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        酶解結(jié)合中溫處理快速腌制皮蛋工藝的研究

        2021-05-27 00:48:24徐海祥夏子軒張棋涵
        保鮮與加工 2021年5期
        關(guān)鍵詞:工藝

        徐海祥,林 敏,夏子軒,周 婕,張棋涵

        (江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院食品科技學(xué)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)?;诖?,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?zé)峥諝馓幚矸ǎ?5~55℃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?zé)崽幚黼缰埔欢螘r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?jǐn)嚢枞芙饣旌暇鶆蚝?,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?jǐn)噭颍倬従徲筛走吂嗳敫字?,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(biāo),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(biāo),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(biāo),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(biāo),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(biāo),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?jǐn)?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(xué)院食品科技學(xué)院已經(jīng)學(xué)習(xí)了食品感官評定課程的大三學(xué)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)見表3。

        表3 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation criteria

        1.2.4.4 產(chǎn)品理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)

        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(biāo)和微生物指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表現(xiàn),所有試驗至少重復(fù)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(biāo)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(dǎo)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(biāo),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(biāo)來看,首次中溫腌制時間對產(chǎn)品蛋殼、蛋清、蛋黃、風(fēng)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(dǎo)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(biāo),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(biāo)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(dǎo)致蛋內(nèi)各種成分無法充分反應(yīng),不利于蛋內(nèi)物質(zhì)的分解結(jié)合,嚴(yán)重影響了皮蛋的色澤和風(fēng)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(biāo)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(fēng)味的形成。二次中溫腌制時間過短,則蛋內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)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(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國標(biāo)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(biāo) 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。

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