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)學院食品科技學院，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)，而且單位時間內(nèi)產(chǎn)量低，不能滿足消費者日益增長的需求[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、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，且出缸時間不好掌握。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)。基于此，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；同時酶解部分濃厚蛋白以縮短皮蛋腌制過程中的化清階段時間[8]。在腌制工藝過程中采取中溫熱空氣處理法（25～55℃范圍內(nèi)的熱處理）來促進皮蛋的轉(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行中溫熱處理腌制一段時間后，促進皮蛋凝膠形成更好、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：上海精科實業(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：上海東華高壓均質(zhì)機廠；EL20型酸度計：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

1.2.2.1 原料蛋的選擇與檢驗

選擇新鮮、干凈、蛋重和大小基本一致的鴨蛋，并通過照蛋和敲驗的方法對鴨蛋進行逐個檢查，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

將檢驗合格的鴨蛋進行清洗，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、驗料

按每10個鴨蛋1 kg料液（以水重計）的比例配制腌制料液，稱取料液量（以水重計）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）[14]，經(jīng)充分攪拌溶解混合均勻后，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

將涼透的料液充分攪勻，再緩緩由缸邊灌入缸中，至鴨蛋全部被料液浸沒為止。保溫腌制時，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、出缸

整個腌制過程中定期抽樣進行感官評價及料液堿度檢查，同時檢測蛋黃硬化率。經(jīng)檢驗合格后出缸，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 試驗方案設(shè)計

1.2.3.1 酶解工藝的單因素試驗設(shè)計

（1）木瓜蛋白酶添加量的篩選：在酶解溫度44℃、酶解時間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)為評價指標，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)為評價指標，確定適宜的酶解溫度。

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

1.2.3.2 酶解工藝的正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取木瓜蛋白酶添加量、酶解溫度、酶解時間3個因素，設(shè)置3個水平，以酶解后原料蛋蛋白指數(shù)為評價指標，進行正交試驗，具體試驗設(shè)計見表1。

表1 酶解工藝的正交試驗因素水平表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設(shè)計

（1）中溫腌制溫度的篩選：在酶解工藝試驗的基礎(chǔ)上，選取首次中溫腌制時間20 h、常溫腌制時間8 d、二次中溫腌制時間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)及蛋黃硬化率進行評價和檢測，確定適宜的中溫腌制溫度。

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

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

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

1.2.3.4 腌制工藝的正交試驗設(shè)計

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

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

1.2.4 測定項目與方法

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蛋黃的質(zhì)量分數(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)學院食品科技學院已經(jīng)學習了食品感官評定課程的大三學生中隨機選擇10人組成感官評定小組，分別從蛋殼、蛋清、蛋黃、風味四個方面進行打分，采用總分100分制的綜合評分法，去掉1個最高分和1個最低分，其他得分取平均值作為最終感官評分[20]。具體感官評分標準見表3。

表3 感官評分標準Table 3 Sensory evaluation criteria

1.2.4.4 產(chǎn)品理化指標和微生物指標

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)工藝制作的試樣進行理化指標和微生物指標檢測，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±標準偏差的形式表現(xiàn)，所有試驗至少重復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，蛋白指數(shù)達到較低水平，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，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 酶解時間對蛋白指數(shù)的影響

酶解時間對蛋白指數(shù)的影響見圖3。酶解時間為6 h時，蛋白指數(shù)較低，隨著酶解時間的繼續(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為適宜的酶解時間。

圖3 酶解時間對蛋白指數(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

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對酶解工藝條件進行優(yōu)化，正交試驗結(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℃，酶解時間6 h。經(jīng)驗證試驗得出，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，達到為后期堿液腌制縮短化清時間的目的。

表6 酶解工藝的正交試驗結(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，產(chǎn)品的感官評分最高。從各項指標來看，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，選擇中溫腌制溫度為44℃時較適宜。

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，首次中溫腌制時間為22 h時，產(chǎn)品感官評分最高。從各項指標來看，首次中溫腌制時間對產(chǎn)品蛋殼、蛋清、蛋黃、風味及蛋黃硬化率都有較大影響。這主要是因為隨著中溫腌制時間的延長，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，且易導致殼內(nèi)斑點多、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，選擇首次中溫腌制時間為22 h時較適宜。

表8 首次中溫腌制時間對產(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，從各指標來看，常溫腌制時間對產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響較大，對蛋黃硬化率影響不大。主要是因為常溫腌制時間直接影響了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)色和成熟。常溫腌制時間過短導致蛋內(nèi)各種成分無法充分反應，不利于蛋內(nèi)物質(zhì)的分解結(jié)合，嚴重影響了皮蛋的色澤和風味。常溫腌制時間為9 d時，產(chǎn)品的感官評分較高，隨著常溫腌制時間繼續(xù)延長，產(chǎn)品感官品質(zhì)提高有限。綜合感官評價得分及縮短生產(chǎn)周期的考慮，選擇常溫腌制時間為9 d時較適宜。

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

由表10可知，二次中溫腌制時間為20 h時，產(chǎn)品的感官評分最高。從各指標來看，二次中溫腌制時間對產(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間的延長呈增長趨勢，主要是因為隨著二次中溫腌制時間的延長，加快了皮蛋的成熟進程，促進了產(chǎn)品最終風味的形成。二次中溫腌制時間過短，則蛋內(nèi)物質(zhì)反應程度不夠，轉(zhuǎn)色成熟較差；二次中溫腌制時間太長，則皮蛋內(nèi)容物因受熱時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間為20 h較適宜。

表10 二次中溫腌制時間對產(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，其次是常溫腌制時間和二次中溫腌制時間，首次中溫腌制時間對產(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℃，首次中溫腌制時間20 h，常溫腌制時間10 d，二次中溫腌制時間20 h。經(jīng)驗證試驗驗證，用該腌制工藝制作的皮蛋產(chǎn)品感官評分達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)品理化指標和微生物指標均符合國標要求。

表11 正交試驗結(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)單因素試驗及正交試驗，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)驗證試驗得出，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指標 均達到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。