熱處理對改善皮蛋白堿傷效果研究

□ 孫靜 杜金平(通訊作者) 湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所

動物胚胎工程及分子育種湖北省重點實驗室

□ 盧立誌 浙江省農業科學院

□ 陳國宏 揚州大學動物科學與技術學院

□ 劉華僑 湖北神丹健康食品有限公司

摘　要：為了改善皮蛋醃製中的堿傷情況，提高皮蛋品質，本次研究對生產中出現輕度堿傷的皮蛋進行不同溫度(40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃)和不同時長(2h、4h、6h、8h)的熱處理，然後從產品感官品質、含水率和質構特性等方麵進行分析。結果表明：熱處理溫度和時間控製在40~44℃、0~4h左右時，輕度堿傷的皮蛋基本恢複了原來形態，皮蛋白的光澤度、彈性、色澤等感官性狀得以明顯改善，皮蛋白的含水率也恢複到正常範圍之內，其硬度、彈性、凝膠性等物理性質也較為理想。

關鍵詞：皮蛋白 熱處理 感官品質 質構特性

前言

皮蛋是中國獨特的蛋加工品，在國內，鬆花皮蛋的生產數量及工業化生產程度均位居蛋製品之首[1]。

皮蛋形成的基本原理主要是蛋白質遇堿發生變性而凝固。製作皮蛋常用的配料有純堿、生石灰、燒堿、食鹽、茶葉、氧化鉛等，這些物質綜合起來作用於新鮮鴨蛋，其中起主導作用的物質是氫氧化鈉，但NaOH溶液的濃度不能過高或過低，以4%～6%為宜[2]。皮蛋加工過程中所使用的生石灰(碳酸鈣)和純堿在水中生成強堿，而鴨蛋蛋白和蛋黃中的蛋白質在強堿作用下有了不同程度的凝膠化[3]，正是這種凝膠化對皮蛋的品質起了決定性作用。凝膠是指在分散介質中的膠體粒子或高分子溶質形成整體構造而失去了流動性，或膠體含有大量液體但處於固化狀態[4]。禽蛋蛋白中90%以上都是蛋白質，因此蛋清蛋白中優質的凝膠性使相關食品的質構、形態、持水力等皆發生變化。禽蛋蛋白受堿液作用而形成的凝膠程度受內因(如疏水相互作用、氫鍵、二硫鍵等)和外因(料液堿度、金屬離子的種類和數量、醃製溫度和時間等)的影響[5]，堿液從蛋外慢慢滲入到蛋內，從蛋白滲入到蛋黃。若堿液進入蛋白的速度大於堿液由蛋白進入蛋黃的速度，那麼就會使已經凝固的蛋白發生“液化”，造成皮蛋堿傷;反之，皮蛋仍保持凝固狀態，鬆花和溏心逐漸形成[6]。

皮蛋蛋白的液化會對皮蛋的外觀和營養品質產生很大影響，而且在大型工業生產中，這種液化會使優質皮蛋的生產效率嚴重下降。因此，在生產過程中對不同液化程度的皮蛋加以控製，能有效提高優質皮蛋的生產效率，創製更大的市場需求。目前，有關皮蛋液化改進技術的文獻並不多見，但從其液化的程度不難發現，要想控製皮蛋蛋白的液化就必須控製影響皮蛋蛋白膠凝的一係列因素，如堿液濃度、醃製時間與溫度、金屬添加種類與數量等。如料液中加入的堿量過多，作用時間過長，會使蛋白質重新水化為液體，這種變化稱為“堿傷”，嚴重的堿傷會導致皮蛋難以成型[7]。醃製溫度過高，會使蛋白質受到破壞，造成已經形成凝膠的蛋白質再度液化，從而導致產品的品質下降[8]。當前，很多文獻中都有對皮蛋醃製過程加以改良與優化的措施，從而避免皮蛋的“堿傷”。呂峰[9]、孫靜[10]等在皮蛋醃製過程中采用梯度控溫工藝和熱處理的方式增加皮蛋的成品率、提高生產效率、縮短醃製周期;李軍鵬[11]等在皮蛋醃製過程中通過控製醃製條件的劑量來達到最優品質;吳漢東[12]研究不同醃製溫度對皮蛋的品質影響。以上方法雖好，但是都僅涉及提高醃製過程中醃製液滲入皮蛋的速率和含量來提高皮蛋的生產效率和品質，忽視了一批因各種因素而未能成熟或輕微堿傷的皮蛋，而工廠隻能選擇丟棄這類皮蛋，這意味著工廠將損失一筆不小的費用。因此，對輕度堿傷的皮蛋進行優化，減小其堿傷程度對於皮蛋的生產加工工藝又是另一種程度的優化。近年來，將熱處理應用到食品研究的文獻很多，例如黃麗燕[13]將熱處理應用於鹵蛋蛋白質構的研究，其通過TPA方法與感官評價方法，研究了鹵蛋加工過程中預煮時間、鹵製時間、滅菌方式及時間對鹵蛋蛋白質構的影響;陳蔚輝[14]采用蒸、炒、炸3種烹調方法對馬鈴薯進行熱處理，研究處理後馬鈴薯所含VC、蛋白質、可溶性固形物、胡蘿卜素、澱粉等營養成分的變化。但這些研究也僅僅停留在製作階段的品質優化，也未涉及到後續成品的改善。

本試驗對采用銅鋅混合鹽對在常溫下醃製的皮蛋進行熱處理，研究蛋白的感官品質、水分含量及質構特性變化規律，旨在為皮蛋相關研究與實際生產提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

新鮮鴨蛋，湖北離湖禽蛋股份有限公司提供;紅茶末，購於湖北省農科院集貿市場。

1.2 方法

1.2.1 皮蛋加工工藝流程

原料鴨蛋→檢蛋→清洗→按配方配製浸泡液→浸泡醃製→定期檢驗→出缸→熱處理→檢測。

1.2.2 樣品處理

根據前期預實驗確定皮蛋醃製較優配方：NaOH濃度6%、金屬鹽4%、CaO2%、茶葉2%。將新鮮鴨蛋在室溫(25℃左右)下進行醃製，從醃製的第10天開始，每隔3天取樣觀察，直至皮蛋出現堿傷為止。挑選出醃製皮蛋當中出現輕度堿傷的皮蛋，將蛋黃去除，留下蛋白，進行不同溫度和時間的熱處理。

將堿傷皮蛋白切成1cm3的小立方體，分別放入溫度為40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃的幹燥箱當中進行熱處理，觀察皮蛋白在熱處理時間為0h、2h、4h、6h、8h時的感官性狀，測定其水分含量和質構特性。

1.2.3 皮蛋的感官品質評價

以熱處理前作為對照，從皮蛋白的顏色、質地、彈性、形狀、大小等方麵進行觀察並比較。

1.2.4 皮蛋白含水量的測定

參照GB/T 5009.3《食品中水分的測定方法》[15]將皮蛋剝殼，稱取3.00g左右皮蛋白樣品，記作W0。將W0放入烘烤至質量恒定的潔淨鋁盒在鼓風幹燥箱內，設置105℃烘烤至質量恒定，取出後放入幹燥器中冷卻後再稱質量，記做W1。含水率(%)=(W0-W1)/W0×100%。

1.2.5 質構的測定

使用型號為P/36R的探頭測定皮蛋的硬度、彈性、粘結性、凝膠性、咀嚼性、回複性等指標。

測試條件：測前後速率為5.00mm/s，測中速率為1.00mm/s，壓縮程度為40%，停留間隔為5s，數據采集速率為10pps，觸發值為0.1N。

2 結果與分析

2.1 熱處理對皮蛋白感官品質的影響

在新鮮鴨蛋醃製的第10d開始進行觀察——鴨蛋的表麵開始均勻的出現灰黑色小斑點，且隨著醃製時間的延長，斑點的顏色越來越深，麵積越來越大，蛋殼的顏色也慢慢由乳白色便成了暗灰色，蛋的底部開始逐漸區域式的變黑。當黑色區域即將延展到頂部時(22d)，用手電筒照射蛋頂部，若亮光中出現了黑暗區域，則表明其開始出現堿傷。不同熱處理溫度和時間下，皮蛋白感官情況有所差異。

40℃下，標準皮蛋表麵的色澤隨熱處理時間的延長其顏色逐漸加深，在2h時光澤度最好，4h時其光澤度有明顯的下降。從質地看，皮蛋白在熱處理6h之後依次出現了形態收縮和幹裂的現象;而堿傷皮蛋在4h時，整體的彈性、質地和光澤度都處於最佳狀態，在之後的熱處理時間當中便出現稍許外層幹硬的現象。

42℃下，標準皮蛋白表麵在4h時便出現白色花紋，這是由於皮蛋白長時間受熱處理後使其表麵收縮，從而讓蛋白表麵的結晶“花紋”暴露在外;而堿傷皮蛋在4h時光澤感和質地相對較佳。從熱處理之前的原樣可以看出，皮蛋堿傷的程度有些嚴重，表麵出現了比較嚴重的液化現象，因此盡管對其進行了熱處理，但是從感官上的改善情況卻不太明顯。

44℃下的標準樣品較42℃下的標準樣品而言，其過早出現了較為嚴重的幹裂現象，且隨著熱處理時間的延長，標準的皮蛋白變得更加幹硬。44℃下的堿傷樣品則在2h左右出現較好的感官性狀，在4h時出現的感官性狀遠不如2h。

46℃下的堿傷樣品經熱處理的效果不如較低處理溫度的樣品，2h便對原來的堿傷樣品無太大的影響，隻是使原本的樣品變得更加的堅硬。48℃下的堿傷樣品與46℃下的堿傷樣品相比其熱處理的效果變得更加嚴重，甚至在處理6h時其形態有了明顯的縮小，不再具有原本的性狀。50℃下的堿傷樣品由於溫度過高，皮蛋原本的光澤度和彈性已經基本上不複存在。

從橫向上看，隨著熱處理時間的延長，皮蛋清在色澤、光澤度、顏色、形態等方麵的最佳時間處於2h左右，之後便逐漸減弱，且會出現形態逐漸縮小、顏色分布不均勻、色澤變暗、光澤度降低的現象，甚至有明顯的白色結晶“花紋”出現。

在硬度上，從0~9h皮蛋白一直處於不斷加強的狀態。隨著熱處理溫度的逐漸升高，原本9h出現的形態會慢慢縮短到6h，在硬度方麵甚至會更強。低溫狀態時(40~44℃)，在感官上其處理效果在2~4h左右為最佳狀態，高溫狀態時(44℃以上)最佳狀態出現的時間便逐漸縮短。這是因為，高溫加快了輕度堿傷皮蛋當中的水分流失，從而使得最佳熱處理時間縮短。因此，在感官方麵，對堿傷皮蛋白進行熱處理最優的溫度和時間分別是：40~44℃，2~4h。

2.2熱處理對堿傷皮蛋白含水率的影響

圖1 熱處理對皮蛋白含水率的影響

由圖1可知，隨著熱處理時間的延長，皮蛋白的含水率呈現逐漸下降的趨勢。在0~4h左右，皮蛋白含水率下降的趨勢較緩，特別是在40℃和42℃的溫度下，在4h內其皮蛋白的含水率下降幅度僅僅為5%左右，4~8h皮蛋白的含水率逐步下降20%的比例——從原本75%左右的含水率降到了55%左右。在熱處理溫度方麵，溫度越高，其含水率下降的幅度越大，並且在熱處理時間為2h時便開始有大幅度下降的趨勢——與熱處理對皮蛋白感官性狀的變化相吻合。但高溫長時的熱處理使皮蛋的含水率下降到非正常狀態，影響了皮蛋正常的感官品質，因此，46℃以上溫度的熱處理不適合堿傷皮蛋的改良。因此，就皮蛋白的含水率而言，最佳的熱處理溫度和時間為：40~44℃，0~4h。

2.3熱處理對皮蛋白質構特性的影響

2.3.1熱處理對皮蛋白硬度的影響

圖2 熱處理對皮蛋白硬度的影響

由圖2可知，40~50℃時，隨著熱處理時間的延長，標準皮蛋白和堿傷皮蛋白的硬度指標都呈逐漸上升的趨勢。40℃時，兩者曲線的走向大致相同;42℃時，堿傷皮蛋白的曲線更為陡峭，而標準皮蛋白的硬度值卻隨熱處理時間的延長變化相對緩慢;從44℃、46℃、48℃和50℃的曲線當中大致可以看出，隨著熱處理時間的延長，堿傷皮蛋白的硬度值變化較小，總體上都較為平緩。

2.3.2熱處理對皮蛋白彈性的影響

圖3 熱處理對皮蛋白彈性的影響

由圖3可知，皮蛋白經過熱處理之後的彈性值基本在0.9~1.1之間波動，說明熱處理對其影響較小。40℃時，標準皮蛋白和堿傷皮蛋白的彈性值均在0~2h左右有所增長，堿傷皮蛋白的彈性值在4h左右達到最高峰;42℃時，堿傷皮蛋白的彈性值在熱處理時間為0~2h左右有急劇的增長，2h達到最高峰;44℃時，兩條曲線的波動較大，但是在2h左右，兩者的彈性值較為接近;46℃、48℃、50℃時，3條曲線大致都呈現隨時間的延長而緩慢上升的趨勢。結合水分和感官研究，溫度過高對皮蛋的物理性狀有不良影響。因此，在彈性方麵，熱處理溫度在40~44℃，時間在2h左右時，堿傷皮蛋白的彈性較佳。

2.3.3熱處理對皮蛋白粘結性的影響

圖4 不同熱處理溫度對皮蛋白粘結性的影響

由圖4可知，40℃時，標準皮蛋白及堿傷皮蛋白的粘結性數值均在熱處理時間為0~4h內有緩慢上升，在4h之後呈下降趨勢;42℃時，標準皮蛋白的粘結性數值均在4h之內較為穩定，堿傷皮蛋白的粘結性數值波動較大;44℃時，兩曲線在0~2h變化相對較小，在2h之後變化趨勢較大;46℃、48℃、50℃時，堿傷皮蛋白的粘結性數值變化便相對平穩。整體來看，在較低熱處理溫度時(40~42℃)皮蛋白的粘結性在4h之後出現明顯的下降趨勢;但隨著熱處理溫度的升高，下降趨勢相對較緩。

2.3.4熱處理對皮蛋白凝膠性的影響

圖5 不同熱處理溫度對皮蛋白凝膠性的影響

由圖5可知，在較低熱處理溫度時(40~42℃)皮蛋白的凝膠性的變化隨著熱處理時間的延長均有上升的趨勢且幅度較大，而高溫對其影響卻不太明顯。堿傷皮蛋在低溫時凝膠性的增長率較大，隨著熱處理溫度的升高，其凝膠性增長幅度相對減緩，在熱處理時間在為6h左右時出現最高峰，之後便有下降的趨勢。

2.3.5熱處理對皮蛋白咀嚼性的影響

圖6 不同熱處理溫度對皮蛋白咀嚼性的影響

由圖6可知，隨著時間的延長，熱處理對皮蛋白咀嚼性的影響曲線呈逐漸上升趨勢，在2~6h曲線的增長幅度較大，標準和堿傷皮蛋受熱處理溫度和時間的影響大致相同。總體而言，溫度較低時其增長幅度要高於較高溫度。

2.3.6熱處理對皮蛋白回複性的影響

圖7 不同熱處理溫度對皮蛋白回複性的影響

由圖7可知，40℃時，堿傷及標準皮蛋白的回複性在數值上的變化大致相似——均出現先上升後下降的趨勢，兩者的最高分均出現在4h左右，4h之後便呈現下降趨勢;42℃時，兩者下降的趨勢減緩，堿傷皮蛋白的回複性受溫度的影響較標準皮蛋白的回複性較小;44℃時，堿傷皮蛋白的回複性在數值上較標準的皮蛋白而言更大;46℃、48℃、50℃堿傷皮蛋白的回複性變化曲線較為平緩，特別是相對高溫的50℃，在0~8h內其回複性未出現下降情況。

綜上所述，熱處理對皮蛋白的質構影響較為明顯，特別是熱處理溫度在40~46℃、時間在0~6h左右時對皮蛋蛋白綜合物理指標有一定程度的改善，這是對輕度堿傷的皮蛋進行熱處理使輕微“液化”的皮蛋白中的堿物質及水分揮發，使皮蛋白的凝膠網狀結構的彈性稍微恢複，咀嚼性增大，並且流失部分水分使得皮蛋白表麵更加光滑透亮。但是，熱處理溫度的升高和時間的延長使皮蛋白中的水分過度流失，破壞了凝膠結構的穩定性，促使皮蛋蛋白出現幹硬，甚至幹縮的現象。

3討論

從感官、水分、質構方麵綜合分析熱處理對皮蛋白的影響——最佳熱處理溫度和時間為40~44℃、0~4h。在此溫度和時間區間內，輕度堿傷的皮蛋基本恢複原來的形態——皮蛋白的光澤度、彈性加強，質地更加致密，色澤更加晶瑩透亮。同時，在這一區間內，皮蛋白經過熱處理後降低的水分較少，使原本輕微“液化”的皮蛋白的含水率恢複到正常的範圍之內;皮蛋質構的有關指標也更加證實了此溫度和時間對其內部理化性質的影響。

皮蛋白在高溫長時的熱處理之後出現幹裂、幹硬等不理想狀態，是皮蛋嚴重缺水所致。對處於嚴重堿傷的皮蛋白來說，熱處理效果不大，因為嚴重堿傷的皮蛋白其內部因過量的堿液侵入使其凝膠狀態被不可逆破壞，使得凝膠結構中的氫鍵、二硫鍵等出現了不可逆的變化，故適當的熱處理隻對輕度堿傷皮蛋的品質改善有意義。

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基金項目：現代農業產業技術體係水禽體係專項資金資助項目(CARS-43-18);湖北省動物胚胎工程與分子育種重點實驗室項目(2016ZD108);湖北省科技支撐計劃項目(2014BBA206);湖北省技術創新專項重大項目(2018ABA112);湖北省農科院青年科學基金項目(2015NKYJJ28)。