试论蛋白的起泡性对蛋糕质量的影响
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摘要：本文通过实验测定不同因素情况下鸡蛋中的蛋白发泡性的最佳条件，探讨了鸡蛋中具有发泡性能的蛋白部分对蛋糕质量所产生的影响。
关键词：鸡蛋蛋白发泡性蛋糕
蛋糕是以鸡蛋为主耍原料，辅以面粉、砂糖等制成的软松可口的高蛋白食品。其生产多采用鸡蛋及其制品(如冰蛋、冰蛋白、蛋白干等)，鸭蛋也用，但因有草腥昧，一般限用于低档产品。蛋糕制作利用了鸡蛋中全价蛋白质含量高，必需氨基酸含量多而全，蛋白质消化率和生物价高外，主要是利用了蛋白的特有性质――起泡性。
蛋品的特性有乳化性、酸凝固性、起泡性等等。蛋白搅拌起泡的原因是：蛋清蛋白质降低了蛋清溶液的表面张力，溶液蒸气压下降，没有蒸发现象，泡的表面膜彼此不立刻合并，泡沫的表面凝固等等。在蛋糕的生产中起决定作用的是鸡蛋的蛋白部分。蛋白在搅拌时，蛋白质薄膜将混入的空气包围起来而成为泡沫，由于受表面张力的制约，迫使已经形成的泡沫成为大小不同的球形，随着调粉的进行，面、糖、奶粉等固相材料，附在泡沫表面，增强了泡沫的稳定性。当制品经烘烤或蒸煮加热时，泡沫中的气体受热膨胀，蛋白质遇热变性，使之成为一种疏松，多空并具有一定弹性和韧性的蛋糕。本文就蛋白搅打时产生的泡沫(以下简称为蛋白泡)的相关情况对蛋糕质量的影响作讨论。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
KZ型打蛋机、远红外线烘烤箱、PHS－2型酸度计、NDJ－79型粘度计、内径5.5mm、长35cm的玻璃管、鲜鸡蛋、陈鸡蛋、干蛋白、冰蛋白、打蛋器、照蛋器、面粉、白砂糖、玉米麦芽糖浆、酒石酸、食盐、高锰酸钾等等。
1.2 方法
1.2.1 鲜、陈鸡蛋的鉴定。先用照蛋器照蛋后，再利用相对密度鉴别法，即用密度分别为1.080、1.073、1.060三种盐水测出鸡蛋的新鲜度。
1.2.2 打蛋、搅拌蛋白液。将蛋消毒后，用打蛋器将蛋打分成全蛋液、蛋白液和蛋黄液三种状态的液态蛋，用打蛋机搅拌。
1.2.3 加入各种添加物后搅拌蛋白液。在蛋白液中分别添加白砂糖、玉米麦芽糖浆、酒石酸、食盐、熟猪油等后搅拌。
1.2.4 起泡力的简单鉴定。将蛋和白砂糖混台，于35度下用打蛋器搅拌30分钟，用内径5.5mm、长35cm的玻璃管吸入高度为20cm的起泡蛋液，在20s内滴下液滴的数目越少，起泡力越好。起泡良好的液滴不易落下，起泡不好的液滴下落得快。
2 结果与讨论
2.1 蛋白泡与温度的关系
2.1.1 取相同体积的全蛋液和蛋白液分别于10度、20度、30度时用Kz型打蛋机来比较它们的起泡力。即(从搅拌底部到达泡的表面的高度)。
2.1.2 搅拌全蛋液当温度达到20℃以下时起泡快而良好。蛋白液受温度的影响较小，在不同温度下起泡力变化不大。
2.1.3 在全蛋液中添加了50％的白砂糖后，分别取同量体积的此混合液搅拌0～20分钟后，得出38℃时起泡最好。打蛋8分钟左右达到最大起泡力，是原来的4倍。以后泡逐渐减少，容积变小，这种泡不够稳定。15度搅拌15分钟达到最高量，但容积小于38度时状态，如夏季温度较高，蛋白中稀薄蛋白多一点，转速就要高一些，时间长一些，冬季则相反，从而保证蛋糕的质量。
2.2 蛋的新鲜度与蛋白起泡的关系
2.2.1 分别在5只试管中加入产蛋一周内的新鲜蛋白液和放置八周的蛋白液振荡观察。
2.2.2 搅拌蛋清时，由于蛋白质分子发生了横向结合，形成薄膜，从而产生了起泡作用。这是因为蛋白质分子之间除了范德华力外，羧基与氨基之间形成氢键的能力。所以由蛋白质生成的薄膜十分牢固，形成的泡沫相当稳定。就鸡蛋蛋白来说，稀薄蛋白比浓厚蛋白表面张力更小，所以陈蛋和稀薄蛋白多的蛋比新鲜蛋更易起泡，不过陈蛋或稀薄蛋白泡沫稳定性差，不适合制作蛋糕。
2.2.3 为得到优质蛋糕，要选择新鲜的鸡蛋，因鲜蛋比贮藏蛋起泡力好。冻结蛋的蛋清虽然解冻后浓厚蛋白减少，但是PH以及制蛋糕时应具备的特性与鲜蛋清几乎相同，打蛋时如采用10度以下的温度，长时间搅拌，由于浓厚蛋白变稀，起泡力相当好，能形成柔软的泡。干蛋白的起泡性能也较好，一般一份干蛋白加入5.5～7份的水时，能打出和鲜蛋同样坚实的泡，制出品质好的蛋糕。
2.3 泡沫状态与搅拌时间的关系
2.3.1 用KZ型打蛋机搅拌60个鸡蛋的的蛋白所观察到的情况记录如下：
第一阶段：此时为刚发泡的阶段，形成较大的泡沫，泡沫无色半透明，但稀疏，易于流动。
第二阶段：泡沫变小，倒入容器时会流动，湿而有光泽，且富有弹性，用小棒挑起时尖端会弯曲，外于半立状态。
第三阶段：泡沫细小，洁白、无光泽、非常致密，不易破灭，倒入容器不易流动，若将容器倒立，泡沫也不会落下。
第四阶段：泡沫发白、干燥，坚实。但易脆而破灭，成为棉絮状小泡。
2.3.2 从泡沫产生的四个阶段分析，第二、三阶段比较适合生产蛋糕。故在实际生产中，要充分撑握好搅打蛋的时间。在室温20度时，一般加入白砂糖后的打蛋时间控制在20分钟左右，搅拌蛋白液时间过短，蛋液不能起发，时间长，蛋液胶体粘度降低，充入气泡不稳定，从而影响蛋糕质量。通过长期观察，当所打蛋液的体积为原体积的约1.5～2倍时，就能达到第二、三阶段。此时的蛋液非常适合制作蛋糕。
2.4 蛋白泡放置时的变化
2.4.1 蛋白泡最初较细小，洁白紧密，放置之后细小的泡沫逐渐合并成大泡，而气泡数减少，随之大泡变得越来越大，这种现象称为泡的再分布。泡再分布时变化迅速的泡不稳定，而缓慢变化的泡比较稳定，这些变化是由于泡膜受到空气的压力而引起。当大小泡相撞，气泡内的压力等于大气压加上4倍表面张力除以气泡的半径。由于大气压和表面张力是一定的，泡中的压力由气泡的大小决定。大泡中的压力小，小气泡压力大。大小泡的交界面向大泡～面突出，小泡的气体通过交界面向大泡扩散使大泡渐渐增大，小泡渐渐变小，最后破灭，进行着泡的再分布。
2.4.2 蛋白泡一经放置容器底部即会集聚液体，其原因是泡膜在大气压和重力的作用下流出液体，聚集于容器底部，这种离液越多，说明泡膜变得越来越薄，甚至破灭。所以，打蛋到第二、三阶段时，应立即进行下面工序：调糊――立即将过筛后的面粉拌入搅拌合格的蛋液中。此操作要求时间短、速度快，充分拌匀。调好后面糊不能久放，应立即入模烘烤，以防沉底。
2.5 添加物对蛋白泡的影响
蛋白液的比重越大，稳定性越差，蛋白液的离液率越多，说明泡膜变得越来越薄了，甚或破灭了，此值越小，稳定性越强。各类添加物对蛋白泡都会有影响。
2.5.1 添加白砂糖和玉米麦芽糖浆：生产蛋糕时在蛋液中常添加砂糖和麦芽糖浆。加糖除了增加口感，提高其营养
价值外，在蛋糕的生产中对蛋白液的比重和离液率有一定的影响。
现将添加了50％砂糖的蛋白液、15％的玉米麦芽糖浆的蛋白液、不加任何物质的蛋白液三种样品通过相同搅拌器搅拌10分钟来比较它们的比重和离液率。测得值如下表：
这说明在蛋糕中加入糖能使蛋白液的稳定性增强。砂糖易溶于水，糖液有定粘度，添加于蛋清中时，由于粘度增加使排液量减少，起泡力虽稍差，但较长时间打泡的话，能形成强烈而密集的泡。添加砂糖，还可以防止起泡过度。砂糖具有持水性，可以延持蛋白泡的变化，防止蛋白干燥，形成变化较小稳定的泡。故在蛋白搅拌过程中加入白砂糖和麦芽糖浆是可行的。
无添加物的蛋白液起泡良好，但离液量多，泡膜干燥、脆弱，易于失去弹性而破灭，由于干燥而无弹性气泡不能膨胀，对制蛋糕是不利的，所以蛋搅拌时无糖类添加物是不可取的。
2.5.2添加酒石酸：取含2％酒石酸的蛋白液搅拌5分钟，测得其比重为0.174，1小时的离液率为14.5％，这充分说明了制蛋糕时可以添加适量酒石酸于蛋清中，目的是得到坚实不易变形的蛋泡，而且酒石酸作用于面粉的色素，还可以使蛋糕增白。如果蛋较陈，也可以加入酒石酸调整PH值到4.8～5.0左右，以接近蛋白的等电点，使蛋的起泡性良好，但酸不能过多，一般以1～1.5％为宜，以防酸味对蛋糕有不良影响。
2.5.3 食盐：在蛋白液中添加1％的食盐搅拌10分钟测得其比重为0.184，放置1小时后的离液率为42.3％，泡沫外观松脆、变形，因此一般认为添加食盐不应超过1％。最好在打蛋时加入。为了防止有时食盐不能完全溶解，可制成食盐饱和溶液滴加。
2.5.4油脂：通过实验可知当加入油脂达1％时，不易起泡。2％时将阻塞空气的混入，3％时随着不断搅拌，泡内空气反而会不断逸出，故蛋白液中不能加入油脂及含油脂较多的添加剂。为达到效果良好的蛋白泡，在搅拌蛋时，最好将蛋白和蛋黄分开搅拌，因蛋黄中约含有21.3～22.8％的脂类物质，而蛋白中只含有0.14～0.15％的脂类。另外，在打蛋前应用热水将打蛋机洗刷干净。
另外，选择优良的打蛋机，掌握适宜的搅拌速度和时间是非常重要的。因为，在同样的容积下，蛋白泡的数目越多，则膜的面积越大，相应地膜的厚度越薄，这将有利于离液量的减少保证蛋糕的质量。另在制作蛋糕时，调糊时问和速度的掌握、各种添加剂(除文中提及的以外)还有常用的蛋糕专用乳化剂的用量、疏松剂的品种及用量；蛋糕成型模子形状；是否及时烘烤；各类品种蛋糕的烘烤方式：烘烤时底火及面火的温度差；烘烤的时间：烘烤时的人为因素，如不小心震动了已装好蛋液的模子，也可造成制品中心下塌；出炉后的冷却方法；包装的材料；包装的方式等等一系列问题都是在制作蛋糕时必需考虑到的因素。