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蛋制品加工技术与副产物综合利用研究进展

 小林餐饮交流 2023-02-03 发布于山东

摘要:禽蛋是一种营养物质充足的食物,含有丰富的生物活性成分,对人体健康有多种促进作用。我国禽蛋年产值居世界首位,基于禽蛋行业的快速发展,以禽蛋为原料,辅以盐、桂皮、花椒、大料等香辛料,经过腌制、蒸煮、烹炒、干燥等工艺产生了各式各样、不同风味的蛋制品,深受消费者的青睐。在检索研读国内外相关文献的基础上,综述了腌制蛋、干燥蛋、液蛋、休闲蛋等常见蛋制品的加工技术,为蛋制品加工技术的进一步改进提供了判断依据。此外,分析探讨了国内外对蛋壳、蛋壳膜、蛋黄、蛋白质等禽蛋副产物的综合利用情况,为解决禽蛋副产物综合利用率低、高附加值产品少等问题提供了帮助,对日后进行禽蛋副产物开发利用提供了参考依据。

关键词:禽蛋;香辛料;蛋制品;加工技术;禽蛋副产物

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禽蛋具有优良的功能特性和生物活性,禽蛋中的某些成分,如肽、氨基酸等,具有抗炎、抗氧化、保护心血管、改善记忆力等作用,能够调节细胞功能和生理动态平衡[1-5]。蛋制品是人类饮食的重要组成部分,是优质蛋白质、维生素、矿物质和脂肪的极好来源。其种类繁多,具有高营养、易消化、用途广等特点,已成为世界公认的必备优质食品。
我国是世界上最大的禽蛋生产国,禽蛋产量约占世界的四成,然而从世界情况来看,中国的蛋制品比例不足5%,而美国、日本的蛋制品比例均超过40%[6-7]。依托最大禽蛋生产国的优势,我国人均禽蛋占有量达到发达国家水平,但我国蛋制品行业门槛较低,加工水平较差,80%~90%的鲜蛋制品都由中小作坊和家庭单位生产,大型企业规模化生产较少。且大多数蛋制品企业仍停留在制作皮蛋、卤蛋等初级加工产品水平,很少进行蛋壳、蛋液深加工产品的制作。烘焙、餐饮、医药行业的快速发展,也拉动了人们对蛋品的需求,因此我国的蛋制品加工行业前景广阔,具有很大的市场空间[8-9]
随着禽蛋行业的逐渐发展,人们开始注重禽蛋副产物的利用,但禽蛋副产物的市场还远远没有跟上发展的步伐,在大量禽蛋被消费的同时,每年有大量的蛋壳未被利用便被丢弃,如果任其积累,不仅造成了资源的严重浪费,同时也对环境造成了污染。如何有效处理禽蛋副产物已经成为了目前亟待解决的问题。
针对禽蛋资源以及传统加工方式,本文综述了国内外多种蛋制品加工技术的最新进展,同时阐述了禽蛋副产物的营养价值与经济价值,指出禽蛋副产物利用存在的问题和可行的解决方案,为蛋制品深加工与副产物有效利用提供了理论依据。

1 常见蛋制品加工技术

1.1 腌制蛋制品加工技术

腌制蛋制品在我国历史悠久,深受老百姓喜爱,在部分亚洲地区也受到人们的追捧。腌制蛋主要是通过盐、碱等不同辅料加工腌制处理而成,具有风味独特、易于携带、食用方便等特点,主要包括皮蛋、咸蛋、卤蛋、臭蛋等。
1.1.1 皮蛋
皮蛋是我国特有的传统风味食品,无论是北方的“松花蛋”,还是南方的“皮蛋”、中原的“变蛋”,均受到人们的喜爱。皮蛋不仅具有食用价值,而且具有药用价值。中医温病学家王士雄在《随息居饮食谱》中提到:“皮蛋,味辛、涩、甘、咸,能泻热、醒酒、去大肠火,治泻痢,能散能敛。”传统皮蛋制作通常是以新鲜禽蛋为原料,经水、纯碱、红茶末、生石灰、食盐等配料配制成的料液腌制而成,该法制作的皮蛋中铅含量高于我国标准,在人体中累积会造成慢性中毒,并且部分不法商贩在腌制过程中使用过量氧化铅,导致出现儿童骨骼、牙齿、智力发育异常、成人脱发等铅中毒症状。于沛等[10]使用硫酸铜和硫酸锌复配剂代替氧化铅进行腌制,有效降低了皮蛋中铅含量,同时确定腌制温度、NaOH浓度和腌制时间为主要影响因素,得到最佳腌制条件为铜锌复配液浓度0.40%、铜锌复配比1∶2、腌制温度15 ℃、NaOH浓度4%、腌制时间18 d。冯婷婷等[11]采用阶段调碱法结合传统腌制,选取料液NaOH质量分数5.5%的皮蛋,在11 d后将腌制液NaOH质量分数降低为0.3%,腌至成熟,最终得出无碱伤、腌制周期短的皮蛋。
皮蛋产量在我国蛋制品中居于首位,为满足市场供应,缩短皮蛋的生产周期,徐海祥等[12]采用酶解结合中温处理技术,利用木瓜蛋白酶对壳下膜进行酶解,使腌制液更快渗入蛋内,与传统腌制工艺相比,生产效率提高3倍。Sun等[13]利用真空技术腌制皮蛋,生产时间为传统方法的1/3,大大缩短了皮蛋的腌制周期。
1.1.2 咸蛋
食盐浸泡是腌制咸蛋的传统方法,包括盐水法、灰包法、沙腌法等,基于这些技术,刘蒙佳等[14]改变腌制时间、食盐添加量与香辛料含量来影响咸鸭蛋的质量,最终确定腌制时间20 d、食盐添加量17.5 g/mL、香辛料含量6%为最佳工艺条件。王石泉等[15]通过腌制过程中脉动压与超声波联用,加速食盐向蛋内的渗透,3 d即可腌制成熟,大大缩短了腌制周期,同时也增强了盐分与风味物质。杨哪等[16]采用磁电辅助进行快速腌制,在7 d时,体系电压3 V/cm,磁场强度0.09 T下,蛋清盐分质量分数、蛋黄盐分质量分数、蛋黄出油率分别为传统腌制的4.9,3.1,2.3倍。邵萍等[17]用柠檬酸进行腌制前处理,此后设置温度40 ℃,真空度0.1 MPa,每天维持23 h进行减压腌制,6 d即可达到咸蛋成熟的标准。
1.1.3 卤蛋
卤蛋是一种由各种香辛料及肉汁加工而成的蛋制品,由于其口感好、味道佳,已成为老百姓餐桌上很常见的一种食品。基于卤蛋的普遍性,人们对卤蛋品质及卤料的选择是目前最值得研究的方向之一。赵节昌等[18]比较了卤制、腌制、超声腌制、杀菌、超声腌制并杀菌这5类加工工艺制作的卤蛋,结果表明,超声腌制并杀菌后卤蛋的质量、色泽均发生了不同的变化,同时也不能有效地缩短时间,因此如何对工艺进行优化,还需要更多的研究。针对卤料的选择,朱建勇等[19]探究了在卤液中分别加入红茶、黑茶、乌龙茶、绿茶的效果,结果表明,4种茶叶均能对卤蛋的品质起到一定的影响,其中添加红茶可以改善卤蛋的弹性与咀嚼性,并有效降低pH,使卤蛋呈弱碱性,满足科学饮食的要求。
1.1.4 臭蛋
臭蛋是一种类似于臭豆腐、臭鳜鱼的特色小吃食品。主要产地为我国河北、山东一带,因味道独特,其消费群体较为小众,目前主要由家庭式小作坊进行自然腌制。谷新晰等[20]对臭蛋进行了优势菌种筛选与风味物质检测,最终确定菌株海境芽孢杆菌属和盐单胞菌属为优势菌,硫化物为主要风味物质,为日后臭蛋大规模加工生产提供了有力依据。

1.2 干燥蛋制品加工技术

干燥蛋制品是由鲜蛋经打蛋后将蛋液干燥处理,去除水分所制成的产品。因其水分含量低,微生物生长缓慢,干燥蛋制品可以在常温下放置很长一段时间。干燥蛋制品的主要工艺流程为:打蛋→蛋液搅拌→杀菌→干燥→出粉→冷却→筛粉→包装。
蛋粉是经干燥后得到的粉末状蛋制品,相对于鲜蛋,保质期更长,更方便于运输、贮藏和使用。蛋粉已经广泛应用于冷饮、糖果以及各种面食产品中。郑毅等[21]研制了一种含有雨生红球藻的蛋粉片,在常温下有效期可达到12个月,具有良好的抗氧化和抗衰老能力。刘华桥等[22]将鸡蛋浸泡在紫苏汁、姜粉、红茶粉中2 h后加酵母进行发酵,加入曲霉脂肪酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶进行酶解,后经过滤、真空浓缩、冷冻干燥、粉碎得到鸡胚蛋粉,同时在此基础上添加葡萄糖、蜂蜜等辅料,制备出更易于携带、饮用的鸡胚蛋饮料。林丽等[23]将全蛋粉与奶粉结合,开发了一种复合奶片,确定全蛋粉与奶粉配比2∶7添加,0.7%蛋白糖、14%植脂末,实现了鸡蛋和奶粉的双重营养价值。
干燥是干燥蛋制品生产中关键的一道工序,通过喷雾干燥、真空冷冻干燥、热风干燥、微波干燥、红外干燥等方式可以对蛋液进行干燥,其中喷雾干燥法最优,真空冷冻干燥法次之,红外干燥、微波干燥和热风干燥相对来说对营养成分损失较大,冲调性能较差[24]
喷雾干燥是通过机械作用,将需要干燥的物料雾化,与热空气接触,除去大部分水分,使物料中的固体物质干燥成粉末。王清平等[25]通过改变喷雾干燥设备的工艺参数,将进风温度设置为170 ℃,出风温度设置为68~70 ℃,卵黄免疫球蛋白活性得到保护,蛋黄粉水分符合标准。
真空冷冻干燥技术是利用升华的原理使物料脱水干燥,同时保护物料的主要结构和形状,最大程度保留营养物质和生物活性物质。沈青等[26]比较了真空冷冻干燥与喷雾干燥对全蛋粉理化特性的影响,真空冷冻干燥制成的全蛋粉溶解度、乳化活性、起泡性均高于喷雾干燥法制得的全蛋粉,表明真空冷冻干燥法制成的全蛋粉较优于喷雾干燥法制成的全蛋粉。

1.3 液蛋制品加工技术

液蛋是指鲜蛋经去壳、打蛋、杀菌、包装等处理制成的液体蛋制品,液蛋水分含量较高,易于腐败,仅可在低温下短时间贮藏,为保证食用安全、增加贮藏时间,目前采取了一些不同方式进行消毒灭菌。由于液蛋保存了大部分的营养物质,因此也被称为鲜蛋的代替品。
醋蛋液作为民间流传的食疗偏方,已经广为人知,不仅具有减肥、降低血脂的效果,还能增强人体免疫力,起到抗疲劳的作用。醋蛋液当今依然使用传统的浸泡方式[27],对于这一现状,目前主要致力于对浸泡条件的优化,张娜等[28]通过中心旋转回归试验建立三因素三水平的回归模型,通过响应面分析,确定在温度25.28 ℃、时间60.37 h、米醋量153.32 mL时,所制得的醋蛋液共含有18种氨基酸,充分满足了人体的消化吸收。陈雨洁[29]通过控制蛋醋比与浸泡时间,确定浸泡时间3 d、蛋醋比1∶3时,醋蛋液稳定性较高,并通过臭氧处理,使醋蛋液的腥味得到有效控制。
我国液蛋制品生产于2005年前后,相比于其他国家各式各样的液蛋产品,发展较为落后,对于液蛋制品的加工方法、质量监测、杀菌技术也需要多加完善。田思雨等[30]改良液蛋生产工艺,通过加入0.2%干姜、0.4%山奈、0.6%小茴香、0.6%肉蔻、0.6%香果配制的调料水使液蛋中不良风味减弱,达到大众可接受的程度。温佳奇等[31]通过将鸡蛋在5个不同浓度二氧化氯消毒剂中浸泡不同时间,并对蛋液起泡性、泡沫稳定性和挥发性盐基氮进行测定,结果表明将鸡蛋在浓度为125 mg/L的二氧化氯中浸泡5 min,可以杀灭蛋壳表面99.9%的微生物,起到有效保鲜的作用。
巴氏杀菌法广泛用于液蛋制品的灭菌,但是由于巴氏杀菌会导致蛋白质变性、加工性能降低、产品质量损害,目前对于该法的改进也是一大热点。Ho等[32]通过生产较低分子量的氨基酸与肽片段的蛋清水解物,确定最佳浓度为1%,有效减少了无菌蛋液起泡性和稳定性的损失,降低了巴氏杀菌法对液蛋的负面影响。Zhu等[33]开发基于射频加热的巴氏杀菌法,通过控制射频加热时间与电极间隙尺寸来控制液蛋中的微生物,有效地解决了液蛋制品质量损害的问题,保持了液蛋制品的起泡性、乳化性。

1.4 休闲蛋制品加工技术

休闲蛋制品已经逐渐成为人们闲暇、休息时所必备的食品之一,面对日益增长的市场需求以及庞大的蛋制品消费体量,越来越多种类的休闲蛋制品进入人们视野,如蛋挞、蛋肠、蛋黄酱、鸡蛋豆腐等。休闲蛋制品的感官品质高,食用方便,根据IEC(International Egg Commission,世界蛋品协会)预测,2025年我国的休闲蛋制品占比将达到30%,具有很高的市场占有率。
1.4.1 蛋挞
一般蛋挞的制作工艺流程为:配料→拌料→揉面→擀面→松弛→成型→整形→涂油→烤制→成品→包装。
喻弘等[34]采用称量物料→软化黄油→ 面团调制→冷藏醒发→擀面、折叠→入模→冷藏→烘烤→冷却、脱模的工艺流程制作蛋挞皮,满足了外观和口感的双重标准,为蛋挞整体味道起到了巨大帮助。
绪亚鑫等[35]控制蛋液发酵条件,以乳酸乳球菌、嗜热链球菌、梅利斯丛梗孢酵母为发酵剂,在接种量2%、发酵温度42 ℃、发酵时间42 h的发酵条件下,制备了口感良好的蛋挞,同时赋予了其独特的风味。
1.4.2 蛋肠
吉艳莉等[36]为改善蛋肠营养单一的问题,研制了一种全蛋液和蔬菜粉的蛋肠,该产品工艺为:清洗→打蛋→搅拌→均匀→灌制→漂洗→煮制→冷却→真空封装、杀菌→成品。
郭萌等[37]进一步研制了一种蔬菜丁蛋肠,并通过使用旋转蒸发器将100 g全蛋液中6%的水分蒸发,添加6%的全蛋粉解决了蛋肠的出水问题。
1.4.3 蛋黄酱
蛋黄酱作为一种调味酱,因其独特的风味已经广泛应用于中餐与西餐之中,但由于其高热量的负面效果,开发低脂蛋黄酱已成为当前的研究热点之一[38-39]。李梦倩等[40]基于单因素及响应面法进行低脂蛋黄酱工艺的优化,最终确定最佳工艺条件为:蛋黄添加量14.24%,脂肪替代率31.48%,荞麦淀粉脂肪替代品DE值3.86。郭绰等[41]从低脂蛋黄酱结构化入手,以海藻酸钠为原料,通过诱导蛋黄与海藻酸钠发生静电作用,赋予了蛋黄酱良好的黏弹性。
1.4.4 鸡蛋豆腐
鸡蛋豆腐是以鸡蛋为原料,在鸡蛋高品质、高营养的基础上以豆腐的爽滑鲜嫩,制作成冻胶状的食品,目前已经成为大众喜爱的菜肴之一。虽然鸡蛋豆腐在餐桌上很受欢迎,但是制作鸡蛋豆腐的工艺却相差无几,流程大致可归结为:大豆称量→浸泡→水洗→磨浆→添加鸡蛋→煮浆→点浆→灌装→加温→冷却→成品。
张瑜[42]对鸡蛋豆腐的制作工艺进行了进一步探讨,确定了大豆最佳浸泡工艺为20 ℃下浸泡8 h,可有效减轻豆腥味,鸡蛋添加量25%、豆乳浓度1∶7、凝固剂0.7%、凝固温度85 ℃时,鸡蛋豆腐的感官评价最佳。
郭萌等[43]研制了类似于内酯豆腐和北豆腐的两款软硬鸡蛋豆腐,并对两款产品的最佳配方分别进行探讨,对蛋制品的开发具有积极的意义。

2 禽蛋副产物及开发利用

蛋制品加工行业的逐渐发展,使得人们开始关注禽蛋副产物的多样性开发。蛋壳、蛋壳膜等副产物通常被视为废料丢弃,如果能充分利用它们,将其有效转化为增值产品,不仅可以增加产值,也可以有效避免其对环境的污染。由于禽蛋副产品可观的经济价值和营养价值,其在食品、化妆品和制药行业中越来越受到重视。

2.1 蛋壳

蛋壳主要由碳酸钙(约96%)和有机基质中的矿物质组成,是良好的钙补充来源,但由于巨大的禽蛋生产量,每天都有成吨蛋壳被丢弃,不仅造成了资源的浪费,最终被填埋还会产生甲烷,进而导致全球变暖。近年来,废弃蛋壳的综合利用逐渐成为热点。利用放电辅助机械研磨、脉冲电场、高强度脉冲电场等技术均能从蛋壳中提取钙,可用于生物医学与食品行业中。Ing等[44]利用蛋壳粉作为水泥替代品生产混凝土,在10%的含量下,与常规混凝土相比,具有改善硬化性能、缩短凝固时间、增加抗渗水性和抗碳化性的优点。

2.2 蛋壳膜

蛋壳膜是一种基于蛋白质的纤维组织,位于蛋壳和蛋清之间,能够提供抵御细菌入侵的保护[45], Ahmed等[46]将蛋壳膜加工成微粉化粉末,命名为“蛋壳膜粉末”,蛋壳膜粉末的蛋白质组学分析鉴定了110种蛋白质,包括胶原蛋白和富含半胱氨酸的蛋壳膜蛋白等结构蛋白,同时研究了蛋壳膜粉末促进伤口愈合的功能,包括对细菌等外部刺激的反应、防御反应、炎性反应和细胞黏附,结果显示,蛋壳膜粉末在第3,7,10天显著加速了小鼠伤口的愈合,可作为一种新型的伤口愈合促进剂。Mensah等[47]对蛋壳膜样品进行了材料特性分析,包括光学透明度、孔隙率、流体吸收、热稳定性、机械特性分析,利用人角膜上皮细胞和角膜基质细胞进行的体外生物学研究显示出良好的生物相容性,可用于角膜伤口的愈合。

2.3 蛋黄蛋白质

蛋黄中蛋白质主要以脂蛋白的形式存在,包括低密度脂蛋白(65%)、高密度脂蛋白(16%)、卵黄高磷蛋白(4%)、卵黄免疫球蛋白(10%)。张育辉等[48]破坏蛋黄膜,添加1.6%的食盐、5%的白酒,在26 ℃、36 h的条件下,腌制出了色泽、风味俱佳的咸蛋黄调味料,对咸蛋黄的腌制工艺进行了有效优化。Marcet等[49]将蛋黄蛋白经乙醇提取后残留的脱脂蛋白废物制备成一种可食用膜,与明胶和酪蛋白酸盐可食用膜相比,显示出较好的光阻隔性、低水溶性和高透明度。Long等[50]用碱性蛋白酶将脱脂蛋黄蛋白部分水解2 h,然后将部分水解的脱脂蛋黄蛋白去磷酸化制成一种低磷蛋黄蛋白,可有效控制磷的摄入,同时提供充足的蛋白质,满足慢性肾病患者的饮食要求。

3 总结与展望

禽蛋可用于加工营养食品、益生菌类食品及抗衰老药物制剂等,因其良好的口感与丰富的药用价值已经被广泛用于食品、医药等行业。随着我国人民消费水平的提高,许多传统蛋制品加工技术已经不能满足工业化生产,生产规模小、禽蛋加工转换率低、副产物利用率低的问题迫切需要解决。基于我国得天独厚的物质条件和基础加工条件,在日后工业化大规模生产中,应更加注意蛋制品的风味、口感和安全性,以满足人们对高品质蛋制品的需求,实现禽蛋的合理化应用,促进蛋制品产业良性发展。
随着人们对禽蛋副产物中营养价值的逐渐认识及其带来的可观经济效益,我国禽蛋副产物行业也渐渐得到重视,但仍然处于初级阶段,在提高禽蛋加工水平、优化蛋制品加工技术的同时,也需要对蛋壳、蛋壳膜、蛋黄蛋白质以及残留蛋清等副产物进行合理加工,采取高效、快速、经济的方法和设备进行加工提取。同时注意采后损失,对于破碎蛋和部分缺陷蛋进行更加系统的回收加工利用。蛋制品的食用具有悠久的历史,今后也会在人类饮食中占有更大的比重,可以预见,加强禽蛋综合利用,促进禽蛋副产物有效开发,建立蛋制品加工现代化生产在未来很长一段时间都具有很好的前景。文(袁宇涵
参考文献:略

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