莫曉慧,王星月,李 曉,段飛霞?
(1.四川大學(xué) 輕工科學(xué)與工程學(xué)院,四川 成都 610065; 2.四川大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)四川省高校重點實驗室,四川 成都 610065)
咸鴨蛋富含多種礦物質(zhì)、氨基酸及維生素,在傳統(tǒng)蛋制品加工中占據(jù)重要地位[1]。咸蛋腌制的方法包括傳統(tǒng)的草灰法、鹽泥涂布法和鹽水浸漬法,其中鹽水浸漬法是規(guī)?;a(chǎn)咸蛋的主要方法[2]。生產(chǎn)周期長、蛋白咸度過大是目前咸蛋產(chǎn)品的主要問題,咸度過大不僅嚴(yán)重影響產(chǎn)品口感,更易誘發(fā)高血壓和心血管疾病的發(fā)生[3]。前人研究采用提高腌制溫度、超聲輔助、減壓腌制等方法縮短咸蛋腌制周期[4-5]。為了降低咸蛋鹽含量,多采用腌制添加劑[6]、部分替代鈉鹽[7]、不同腌制液二次腌制[8]、酸或堿浸漬[4]等方法。但采用酸處理蛋殼,如鹽酸、醋酸、鹽酸或檸檬酸等,揮發(fā)性的酸不僅有刺激性味道、危害操作者呼吸道健康[9],對蛋品質(zhì)也有一定影響,所以酸或堿漬需要嚴(yán)格控制腌制料的 pH值,否則蛋殼變脆、變薄,破損率大幅升高[10]。因此,仍需進(jìn)一步研究,在不影響咸蛋品質(zhì)的情況下,降低蛋白咸度,縮短生產(chǎn)周期。
本文采用原子吸收、掃描電鏡(SEM)、色差分析、質(zhì)構(gòu)分析檢測鴨蛋水分含量、含鹽量、出油率、成熟度和蛋殼膜微觀結(jié)構(gòu),結(jié)合感官評定,探究了乙醇、乙酸預(yù)浸泡處理結(jié)合滲透脫鹽技術(shù)在快速腌制低鹽咸蛋中的應(yīng)用及初步機理。
新鮮鴨蛋:市售;氯化鈉(食品級):湖北藍(lán)天有限責(zé)任公司;超純水、正己烷、異丙醇、山梨酸鉀、醋酸、乙醇、戊二醛、鉻酸鉀、硝酸、高氯酸,均為分析純:成都市科隆化學(xué)品有限公司;Na單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,唯一標(biāo)識11042,濃度1 000 mg/L:國家有色金屬及電子材料分析測試中心。
TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀:英國Stable Micro System公司;CM-5色度色差儀:日本柯尼卡美能達(dá);JSM-7500F SEM掃描電鏡:日本電子株式會社;SpectrAA220FS原子吸收光譜儀:美國VARIAN公司。
1.3.1 低鹽咸蛋腌制工藝流程
對照樣工藝流程見圖 1;預(yù)浸泡低鹽咸蛋腌制工藝流程見圖2。
圖1 對照樣腌制工藝流程示意圖Fig.1 Process flow diagram of control group
圖2 預(yù)浸泡低鹽咸蛋腌制工藝流程示意圖Fig.2 Process flow diagram of pre-soaking group
1.3.2 主要操作要點
預(yù)浸泡:0.01%醋酸預(yù)浸泡1 h,清水洗凈,0.35%乙醇浸泡1 h。
鹽水浸漬:20%食鹽溶液37 ℃下浸漬。
脫鹽浸漬:含0.1 wt%山梨酸鉀、0.005 wt%醋酸的脫鹽浸漬液泡漬。
高溫殺菌:121 ℃高溫殺菌15 min。
1.3.3 色度測定
采用色度色差儀測定亮度值(L值)和紅度值(a值)。制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在10、12、21 d取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min,進(jìn)行色度測定。
1.3.4 蛋黃指數(shù)的測定
制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在8、10、12、15、18、21、24 d取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min,進(jìn)行蛋黃指數(shù)測定。將咸鴨蛋殼敲開,去掉蛋清,然后將蛋黃放在干凈的平板玻璃上,靜置5 min后,用游標(biāo)卡尺測量蛋黃由外向內(nèi)硬化的距離、蛋黃半徑,按下式計算蛋黃透心率。
1.3.5 水分測定
制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在 0、3、5、8、10、13、15、18、21、24、27 d取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min。然后,將每個樣品的蛋白、蛋黃仔細(xì)分離出來,進(jìn)行水分含量測定。根據(jù) GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo) 食品中水分的測定》,采用直接干燥法[11]測定蛋黃含水量和蛋白含水量。樣品煮熟后,分別取蛋黃和蛋白在105 ℃的熱風(fēng)爐中干燥樣品,直到達(dá)到規(guī)定的重量。將約2 g樣品加入稱重瓶中并取M(g),在105 ℃干燥至常數(shù),然后稱重并取m(g)。含水率按下式計算。
1.3.6 硝酸銀滴定法測定氯化鈉含量
制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在 0、3、5、8、10、13、15、18、21、24、27 d取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min。然后,將每個樣品的蛋白、蛋黃仔細(xì)分離出來,進(jìn)行鹽含量測定。根據(jù) GB 5009.44—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測定》,采用直接滴定法[12]測定蛋黃和蛋白含鹽量。樣品煮熟后,分別取蛋白和蛋黃各3 g,研磨后加入50 mL 70 ℃熱水,攪拌15 min,用蒸餾水稀釋至200 mL容量瓶中?;旌衔镉脼V紙過濾。用移液管將10 mL濾液移入燒瓶中,然后向燒瓶中加入30 mL蒸餾水和1 mL 5%的K2CrO4,混合均勻。用標(biāo)準(zhǔn)化的硝酸銀滴定混合物,直到溶液變成永久的淺紅色。含鹽量按下式計算。
其中V為AgNO3(mL)的體積,C為AgNO3濃度,單位為mg/mL,m為樣品重量。
1.3.7 原子吸收法測定Na+含量
采用火焰原子吸收法檢測脫鹽后產(chǎn)品鈉離子含量。樣品濕法消解,測定波長589.0 nm,狹縫0.4 nm,燈電流 4 mA;采用空氣乙炔火。根據(jù)Na標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計算結(jié)果。
1.3.8 蛋黃出油率測定
制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在 0、3、5、8、10、13、15、18、21、24、27 d取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min。然后,將每個樣品的蛋黃仔細(xì)分離出來,進(jìn)行出油率測定。每個樣品取蛋黃3 g,研磨后加入25 mL蒸餾水,在7 500 r/min離心30 min,萃取液為有機溶液 V(正己烷)∶V(異丙醇)=3∶2,取上清液加入25 mL萃取液,在55 ℃下水浴蒸發(fā),在105 ℃下加熱至恒定值,稱重得到游離脂質(zhì)含量。取蛋黃1.5 g,研磨后加入20 mL上述萃取液,在10 000 r/min離心1 min,取清液在55 ℃下水浴蒸發(fā),在105 ℃下加熱至恒定值,稱重得到總脂質(zhì)含量。
出油率按下式計算:
1.3.9 質(zhì)構(gòu)分析
制備腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,密封容器,分別在 0、3、5、8、10、13、15、18、21、24 d 取出3個鴨蛋進(jìn)行測定和分析,將鹽水鴨蛋放入沸水中煮10 min。然后,將每個樣品的蛋清從蛋黃中仔細(xì)分離出來,立即進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。采用質(zhì)構(gòu)儀測定咸鴨蛋蛋黃的質(zhì)構(gòu)。鴨蛋煮熟后,將蛋黃卷在濾紙上,去除殘留的蛋白,用于質(zhì)構(gòu)分析。樣品采用壓縮柱狀鋁探針(P/36R)壓縮,蛋黃形變?yōu)?0%,測定均在室溫完成。力矩形變測前速率5.0 mm/s,測后速率5.0 mm/s,測試速率1.0 mm/s,觸發(fā)力5 g,記錄。重復(fù)六次。
1.3.10 感官評定
感官評定小組共由60名成員組成(男30名,女30名),每人測試等量樣品,每個樣品測試結(jié)束后用純凈水漱口。咸鴨蛋的外觀、氣味、色澤、口感和咸度感官評定標(biāo)準(zhǔn)[13]如表1所示。
表1 咸鴨蛋感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criterion of salted duck eggs 分
1.3.11 SEM觀察表面微觀結(jié)構(gòu)
制備預(yù)浸泡腌制溶液,鮮鴨蛋浸泡,浸泡結(jié)束后取出3個鴨蛋進(jìn)行SEM觀察鴨蛋表面微觀結(jié)構(gòu)。鮮蛋蛋膜與蛋殼樣品在2.5%戊二醛溶液中固定2 h,蒸餾水漂洗三次,每次15 min,不同梯度乙醇(60%,70%,80%,90%,95%)洗脫30 min,凍干后進(jìn)行SEM掃描。
采用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,Origin2017進(jìn)行作圖,IBM SPASS Statistics 26進(jìn)行統(tǒng)計處理。
通過成熟度確定對照組和預(yù)浸泡組腌制成熟的時間,在腌制成熟后進(jìn)行脫鹽處理。采用蛋黃色度和蛋黃指數(shù)表征蛋黃成熟度。咸鴨蛋鹽漬過程中,生蛋黃從外向里開始變硬,最終成為具有粘滯性的硬球[14],據(jù)此可計算蛋黃指數(shù),即蛋黃由外向內(nèi)硬化的距離與其半徑之比;而色度由亮度值(L值)和紅度值(a值)顯示。隨著腌制時間的延長,蛋黃L值降低,a值上升,蛋黃指數(shù)升高[8],當(dāng)a值大于21,L值小于70,且蛋黃指數(shù)不低于95%可判定為蛋黃成熟[15-16]。預(yù)浸泡組和對照組蛋黃色度值、蛋黃指數(shù)如表2~3所示。
表2 鴨蛋蛋黃在鹽漬過程中的色澤Table 2 Color and yolk index of duck egg yolk during dipping
表3 鴨蛋在鹽漬過程中的蛋黃指數(shù)Table 3 Yolk index of duck egg yolk during dipping %
預(yù)浸泡組的蛋黃指數(shù)在鹽漬第 10天為33.24%,第12天達(dá)到95%;蛋黃L值在第10天下降到 68.67,a值增加到 21.66。對照組蛋黃指數(shù)在鹽漬第12天為32.86%,第21天達(dá)到95%;其蛋黃L值在第10、12天仍高于70,在第21天下降到67.54%,a值在第10、12天分別為17.07、16.10,第21天增加到22.26%。實驗結(jié)果表明預(yù)浸泡組在鹽漬第12天成熟,而對照組在21天成熟,預(yù)浸泡明顯縮短了咸鴨蛋成熟周期(P<0.05)。因此,從13天開始進(jìn)行預(yù)浸泡組的脫鹽處理,從第22天開始進(jìn)行對照組的脫鹽處理。
咸鴨蛋的成熟過程通常伴隨水分的減少[17],通過檢測鴨蛋水分含量變化,監(jiān)測鴨蛋成熟和脫鹽情況,蛋白和蛋黃水分含量的變化如圖 3a所示。蛋白水分含量在鹽漬和脫鹽過程中均無顯著變化,蛋黃水分含量在鹽漬過程中持續(xù)下降。鹽漬前蛋黃水分含量為53.04%;鹽漬階段結(jié)束時,預(yù)浸泡組(第12 d)蛋黃水分含量下降到30.04%;對照組(第20 d)蛋黃水分含量下降到22.83%。脫鹽浸漬過程中,預(yù)浸泡組蛋黃水分含量先繼續(xù)下降后上升,脫鹽第4 d(總浸泡時間第16 d)下降到最低值19.54%,脫鹽第9 d回升到26.00%;對照組蛋黃水分含量在脫鹽浸漬階段無顯著變化(P>0.05)。上述實驗結(jié)果表明,預(yù)浸泡處理加速鹽漬階段鴨蛋水分的脫除,可能與其縮短咸蛋成熟周期有關(guān),在脫鹽浸漬階段促進(jìn)水分子從外界向蛋白、蛋黃回滲。
圖3 不同工藝處理鴨蛋在鹽水浸漬過程中含水量、含鹽量及出油率的變化Fig.3 Changes of water content, salt content oil and exudation rates of duck eggs treated by different processes during saltwater immersion
為明確脫鹽浸漬過程對含鹽量的影響,檢測對照組和預(yù)浸泡組蛋黃、蛋白含鹽量變化,如圖3b所示。鹽漬過程中,蛋黃及蛋白含鹽量均呈上升趨勢,鹽漬前蛋黃含鹽量為0.52%,鹽漬15天后,對照組和與預(yù)浸泡組蛋黃含鹽量分別升高到0.61%和 0.62%(P>0.05);鹽漬前蛋白含鹽量為0.50%,鹽漬 9天后,對照組蛋白含鹽量增加到0.84%,預(yù)浸泡組增加到 1.16%(P<0.05);鹽漬12天后,預(yù)浸泡組蛋白鹽含量達(dá)到峰值,為1.24%,對照組為1.29%;鹽漬21天后,對照組蛋白鹽含量達(dá)到1.52%(P<0.05)。脫鹽浸漬過程,預(yù)浸泡組和對照組的蛋黃含鹽量均無顯著變化;而預(yù)浸泡組蛋白含鹽量下降,對照組蛋白含鹽量持續(xù)上升。脫鹽浸漬第6天(即總浸漬時間第18天),預(yù)浸泡組含鹽量下降到 1.02%,繼續(xù)脫鹽含鹽量下降幅度不明顯(P>0.05)。對照組脫鹽第6天后(即總浸漬時間第27天)含鹽量上升到1.57%,脫鹽后預(yù)浸泡組含鹽量明顯低于對照組(P<0.05)。
上述實驗結(jié)果表明,預(yù)浸泡處理提高了鹽漬過程中食鹽透過蛋殼和蛋殼膜向蛋白滲透的速度,蛋白含鹽量積累加快;而在外部滲透壓降低的脫鹽浸漬過程,預(yù)浸泡處理促進(jìn)蛋白中的鹽分透過殼膜向外滲透,從而實現(xiàn)成熟后咸蛋的脫鹽;而未預(yù)浸泡的鹽漬鴨蛋不能通過浸泡脫鹽。鹽透過蛋殼的毛孔慢慢滲透到蛋清中,通過蛋殼膜提高滲透壓水平,促使鹽繼續(xù)滲透到蛋黃中,由于高濃度鹽對蛋黃的破乳作用,化學(xué)鍵逐漸加強,蛋黃顆粒間隙變窄,外部凝固,內(nèi)部滲透壓升高[18]。蛋黃的凝固部分逐漸延伸到內(nèi)部,直到內(nèi)部蛋黃的滲透壓與外部蛋黃達(dá)到平衡,這與蛋黃指數(shù)數(shù)據(jù)一致。
為探究脫鹽浸漬對蛋黃成熟度的影響,檢測蛋黃出油率的變化情況,對照組和預(yù)浸泡組蛋黃出油率如圖3c所示。鹽漬前蛋黃出油率為29.10%,對照組鹽漬20天后達(dá)到43.83%;預(yù)浸泡組12天后出油率達(dá)到44.71%。脫鹽浸漬后,預(yù)浸泡組出油率先上升后下降,在脫鹽第6天(總浸泡時間第18天)達(dá)到峰值50.82%,脫鹽浸漬第9天出油率為 48.87%,仍高于對照組(P<0.05)。結(jié)合水分含量、含鹽量和出油率檢測結(jié)果,可確定預(yù)浸泡組脫鹽浸漬的適宜時間為6天。鴨蛋蛋黃顆粒由磷蛋白和脂肪通過鈣磷鹽橋結(jié)合形成,鹽水腌制過程中,Na+取代 Ca2+,破壞蛋黃顆粒的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致低密度脂蛋白的結(jié)構(gòu)變化促進(jìn)游離脂類釋放,脂質(zhì)與蛋白分離,親油基團(tuán)聚集,形成可見油液或油滴[19-21],即咸蛋黃出油的現(xiàn)象。上述實驗結(jié)果表明,成熟后脫鹽浸漬對咸蛋出油率無顯著影響。
對照組和預(yù)浸泡組蛋黃質(zhì)構(gòu)變化如圖 4所示。蛋黃鹽濃度增加導(dǎo)致蛋黃脂蛋白中脂質(zhì)滲出,蛋白質(zhì)變性加劇,蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)分子間作用力增強[22],因此硬度增加,而造成蛋黃彈性、凝聚力、回復(fù)性變差的原因很大程度上是與蛋黃在腌制過程中滲出的脂質(zhì)有關(guān)[23],Sirvente[24]和Xu[25]用透射掃描電鏡對咸蛋黃進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)這些滲出的油脂大都存在于已形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),而當(dāng)油脂進(jìn)入凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中時可能會降低了蛋黃的彈性、回復(fù)性等。鹽漬前鴨蛋黃的硬度為856.05 g,對照組鹽漬結(jié)束后硬度增加到2 542.46 g,升高了約2倍(P<0.05);預(yù)浸泡組鹽漬結(jié)束后蛋黃硬度為2 350.96 g,在脫鹽浸漬前期繼續(xù)升高,脫鹽第3天(總浸泡時間第15天)達(dá)到峰值2 610.09 g;而在脫鹽第6天(總浸泡時間第18天),預(yù)浸泡組硬度仍保持在2 604.33 g,與對照組鹽漬結(jié)束時相近。蛋黃的彈性、回復(fù)力和凝聚力在鹽漬和脫鹽過程中總體呈下降趨勢(P<0.05);與對照組相比,預(yù)浸泡組彈性下降速度更快;在脫鹽第 6天(總浸泡時間第18天),預(yù)浸泡組彈性為0.34,回復(fù)力為 0.091,凝聚力為 0.25;對照組彈性為0.29,回復(fù)力為 0.12,凝聚力為 0.32。脫鹽浸漬完成后,預(yù)浸泡組與對照組的彈性、回復(fù)性和凝聚力差異不大。質(zhì)構(gòu)分析實驗說明脫鹽浸漬對蛋黃成熟度影響不大,與水分、出油率實驗結(jié)果一致。
圖4 鹽漬和脫鹽過程中鴨蛋黃的質(zhì)構(gòu)變化Fig.4 TPA analysis of duck egg yolk
咸鴨蛋感官評定結(jié)果如表4所示,成品如圖5所示。經(jīng)過預(yù)浸泡和脫鹽滲透后的咸鴨蛋綜合評分達(dá)到95分以上,對照組22天后感官評分為85分;預(yù)浸泡組蛋殼干凈完整,無黑斑、無裂紋,蛋白潔白,蛋黃金黃透亮,咸度適宜,松沙細(xì)膩、水嫩,與對照組相似,但對照組口感偏咸,咸度評分較低。咸度感官評定結(jié)果與蛋白含鹽量測定結(jié)果一致。
圖5 預(yù)浸泡結(jié)合脫鹽浸漬咸鴨蛋內(nèi)部剖面圖(a為對照組,b為預(yù)浸泡組)Fig.5 Salted duck eggs pretreated with soaking (a)control samples, (b) pre-soaking samples
表4 預(yù)浸泡組咸鴨蛋感官評定結(jié)果Table 4 Sensory evaluation of salted duck eggs 分
2.7.1 蛋殼膜微觀結(jié)構(gòu)
蛋殼膜微觀結(jié)構(gòu)如圖6所示。對照組觀察到縱橫交錯,凹凸不平的膜,其上有瘤狀結(jié)(圖6a,b),說明鴨蛋殼膜外膜完整。預(yù)浸泡組觀察到網(wǎng)狀蛋白多糖纖維結(jié)構(gòu)根根分明,纖維上有許多黏多糖的瘤狀突起清晰可見,纖維間的距離較大,與對照組相比,形成大的空隙(圖6c,d)。鴨蛋殼膜是由卵角蛋白、彈性蛋白等組成的內(nèi)外兩層纖維膜[26-27],不溶于水、酸和鹽溶液,能讓水、氣、食鹽通過并有一定的阻力[28]。實驗結(jié)果說明乙醇和乙酸短時預(yù)浸泡處理破壞了蛋殼膜的外層膜結(jié)構(gòu),且使內(nèi)膜纖維間空隙增大,實現(xiàn)小分子鹽類的雙向滲透,并提高了滲透速率,從而縮短鹽漬時間,并在咸蛋成熟后快速脫鹽。
圖6 500和2 000倍掃描電鏡(SEM)觀察對照組(a,b)和預(yù)浸泡組(c,d)鴨蛋殼內(nèi)膜(a、b分別為對照組500、2 000倍,c、d分別為預(yù)浸泡組500、2 000倍)Fig.6 SEM images of inner membrane of the duck egg shell(a,b) control samples (c,d) pre-soaking samples
2.7.2 蛋殼微觀結(jié)構(gòu)
蛋殼微觀結(jié)構(gòu)如圖7所示,對照組和預(yù)浸泡組的蛋殼均整體完好,有少許裂痕和少量表皮脫落;與對照組相比,預(yù)浸泡組蛋殼表面更粗糙。蛋殼主要成分為碳酸鈣(CaCO3)多晶型物方解石,蛋殼外是一層3~5 μm的以白堊有機物或香脂類為主的護(hù)膜[27]。在用 5%醋酸預(yù)處理的鴨蛋中觀察到蛋殼表面粗糙,乙酸可以將構(gòu)成蛋殼的固體碳酸鈣晶體分解使殼厚度減小[29]。將鴨蛋浸泡在0.1 mol/mL的HCl中30 min時,觀察到蛋殼厚度減小[30]。經(jīng)預(yù)浸泡處理后,乙醇可能導(dǎo)致蛋殼外護(hù)膜破損,乙酸與蛋殼表面少量的碳酸鈣發(fā)生反應(yīng),暴露出蛋殼表皮稀疏龜背狀裂紋,角質(zhì)層被去除和部分海綿層打開毛孔,因此,鹽更有效地滲入鴨蛋中,但由于預(yù)浸泡時間短,預(yù)浸泡后蛋殼表面結(jié)構(gòu)損傷不大。SEM觀察結(jié)果與感官評定結(jié)果一致。
圖7 500和2 000倍掃描電鏡(SEM)觀察對照組(a, b)和預(yù)浸泡組(c, d)鴨蛋外殼(a、b分別為對照組1 000、2 000倍,c、d分別為預(yù)浸泡組1 000、2 000倍)Fig.7 SEM images of duck egg shells of control samples (a,b) and pre-soaking samples (c,d)
本研究發(fā)現(xiàn)低濃度乙酸/乙醇預(yù)浸泡結(jié)合脫鹽浸漬,可在不影響咸蛋出油率、色度、透心率等成熟度指標(biāo)的基礎(chǔ)上,有效縮短成熟周期,降低咸度和食鹽含量,獲得感官品質(zhì)良好且咸度更低的咸蛋產(chǎn)品。預(yù)浸泡處理通過破壞蛋殼膜的外層膜結(jié)構(gòu),擴大內(nèi)膜纖維間空隙,促進(jìn)小分子鹽類的雙向滲透,實現(xiàn)快速成熟和脫鹽,但對鴨蛋殼外觀無明顯影響。本研究為低鹽咸蛋的制備提供了新方法參考。