張曉維,鄭萍,高潔,劉會平
(食品營養與安全國家重點實驗室,天津科技大學食品科學與工程學院,天津300457)
咸蛋又稱腌蛋、鹽蛋、味蛋,是種風味獨特、營養豐富、食用便利、保質期長的再制蛋,以“咸淡適中,朱紅起油,豐潤松沙”為上品,其蛋白質的生物價高且所含必需氨基酸相互構成的比例與人體需要相似[1-2]。咸蛋加工已有1600多年的歷史,據統計,我國每年咸蛋產量為兩百萬噸以上,除供國內人民消費食用外,一部分咸蛋制品遠銷至日本和東南亞等國家,深受國外消費者歡迎,可見咸蛋的市場價值及潛力都備受關注[3]。
傳統腌制方法包括鹽水浸泡、泥包法和草木灰法3種[4]。鹽水浸泡法是采用飽和濃度的食鹽水直接浸泡鴨蛋腌制咸蛋,此方法操作簡捷,配料也少。因此這種方法常被普通大眾人群所采用,大多數的咸蛋加工企業也會采用這種方法,大約平均需要一個月的時間。泥包法是采用紅黏土與飽和食鹽水調配腌制泥漿,泥漿的稀稠度影響咸蛋腌制效果,大約需要一個多月的時間腌制成熟。草木灰法是大多采用草木灰與飽和食鹽水調制灰漿,將清洗后的鮮蛋放入灰漿中裹一遍,使灰料在蛋殼上黏實,并將其滾搓光滑,一般需要50多天的時間才能腌制成熟。這些傳統腌制咸蛋受外界環境影響大,隨著季節的不同會導致腌制周期發生變化,冬季較夏季的腌制時間長[5]。我國是蛋品消費大國,但是蛋品加工行業的發展速度緩慢,現在還是屬于傳統的塑料桶腌制批量生產,無法實現工業化大規模生產,生產環境差衛生不達標,耗用人力,腌制所采用的腌制液難以回收,尤其是泥包法和灰包法,容易造成對資源的浪費和生態的污染。而且再制蛋的品質無法控制,難以進行標準化[6]。目前,市售的咸蛋品質參差不齊,蛋黃稀軟,沒有出油,蛋清含鹽量較高難以食用;且傳統腌制咸蛋的方法腌制周期長。
為了提高咸蛋的腌制效率,縮短腌制周期,研究人員開創出一些新型快速腌制咸蛋方法,如脈動壓腌制技術[7-8]、超聲波-脈動壓聯用快速腌制咸蛋[9]等,這些方法采用高壓低壓交替加壓的方式加速食鹽的滲透,腌制周期縮短為2 d~4 d左右,但高壓對于設備和操作環境要求高,危險系數高,且操作繁瑣,經濟費用較高;孫秀秀等[10]使用間歇超聲輔助腌制咸蛋,超聲降低蛋清黏度而加速食鹽滲透加速,腌制周期為20 d左右,但超聲最佳頻率不固定,間歇超聲操作繁瑣,縮短腌制周期能力有限。真空減壓技術已廣泛應用于肉制品和果蔬加工腌制領域,在蛋品加工應用較少。通過前期研究利用真空減壓法加工再制蛋,如皮蛋(松花蛋)[11]、咸蛋[12]等,真空減壓法腌制咸蛋,其機理可用壓力差作用的流體動力學機理(hydrodynamic mechanism,HDM)和變形松弛現象(deformation relaxation phenomena,DRP)來解釋[13]。在真空環境下,食物原料中的液體容易蒸發,從而在食物內層形成許多低壓泡孔,在壓差和毛細管效應的協同效應影響,食物外的液體可以輕易滲透進入食物,即HDM機理。同時,真空下,食物自身也會輕微膨脹,出現原料分子間間距變寬,即DRP原理。另外,真空狀態下,料液中分子運動加劇,利于料液中有效成分擴散,腌制液的擴散性和滲透性增強,腌制效率得以提高[14]。徐嬌嬌[12]優化了真空減壓腌制條件為真空度為-0.09 MPa,溫度為23℃,腌制1 d達到成熟;邵萍等[15]使用5%檸檬酸處理鮮鴨蛋,再在真空減壓條件下(真空度-0.10 MPa,溫度40℃)腌制咸蛋,6 d即可腌制成熟,檸檬酸處理使蛋殼孔隙變大,進一步有助于食鹽快速滲透,酸浸減壓法腌制咸蛋極大縮短了咸蛋加工周期。后期進一步改造了真空減壓設備,通過智能系統控制,加入料液循環系統,使得該設備可實現現代化工業生產。
本研究使用真空減壓智能腌制設備生產咸蛋,并與常壓水腌法和泥包法傳統方法腌制的咸蛋進行全面的理化性質對比,測定這3種方法腌制咸鴨蛋的過程中,蛋增重、蛋黃指數、蛋黃硬化率、蛋黃及蛋清中的鹽含量、蛋黃出油率、蛋黃風味物質和蛋殼表觀形態。通過測定這些指標,比較這3種腌制方法的優劣性,凸顯出真空減壓技術的優越性,使得真空減壓技術更多的應用于蛋品加工行業生產中,提高蛋品品質,生產出健康美味松沙出油的咸鴨蛋。
鮮鴨蛋:天津塘沽金元寶農貿市場;食鹽:市售。
硝酸銀(分析純):天津市邁斯科化工有限公司;硝酸(分析純):天津市凱信化學工業有限公司;硫氰化鉀(分析純)、正己烷(分析純):天津市風船化學試劑科技有限公司;硫酸鐵銨(分析純):天津市北方天醫化學試劑廠;異丙醇(分析純):天津市大茂化學試劑廠。
真空減壓智能腌制設備:天津科技大學本團隊自研,設備示意圖見圖1;BSA223S型分析天平:賽多利斯;GC-MS-4000型氣相色譜-質譜聯用儀:美國VARIAN;TA.XT Plus型質構儀:英國Stable Micro System公司;SU1510型掃描電子顯微鏡:荷蘭飛納公司。

圖1 真空減壓智能腌制設備Fig.1 Vacuum decompression intelligent pickling equipment
1.2.1 咸鴨蛋的腌制
1.2.1.1 真空減壓法腌制咸鴨蛋
將食鹽加到蒸餾水中配制成飽和食鹽水,煮沸待其冷卻至室溫(25℃),然后將鴨蛋浸入放置有腌制料液的小桶中,用干凈的海棉壓住放入的鴨蛋,使其完全浸入溶液中,再在海綿表面鋪上一層食鹽,防止在腌制過程中料液中含鹽量下降,影響腌制時間,然后用保鮮膜密封。最后將其放置于真空減壓智能腌制設備中,設置真空度為-0.10 MPa,溫度不設置即在室溫(25℃)下進行腌制。
1.2.1.2 泥包法腌制咸鴨蛋
將食鹽加到蒸餾水中配制成飽和食鹽水,煮沸待其冷卻至室溫(25℃)后,將其與黏土1∶1(質量比)混合調稀,其中黏土的稀稠度很重要,需檢驗稀稠度,在調好的料泥中投入一枚鴨蛋,使鴨蛋漂浮于泥漿中,蛋一半體積在料泥中,另一半在泥漿外,證明料泥的稀稠度合適。將清洗后的鴨蛋用調稀混合好的黏土包裹約5 mm后,用保鮮膜密封,室溫(25℃)環境下進行腌制。
1.2.1.3 常壓水腌法腌制咸鴨蛋
將食鹽加到蒸餾水中配制成飽和食鹽水,煮沸待其冷卻至室溫(25℃),然后將鴨蛋浸入放置有腌制料液的小桶中,用干凈的海棉壓住放入的鴨蛋,使其完全浸入溶液中,再在海綿表面鋪上一層食鹽,用保鮮膜密封,室溫(25℃)環境下進行腌制。
1.2.2 蛋增重率
腌制前將每組鴨蛋標號稱重,每次取樣3枚進行稱重,取其平均值M(g)。真空減壓法、泥包法和常壓水腌法腌制過程中隔天取樣,用濾紙擦干蛋殼表面的料液,放天平上稱重M0(g)。蛋增重率的計算公式[12]如下:

1.2.3 蛋黃指數
敲開蛋殼將蛋黃與蛋清分離,分離出的蛋黃置于平板上,靜置5 min,測量蛋黃的高度h(cm)和直徑d(cm),計算蛋黃指數[16],取平均值。蛋黃指數計算公式如下:

1.2.4 蛋黃硬化率
將分離出的蛋黃稱重W(g),然后將內部沒有硬化的蛋黃用濾紙刮去繼續稱重硬化的蛋黃W0(g)。蛋黃硬化率計算公式[17]如下:

1.2.5 蛋黃及蛋清中的鹽含量
稱取3 g蛋清或蛋黃放入三角瓶內,加入20 mL的0.1 mol/L AgNO3和10 mL的30%濃HNO3,置于沸水浴中直到除AgCl2以外所有固體溶解。將其取出降溫,冷卻后添加5mL的5%硫酸鐵銨溶液[FeNH4(SO4)2·12H2O],混合物用0.1 mol/L硫氰化鉀(KSCN)標準溶液滴定,直至溶液變成永久棕色即為滴定終點。鹽含量[18]的計算公式如下:

式中:V1為試驗中 AgNO3的體積,mL;N1為試驗中AgNO3的濃度,mol/L;V2為試驗中所消耗的KSCN的體積,mL;N2為試驗中KSCN的濃度,mol/L;W為試驗中所取的樣品質量,g。
1.2.6 蛋黃出油率
取3枚咸鴨蛋煮熟,將蛋清與蛋黃分離,將蛋黃研碎均勻,取3 g蛋黃加入35 mL的正己烷-異丙醇溶液(體積比3∶2),用均質機5 000 r/min均質10 min。然后用濾紙過濾,濾液轉移到50 mL燒瓶中,燒瓶預先恒重,將其經過55℃旋蒸濃縮后,在105℃烘干至恒重,燒瓶兩次質量的差值作為總的脂質質量[19]。
取3g蛋黃加25 mL蒸餾水,用均質器均質10min,室溫(25℃)條件下3 500 r/min離心15 min,然后將上清液轉移到分液漏斗中,加入35 mL的正己烷-異丙醇(體積比3∶2),充分振蕩,靜置分層,上層即為得到的脂質層,將其轉移到50 mL燒瓶中,燒瓶預先恒重,然后55℃旋蒸將其濃縮后,在105℃烘干至恒重,燒瓶兩次質量的差作為游離脂質的質量。用游離脂質的質量和脂質總質量的比值表示蛋黃出油率,計算公式如下:

1.2.7 咸鴨蛋的質構分析
將腌制成熟的咸鴨蛋,真空包裝后,放入高溫滅菌鍋中121℃加熱15 min進行滅菌熟化。將熟化后的咸鴨蛋蛋黃與蛋清分開,蛋清與蛋黃分別切成0.8 cm×0.8 cm×0.8 cm的均一大小塊。將樣品使用質構儀(texture profile analysis,TPA)測量咸鴨蛋蛋清和蛋黃的硬度、彈性和咀嚼度等參數[19]。TPA操作參數見表1。

表1 TPA操作參數Table 1 TPA operation parameters
1.2.8 蛋黃風味物質的測定
將熟化后的蛋黃稱取1.5 g,迅速裝入15 mL樣品瓶中,加蓋封口,在恒溫水浴鍋中40℃保溫30 min,頂端插入PDMS/DVB萃取頭,在80℃水浴中萃取30 min,隨后采用氣相色譜-質譜聯用儀(gas chromatographymass spectrometer,GC-MS)進行分析[20]。
1.2.8.1 GC-MS色譜條件
色譜柱:VF-5ms毛細管柱(30 cm×0.25 mm,0.25 μm),進樣口溫度:250℃;載氣(He)流速1.0mL/min;升溫程序:40℃保持3 min;以10℃/min升至240℃,保持8 min。
1.2.8.2 GC-MS質譜條件
離子源溫度220℃;傳輸線溫度280℃;離子化模式 EI;電子能 70 eV;掃描范圍 43 m/z~50 m/z;全掃描采集數據。
1.2.9 蛋殼表觀形態
利用掃描電子顯微鏡觀察腌制的咸鴨蛋蛋殼表面微觀形態。將蛋殼與蛋膜剝離,清洗蛋殼后晾干備用[21]。蛋殼自然斷裂采集蛋殼側面樣品,使用離子濺射方法噴金,噴金時間為5 min,在荷蘭Quanta 200掃描電鏡下觀察。
每次試驗重復3次,數據結果表示為“平均值±標準差”的形式。試驗數據均服從顯著性水平下(p<0.05)的方差分析和平均值分析。利用統計軟件SPSS 17進行分析,origin 9.0進行作圖處理。
3種方法腌制的咸鴨蛋其蛋增重率在腌制期間的變化如圖2所示。

圖2 不同腌制方法制備咸蛋的增重率變化Fig.2 Weight gain rate of salted egg prepared by different pickling methods
真空減壓法腌制的蛋在0~6 d增重率增加,在第6天蛋增重率最高達到了7.81%,在之后的腌制過程中,蛋增重率增加減緩。泥包法腌制的咸鴨蛋,蛋增重率增加的速度比較緩慢,整體趨勢在上升,在第14天蛋增重率達到最大3.94%。常壓水腌法腌制的咸鴨蛋在0~22 d,蛋增重率在增加,在第22天蛋增重率達到最大5.93%,之后蛋增重率增加速度也較減緩。
在腌制期間3種腌制方法的咸鴨蛋增重率都呈現先增加后減少的趨勢,這是因為在腌制期間鮮蛋與料液之間鹽含量的滲透壓差較大,料液通過蛋殼進入蛋內的速度大于蛋內水分遷移出蛋外的速度,呈現出蛋增重率增加速度快;而在后期,由于蛋內鹽含量的積累使得其與料液滲透壓差小,蛋黃脫水逐漸硬化,蛋黃中的水分向蛋清遷移直至蛋外,蛋增重率增加緩慢。這個現象與呂蕙等[22]觀察到的咸蛋腌制后期蛋清含水量變化不顯著,而蛋黃含水量顯著降低的結論一致。相比之下,真空減壓腌制法制得的咸鴨蛋增重率變化較劇烈,可能是因為真空減壓有助于食鹽的滲透,加速蛋黃硬化脫水。真空減壓法腌制咸蛋的最終蛋增重率與常壓水淹法相當,均高于泥包法腌制的咸蛋。
3種方法腌制咸鴨蛋的蛋黃指數在腌制期間的變化結果如圖3所示。

圖3 不同腌制方法蛋黃指數Fig.3 Duck yolk index in different pickling methods
蛋黃指數是判斷咸蛋成熟度的指標之一,越接近1表明成熟度越高,具備更多的沙質感。結果顯示,隨著腌制時間的延長,3種方法腌制的咸蛋蛋黃指數逐漸升高。真空減壓法腌制的咸鴨蛋蛋黃指數增長最快,泥包法次之,常壓水腌法最慢。每種腌制方法在腌制初期蛋黃指數增加較快,可能是因為腌制初期,蛋殼內外的環境食鹽濃度差異大,因此,滲透壓差大,Na-Cl向蛋內滲透的速率逐漸提升,蛋黃失水嚴重,后期由于蛋內外濃度差減小,滲透壓差降低,因此NaCl向蛋內滲透的速率降低,鹽分含量累積變緩。3種方法腌制的咸蛋最終蛋黃指數均接近1,表明成熟度均好,腌制完成所需時間長短不同。
3種方法腌制咸鴨蛋的蛋黃硬化率在腌制期間的變化結果如圖4所示。

圖4 不同腌制方法蛋黃硬化率Fig.4 Yolk hardening rate in different pickling methods
真空減壓法腌制的咸鴨蛋蛋黃在腌制的第1天就開始硬化,常壓水腌法腌制的咸鴨蛋蛋黃在第3天開始硬化,常壓水腌法腌制的咸鴨蛋蛋黃在第4天開始硬化。蛋黃硬化率是指蛋黃失水,蛋白聚集[23]。在腌制初期,3種腌制方法腌制的咸鴨蛋蛋黃硬化率增加較快,這可能是因為蛋內鹽含量增加速率快,蛋黃失水嚴重。真空減壓水腌法較傳統方法鹽含量增加較快,所以蛋黃硬化率增加較快。真空減壓法在較短時間內達到了與常壓水淹法和泥包法相同的硬化率。
對3種方法腌制的咸鴨蛋每組每次取樣3枚,分別測其蛋清與蛋黃含鹽量,結果如圖5~圖6所示。

圖5 不同腌制方法蛋黃鹽含量Fig.5 Salt content of egg yolk in different pickling methods
在不同腌制方法下,蛋清與蛋黃的含鹽量隨著腌制時間的延長在不斷增加。在腌制過程結束時,真空減壓腌制的咸鴨蛋蛋清的鹽含量為4.60%,蛋黃鹽含量為1.98%;泥包法腌制的咸鴨蛋蛋清的鹽含量為5.32%,蛋黃鹽含量為2.01%;常壓水腌法腌制的咸鴨蛋蛋清的鹽含量為5.40%,蛋黃鹽含量為2.23%。間歇超聲法[10]腌制的咸蛋其蛋清含鹽率6.37%,蛋黃含鹽率1.58%;超聲波-脈動壓聯用法[9]腌制的咸蛋其蛋清食鹽含量為4.61%,蛋黃食鹽含量為2.12%;酸浸減壓法[15]腌制的咸蛋其蛋清含鹽量為6%左右,蛋黃含鹽量2%;蛋清含鹽量在3.5%~5%時為咸蛋適宜的口味,超過5%時口感較咸;蛋黃含鹽量在1.3%以上時,蛋黃油露松沙,色澤誘人;蛋清含鹽量與蛋黃含鹽量差值越小,咸味差異越小,整體口感越好[10]。與前人研究相比,本試驗的真空減壓腌制咸蛋其蛋清和蛋黃含鹽量效果均達到最優。

圖6 不同腌制方法蛋清鹽含量Fig.6 Salt content of egg white in different pickling methods
腌制階段,NaCl首先透過蛋殼表面孔隙進入蛋殼內部,再逐步滲透進入蛋黃。此階段,蛋內外的滲透壓差減小,因此試驗結果顯示蛋黃的含鹽量低于蛋清。從圖5、圖6可以看出,泥包法和常壓水腌法相比,真空減壓法在腌制時蛋清和蛋黃達到相同含鹽量的時間較短。這是因為在真空條件下,食物內部的液體容易發生蒸發,從而在內部形成許多壓力較低的泡孔,在壓差和毛細管效應協同作用下,外部液體更容易滲入物料結構內部,另外,真空狀態下,料液中分子運動加劇,利于料液中有效成分擴散,腌制液的擴散性和滲透性提升,縮短了腌制階段的時間[24-25],所以真空減壓法腌制的咸鴨蛋周期較其他兩種方法更加短。
不同腌制方法蛋黃出油率結果如圖7所示。

圖7 不同腌制方法蛋黃出油率Fig.7 Oil yield of yolk in different pickling methods
咸鴨蛋中的蛋黃顆粒是由磷蛋白和脂肪通過鈣磷鹽橋結合而形成的。在NaCl的整體滲透過程中Na+取代Ca2+,破壞了蛋黃顆粒的結構[26]。鹽含量的增加導致了鹽溶蛋白質在乳化體系中的增溶。在脂質與蛋白分離時,蛋黃的蛋白由于疏水相互作用和氫鍵作用而形成弱凝膠。Feeney等[27]的研究表明在鹽水的腌制過程中,水從蛋白向蛋黃的不斷遷移稀釋了蛋黃表面的游離脂質蛋白,導致蛋黃膜結構變弱,從而導致油的滲出。所以隨著腌制時間的延長,蛋黃出油率逐漸增加。由圖7可知,真空減壓水腌法、常壓水腌法和泥包法腌制得到的咸鴨蛋出油率分別為47.5%、46.1%和43.9%。真空減壓法腌制咸鴨蛋能在短時間內達到略高于泥包法和常壓水腌法咸蛋的出油率。
對3種腌制方法腌制的咸鴨蛋,煮熟后進行蛋清和蛋黃的質構硬度、咀嚼度和彈性指標進行分析,得到的結構如表2、表3所示。3種腌制方法得到的咸蛋蛋清與蛋黃的質構差異不顯著,表明3種方法腌制咸蛋質構相當,均顯示出良好的口感。

表2 咸鴨蛋蛋清的質構分析Table 2 Texture profile analysis of salted duck egg white

表3 咸鴨蛋蛋黃的質構分析Table 3 Texture profile analysis of salted duck egg yolk
利用氣相色譜-質譜聯用儀測定真空減壓水腌法、常壓水腌法、泥包法以及鮮鴨蛋的蛋黃中揮發性風味物質種類與相對含量如表4所示。
由表4可知,新鮮蛋黃中檢測出26種風味物質,常壓水腌法腌制的蛋黃檢測出35種風味物質,減壓水腌法腌制的蛋黃檢測出36種風味物質,泥包法腌制的蛋黃檢測出35種風味物質,真空減壓水腌法比其他兩種傳統方法多一種風味物質(苯乙醛)。風味物質所含的種類集中于醇類、醛類、醚類、酸類、脂類、芳香類化合物、烴類化合物、其他雜環類化合物。這些風味物質的產生可能是由于蛋黃內的脂肪酸發生水解或氧化[20];蛋黃中的含硫化合物,如蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸降解產生硫醇,之后繼續反應生成更多風味物質;蛋黃中含量不足1%的糖類發生了美拉德反應,其的產物又是許多風味物質的前體。其中,在成熟咸鴨蛋蛋黃風味物質中,醛類化合物相對含量最高,由于其閥值較低,會對風味產生很大的貢獻[28]。真空減壓水腌法、常壓水腌法、泥包法腌制咸蛋風味物質相對含量
最高的為醛類化合物,分別為69.10%、78.05%和74.30%;其次為醇類化合物,含量為17.1%、8.75%和15.90%。從風味物質的種類和相對含量分析,這3種腌制方法腌制的咸鴨蛋風味物質所含種類相似,具備咸蛋特有的風味。

表4 蛋黃中揮發性物質組成及相對含量Table 4 Composition and relative content of volatile matter in yolk
利用掃描電子顯微鏡觀察放大500倍下3種方法腌制的咸鴨蛋蛋殼的微觀結構,結果如圖8所示。

圖8 不同腌制方法咸蛋蛋殼微觀結構Fig.8 The microstructure of egg shell of salted egg in different pickling methods
3種方法腌制成熟咸鴨蛋的蛋殼表面孔數量和分布情況差別較大,泥包法腌制的咸鴨蛋殼表面孔數量明顯要比真空減壓法和常壓水腌法腌制的咸鴨蛋殼多,這可能是由于泥包法腌制時蛋殼與紅泥土直接接觸使其脫水嚴重造成的,除了本身氣孔外,殼表面粗糙,可能是由于紅泥土呈酸性將蛋殼表面腐蝕,使得蛋殼表面粗糙。常壓水腌法腌制成熟的咸鴨蛋蛋殼表面光滑平整,孔徑較小。真空減壓水腌法腌制咸鴨蛋的蛋殼表面孔徑較其他兩種方法較大,可能是由于蛋殼在真空狀態下導致孔徑增大??讖皆龃笥兄谑雏}滲透和擴散,加速咸蛋腌制成熟。
本試驗對比了真空減壓水腌法、泥包法和常壓水腌法傳統方法腌制咸鴨蛋的理化性質,結果顯示,腌制咸蛋成熟周期分別為:真空減壓法需要12 d、泥包法需要22 d以及常壓水腌法需要32 d。3種方法腌制咸蛋最終蛋黃指數、蛋黃硬化率和質構結果均相當。泥包法和常壓水淹法鹽含量超過5%,口感較咸;而真空減壓法腌制咸蛋蛋清含鹽量僅4.60%,達到適宜口味,且蛋清含鹽量與蛋黃含鹽量差值最小,整體口感越好。真空減壓法腌制咸鴨蛋能在短時間內達到略高于泥包法和常壓水腌法咸蛋的出油率。總體而言,真空減壓水腌法比傳統方法腌制咸蛋縮短了近一半的時間,且部分超過或達到與傳統方法相關的指標,表明真空減壓技術可用于生產質量穩定且優良品質的咸蛋,適用于現代化工業生產。