综述：蛋黄的流变行为：加工影响及其在食品系统中的应用

《Journal of Food Engineering》：Rheological Behavior of Egg Yolk: Processing Impacts and Applications in Food Systems

　　蛋黄流变学特性及加工技术影响研究。综述了冷冻、热处理、超声波、高压处理等加工技术对蛋黄流变学的影响，发现温度超过80℃引发蛋白质变性聚集，形成固态凝胶；冷冻导致冰晶破坏蛋白质结构，延长冻存时间增加粘稠度；超声波和高压处理可调控流变特性。添加剂如海藻酸钠、阿拉伯胶及氨基酸可改善热稳定性和凝胶强度。强调需建立标准化流变测试方法，未来应加强分子机制研究及多技术协同应用。

　　蛋黄（EY）作为一种营养丰富且功能多样的食品成分，其复杂的流变特性在食品加工过程中扮演着关键角色。蛋黄不仅是多种食品体系（如奶油、蛋黄酱、沙拉酱和烘焙制品）中的重要结构形成剂，还因其在乳化、增稠和凝胶化等方面的特性，成为提升食品质感和稳定性的核心材料。随着食品工业对功能性食品的需求不断增长，深入研究蛋黄的流变行为及其对食品加工条件的响应，对于优化食品配方和加工参数具有重要意义。本文综述了当前关于食品加工技术（包括冷冻、热处理、超声波、高压处理（HPP）、微流化等）以及添加剂（如水合胶体、盐类）如何影响蛋黄流变特性的研究成果，并指出了在分子机制和标准化方法方面仍存在的知识空白，同时提出了一个流变分析框架以促进未来研究的可比性。

### 一、蛋黄的流变特性及其在食品系统中的功能

蛋黄作为鸡蛋的重要组成部分，占整颗蛋重量的约36%，并且通常被视为一种油包水乳液。其流变特性主要由脂质和蛋白质的相互作用决定。例如，鸡蛋黄含有约63%的脂质和33%的蛋白质，其中脂质包括约39%的甘油三酯、21%的磷脂和少于3.1%的胆固醇，而蛋白质则主要以脂蛋白形式存在，包括7.6%的低密度脂蛋白（LDL）、11.6%的高密度脂蛋白（HDL）以及约10%的livetin。这些成分的组合赋予蛋黄独特的流变行为，使其能够在不同食品体系中发挥多种功能。

蛋黄的流变特性不仅决定了其在食品加工中的行为，还影响了最终产品的口感、稳定性和质地。例如，在热处理过程中，蛋黄会经历从液态到凝胶态的转变，这种转变对于某些食品（如煮熟的酱料）的质地具有决定性作用。而在冷冻处理中，冰晶的形成可能会导致蛋黄的结构变化，从而影响其粘度、弹性模量和剪切稀化行为。值得注意的是，冷冻和解冻过程中的冰晶形成对蛋黄流变行为的影响具有双重性，这取决于冰晶的大小和分布。较小的冰晶可能有助于保持蛋黄的结构完整性，而较大的冰晶则可能导致蛋白质的不可逆聚集，从而形成更坚固的凝胶结构。

### 二、主要的流变测试方法与模型

为了深入理解蛋黄的流变行为，研究人员通常采用多种测试方法，包括稳态剪切测试、动态振荡测试、温度扫描测试、蠕变与恢复测试等。每种测试方法都有其特定的应用场景和分析目的。例如，稳态剪切测试用于量化流体的粘度和剪切稀化行为，而动态振荡测试则用于评估蛋黄的弹性网络特性。温度扫描测试可以监测蛋黄在加热或冷却过程中的结构转变，如蛋白质变性或凝胶形成。蠕变与恢复测试则有助于理解蛋黄在受到外力作用时的变形和恢复行为，这对于评估食品的货架稳定性和保质期具有重要意义。

在这些测试方法中，研究人员还利用不同的流变模型来描述蛋黄的流变行为。例如，幂律模型（Power-law model）适用于描述结构化流体在中等剪切速率下的剪切稀化行为，而赫希-布克利模型（Herschel-Bulkley model）则能够结合屈服应力和幂律剪切稀化行为。此外，宾汉流体模型（Bingham plastic model）适用于描述在屈服应力下的流动行为，而卡瑞欧-亚苏达模型（Carreau-Yasuda model）则适用于描述从牛顿流体到剪切稀化区域的过渡。这些模型为定量描述蛋黄的流变行为提供了理论支持，有助于在食品配方和加工过程中实现更精确的控制。

然而，这些稳态模型在描述时间依赖性现象（如触变性）方面存在局限性。例如，蛋黄在高剪切速率或高压下可能表现出触变性，这种现象需要更复杂的模型来描述，如Weltman模型或更先进的触变弹性粘塑性模型（TEVP）和分数导数模型。这些模型能够更准确地描述结构的破坏和恢复过程，但其应用需要详细的动力学数据和较高的计算复杂性。因此，在选择合适的流变模型时，需要结合具体的物理状态和应用需求，确保模型的物理合理性和适用性。

### 三、食品加工技术对蛋黄流变行为的影响

食品加工技术对蛋黄的流变特性具有显著影响。例如，冷冻处理可以通过形成冰晶来改变蛋黄的结构，进而影响其粘度、弹性模量和剪切稀化行为。研究表明，冷冻时间越长，蛋黄的粘度和凝胶强度越高，这是因为蛋白质分子之间的相互作用增强，导致结构网络的形成。然而，冷冻过程中形成的冰晶也可能对蛋白质结构造成损伤，从而影响其功能特性。因此，冷冻和解冻条件的控制对于维持蛋黄的流变性能至关重要。

热处理则是另一种常见的食品加工技术，它通过改变蛋白质的构象来影响蛋黄的流变特性。研究表明，当温度超过80°C时，蛋黄会转变为类似固体的凝胶态，这种转变对于某些食品（如奶油和蛋黄酱）的质地具有决定性作用。热处理还可以促进蛋白质的聚集和网络形成，从而提高蛋黄的粘度和弹性模量。然而，过高的温度可能导致蛋白质的过度变性，进而影响其乳化能力和结构稳定性。

除了传统的热处理和冷冻技术，近年来新兴的非热加工技术（如超声波处理、高压处理（HPP）和微流化）也逐渐受到关注。这些技术能够以较低的热效应改变食品成分的结构，从而影响其流变特性。例如，超声波处理可以通过形成和破裂气泡来诱导高剪切力和瞬时温度升高，从而改变蛋黄的流变行为。研究表明，超声波处理可以增强蛋黄的界面弹性，提高其乳化性能。而高压处理则可以通过改变蛋白质的构象和脂蛋白的相互作用，诱导蛋黄形成更稳定的凝胶结构。微流化处理则能够通过高压和高速剪切力改变蛋黄的结构，使其表现出从牛顿流体到剪切稀化流体的转变。

### 四、添加剂对蛋黄流变特性的影响

添加剂在调控蛋黄的流变特性方面发挥着重要作用。例如，盐类（如NaCl）可以显著影响蛋黄的弹性模量和粘度，从而改变其凝胶化行为。研究表明，当pH值处于酸性范围时，NaCl会促进蛋黄的凝胶形成，而当pH值处于中性或碱性范围时，NaCl则会抑制凝胶形成。此外，水合胶体（如卡拉胶、阿拉伯胶和黄原胶）可以通过形成网络结构来增强蛋黄的粘度和弹性模量，从而提高其在食品体系中的稳定性。

糖类（如蔗糖、木糖醇和海藻糖）同样对蛋黄的流变特性具有显著影响。研究表明，糖类可以降低蛋黄的粘度，提高其流动性和剪切稀化行为。在冷冻-解冻过程中，糖类可以减少冰晶的形成，从而降低蛋黄的凝胶化程度。此外，糖类还可以通过改变蛋白质的表面电荷和疏水性，促进蛋白质的聚集和网络形成，从而增强蛋黄的结构稳定性。

### 五、蛋黄在食品体系中的应用

蛋黄在多种食品体系中具有广泛的应用，如蛋黄酱、奶油、蛋糕面糊和冰淇淋等。这些食品的流变特性受到蛋黄与其他成分相互作用的影响。例如，在蛋黄酱中，蛋黄的流变特性决定了其乳化能力和稳定性。研究表明，使用蛋黄颗粒的蛋黄酱表现出更高的粘度和弹性模量，这表明蛋黄颗粒在结构形成方面具有优势。而在蛋糕面糊中，蛋黄的流变特性影响了面糊的质地和最终产品的结构。热处理可以提高面糊的粘度和弹性模量，但过高的热处理温度可能导致面糊结构变硬，从而影响蛋糕的松软程度。

此外，蛋黄与其他生物活性成分（如香草素和百里香酚）的相互作用也可以显著改变其流变特性。例如，研究表明，某些天然化合物（如百里香酚）可以增强蛋黄酱的粘度和弹性模量，从而提高其稳定性和质地。而香草素则能够改善冰淇淋的结构，使其表现出更均匀的油-水分布和更高的粘度。这些研究为开发具有更好质地和稳定性的食品提供了理论依据。

### 六、未来研究方向与挑战

尽管已有大量研究探讨了食品加工技术对蛋黄流变特性的影响，但仍存在一些关键的知识空白。首先，蛋黄的分子尺度机制尚不完全清楚，这限制了对其流变行为的深入理解。其次，缺乏标准化的流变测试方法，导致不同研究之间难以进行直接比较。因此，建立统一的流变测试标准对于推动蛋黄流变研究具有重要意义。

此外，未来的研究应关注如何结合不同的加工技术（如温和热处理、超声波、酶解和HPP）来优化蛋黄的功能性，同时减少对食品质量的负面影响。新兴技术（如冷等离子体和脉冲电场）虽然在食品杀菌方面具有潜力，但其对蛋黄流变特性的影响仍需进一步研究。同时，清洁标签（clean-label）策略，如使用植物来源的水合胶体或生物活性肽，可以替代合成稳定剂，为食品工业提供更环保的解决方案。

最后，随着食品工业对功能性食品的需求不断增加，蛋黄的流变特性研究应更加注重实际应用。例如，通过流变数据和人工智能预测模型的结合，可以优化复杂的食品体系的加工参数，提高生产效率和产品质量。此外，研究蛋黄的副产品（如颗粒和水解物）在特定加工条件下的功能特性，也有助于减少食品加工中的浪费，提高资源利用率。

综上所述，蛋黄的流变特性是其在食品体系中发挥多种功能的基础。通过对不同食品加工技术和添加剂对蛋黄流变行为的影响进行深入研究，不仅可以优化食品配方和加工条件，还可以为开发新型功能性食品提供理论支持。然而，要实现这一目标，还需要克服在分子机制、标准化方法和多技术协同应用方面的挑战。未来的研究应注重跨学科合作，推动蛋黄流变学从经验性观察向预测性科学的转变，从而为食品工业的创新发展提供新的思路。