脉动压中试工艺腌制皮蛋的流变性和凝胶特性变化规律

李宇辉，郭安民，王俊钢，吴洪斌，刘成江，*，金新文（1.新疆农垦科学院农产品加工重点实验室，新疆石河子832000；2.新疆农垦科学院农产品加工研究所，新疆石河子832000；3.石河子市天晟食品有限责任公司，新疆石河子832000）

脉动压中试工艺腌制皮蛋的流变性和凝胶特性变化规律

李宇辉1，2，3，郭安民1，2，3，王俊钢1，2，3，吴洪斌1，2，刘成江1，2，3，*，金新文1，2，3
（1.新疆农垦科学院农产品加工重点实验室，新疆石河子832000；2.新疆农垦科学院农产品加工研究所，新疆石河子832000；3.石河子市天晟食品有限责任公司，新疆石河子832000）

采用流变仪和质构仪测定脉动压腌制皮蛋过程和后熟过程中蛋白、蛋黄的流变性、凝胶特性的变化规律。结果表明：皮蛋在腌制期间蛋白流变性在第0～36 h表现为非牛顿假塑性流体特性，黏度变化随剪切速率的增加而减小；蛋黄的流变性从胀塑性流体变为非牛顿假塑性流体，腌制0～36 h时黏度随着剪切速率的增大变化不大，36～72 h时黏度随着剪切速率的增大，明显降低。蛋白的凝胶硬度和弹性呈先逐渐增大后变化较小趋于平稳；蛋黄的凝胶硬度和弹性呈现先增大后基本不变的趋势。

脉动压，皮蛋，流变特性，凝胶特性，变化规律

皮蛋是一种主要由碱腌制而成，我国独创的大宗传统蛋制品［1］。皮蛋的生产数量在国内位居蛋制品之首，每年都有大量出口，其工业化生产程度在蛋制品中也较高［2］。皮蛋营养丰富、色香味俱全、食法简单且更耐贮存。在腌制过程中禽蛋蛋白和蛋黄因碱的作用形成凝胶，其凝胶特性直接关系皮蛋的成品品质［3］。

脉动压腌制技术加工皮蛋是将拟加工的禽蛋放置在一个压力容器内，通过无油气泵于数秒内向压力容器施加一定的压力，保持时间t1后，再通过自动控制装置将容器内压力数秒内卸至常压，并保持时间t2，如此交替循环即为一个周期（t1/t2为脉动比）。研究表明脉动压腌制技术可显著缩短腌制时间，相比传统加工方法可提高加工效率10倍左右，并减少原料蛋因腌制时间过长引起的营养品质下降［4-7］。郭策等［8］利用脉动压腌制技术，在小试实验中优化了鸭蛋皮蛋的加工工艺，对于脉动压中试工艺腌制皮蛋目前未见报道。

加热、加金属盐和调整pH都能使蛋白形成凝胶［9］。Medina-Torres L等［10］发现pH越大、时间越长时，卵蛋白的凝胶强度越大。皮蛋蛋白质凝胶的形成主要是碱液渗进蛋内，蛋白质发生水解，从而导致其发生物理化学变化以及凝胶化［11］。皮蛋腌制过程中禽蛋蛋白和蛋黄都会发生凝固，且经过了化清、凝固、转色和成熟四个阶段［12］。魏乃杰［13］、李军鹏［14］、侯大军［15］、姚宏亮［16］研究了腌制条件、腌制剂对皮蛋品质的影响。杨有仙等［17］对简易传统铜盐清料法皮蛋腌制工艺，在腌制过程中料液碱浓度、蛋内和游离碱度、蛋白的质构特性变化规律进行了研究。但主要是利用传统方法腌制，对于利用脉动压中试设备腌制皮蛋过程中的蛋白和蛋黄的变化情况研究未见报道。因此本实验采用脉动压中试设备，研究腌制和后熟过程中蛋白与蛋黄的流变性和凝胶特性的变化，了解其变化规律，为脉动压中试工艺开发高品质皮蛋提供理论指导。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

同批次新鲜鸡蛋石河子红星鸡场；食盐好家乡超市；氢氧化钠食用级，滨化集团股份有限公司；硫酸铜、硫酸锌分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

DV-Ⅲ+可编程控制式流变仪美国Brookfield公司；TEE32型质构仪英国Stable Micro System公司；DK-S24型电热恒温水浴锅上海精宏实验设备有限公司；脉动压设备红星不锈钢设备制造公司。

1.2实验方法

1.2.1脉动压设备引进自中国农业大学工学院，高振江教授设计，红星不锈钢设备制造公司按图纸制作。示意图如图1所示。主要由耐压力容器、空压机和压力、时间自动控制系统三个部分组成。通过自动控制系统可以随意设置高压压力、高压保持时间、常压保持时间，系统通过对电磁阀的控制来实现以上功能设置。

图1　脉动压腌制禽蛋实验装置示意图Fig.1　Schematic diagram of a device for processing salted eggs under pulse pressure

1.2.2皮蛋腌制工艺流程鲜蛋→检验（有无裂纹）→清洗→晾干→放置于腌制罐→注入已经配制好的腌渍液→通入脉动压力进行腌制→抽样检验→出缸→洗蛋→晾蛋后熟→成品。

1.2.3操作要点将购买回来的新鲜鸡蛋进行挑选，剔除非卵圆形、蛋壳表面不光滑、有裂纹的蛋，清洗晾干，小心将1500枚鸡蛋分别置于3个压力容器内，将已经配制好的腌渍液（氢氧化钠溶液浓度为7.5%、硫酸铜0.4%、硫酸锌0.2%、食盐2%）缓缓倒入压力容器内（液面没过鸡蛋），将压力容器密封，设定腌制参数，本实验采用高压125 kPa，高压与常压时间比为5 min∶20 min，腌制时间96 h。腌制结束后将鸡蛋捞出，用清水洗去表面的碱液，沥干水分，在常温常压下后熟，后熟期10 d。

在腌制期第12、24、36、48、60、72、84、96 h取样，在后熟期第1、2、4、6、8、10 d取样。根据腌制时间和取样后产品的内部状态，分离蛋白和蛋黄，凝胶前测定其流变性，平行测定3次；凝胶后将样品切成10 mm3的小块进行质构分析，平行测定3次。

1.2.4流变性的测定在室温25℃测定皮蛋的蛋白与蛋黄的流变性，测定时间为300 s，每10 s取值一次，27个测试点数，转子型号为CC40［1］。

1.2.5凝胶性的测定利用TPA质构仪测定，测试前速率1 mm/s，测试速率2 mm/s，测试后速率2 mm/s，压缩比70%，恢复时间5 s，触发力5 g，探头型号为P/50。

1.2.6数据处理所有实验数据采用3次重复，用SPSS 15.0对全部数据进行处理和统计分析。

2　结果与分析

2.1脉动压腌制过程中皮蛋蛋白的流变性的变化分析

七孔闸布置2孔，位居闸左右两侧，孔深25m。闸基高程2.5～4.5m主要为第②层壤土，构成地基主要持力层，具中等压缩性，微透水性，渗透稳定性好，强度较高。高程-5.9～2.5m为第③层壤土，中等压缩性，微透水性，强度较低。高程-5.9m以下为第④层壤土和第④1黏土层，具中高压缩性，微弱透水性，渗透稳定性较好。

图2　不同腌制时间蛋白剪切力的变化Fig.2　Relationship between shear rate and shear force of egg protein at different stages

在测定蛋白剪切力的过程中，样品在36 h后均出现部分蛋白凝胶，出现凝胶后不能在进行剪切力和黏度的测定，故只有0～36 h的蛋白剪切力和黏度随时间的变化。图2中的4条曲线表明腌制0～24 h蛋白的流动性较好，变化幅度小，而到腌制36 h时，蛋白的流动性变差，随着剪切速率增大剪切力变大，曲线变陡。脉动压技术加速腌渍液在鸡蛋内部的传质使蛋白发生交联，流动性变差，但在0～36 h内并没有引起蛋白的凝胶。

表1　不同腌制时间蛋白的稠度系数K值和流态特性指数n值Table 1　K and n values obtained for egg white as a pseudoplastic fluid at different stages

稠度系数K和流态特性指数n是经验常数，与液体的性质有关。n是流体假塑性程度的指标，n值小于1，表示为假塑性流体，发生了剪切变稀，n值偏离1的程度越大，表示剪切越易变稀，即意味着假塑性程度越大［18］。同时通过幂定律公式τ=Kyn的稠度系数K值和流态特性指数n值，n值在第0～36 h时为0～1，可以推断蛋白为假塑性流体［19-20］。皮蛋在腌制24 h，在碱液的作用下，蛋白质分子的三四级结构受到破坏，蛋白质分子的排列方式由紧密变得疏松，稠度系数K增大；同时因为蛋白质分子三四级结构被破坏后大量的结合水变为自由水［21］，使剪切稀化程度变大，n值变小。在腌制36 h，在碱液的继续作用下，蛋白质分子二级结构被破坏，亲水基团增加，部分自由水变为结合水，使K值减小，结合水与蛋白分子的再次交联作用，使剪切力随着剪切速率的增加而变大，n值与1越接近，故n值增大。

2.2脉动压腌制过程中皮蛋蛋白的剪切速率和黏度的变化分析

图3　不同腌制时间蛋白剪切速率和黏度的关系Fig.3　Relationship between shear rateandviscosity of egg protein at different stages

由图3可以看出蛋白黏度随着剪切速率的增加而减小，这一特征符合剪切稀化流体的特征［22］。0～36 h的皮蛋腌制过程中蛋白黏度的变化，呈现先增大然后减小再增大的趋势。在12 h时蛋白的黏度增加，料液中的碱液随着高常压的交替加速了在蛋白中的传质作用。但在24 h时，蛋白的黏度反而比0 h时蛋白的黏度低，这可能是由于碱渗透到蛋内，蛋白质分子变性，部分蛋白质结合水变成了自由水，导致蛋白质变稀，黏度下降，进入化清期［1］。在36 h时，蛋白的黏度增大，这可能是由于蛋白质分子的二级结构开始受到破坏，氢键断开，大量自由水又成为蛋白质结合水，并与蛋白质分子连接呈凝胶状，进入凝胶期。

2.3脉动压腌制过程中皮蛋蛋黄的流变性的变化分析

图4　不同腌制时间蛋黄剪切速率和剪切力的关系Fig.4　Relationship between shear rate and shear force of egg yolk at different stages

在测定蛋黄剪切力的过程中，样品在腌制72 h后均出现蛋黄部分凝固，出现凝固后不能再进行剪切力和黏度的测定，故只有0～72 h的蛋白剪切力和黏度随剪切速率的变化。由图4可知，腌制第0 h的蛋黄的流变曲线很平缓，几乎与横坐标线相平行，仅在剪切速率增大时曲线出现缓慢向上的弯曲，由此可以看出在未进行加压腌制时蛋黄为胀塑性流体［1］。随着腌制时间的延长，高、常压的交替，加速了碱液在蛋内的传质，12 h时蛋黄的剪切力随着剪切速率的增加逐渐增大，曲线呈现向下弯的趋势，蛋黄的剪切力曲线为假塑性流体曲线［20］。由图4可以看出在第12～72 h，蛋黄的流变特性符合假塑性流体特征。

表2　不同腌制时间蛋黄稠度系数K值和流态特性指数n值Table 2　K and n values obtained for egg yolk at different stages

同时通过幂定律公式τ=Kyn对剪切力随着剪切速率的变化曲线的进行线性回归分析可以得出稠度系数K值和流态特性指数n值［1］，在腌制时间0 h，n值大于1，也表明蛋黄在腌制前为胀塑形流体。腌制时间在12～72 h蛋黄溶液的n值在0～1之间，为假塑性流体［19-20］，并随着腌制时间的延长，蛋黄的K值明显增大，蛋黄的表观黏度增加。

图5　不同腌制时间蛋黄剪切速率和黏度的关系Fig.5　Relationship between shear rate and viscosity of egg yolk at different stages

小；在腌制第48 h时，蛋黄的黏度随着剪切速率的增加黏度出现变小的趋势，并在60、72 h时更为明显。这主要是因为随着碱液逐渐向蛋内传质，蛋白进入凝胶期后，蛋黄持续脱水，脂蛋白分子间的相互作用增强，也能形成疏水、致密的凝胶网络结构，同时释放游离脂肪使蛋黄凝胶的黏性和硬度增大［23］，并在72 h黏度达到最大；同时由于蛋黄在12～72 h为假塑性流体，随剪切速率的增大蛋黄黏度变小，并在72 h时此变化趋势越明显。而且在48 h后蛋黄黏度曲线逐渐变短，这也是碱液持续向蛋内渗入，引起变性蛋白质分子不断凝聚，从而使蛋黄的黏度不断增大所致。

2.5脉动压腌制过程中皮蛋蛋白的凝胶特性分析

图6　不同固化时间蛋白凝胶特性的变化Fig.6　Changes in gel properties of preserved egg white during processing

蛋白在腌制48 h时出现凝胶，故本实验从48 h到后熟10 d的蛋白凝胶变化，如图6所示，蛋白凝胶的硬度从腌制第48 h的768 g逐渐增大到后熟4 d的2165.6 g。总体上看，呈现先逐渐增大，后期趋于平稳的趋势。在腌制过程中，随着腌制时间的延长，蛋白逐渐凝固；后熟期蛋白凝固后，碱液继续渗透，蛋白在发生变性的同时出现交联反应，使得皮蛋的蛋白的硬度和弹性均呈现增加的趋势。

2.6脉动压腌制过程中皮蛋蛋黄的凝胶特性分析

皮蛋在整个腌制和后熟期，蛋黄未完全凝固，内部有少量溏心，在测定蛋黄的硬度和弹性时，主要是测定已凝固部分。蛋黄在腌制84 h时出现凝胶，从腌制第84 h到后熟第10 d的蛋黄凝胶变化如图7所示，蛋黄的凝胶硬度和弹性变化与蛋白的凝胶变化趋势基本一致，呈现先逐渐增大后基本不变的趋势。

图7　不同固化时间蛋黄凝胶特性的变化Fig.7　Changes in gel properties of preserved egg yolk during processing

图6和图7对比可以看出，同一腌制时间，蛋黄的硬度比蛋白的高，蛋黄凝胶弹性比蛋白的低，弹性增加的趋势比蛋白弹性增加缓慢，这可能是由于蛋黄与蛋白的成分不同，在遇到碱液后蛋白的交联程度不同所致。蛋白的主要成分是水和占全蛋11%左右的蛋白质，在遇到碱液后蛋白中的蛋白质分子结构发生交联，其中的亲水基团会结合蛋白中的水分子，故凝胶的弹性较好，但硬度不高；蛋黄中含有丰富的磷脂类（如卵磷脂等）和矿物质以及高生物价的蛋白质［24］，在凝胶期受到碱液的影响，蛋黄持续脱水，脂蛋白分子间的相互作用增强，更加致密的凝胶网络结构，同时释放游离脂肪使蛋黄凝胶硬度增加，由于凝胶组织致密，交联的结合水非常少，使得蛋黄的弹性低于蛋白。

3　结论

脉动压中试技术腌制皮蛋在期间蛋白流变性在第0～36 h表现为非牛顿假塑性流体特性，黏度变化随着剪切速率的增加而减小；蛋黄的流变性从胀塑性流体变为非牛顿假塑性流体，黏度腌制0～36 h前随着剪切速率的增大，变化不大，36～72 h后黏度随着剪切速率的增大，明显降低。蛋白和蛋白的凝胶硬度和弹性均呈先逐渐增大后变化较小趋于平稳的趋势。皮蛋的凝胶弹性：蛋白＞蛋黄；凝胶硬度：蛋白＜蛋黄。

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Variations in rheological and gel properties of preserved eggs during middle experiment technology of pulse pressure processing

LI Yu-hui1，2，3，GUO An-min1，2，3，WANG Jun-gang1，2，3，WU Hong-bin1，2，LIU Cheng-jiang1，2，3，*，JIN Xin-wen1，2，3
（1.Key Laboratory of Agro-Products Processing，Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science，Shihezi 832000，China；2.Institute of Agro-products Processing Science and Technology Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science，Shihezi 832000，China；3.Tiansheng Food Limited Company of Shihezi，Shihezi 832000，China）

The rheological and gel properties of egg white and yolk were determined using a rheometer and a texture analyzer at different stages during the processing of preserved eggs，which were produced in a pulse pressure.Rheological analysis showed that preserved egg white was characteristic of a non-Newtonian and pseudoplastic fluid during 0～36 hours，and its viscosity reduced with increasing shear rate.Egg yolk was transformed gradually from a non-Newtonian expanded plastic fluid into a pseudoplastic plastic fluid，and its viscosity distinctly an initial increase and then an unchanged level during 0～36 hours.Egg yolk viscosity distinctly reduced with increasing shear rate during 36～72 hours.Texture analysis showed that the hardness of egg white gel revealed an initial increase，then an unchanged level.The springiness of egg white revealed an initial increase，then remained stable.The hardness and springiness of egg yolk gel revealed an initial increase and then an unchanged level.

pulse pressure；preserved eggs；rheological property；gel property；change rule

TS201.1

A

1002-0306（2016）04-0165-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.024

2015-07-06

李宇辉（1986-），女，硕士，助理研究员，研究方向：畜产品加工及综合利用，E-mail：liyuhui615@sina.com。

刘成江（1978-），男，硕士，副研究员，研究方向：畜产品加工及综合利用，E-mail：lcj5@sohu.com。

石河子市科技型中小企业专项（2013YQ10）。