皮蛋腌制过程中碱度、pH及质构特性变化规律的研究

杨有仙，赵 燕，*，涂勇刚，黄新球，李建科，罗序英，王俊杰

（1.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌 330047；2.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，江西南昌330047；3.江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌330045）

皮蛋腌制过程中碱度、pH及质构特性变化规律的研究

杨有仙1，2，赵 燕1，2，*，涂勇刚3，黄新球1，李建科1，2，罗序英1，2，王俊杰1，2

（1.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌 330047；2.南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，江西南昌330047；3.江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌330045）

采用简易传统铜盐清料法腌制皮蛋，研究皮蛋腌制过程中料液碱浓度、蛋内pH和游离碱度、蛋白的质构特性的变化规律，旨为皮蛋加工过程中的质量控制，开发代金属添加剂和研究新加工工艺提供基础数据。结果表明，在腌制过程中，料液碱浓度呈下降趋势；蛋白pH和游离碱度呈现先迅速升高，后逐渐下降，再缓慢回升的趋势；蛋黄pH和游离碱度则一直呈升高的趋势；蛋白硬度总体呈上升趋势；蛋白弹性、咀嚼性、内聚性均是先上升再略有下降，然后基本保持稳定。

皮蛋，碱度，pH，质构特性

Abstract：Pidan（Chinese preserved egg） had prepared by the traditional copper method.The change of alkalinity of curing liquid，pH and free alkalinity of albumen and yolk，textural properties of albumen were studied during pickling，which could provide basic data for the quality control of pidan during pickling，exploiting the substitute of metal additives，and researching new processing technic.The result showed that alkalinity of curing liquid presented a declining curve.The pH and free alkalinity of albumen increased rapidly at first and decreased gradually，then slowly increased again.The pH and free alkalinity of yolk showed an increasing trend.Hardness of albumen presented an upward trend overall.Flexibility，chewing and cohesion of albumen all increased firstly，then decreased slightly，and finally remain stable.

Key words：pidan；alkalinity；pH；textural properties

皮蛋（松花蛋）加工历史悠久，是我国特有的传统加工蛋制品。将鲜蛋加工成皮蛋，一方面可延长禽蛋的保存期；另一方面不但可使禽蛋产生特殊的风味、色泽，还可产生一定的食疗功效。《随息居饮食谱》和《医林纂要》等医学巨著皆记载：皮蛋具有泻热、醒酒、去大肠火，治泻痢，能散能敛等作用。因此，皮蛋深受国内外广大消费者喜爱，成为我国产量最大的一种蛋制品。禽蛋在加工成皮蛋的过程中，发挥主要作用的是碱，鲜蛋在高浓度碱的作用下发生了一系列的物理和化学变化，包括蛋白质凝胶化、颜色变化、风味形成和松花（松枝状花纹）形成。近年来，国内学者对皮蛋进行了大量的研究，但是目前主要集中在加工工艺、无铅化技术及质量控制等方面[1]。如刘中科[2]、孙静[3]、汤钦林[4]、吕峰[5]对皮蛋加工新工艺进行了研究；张黎利[6]、欧阳玲花[7]、黄琼[8]对无铅皮蛋加工技术进行了研究；魏乃杰[9]、李军鹏[10]、侯大军[11]、姚宏亮[12]研究了腌制条件、腌制剂对皮蛋品质的影响。而对于皮蛋腌制过程中各理化特性变化研究得较少，尤其对皮蛋的质构特性变化的研究更少。明确并掌握皮蛋腌制过程中各理化特性的变化规律，可以更好地指导皮蛋的生产加工和质量控制，以及新型加工工艺的研究开发等。因此，本实验采用简易传统铜盐清料法皮蛋腌制工艺，研究皮蛋腌制过程中料液碱浓度、蛋内pH和游离碱度、蛋白的质构特性变化规律，旨为皮蛋相关研究与实际生产提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜鸭蛋 购于南昌市江大南路菜市场；氢氧化钠 天津市津华化工厂生产的食品级片碱；食盐 江西晶昊盐化有限公司；硫酸铜、盐酸、甲基红、溴甲酚绿、无水碳酸钠 国产分析纯。

CT3-1000质构分析仪 美国Brookfleld公司；便携式酸度计PHB-1型 雷磁分析仪器厂；电子天平AR1140 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；奇能SS250-E调理机 沃尔姆斯电器有限公司；磁力搅拌器85-1 上海司乐仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 皮蛋腌制 料液配制[13]：采用清料法（不添加茶叶等其他物质），避免其他物质对分析结果产生影响。按所需水质量的百分比计，分别称取4%氢氧化钠、4%食盐、0.4%硫酸铜，将食盐和氢氧化钠混合，硫酸铜单独分开，搅拌溶解于冷开水中，放冷后再混合在一起，冷却至25℃，备用。

将鸭蛋洗净擦干，用照蛋灯挑选好后，将蛋横着依次摆放在洗好的坛子中，然后加入配制好的料液，盖好盖子，坛子口加水液封，置于室温（11～12月份）下腌制44d[13]。

1.2.2 料液碱浓度测定 准确量取料液50mL注入250mL锥形瓶中，取3个平行样。然后参照GB 5175-2008食品添加剂氢氧化钠[14]中总碱量测定方法测定。

1.2.3 蛋白和蛋黄pH、游离碱度测定 将蛋白和蛋黄小心分离，做3个平行样。然后按照GB-T 5009.47-2003蛋与蛋制品卫生标准的分析方法[15]中pH和游离碱度（以NaOH计）测定方法测定。

1.2.4 蛋白TPA质构分析 将蛋尖端蛋白切成长宽高均为10mm的立方体小块，做6个平行样。利用CT3-1000质构分析仪进行测定，采用TPA质构分析（texture profile analysis）模式。测定参数为：测前速度2.0mm/s，测试速度2.0mm/s，测后速度2.0mm/s，压缩比30%，可恢复时间5s，触发点负载3g，探头TA11/1000圆柱型（25.4mm）[16]。质构参数：硬度、弹性、咀嚼性和内聚性，数据采集、计算由计算机软件完成。硬度：样品达到一定变形时所必须的力，其值指第一次压缩时的最大峰值；弹性：变形样品在去除压力后恢复到变形前的高度比率，用第二次压缩与第一次压缩的高度比值表示；内聚性：表示测试样品经过第一次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力，用两次压缩所做正功之比表示，该值可模拟表示样品内部聚合力；咀嚼性：将样品咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量，咀嚼性=硬度×内聚性×弹性[16-17]。

1.2.5 数据处理与统计分析 所有实验数据应用Excel和SPSS 13.0软件进行统计分析，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 皮蛋腌制过程中料液碱浓度的变化

图1 料液碱浓度变化Fig.1 Alkalinity change of curing liquid during pickling

从图1可以看出，料液碱浓度在皮蛋腌制期间总体呈下降趋势。在实验期内，料液碱浓度由最初的41.92g/L降低至32.86g/L，降低了21.6%。从0d（料液最初碱浓度）至8d迅速下降，下降幅度为13%；8d至26d缓慢下降，下降幅度为1.5%；26d至44d又快速下降，下降幅度为8.5%。该变化规律与张玲勤[18]、张富新[19]的研究结果相似。出现上述变化趋势的原因可能是：0～8d，料液中的NaOH通过蛋壳上的气孔和腐蚀孔向蛋内渗透，致使料液中碱浓度快速下降。8～26d，料液中的Cu2+等金属离子形成难溶化合物堵塞了蛋壳上的气孔和蛋膜上的网孔，并堵塞了在腌制过程中由碱作用产生的腐蚀孔，阻碍料液向蛋内渗透，从而导致料液中的NaOH渗透速度减慢[4，19]。26～44d，料液中碱浓度又快速下降，可能是由于这段时期料液中碱继续作用于蛋壳，使其腐蚀孔增大、变多，而形成的难溶化合物不足以将其堵住，致使料液中的NaOH通过腐蚀孔大量进入蛋内。

2.2 皮蛋腌制过程中蛋白和蛋黄pH、游离碱度的变化

图2 皮蛋腌制过程中蛋白和蛋黄pH变化Fig.2 pH change of albumen and yolk during pickling

图3 皮蛋腌制过程中蛋白和蛋黄游离碱度变化Fig.3 Free alkalinity change of albumen and yolk during pickling

从图2、图3可以看出，蛋白pH和游离碱度呈现先迅速升高，后逐渐下降，再缓慢回升的趋势，而蛋黄pH和游离碱度则一直呈升高的趋势。该结果与汤钦林[4]、张玲勤[18]、张富新[19]、张献伟[20]等的研究结果一致。蛋白pH和游离碱度从0d至8d迅速升高，到第8d时上升至最高，分别为（11.39±0.02）、（320.01±9.04）mg/100g；后又逐渐下降，在第26d时下降至最低，分别为（10.82±0.03）、（248.09±2.93）mg/100g；然后又缓慢回升至（11.09±0.05）、（282.60±1.51）mg/100g。蛋黄pH从0d至6d迅速升高，6d至26d缓慢上升，26～44d又逐渐上升，最高为（10.35±0.07）。蛋黄在腌制过程中前两天呈微酸性，至第4d时才呈碱性。蛋黄游离碱度从4～10d迅速升高，10d至26d缓慢上升，26～44d又逐渐上升，最高为（260.88±13.55）mg/100g。

出现上述变化趋势的原因可能是：在皮蛋腌制过程中的最初阶段属于“化清期”[13]，料液中的NaOH大量渗透入蛋内，料液中碱浓度降低最多，蛋白pH和游离碱度升高得也最快。然后，由于料液中的Cu2+等金属离子形成难溶化合物沉积在蛋壳气孔和蛋膜网孔上，阻碍料液向蛋内渗透，从而导致料液中的NaOH渗透速度减慢，同时蛋白内的NaOH大量向蛋黄内渗透，致使料液向蛋白渗透的速度小于蛋白向蛋黄渗透的速度；另外蛋黄中的水分会通过蛋黄膜转移到蛋白中，综合结果导致蛋白中的pH和游离碱度逐渐下降[18-20]。蛋白中pH和游离碱度一直处于不断变化的状态，其大小取决于料液中NaOH进入蛋内的速度和蛋白中NaOH渗入蛋黄的速度[18-19]。在皮蛋腌制后期，由于蛋黄凝固层较厚等原因，NaOH向蛋黄内渗透的速度大大降低，而料液中的NaOH还在不断渗入，因此蛋白的pH和游离碱度又开始缓慢回升。然而，由于蛋黄中pH和游离碱度比蛋白中低，致使蛋白中NaOH会一直向蛋黄内渗透，所以蛋黄中pH和游离碱度一直呈上升趋势。蛋黄pH和游离碱度变化趋势与蛋白中NaOH含量有关，蛋白中NaOH含量变化快慢影响着蛋黄pH和游离碱度上升速度，因此呈现先迅速升高，后缓慢上升，再逐渐上升的趋势。

2.3 皮蛋腌制过程中蛋白的质构特性的变化

蛋白的质构特性与皮蛋的感官质量有紧密联系，通过质构分析仪，分别从硬度、弹性、内聚性和咀嚼性4个指标进行了分析。蛋白在8d前没有凝固完全，因此没有进行TPA质构分析，8～44d的蛋白质构特性变化规律如图4。从图4可以看出，硬度从8～44d总体呈上升趋势；弹性、咀嚼性、内聚性基本呈相似的变化趋势，均是先上升，在第14d时升到最高，然后随腌制时间延长有所降低，在26d后基本保持稳定。

呈现出上述变化规律可能原因是：一方面，可能和蛋白中NaOH含量变化有关，从图2、图3可知，蛋白pH和游离碱度呈现先迅速升高，后逐渐下降，再缓慢回升的趋势。碱性条件下，蛋白质分子间的静电排斥力占主导作用，蛋白质分子趋向于形成松散结构，而当松散的蛋白质结构通过氢键与自由水结合时，蛋白质则聚集在一起形成凝胶的网络结构，但是，如果NaOH继续进入蛋中，就会将凝胶结构破坏，皮蛋蛋白将会变软，再液化成水状，此时的变化是不可逆的，再液化的蛋白不能再形成凝胶结构[21-22]。因此，NaOH含量是皮蛋蛋白凝胶变化最重要的影响因素[23]。在皮蛋腌制前期，随着蛋内NaOH含量的不断变化，使蛋白充分变性、聚集形成坚实的网络状凝胶结构[20]，表现为硬度、弹性、咀嚼性和内聚性不断增加。在皮蛋腌制后期，因为蛋白中NaOH含量的变化，改变了蛋白凝胶已达到的平衡状态，使蛋白质凝胶网络结构稍微松散，所以表现为弹性、咀嚼性和内聚性随腌制时间延长而有所降低；硬度则相反，由于蛋白中NaOH含量有所降低，避免了过量的碱对蛋白凝胶的“碱伤”[20]，所以硬度仍然呈上升趋势。另一方面，可能和Cu2+有关，随NaOH一起渗透入蛋内的金属离子是蛋白凝胶变化的重要影响因素[24]。在皮蛋腌制后期，蛋内碱含量继续增加会使蛋白质分子间斥力增大，从而导致蛋白质凝胶网络结构变松散，出现碱伤再液化。然而，Cu2+的存在可以稳定凝胶网络结构，即使在高碱条件下也能减缓凝胶网络结构的分解[24]。另外，可能还与腌制温度和蛋白中水分变化有关。总之，正是由于各种因素的综合作用，才能保证皮蛋蛋白在腌制过程中保持良好的凝胶结构，在风味物质充分溶出和蛋黄充分凝固的同时也不至于出现碱伤再液化现象。在本实验条件下，综合各项指标，确定最佳出缸时间为44d。必须注意的是过量的碱会对蛋白凝胶产生“碱伤”作用，需要定期检查，确定最佳的皮蛋成熟、出缸时间。实验还发现取样部位和制样方法、设置参数不一致，都对质构特性测定结果有很大影响，在测定时必须考虑到。此外，从图4中看出，数据之间的误差较大，可能是由于蛋与蛋之间的个体差异也较大，从而导致数据之间的误差较大。

NaOH和Cu2+是皮蛋形成过程中最重要的两个影响因素。在皮蛋腌制过程中，蛋内NaOH含量总是处于动态变化中，所以控制蛋内合适的NaOH含量在皮蛋加工中最重要，同时也是最难的。但是，在明确并掌握皮蛋腌制过程中各理化特性变化规律的基础上，可以通过改变料液浓度和温度来控制料液进入蛋内的速度，从而达到控制蛋内NaOH含量的目的，达到金属离子调控的同样效果。虽然Cu2+等金属离子有利于蛋白达到最好的凝固效果，但是金属元素过量会对人体健康造成危害，因此开发代金属添加剂对提高皮蛋的质量，确保消费者的健康安全显得尤为重要[1]。

3 结论

在皮蛋的腌制过程中，料液碱浓度总体呈下降趋势。蛋白pH和游离碱度呈现先迅速升高，后逐渐下降，再缓慢回升的趋势。而蛋黄pH和游离碱度则一直呈升高的趋势。硬度总体呈上升趋势；弹性、咀嚼性、内聚性均是先上升再略有下降，然后基本保持稳定。

明确并掌握皮蛋腌制过程中各理化特性变化规律，不仅有利于皮蛋加工过程中的质量控制，确定最佳的成熟、出缸时间，而且有助于开发代金属添加剂和研究新加工工艺。然而，得出了以上变化规律还远远不够，今后还需对这些变化的机理进行深入的研究，阐明具体原因，为改进研究皮蛋加工技术提供理论支持。

[1]赵燕，徐明生，涂勇刚.皮蛋加工相关机理研究进展[J].食品科学，2010，31（17）：472-475.

[2]刘中科，黄姝洁，卢晓黎.氢氧化钠梯度浓度浸泡制备乌鸡皮蛋工艺研究[J].食品与发酵科技，2011，47（1）：46-49.

[3]孙静，马美湖，吴玲，等.热处理对皮蛋生产周期和品质的影响[J].农业工程学报，2011，27（5）：367-372.

[4]汤钦林.锌法皮蛋加工技术的研究[J].食品研究与开发，2007，28（7）：93-96.

[5]吕峰，郑明锋，陈丽娇.梯度控温腌制无铅皮蛋工艺[J].福建农林大学学报：自然科学版，2005，34（4）：527-530.

[6]张黎利，刘国庆，汪爱民，等.不同金属盐组合腌制无铅皮蛋及其金属含量的测定[J].食品工业科技，2010，31（2）：189-192.

[7]欧阳玲花，冯健雄，闵华，等.皮蛋加工新型配方研究[J].食品研究与开发，2010，31（6）：90-92.

[8]黄琼.无铅鸡蛋皮蛋腌制工艺优化的研究[D].福建：福建农林大学，2008.

[9]魏乃杰.风味艺术皮蛋的制备及其安全性研究[D].重庆：西南大学，2010.

[10]李军鹏，侯畅，熊善柏，等.腌制条件对皮蛋品质的影响[J].食品研究与开发，2009，30（8）：101-105.

[11]侯大军，李洪军.碱处理对风味皮蛋物理品质的影响[J].食品工业科技，2008，29（5）：119-121.

[12]姚宏亮.不同腌制剂对皮蛋品质的影响[J].食品科技，2003（8）：40-41.

[13]马美湖.蛋与蛋制品加工学[M].北京：中国农业出版社，2007：86-104.

[14]张英民，曹勇，王彦.GB 5175-2008食品添加剂氢氧化钠[S].

[15]卫生部食品监督检验所，河南省卫生防疫站.GB-T 5009.47-2003蛋与蛋制品卫生标准的分析方法[S].

[16]孙彩玲，田纪春，张永祥.TPA质构分析模式在食品研究中的应用[J].实验科学与技术，2007，5（2）：1-4.

[17]齐海萍，胡文忠，姜爱丽，等.热加工对鲤鱼质构的影响研究[J].食品科技，2011，36（5）：144-150.

[18]张玲勤，罗宏伟.浸泡液中NaOH浓度对鸡皮蛋成型时间及品质的影响[J].家禽科学，2010（11）：7-11.

[19]张富新.鸡蛋皮蛋加工中碱度的变化[J].食品与发酵工业，2004，30（10）：81-83.

[20]张献伟，郭善广，蒋爱民，等.K+型无铅鸡蛋皮蛋加工技术[J].食品科学，2011，32（14）：350-355.

[21]WANG J， FUNG D Y.Alkaline-fermented foods：a review with emphasis on pidan fermentation[J].Critical reviews in microbiology，1996，22（2）：101-138.

[22]陈志维.蛋壳无斑点皮蛋之制法及其品质[D].台湾：国立台湾大学，2000.

[23]GANASEN P，BENJAKUL S.Physical properties and microstructure of pidan yolk as affected by different divalent and monovalent cations[J].Food Science and Technology，2010，43（1）：77-85.

[24]GANASEN P，BENJAKUL S.Chemical composition，physical properties and microstructure of pidan white as affected by different divalent and monovalent cations[J].Journal of Food Biochemistry，2011，35（5）：1528-1537.

Change of alkalinity，pH and texture properties during pidan pickling

YANG You-xian1，2，ZHAO Yan1，2，*，TU Yong-gang3，HUANG Xin-qiu1，LI Jian-ke1，2，LUO Xu-ying1，2，WANG Jun-jie1，2
（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China；2.Engineering Research Center of Biomass Conversion，Ministry of Education，Nanchang University，Nanchang 330047，China；3.College of Food Science and Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China）

TS253.2

A

1002-0306（2012）16-0111-04

2012-02-01 *通讯联系人

杨有仙（1987-），女，硕士研究生，研究方向：食品营养与安全。

国家自然科学基金（31101293，31101321）；南昌大学食品科学与技术国家重点实验室青年骨干研究基金（SKLFQN-201113）；南昌大学食品科学与技术国家重点实验室开放基金（SKLF-KF-201008）。