雞蛋液發酵條件對蛋撻營養和風味的影響

緒亞鑫，肖伊珊，郭圣楠，馬美湖，蔡朝霞，黃 茜，付 星*

（華中農業大學食品科學技術學院，國家蛋品加工技術研究分中心，湖北 武漢 430070）

蛋撻香甜醇厚、松軟可口，以其獨特風味成為深受國內消費者最喜愛的西點之一。目前國內關于蛋撻的研究主要圍繞配方和新產品的開發，而針對其風味與營養的研究相對較少。蛋液是蛋撻的重要組成部分，是決定蛋撻品質的重要因素。但是普通蛋液具有蛋腥味，影響蛋撻的風味品質。隨著蛋品工業的發展，新型蛋粉和蛋品飲料產品層出不窮，雞蛋的腥味作為制約蛋制品發展的一個重要因素，目前尚無比較好的解決辦法[1-2]。常用脫腥方法有β-環糊精包埋、活性炭吸附、真空脫腥和發酵法等，而在蛋液加工領域應用較多的則是微生物發酵手段[3]。利用微生物發酵手段處理蛋液，一方面可改善產品的品質，另一方面也能促進營養與功能的提升。遲玉杰等[4]利用全蛋或蛋清與低脂牛奶通過發酵制得雞蛋酸酪乳，結果指出，通過發酵蛋液開發一種新產品是可行的。Matsuoka等[5-6]利用乳酸桿菌降解蛋清發現，產物對改善人類內臟型肥胖和降低血清膽固醇都具有良好效果。劉清霞等[7]研究嗜熱鏈球菌發酵乳對全蛋液起泡性的影響。有研究表明，在蛋液內加入一定量的乳酸菌和酵母菌，發酵產生大量乳酸和其他有機酸，同時生成多種酶類和各種風味氨基酸等成分，能有效去除產品中的腥味，產生特殊風味[8]。

發酵劑的選擇是發酵工藝關鍵環節，乳酸菌不僅可以提高食品的營養價值，改善食品風味，提高食品保藏性和附加值，而且乳酸菌的特殊生理活性和營養功能，日益引起人們的重視；嗜熱鏈球菌被認為是“公認安全性”成分，具有生產胞外多糖、細菌素和維生素[9]等功能活性。另外，嗜熱鏈球菌也可以作為潛在有益菌，實驗證明其具有健康效果、轉運活性和一定的胃腸道黏附性[10]。梅利斯叢梗孢酵母可產生赤蘚糖醇，赤蘚糖醇是一種優良的甜味劑，具有甜味純正、極低熱量、防齲齒、維持腸道平衡等優良特性，目前尚鮮見關于該菌在蛋液中應用的報道[11]。經過發酵處理不僅可以保留雞蛋液中原有營養成分，同時降解蛋液中的蛋白質為肽和氨基酸，易于消化吸收，降低膽固醇含量，減少部分人群對雞蛋高膽固醇的擔憂，尤其適合于胃腸功能紊亂人群。本實驗采用單因素和正交試驗設計，研究發酵劑接種量、發酵時間和溫度對蛋撻感官品質、營養和風味的影響，為雞蛋的開發利用提供新的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、梅利斯叢梗孢酵母（Moniliella mellis） 武漢大學菌種保藏中心；雞蛋、大豆油、淡奶油、脫脂奶粉、蔗糖 市購。

1.2 儀器與設備

TA.XT.Plus質構儀 英國Stable Micro System公司；DSQ型氣相色譜-質譜聯用儀 美國Thermo公司；CAR/DVB/PDMS（50/30 μm）固相微萃取頭 美國Supelco公司；UDK152型自動定氮儀 意大利VELP公司；全自動脂肪測定儀 濟南海能儀器股份有限公司；L-8900型全自動氨基酸分析儀 日本日立公司；FJ-200高速分散均質機 上海標本模型廠；MG25NF-AD烤箱 美的集團；FE20型pH計 美國Mettler Toledo公司。

1.3 方法

1.3.1 發酵蛋液及發酵蛋撻的制備工藝流程

發酵蛋液的工藝流程參考閆金姣等[12]的方法略作調整：新鮮雞蛋→清洗→打蛋→加糖→加脫脂奶粉→加水→攪拌均勻→滅菌→發酵劑接種→發酵→后熟→成品；取30 mL發酵好的蛋液均勻加入蛋撻皮→烘烤→冷卻→成品。烘烤條件：烤箱提前預熱到200 ℃，中層上下火烤25 min[13]。

1.3.2 單因素試驗

基于預實驗結果和參考文獻[12,14]，選取乳酸乳球菌、嗜熱鏈球菌和梅利斯叢梗孢酵母2∶2∶1作為發酵劑，雞蛋、奶粉、水質量比為20∶1∶19，加糖量為8%（m/m）。分別考察接種量（1%、2%、3%、4%和5%）、發酵時間（14、28、35、42、56 h）、發酵溫度（28、37、42、45 ℃）對蛋撻品質的影響。滅菌蛋液接種后放入恒溫培養箱中進行培養，發酵完成后轉移到4 ℃冷藏箱放置24 h即獲得成品。

1.3.3 正交試驗

在單因素優化試驗的基礎上，以感官評定和蛋撻質構特性為評分指標。按照正交試驗L9（34）確定3因素3水平，其因素與水平見表1。

表1 正交試驗因素與水平Table 1 Coded levels and corresponding actual levels of factors used in orthogonal array design

1.3.4 蛋撻感官評定

在感官評定室，按照標準評定流程組織20 人進行評定[15]。評定采用9 點快感評分檢驗法，其中1為極不喜歡，2為很不喜歡，3為中度不喜歡，4為輕度不喜歡，5為既不喜歡也不討厭，6為輕度喜歡，7為中度喜歡，8為很喜歡，9為極喜歡。從蛋撻外觀特征、色澤、氣味、口感4 個方面進行評分，每個方面各占25%權重計算總分。蛋撻感官評價標準見表2。

表2 蛋撻感官指標評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of custard tart

1.3.5 蛋撻質構測定

根據正交試驗設計的蛋撻烘烤制備后冷卻2 h，將蛋撻皮去除，將蛋撻芯切成高2.0 cm、直徑1.5 cm圓柱體，使用TA.XT plus質構儀測定蛋撻質構，進行二次壓縮。參數設置：探頭型號P/36R；測定模式TPA；測試前速率為5 mm/s，測試速率為1 mm/s，測試后速率為5 mm/s；壓縮百分比為30%；探頭兩次測定間隔時間為5.00 s；觸發力為5 g；觸發類型為auto。每個樣品7 個平行。測試完成后，用儀器自帶軟件Exponent及Simplified TPA macre和Excel對測試結果進行處理。

1.3.6 發酵蛋液的營養組分檢測

粗蛋白含量依據GB/T 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》采用自動定氮儀進行測定；脂肪含量依據GB/T 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》采用全自動脂肪測定儀進行測定；氨基酸含量依據GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》采用自動氨基酸分析儀進行測定，并計算必需氨基酸、鮮味氨基酸含量。

1.3.7 發酵蛋液pH值的測定

取10 g樣品加入90 g水中，均質30 min，靜置10 min后測定pH值。測定時探頭避開上層的脂肪層，深入下清液，穩定后讀數。

1.3.8 氣相色譜-質譜聯用分析

樣品處理：采用頂空固相微萃取裝置萃取樣品中的揮發性風味物質。取樣品5 g分別放入頂空進樣瓶中，加入2 mL水，再加入1.5 g氯化鈉，放入磁力攪拌轉子，封蓋，放入磁力攪拌水浴鍋中45 ℃進行恒溫水浴。將老化好的萃取頭（260 ℃老化10 min）插入樣瓶上空，頂空萃取60 min，萃取結束后，拔出萃取頭針，迅速插入進樣口，250 ℃解吸5 min，進樣完成后拔出萃取頭進行分析。

色譜條件：載氣（He）流速1.0 mL/min，恒流速模式；進樣口溫度260 ℃；升溫程序：起始溫度40 ℃，保留4 min，以 5 ℃/min升到140 ℃，保留10 min，然后5 ℃/min升到210 ℃，保留12 min，10 ℃/min升到240 ℃，火焰離子檢測器溫度260 ℃。

質譜條件：電子電離源，電子能量70 eV；離子源溫度250 ℃，質量掃描范圍為35～400 u；發射電流100 μA，檢測電壓1.4 kV。

揮發性物質分析：將檢測出的化合物與Xcalibu工作站NIST標準譜庫中的質譜數據進行自動匹配進行成分鑒定，以峰面積占總面積比值表示該組分的相對含量。

1.4 數據處理與統計分析

數據結果采用SPSS軟件對均值進行統計分析，顯著性水平為0.05。單因素試驗采用鄧肯氏多重比較方差分析；正交試驗結果綜合采用極差分析和方差分析。繪圖采用Excel軟件（美國微軟公司）。實驗重復3 次，數據結果表示為 ±s。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

圖1 發酵劑接種量對蛋撻感官評價的影響Fig. 1 Effect of inoculum, amounts on sensory quality of custard tart

表3 發酵劑接種量對蛋撻質構指標的影響Table 3 Effect of inoculum amount on textural properties of custard tart

由圖1可知，蛋撻的感官評分隨著發酵劑接種量的增大呈先增加后下降的趨勢，其感官評分分別為7.6、8.6、8.4、8.0和7.8。接種量為2%時，制得的發酵蛋撻外觀完整，色澤金黃，氣味芳香，口感好，感官評分最高。質構是衡量食用品質的重要指標之一，由表3可知，發酵蛋撻的硬度、黏附力、黏結性和凝膠強度均隨接種量的增加而逐漸上升，在2%接種量時硬度達到46.2 g，黏附力為6.4 g，黏結性為46.1 g·mm，凝膠強度為384.1 g·mm。

圖2 發酵時間對蛋撻感官評價的影響Fig. 2 Effect of fermentation time on sensory quality of custard tart

表4 發酵時間對蛋撻質構指標的影響Table 4 Effect of fermentation time on textural properties of custard tart

由圖2可知，發酵時間14 h時，其感官評分較低，僅為6.7。隨著發酵時間的延長，制得的發酵蛋撻感官評分逐漸增加，評定員趨向性認為發酵42 h組感官品質較好。由表4可知，在發酵時間14 h時，蛋撻的各項質構指標較低，未能提供蛋撻良好的口感。時間延長至42 h時，其硬度、黏附力、黏結性和凝膠強度均有顯著提高。

由圖3可知，在發酵溫度28、45 ℃條件下，蛋撻的感官評分均較低，發酵蛋液未出現特有的凝結現象，發酵蛋撻部分帶有蛋腥味。而在42 ℃條件下，可以觀察到蛋液發酵劑的生長情況良好，發酵蛋撻的感官評分最高，制得的發酵蛋撻具有特殊的發酵風味。由表5可知，在發酵溫度42 ℃時硬度達到81.5 g，黏附力為13.5 g，黏結性為46.8 g·mm，凝膠強度為753.5 g·mm。

圖3 發酵溫度對蛋撻感官評價的影響Fig. 3 Effect of fermentation temperature on sensory quality of custard tart

表5 發酵溫度對蛋撻質構指標的影響Table 5 Effect of fermentation temperature on textural properties of custard tart

2.2 發酵條件正交試驗結果

表6 發酵條件正交試驗設計及結果Table 6 Orthogonal array design with experimental results for optimization of fermentation conditions

在單因素優化結果基礎上，按照正交試驗L9（34）確定3因素3水平，指標測定結果如表6所示。由表7可知，3 個因素對蛋撻感官品質的影響大小依次為B＞C＞A，即發酵時間＞發酵溫度＞接種量；A1B3C3為優選條件，即接種量2%、發酵時間42 h、發酵溫度42 ℃，在此條件下蛋撻感官評分8.6，為最佳組合。質構結果分析顯示，3 個因素對于蛋撻硬度的影響大小依次為發酵時間＞接種量＞發酵溫度；對于蛋撻黏附力、黏結性和凝膠強度影響大小依次均為發酵時間＞發酵溫度＞接種量。目前關于蛋撻質構的研究較少，推測是由于發酵過程中乳酸乳球菌、嗜熱鏈球菌和梅利斯叢梗孢酵母所產各種酶水解雞蛋的蛋白質、脂肪等成分從而最終影響蛋撻的質構。有研究者發現蛋白質和脂肪作為組織結構的促進因素，主要影響凝膠的形成，而增加脂肪質量分數能夠增強食品的硬度[16-17]。而有些學者利用發酵過程中有些微生物的蛋白酶能夠水解酪蛋白從而增強酸奶的質構，例如經過蛋白酶處理得到酸奶的黏度能夠大幅提高[18-19]。最優條件生產的發酵蛋撻，外形完整無裂縫及變形現象；蛋撻芯能夠凝固成型，容易拿起并且組織不易被破壞；色澤亮黃晶瑩、香味可口誘人、沒有蛋腥味、口感好、入口即化。其質構指標硬度為87.8 g，黏附力為18.3 g，黏結性為74.3 g·mm，凝膠強度為730.6 g·mm。

表7 正交試驗結果極差分析Table 7 Analysis of the orthogonal experiment

2.3 未發酵蛋液與發酵蛋液營養成分分析

表8 未發酵蛋液與發酵蛋液營養成分分析Table 8 Nutrient composition of fresh and fermented liquid egg

如表8所示，在發酵過程中，發酵蛋液pH值發生極顯著變化（P＜0.01），蛋液經發酵后由中性（pH 7.60）轉為弱酸性（pH 5.10）。在營養成分方面，未發酵蛋液的氨基酸、必需氨基酸和鮮味氨基酸質量分數由7.55%、3.26%和3.08%，經過發酵均分別提高至9.13%、4.01%和5.15%。粗蛋白由8.18%下降至7.91%。氨基酸增加的原因是乳酸乳球菌、嗜熱鏈球菌和梅利斯叢梗孢酵母產生的蛋白酶和肽酶將蛋白質降解為小分子肽和氨基酸。氨基酸是食物味道的主要貢獻者，其本身會呈現出酸、甜、苦、鮮等各種味道，同時部分小分子肽和氨基酸作為能量物質繼續代謝成為發酵蛋液的風味物質[20]。蛋液在發酵過程中水解蛋白產生的小分子肽和氨基酸具有重要生理活性。同時發酵過程中新增蛋白質或多肽類物質，例如具有抑菌殺菌作用的細菌素能防止其他腐敗有害微生物的生長，提高產品整體的貨架期和安全性。蛋液經發酵后，脂肪均略有下降，其原因可能是脂肪酸與后期形成的乙醇發生酯化反應，表明蛋液經發酵處理后營養成分更加豐富。

2.4 未發酵蛋液與發酵蛋液風味成分分析

表9 未發酵蛋液與發酵蛋液揮發性風味成分GC-MS分析Table 9 GC-MS identi fi cation of volatile compounds of fresh and fermented liquid egg

從表9可看出，蛋液經發酵后，其揮發性風味物質含量和種類均發生很大變化。2,3-丁二醇、乙醇等醇類物質相對含量有所減少；對醛類物質而言，其中乙醛和己醛相對含量增加較多，乙醛是重要的特征風味物質，呈“生酸牛乳”風味[21]。相比未發酵蛋液，酸類物質中草酸相對含量由8.52%減至0%，變化較大。揮發性有機酸主要為乙酸、2-甲基丁酸和異戊酸，在口感上可提供酸味，低含量2-甲基丁酸可提供干酪奶香和果香。在發酵蛋液所含酯類物質中，乙酸乙酯相對含量最高而且增加量最多，發酵蛋液中，乙酸乙酯相對含量高達38.30%，研究表明，酯類化合物是食品風味的重要組分，短鏈酯類使產品富有果香氣息，長鏈則多具有油脂味[22]；蛋液發酵后，也產生大量酮類物質，酮類多由不飽和脂肪酸氧化、熱降解，氨基酸降解或微生物代謝產生。乙偶姻由0.72%增加至21.87%，雙乙酰由0%增加至5.98%，6-甲基-5-庚烯-2-酮增加至1.12%，雙乙酰和乙偶姻是發酵蛋液酮類物質中的主要成分，雙乙酰賦予發酵蛋液奶油香味，乙偶姻賦予發酵蛋液奶香氣、微甜和乳脂氣息，6-甲基-5-庚烯-2-酮具有水果、檸檬草香氣。新鮮褐殼雞蛋中較常出現腥味，被認為是含黃素單氧化酶3基因突變導致機體不能分解食物中的三甲胺，致使一定量的三甲胺沉積在蛋黃中產生腥味。而通過發酵處理后，產生更豐富的揮發性成分，如上述的醛類、酮類和短鏈酯類等，某種程度上可能達到掩蓋腥味的效果。

表10 未發酵蛋液和發酵蛋液揮發性風味物質相對含量對比Table 10 Comparisons of the relative contents of volatile compounds in fresh and fermented liquid egg

從表10可看出，未發酵蛋液中共檢測出15 種揮發性成分，發酵蛋液中共檢測出24 種揮發性成分，說明蛋液經過發酵后，風味化合物的種類增加。蛋液發酵后，脂肪烴類、醇類、醚類、酸類物質相對含量減少，醛類、酮類和酯類物質相對含量增加，其中酯類相對含量最高同時也增加最多，占44.69%，其次是酮類，相對含量為28.97%，此外，發酵過程中，還產生多種胺類、糖苷類和芳香族化合物。脂肪烴類化合物在未發酵蛋液中所占比例最大，經過發酵后脂肪烴類化合物減少至0%，由于烴類物質為烷基自由基的脂質自氧化過程或類胡蘿卜素分解產生，閾值較高，不具有風味活性，對樣品的整體風味貢獻較小。發酵過程中，烴類物質尤其是不飽和烯烴氧化分解，降解為醇類、醛類及酮酸類等對發酵蛋液品質有重要貢獻的風味物質。其次，醇類化合物在未發酵蛋液中所占比例較大，其中乙醇和2,3-丁二醇是醇類中的主要物質，蛋液經乳酸菌和酵母菌發酵后，醇類物質相對含量降低，酯類相對含量增加。這是由于在發酵過程中，部分醇類與酸類物質作用生成酯類化合物所導致。發酵蛋液醛類化合物相對含量增加較多，并且由于醛類物質閾值比較低，作為各種氧化風味的來源，對風味貢獻較大。

2.5 普通蛋撻與發酵蛋撻風味成分分析

表11 普通蛋撻和發酵蛋撻揮發性風味成分GC-MS分析Table 11 GC-MS identi fi cation of volatile compounds of custard tarts made with fresh and fermented liquid egg

續表11

從表11可看出，普通蛋撻和發酵蛋撻焙烤后其揮發性物質種類和相對含量變化很大。發酵蛋撻產生R-2-丁醇、二甲基-硅烷二醇、(S)-1,3-丁二醇、2,3-環氧基-1-丁醇、10-疊氮基-1-癸醇、1-庚醇等多種醇類物質，其中，反-2-辛烯-1-醇、10-疊氮基-1-癸醇、二甲基-硅烷二醇和(S)-1,3-丁二醇、1-庚醇是醇類中主要物質，醇類與脂肪氧化分解有關，檢出的醇類物質中R-2-丁醇有類似葡萄酒的氣味，1-庚醇具有新鮮、清淡的油脂氣息，并帶有酒香、有辛辣的味道[23]。

發酵蛋撻中產生己醛和辛醛，相對含量分別為12.27%和2.94%，辛醛和壬醛是油酸的氧化產物，己醛是亞油酸氧化的主要產物。檢出的醛類化合物中2-甲基丁醛是蛋黃中最豐富的醛類物質，它可能來源于纈氨酸的Strecker降解（即α-氨基酸與α-二羰基化合物反應時，α-氨基酸氧化脫羧生成比原來氨基酸少一個碳原子的醛，胺基與二羰基化合物縮合成吡嗪；此外，還可降解成較小分子的雙乙酰、乙酸、丙酮醛等）或經脂肪氧化分解；苯甲醛是苯丙氨酸的降解產物，具有特殊的杏仁味[24]。戊醛具有辛辣氣息，稀釋后有果香和面包香；2-十一烯醛具有蠟香、柑橘香、脂肪香[25]；反,反-2,4-庚二烯醛和反,反-2,4-壬二烯醛使發酵蛋撻具有清香、果香、甜香、脂香味[26]；反-2-庚烯醛是由亞油酸氧化形成，主要存在紅茶中，具有青草香氣[27]。

酮類物質中發酵后產生的乙偶姻相對含量高達9.10%，具有令人愉快的微甜、乳脂香氣；2-壬酮呈水果、花、油脂和似藥草香氣。酯類一般是由脂肪酸水解或微生物代謝生成，特別是短鏈脂肪酸水解產生的內酯會直接影響整體風味，丁酰乳酸丁酯相對含量較高，具有柔和的奶油和烤面包香氣，發酵前后均有丁酰乳酸丁酯存在，可能由于此物質是淡奶油經烘焙后產生的；丙位庚內酯具有甜奶油香、椰香、堅果香和輕微焦甜香；乙酸庚酯有梨香氣，并略帶花香。烷基吡嗪是對所有焙烤食品風味有重要影響的化合物。α-二羰基化合物（美拉德反應中間產物）與氨基酸通過Strecker降解反應相互作用是烷基吡嗪最直接的生成方式，為熟食提供烘烤或焦香味[28]。

發酵蛋撻產生的2-甲基吡嗪占10.64%，有烘烤香、炒花生香和巧克力、奶油香；2-戊基嘧啶是糖降解產物，提供強烈焙烤焦糖香氣；發酵蛋撻產生含硫化合物，占比0.54%，但是一般認為含硫香料化合物是各類香料化合物中閾值最低的一類，因此，含硫化合物對發酵蛋撻的風味有貢獻，4-甲基-5-羥乙基噻吩在VB1熱降解過程中生成，具有堅果香、焙烤香。

表12 普通蛋撻和發酵蛋撻揮發性風味物質相對含量對比Table 12 Comparisons of the relative contents of volatile compounds in custard tarts made with fresh and fermented liquid egg

從表12可看出，普通蛋撻中共檢測出31 種揮發性成分，發酵蛋撻中共檢測出46 種揮發性成分。發酵蛋撻中，酯類物質相對含量低于普通蛋撻，醇類、醛類、酮類和含氮化合物相對含量和種類明顯高于普通蛋撻。發酵蛋撻中，醛類化合物相對含量最高，相比普通蛋撻，醛類物質增加13.66%，并且其風味閾值較低，是蛋撻的重要風味物質之一。醛類化合物主要來源于高溫時脂肪氧化及脫羧反應，賦予產品淡水果味及奶油味，是美拉德反應產生特殊風味的重要來源。發酵蛋撻中醇類物質相對含量增加最多，相對含量為24.06%，醇類物質由糖、氨基酸、醛氧化還原而成。酮類物質相對含量由1.50%增加至9.52%，大多數酮類物質閾值較高，對風味的貢獻不大，但其可與醛類或其他物質協同對風味物質產生增強或改變的效果。發酵蛋撻中，含氮化合物含量大幅增加至12.94%，并且閾值偏低，雜環化合物（呋喃類、吡嗪類和吡咯類）氣味強度較高，具有烤香和堅果香，是蛋撻的重要揮發性化合物。吡嗪類等雜環化合物是美拉德反應的重要產物之一，生成溫度約為120～150 ℃[29]。本實驗設計的烘焙條件與該溫度條件接近，生成吡嗪類化合物結果也與之前報道一致。

3 結 論

本研究利用新型發酵劑（酸乳球菌、嗜熱鏈球菌和梅利斯叢梗孢酵母），通過單因素和正交試驗分析獲得發酵蛋液的最優發酵條件，感官評定和質構測定顯示此優選條件下制得的蛋撻外觀完整，色澤金黃，沒有蛋腥味，香味可口誘人，富有一定的硬度和凝膠強度，口感飽和度好。同時發酵蛋液中氨基酸含量增加、粗蛋白含量下降、脂肪含量略下降，營養更加豐富。通過氣相色譜-質譜分析，發酵蛋液中檢測出24 種揮發性成分，發酵蛋撻中檢測出46 種揮發性成分，用發酵蛋液制備的風味蛋撻與普通蛋撻揮發性組分存在較大差異。發酵后產生特殊香味，在保持蛋撻具有良好口感的同時，賦予蛋撻更加豐富的風味。