力下碱处理组样品的显微示意图显示油滴分布均匀，比酸处理组样品的油滴小，pH 11.0样品呈球形均匀分布。液滴的分布情况同时也论证了碱处理组乳化性高于酸组的结论。与ESI、EAI、乳化液的乳化粘度、表观特性的结果保持一致。
2.7猪肉糜持水力影响
由图15可知，肉糜的持水力对产品的口感有很大的影响。添加了两种物质后肉糜的持水性均提高，推测是添加了均质处理后的ISP鸡肝蛋白粉，在猪肉糜中起到了良好的乳化作用，将水固定在肉糜组织中，导致持水力增加。添加量为4％和5％的pH 11.0的ISP鸡肝蛋白持水力达到最大值，分别是47.27％和46.30％。
2.8蒸煮损失率的影响
由图16可知，蒸煮损失是反应肉糜乳化稳定性的指标之一，引起指标变化的主要原因是加热后肉糜中脂肪融化或水分蒸发。添加两种不同pH的ISP鸡肝蛋白均可以降低肉糜制品的蒸煮损失率，表明这两种物质的添加可以改善肉糜的持水持油能力，可能是添加了这两种蛋白质与油脂结合，从而使更多的肉蛋白质参与到肉糜凝胶结构中，蒸煮损失更小。通过以上数据可以清楚的看出添加pH 2.0的ISP鸡肝蛋白的蒸煮损失率要比添加pH11.0的蒸煮损失率高，可能是添加的两种外源蛋白质pH值不同，其功能特性也不同。
2.9对猪肉糜质构的影响
表3不同添加量的鸡肝蛋白对猪肉糜凝胶特性的影响
表中同一列数据中不同字母表示有显著性差异(P<0.05)。
添加不同pH的鸡肝蛋白粉，均可以提高肉糜的凝胶质构。首先肉糜的硬度均呈增大的趋势，添加量在4％时达到最大值(P<0.05)，分别是添加pH 2.0和pH 11.0的ISP鸡肝蛋白后肉糜的硬度为825.77N和842.53N，相比空白组分别增加了36.63N和53.39N，可能是因为添加了两种ISP鸡肝蛋白后，单位体积内蛋白质分子间的作用力增强，导致硬度增加，而后随着添加比例的增大，硬度反而下降，可能是蛋白质与水的相互作用有关；影响肉糜弹性的因素有很多，如斩拌等加工工艺、肉糜中的水分含量等。pH 2.0和pH 11.0的ISP鸡肝蛋白的添加量在3％～5％时，肉糜的弹性均可得到提高，添加pH 2.0的ISP鸡肝蛋白的肉糜弹性虽有提高，添加量在4％时弹性值最大但是效果不显著(P>0.05),添加4％的pH 11.0的ISP鸡肝蛋白的可显著提高肉糜的弹性(P<0.05)；与对照组相比，添加pH 11.0的ISP鸡肝蛋白的弹性增加了8.9％。当外部有足够的水分时，水分会被吸收在蛋白质的网络结构中，一定程度上可导致肉糜的弹性增加；添加pH 2.0的ISP的鸡肝蛋白得到肉糜的弹性比添加pH11.0的ISP鸡肝蛋白的肉糜弹性低，可能与两种pH的ISP鸡肝蛋白本身的持水持油性有关，添加pH 11.0的ISP鸡肝蛋白可以使脂肪更好的与蛋白质包埋，提高肉糜的弹性；添加不同量的两种ISP鸡肝蛋白可以提高肉糜的粘聚性，可能是蛋白质受热变性使肉糜粘度增加，肉糜内部松散结构得到改善；验结果表明，肉糜的咀嚼性得到改善，两种样品的添加量均在4％时达到了最大值(P<0.05)。综上，添加两种ISP鸡肝蛋白同对照组相比均可以改善肉糜的质构，但总体来说添加pH 11.0的ISP鸡肝蛋白的肉糜质构特性效果更好。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
