乳酸菌发酵处理改善蛋黄乳化特性的机理及其在蛋黄酱中应用的研究

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蛋黄由于独特的感官特性和出色的乳化性能,成为食品工业中重要的原料和乳化剂。通过技术改性进一步提高蛋黄的加工特性进而改良产品的理化品质具有积极意义。现已有物理、化学和酶法等手段对蛋黄中的蛋白质进行改性修饰,提升其乳化性等加工特性。但是这些方法存在着一定的缺点,比如物理方法能耗高,化学方法对环境不友好,酶法伴随着苦味肽的产生。与之相比,乳酸菌发酵是一种更为简单、方便和绿色的方法,目前关于运用乳酸菌发酵方法改良蛋黄加工特性的报道较少。本课题利用保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)协同作用对蛋黄蛋白进行发酵,探究该过程中影响蛋黄乳化性能的关键蛋白和作用机理,并将改性后的蛋黄应用于蛋黄酱的加工,明确该方法在食品体系中的应用前景。主要研究内容与结果如下:(1)乳酸菌发酵方法可以显著改善蛋黄的乳化性能。用乳酸菌对蛋黄分别进行了0、3、6和9 h的发酵处理,发酵处理后,嗜热链球菌丰度显著增加,表明乳酸菌可以在蛋黄溶液中生长。蛋黄蛋白的溶解度提高,游离巯基含量和表面疏水性显著降低。流变学结果表明,乳酸菌发酵处理后的蛋黄表观粘度下降。相应地,发酵处理3、6和9 h后,蛋黄的乳化活性从9.07分别提高至19.55、23.40和24.61 m~2/g;而乳化稳定性在发酵处理3 h后达到最大值。这些结果表明,乳酸菌发酵可以显著改变蛋黄蛋白的分子结构,并改善蛋黄的乳化性能。(2)乳酸菌发酵处理过程中,蛋黄乳化性能改善主要归因于蛋黄上清浆液蛋白的结构改性。对蛋黄不同组分(上清浆液蛋白、沉淀颗粒蛋白)分别进行0、3、6和9 h的乳酸菌发酵处理。发酵处理后,上清浆液蛋白和沉淀颗粒蛋白的结构和理化性质均发生变化,但是发酵处理只能导致沉淀颗粒蛋白的部分改性,而上清浆液蛋白的结构和理化性质的改性是蛋黄乳化性能改善主要原因。乳酸菌发酵处理后,上清浆液蛋白被降解为多肽片段,粒径减小,表面疏水性提高,蛋白结构柔性增强,游离巯基含量增加,暴露出更多的疏水基团。扫描电镜结果显示,上清浆液蛋白经发酵处理之后结构更为松散。乳酸菌发酵0、3、6和9 h后,上清浆液蛋白的乳化性从13.68 m~2/g分别提高至20.69、22.80和22.68 m~2/g,与乳酸菌发酵蛋黄蛋白整体乳化活性提高程度基本一致,表明上清浆液蛋白是蛋黄乳化性能改善的主要贡献者。同时,发酵处理使得上清浆液蛋白乳液的乳化稳定性显著提高,而沉淀颗粒蛋白乳液的乳化稳定性没有显著变化。(3)将乳酸菌发酵处理后的蛋黄制备成蛋黄酱,其乳化稳定性和感官接受度均得到提高。蛋黄经乳酸菌分别发酵3、6和9 h后制备蛋黄酱,与未处理蛋黄制备的蛋黄酱相比,前者体系pH降低,粒径减小(尤其是发酵处理3、6 h后),亮度增加,甲酸、(E)-2-庚烯醛、α-松油醇、(E)-2-庚烯醛等有机酸、酯、醛等香气成分含量增多,己酸等成分含量下降,使得蛋黄酱风味改善,整体接受度提高。同时粒径减小、硬度和内聚力增加赋予了蛋黄酱更好的稳定性。综上所述,乳酸菌发酵是一种可以提高蛋黄乳化性能的方便、安全、绿色的方法。乳酸菌可以在蛋黄中生长并且可以提高蛋黄的乳化性能,上清浆液蛋白的结构改性是蛋黄乳化性能改善的主要原因。运用发酵处理后蛋黄制备的蛋黄酱具有更优良的乳化稳定性和感官接受度。本研究探究了乳酸菌发酵方法改善蛋黄乳化性质的机理,并为将其应用于提高产品的理化品质和感官特性提供理论依据和实践基础。
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