酶解結(jié)合中溫處理快速腌制皮蛋工藝的研究

徐海祥，林 敏，夏子軒，周 婕，張棋涵

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院食品科技學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

皮蛋，又名松花蛋，在我國具有悠久的加工歷史，是我國特有的傳統(tǒng)加工蛋制品，深受國內(nèi)外廣大消費(fèi)者喜愛，成為我國產(chǎn)量最大的一種蛋制品[1]。目前，我國鮮鴨蛋中有20%被加工成皮蛋，其食用人群廣泛。然而皮蛋的制作周期長，約為30～45 d，這不僅限制了皮蛋的工業(yè)化生產(chǎn)，而且單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量低，不能滿足消費(fèi)者日益增長的需求[2]。目前，國內(nèi)皮蛋相關(guān)工藝的研究主要集中在配方的優(yōu)化改良上，歐陽玲花[3]發(fā)現(xiàn)用七水硫酸鋅可代替氧化鉛，生產(chǎn)出的皮蛋表面無黑點(diǎn)、無鉛，且腌制液還可循環(huán)利用。王良玉[4]研究了以鋅鹽為主體鹽添加其他金屬鹽的方法制作皮蛋，該方法仍存在縮短制作周期有限的缺點(diǎn)，且出缸時(shí)間不好掌握。侯大軍等[5]采用高鹽高堿法制作皮蛋，雖然縮短了制作周期，但所得皮蛋堿度和鹽含量均高，不利于身體健康。呂峰等[6]研究的梯度控溫法制作皮蛋存在縮短周期作用小，且該技術(shù)尚未完全成熟。孫靜等[7]研究的間隙加壓技術(shù)快速腌制皮蛋，必須使用特定的設(shè)備，且設(shè)備容量有限，不適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)?；诖?，在健康安全的前提下，既保持皮蛋現(xiàn)有品質(zhì)，又能大幅度縮短皮蛋腌制時(shí)間，且適合工業(yè)化生產(chǎn)的新工藝的研發(fā)就顯得勢在必行。

本文通過研究在堿液腌制工藝前加入酶解工藝，以酶解部分殼下膜提高通透性，加速堿物質(zhì)向皮蛋內(nèi)部的滲透速度；同時(shí)酶解部分濃厚蛋白以縮短皮蛋腌制過程中的化清階段時(shí)間[8]。在腌制工藝過程中采取中溫?zé)峥諝馓幚矸ǎ?5～55℃范圍內(nèi)的熱處理）來促進(jìn)皮蛋的轉(zhuǎn)色成熟和堿味的揮發(fā)[9]，通過研究將皮蛋在低堿含量的料液中進(jìn)行中溫?zé)崽幚黼缰埔欢螘r(shí)間后，促進(jìn)皮蛋凝膠形成更好、蛋黃轉(zhuǎn)色成熟，使制作周期較大程度的縮短[10]，達(dá)到既提高皮蛋的生產(chǎn)效率又保證品質(zhì)的目的，為改善皮蛋的現(xiàn)代化生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

鮮鴨蛋：購于泰州名流生活超市；紅茶末：購于泰州名流生活超市；NaOH、CaO、CuSO4、ZnSO4：均為食品級，購自泰州梅香食品有限公司；木瓜蛋白酶：購自西安昌岳生物科技有限公司；食鹽：購自江蘇鹽業(yè)集團(tuán)有限公司；BaCl2、CaCl2、酚酞、濃鹽酸均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DS-1組織搗碎機(jī)：上海精科實(shí)業(yè)有限公司；EL3002電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；GYM30-6S高壓均質(zhì)機(jī)：上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；EL20型酸度計(jì)：梅特勒-托利多儀器有限公司；HPX-9052MBE型恒溫培養(yǎng)箱：上海博訊醫(yī)療生物儀器有限公司；SDHC9E15電磁爐：蘇泊爾股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 原料蛋的選擇與檢驗(yàn)

選擇新鮮、干凈、蛋重和大小基本一致的鴨蛋，并通過照蛋和敲驗(yàn)的方法對鴨蛋進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除破損蛋、水泡蛋、靠黃蛋、陳蛋等各種劣次蛋[11]。

1.2.2.2 清洗、晾干

將檢驗(yàn)合格的鴨蛋進(jìn)行清洗，除去蛋殼表面的鴨糞等污物，以減少鴨蛋表面附著的微生物。清洗干凈后瀝干水分備用。

1.2.2.3 酶解、瀝干

用純凈水配制0.1%～0.6%木瓜蛋白酶（800 U/mg）酶解液，酶解液的配制量按蛋重的1.5倍計(jì)算，然后把清洗晾干的鴨蛋浸入酶解液中，置于40～50℃恒溫水浴中酶解2～12 h[12]，同時(shí)檢測鴨蛋蛋白指數(shù)，酶解后取出鴨蛋瀝干。

1.2.2.4 入缸

酶解后的鴨蛋一層一層地平放入缸，缸底鋪一層麥秸桿，入缸后在蛋上面加上一層竹篾，并用碎磚瓦壓住，以防灌料后蛋上浮[13]。

1.2.2.5 配料、驗(yàn)料

按每10個(gè)鴨蛋1 kg料液（以水重計(jì)）的比例配制腌制料液，稱取料液量（以水重計(jì)）3%的紅茶末，加入清水熬煮至沸，經(jīng)紗布過濾得紅茶水，然后依次加入4.5%NaOH、3%食鹽、0.5%CaO、0.3%CuSO4、0.1%ZnSO4（皆以水重計(jì)）[14]，經(jīng)充分?jǐn)嚢枞芙饣旌暇鶆蚝?，得均一紅褐色的腌制料液，放涼后測定料液堿濃度在4%～4.5%，即為合格[15]。

1.2.2.6 灌料、保溫腌制

將涼透的料液充分?jǐn)噭颍倬従徲筛走吂嗳敫字?，至鴨蛋全部被料液浸沒為止。保溫腌制時(shí)，先置于40～50℃恒溫箱中腌制16～26 h[16]，然后置于25℃室溫下繼續(xù)腌制6～11 d，最后再升溫至40～50℃下腌制16～26 h[17]。

1.2.2.7 定期檢驗(yàn)、出缸

整個(gè)腌制過程中定期抽樣進(jìn)行感官評價(jià)及料液堿度檢查，同時(shí)檢測蛋黃硬化率。經(jīng)檢驗(yàn)合格后出缸，用涼開水洗去皮蛋表面的堿液和污物，晾干即為成品。

1.2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.2.3.1 酶解工藝的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）木瓜蛋白酶添加量的篩選：在酶解溫度44℃、酶解時(shí)間6 h條件下，分別加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的木瓜蛋白酶，以酶解后原料蛋蛋白指數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，確定適宜的木瓜蛋白酶添加量。

（2）酶解溫度的篩選：在木瓜蛋白酶添加量0.3%、酶解時(shí)間6 h條件下，分別設(shè)置酶解溫度40、42、44、46、48、50℃，以酶解后原料蛋蛋白指數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，確定適宜的酶解溫度。

（3）酶解時(shí)間的篩選：在木瓜蛋白酶添加量0.3%、酶解溫度44℃條件下，分別設(shè)置酶解時(shí)間為2、4、6、8、10、12 h，以酶解后原料蛋蛋白指數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，確定適宜的酶解時(shí)間。

1.2.3.2 酶解工藝的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取木瓜蛋白酶添加量、酶解溫度、酶解時(shí)間3個(gè)因素，設(shè)置3個(gè)水平，以酶解后原料蛋蛋白指數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)，具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 酶解工藝的正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test for enzymatic hydrolysis process

1.2.3.3 腌制工藝的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）中溫腌制溫度的篩選：在酶解工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取首次中溫腌制時(shí)間20 h、常溫腌制時(shí)間8 d、二次中溫腌制時(shí)間20 h，調(diào)節(jié)中溫腌制溫度分別為40、42、44、46、48、50℃，然后分別對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率進(jìn)行評價(jià)和檢測，確定適宜的中溫腌制溫度。

（2）首次中溫腌制時(shí)間的篩選：在酶解工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取中溫腌制溫度44℃、常溫腌制時(shí)間8 d、二次中溫腌制時(shí)間20 h，調(diào)節(jié)首次中溫腌制時(shí)間分別為16、18、20、22、24、26 h，然后分別對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率進(jìn)行評價(jià)和檢測，確定適宜的首次中溫腌制時(shí)間。

（3）常溫腌制時(shí)間的篩選：在酶解工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取中溫腌制溫度44℃、首次中溫腌制時(shí)間20 h、二次中溫腌制時(shí)間20 h，調(diào)節(jié)常溫腌制時(shí)間分別為6、7、8、9、10、11 d，然后分別對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率進(jìn)行評價(jià)和檢測，確定適宜的常溫腌制時(shí)間。

（4）二次中溫腌制時(shí)間的篩選：在酶解工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取中溫腌制溫度44℃、首次中溫腌制時(shí)間20 h、常溫腌制時(shí)間8 d，調(diào)節(jié)二次中溫腌制時(shí)間分別為16、18、20、22、24、26 h，然后分別對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率進(jìn)行評價(jià)和檢測，確定適宜的二次中溫腌制時(shí)間。

1.2.3.4 腌制工藝的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取中溫腌制溫度、首次中溫腌制時(shí)間、常溫腌制時(shí)間及二次中溫腌制時(shí)間4個(gè)因素，設(shè)置3個(gè)水平，以感官評分和蛋黃硬化率為評價(jià)指標(biāo)，通過四因素三水平正交試驗(yàn)來確定最佳腌制工藝，具體正交試驗(yàn)因素水平見表2。

表2 腌制工藝的正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for pickling process

1.2.4 測定項(xiàng)目與方法

1.2.4.1 蛋白指數(shù)

為了確定原料蛋酶解后蛋白化清情況，敲開鴨蛋后先將蛋清和蛋黃分開，稱取蛋清的總質(zhì)量，再用雙層紗布過濾，稱取濾液的質(zhì)量，即為稀薄蛋白質(zhì)量。利用下式計(jì)算蛋白指數(shù)[18]：

1.2.4.2 蛋黃硬化率

蛋黃硬化率用外層已凝固部分的蛋黃占整個(gè)蛋黃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。測定方法是將皮蛋剝殼，去掉蛋清后對蛋黃部分稱量，之后用刀剖開蛋黃，用藥匙剔除內(nèi)部未凝固的溏心蛋黃，只留外層凝固蛋黃后再稱量。利用下式計(jì)算蛋黃硬化率[19]：

1.2.4.3 產(chǎn)品感官評定

從江蘇農(nóng)牧職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品科技學(xué)院已經(jīng)學(xué)習(xí)了食品感官評定課程的大三學(xué)生中隨機(jī)選擇10人組成感官評定小組，分別從蛋殼、蛋清、蛋黃、風(fēng)味四個(gè)方面進(jìn)行打分，采用總分100分制的綜合評分法，去掉1個(gè)最高分和1個(gè)最低分，其他得分取平均值作為最終感官評分[20]。具體感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation criteria

1.2.4.4 產(chǎn)品理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)

根據(jù)GB/T 9694—2014[21]、GB 2749—2015[22]和GB 2762—2017[23]的要求，對按最優(yōu)工藝制作的試樣進(jìn)行理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)檢測，具體檢測方法見表4和表5。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表現(xiàn)，所有試驗(yàn)至少重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解工藝條件的確定

2.1.1 木瓜蛋白酶添加量對蛋白指數(shù)的影響

木瓜蛋白酶添加量對蛋白指數(shù)的影響見圖1。木瓜蛋白酶添加量為0.4%時(shí)，蛋白指數(shù)達(dá)到較低水平，隨著木瓜蛋白酶添加量的繼續(xù)增加，蛋白指數(shù)呈緩慢下降的趨勢，此時(shí)成本上升。蛋白降解過度不利于后期的堿液腌制凝固階段，使蛋白膠體彈性下降，同時(shí)為了防止過度水解產(chǎn)生辛辣味，確定木瓜蛋白酶的適宜添加量為0.4%。

圖1 木瓜蛋白酶添加量對蛋白指數(shù)的影響Fig.1 Effect of papain additions on egg white index

2.1.2 酶解溫度對蛋白指數(shù)的影響

酶解溫度對蛋白指數(shù)的影響見圖2。酶解溫度為48℃時(shí)，蛋白指數(shù)較低，隨著酶解溫度的繼續(xù)升高，蛋白指數(shù)緩慢下降。為了防止蛋清蛋白質(zhì)水解過度以及溫度過高引起蛋白變性，因此確定48℃為適宜的酶解溫度。

圖2 酶解溫度對蛋白指數(shù)的影響Fig.2 Effect of enzymolysis temperature on egg white index

2.1.3 酶解時(shí)間對蛋白指數(shù)的影響

酶解時(shí)間對蛋白指數(shù)的影響見圖3。酶解時(shí)間為6 h時(shí)，蛋白指數(shù)較低，隨著酶解時(shí)間的繼續(xù)延長，蛋白指數(shù)呈緩慢下降的趨勢。為控制水解適度，因此確定6 h為適宜的酶解時(shí)間。

圖3 酶解時(shí)間對蛋白指數(shù)的影響Fig.3 Effect of enzymolysis time on egg white index

2.1.4 酶解工藝的優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對酶解工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6可以看出，最佳組合為A2B2C2，即木瓜蛋白酶添加量0.4%，酶解溫度48℃，酶解時(shí)間6 h。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)得出，按該酶解工藝條件處理的原料蛋的蛋白指數(shù)為0.14，蛋白指數(shù)最小，達(dá)到為后期堿液腌制縮短化清時(shí)間的目的。

表6 酶解工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The orthogonal test results of enzymatic hydrolysis process

2.2 腌制工藝參數(shù)的確定

2.2.1 中溫腌制溫度對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響

由表7可知，中溫腌制溫度為44℃時(shí)，產(chǎn)品的感官評分最高。從各項(xiàng)指標(biāo)來看，中溫腌制溫度對產(chǎn)品蛋清品質(zhì)及蛋黃硬化率有較大影響。中溫腌制溫度過高，則爛頭現(xiàn)象明顯增多，主要原因是溫度過高導(dǎo)致堿液滲透過快，使已經(jīng)凝固的蛋清重新液化；中溫溫度過低，則堿液滲透較慢，使蛋清凝固轉(zhuǎn)色效果較差。蛋黃硬化率可以反映蛋黃脂肪在腌制液作用下的聚集程度，蛋黃的脂肪球結(jié)構(gòu)形成越充分，外層蛋黃的凝固厚度越大。綜合感官評分及蛋黃硬化率指標(biāo)，選擇中溫腌制溫度為44℃時(shí)較適宜。

表7 中溫腌制溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 7 Effect of medium pickling temperature on product quality

2.2.2 首次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響

由表8可知，首次中溫腌制時(shí)間為22 h時(shí)，產(chǎn)品感官評分最高。從各項(xiàng)指標(biāo)來看，首次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品蛋殼、蛋清、蛋黃、風(fēng)味及蛋黃硬化率都有較大影響。這主要是因?yàn)殡S著中溫腌制時(shí)間的延長，堿液向蛋內(nèi)滲透量的增加對產(chǎn)品產(chǎn)生了影響。堿液滲透量過多，則蛋清液化爛頭，且易導(dǎo)致殼內(nèi)斑點(diǎn)多、大、破損率高，產(chǎn)品感官品質(zhì)下降。綜合感官評分及蛋黃硬化率指標(biāo)，選擇首次中溫腌制時(shí)間為22 h時(shí)較適宜。

表8 首次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 8 Effect of the first medium pickling time on product quality

2.2.3 常溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響

由表9可知，從各指標(biāo)來看，常溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響較大，對蛋黃硬化率影響不大。主要是因?yàn)槌仉缰茣r(shí)間直接影響了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)色和成熟。常溫腌制時(shí)間過短導(dǎo)致蛋內(nèi)各種成分無法充分反應(yīng)，不利于蛋內(nèi)物質(zhì)的分解結(jié)合，嚴(yán)重影響了皮蛋的色澤和風(fēng)味。常溫腌制時(shí)間為9 d時(shí)，產(chǎn)品的感官評分較高，隨著常溫腌制時(shí)間繼續(xù)延長，產(chǎn)品感官品質(zhì)提高有限。綜合感官評價(jià)得分及縮短生產(chǎn)周期的考慮，選擇常溫腌制時(shí)間為9 d時(shí)較適宜。

2.2.4 二次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響

由表10可知，二次中溫腌制時(shí)間為20 h時(shí)，產(chǎn)品的感官評分最高。從各指標(biāo)來看，二次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品色澤、氣味、口感及組織狀態(tài)均有較大影響，對蛋黃硬化率也有一定的影響。皮蛋感官評分隨著二次中溫時(shí)間的延長呈增長趨勢，主要是因?yàn)殡S著二次中溫腌制時(shí)間的延長，加快了皮蛋的成熟進(jìn)程，促進(jìn)了產(chǎn)品最終風(fēng)味的形成。二次中溫腌制時(shí)間過短，則蛋內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)程度不夠，轉(zhuǎn)色成熟較差；二次中溫腌制時(shí)間太長，則皮蛋內(nèi)容物因受熱時(shí)間過長而容易膨脹裂殼。因此，綜合感官評分及提高生產(chǎn)效率的考慮，選擇二次中溫腌制時(shí)間為20 h較適宜。

表10 二次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 10 Influence of the second medium pickling time on product quality

2.2.5 腌制工藝的選擇優(yōu)化結(jié)果

由表11可知，各因素對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響大小順序均為E＞G＞H＞F，即中溫腌制溫度對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響最大，其次是常溫腌制時(shí)間和二次中溫腌制時(shí)間，首次中溫腌制時(shí)間對產(chǎn)品感官品質(zhì)及蛋黃硬化率的影響最小。根據(jù)正交試驗(yàn)感官評分和蛋黃硬化率結(jié)果，以及從提高生產(chǎn)效率方面考慮，最終確定皮蛋的最優(yōu)腌制工藝為E2F1G3H2，即中溫腌制溫度44℃，首次中溫腌制時(shí)間20 h，常溫腌制時(shí)間10 d，二次中溫腌制時(shí)間20 h。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證，用該腌制工藝制作的皮蛋產(chǎn)品感官評分達(dá)91.6分，蛋黃硬化率為82.83%。產(chǎn)品蛋清、蛋黃凝固充分，蛋清呈半透明的棕褐色、彈性好，蛋黃呈墨綠色、色層明顯、溏心較小，具有皮蛋特有的滋氣味。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量檢測

由表12和表13可知，產(chǎn)品理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國標(biāo)要求。

表11 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 11 The orthogonal test results

表12 產(chǎn)品理化檢測結(jié)果Table 12 The results of phsico-chemical index determination

表13 微生物檢測結(jié)果Table 13 The results of microorganisms determination

3 結(jié)論

經(jīng)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，確定了酶解結(jié)合中溫處理快速腌制皮蛋的最佳工藝為：先用0.4%木瓜蛋白酶（800 U/mg）酶解液，于48℃條件下酶解新鮮鴨蛋6 h，酶解后鴨蛋再于44℃條件下4.5%堿液（食品級氫氧化鈉）中腌制20 h，然后置于室溫下再腌制10 d，最后在44℃條件下再腌制20 h。

經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)得出，采取上述快速腌制皮蛋的工藝制成的產(chǎn)品感官評分達(dá)91.6分，蛋黃硬化率為82.83%。用此腌制工藝比傳統(tǒng)皮蛋腌制工藝的生產(chǎn)周期縮短了2/3左右，達(dá)到大幅提高生產(chǎn)效率的目的。經(jīng)檢測產(chǎn)品的感官、理化及微生物等各項(xiàng)指標(biāo) 均達(dá)到GB/T 9694—2014[21]、GB 2749—2015[22]和GB 2762—2017[23]的要求。產(chǎn)品蛋清、蛋黃凝固充分，蛋清半透明、呈棕褐色、彈性好，蛋黃呈墨綠色、色層明顯、溏心較小，具有皮蛋特有的滋氣味。