蛋品加工技术研究

蛋品加工技术研究

摘要：禽蛋具有高营养、易消化吸收等特点，已成为世界各国人民的高档优质食品，它同肉品、乳品、蔬菜、粮食一样，是人们日常生活中的重要营养食品。各国的蛋品市场经过初加工或深加工的半成品、再制品和精制品以及用禽蛋为主要原料的新产品小断涌入市场。液体蛋、冰冻蛋、干燥蛋粉等成功加工技术在广泛应用，在蛋品品质方而

关键词：蛋品加工、加工技术、营养、高压、冷杀菌

正文：一、超低温冷杀菌蛋制品加工技术

鸡蛋壳质脆不耐碰撞或挤压，因此鸡蛋不易长途运输。健康母鸡产的蛋，其蛋液中是没有微生物的，另外鸡蛋是活的胚胎细胞，具有天然的免

疫性。微生物侵入鸡蛋有两种途径：（1)感染了传染病的禽类，在蛋黄形成时容易被病原菌感染；（2)新鲜鸡蛋的蛋白中含有一定量的溶菌酶，它能杀灭侵入蛋液里的各种微生物。鸡蛋在长期保存时，溶菌酶会逐渐失去活性，蛋的天然免性减弱，于是微生物就以通过气孔或裂纹侵入蛋内。微生物侵入蛋内后会引起蛋内容物的化学、微生物学等方面的变化，使鸡蛋腐败变质。因而鸡蛋不易长期贮藏。

解决鸡蛋运输和贮存问题的最有效途径就是把它研制成各种制品。

国外有很多种类的蛋制品，如煮蛋等熟食蛋制品，蛋黄酱等调味品，鲜蛋液、蛋粉等半成品。如果能研制出适合中国人口昧、价格适宜的鸡蛋制品，不仅能扩大鸡蛋的消费，满足人们的需求，而且能抢占被进口产品垄断的市场，国家和企业都会获得不菲的收益。

食品加工的目的足保护与贮藏食品，提高消化率，保持或改善感官特性，产生更加合乎需要的物理功能和美好的感官特性。要想实现

上述目的，首先要杀死微生物、饨化酶类、破坏抑制剂和有毒物质，也就足说必须达到商业无菌的要求。通常采用的加热方法是将食品加热至l 0 0℃以上。这种方法的致命缺点是，热灭菌的同时，也改变了食品的味道、风味及食品所特有的其它特色，更有甚者，食品的营养成分、维生素被大量的破坏或流失。另外，已经证明，受沙门氏菌污染的禽蛋，在普通煮熟、制做荷包蛋、煎蛋饼后，不能认为已经达到食品安全要求。这是因为热量的传递需要时间，鸡蛋在沸水中煮3～5分钟，其内部温度仅为66～77℃，这样的煮熟时间和温度是不能杀死沙门氏菌的。另一种常用的杀菌方法足低温巴氏消毒法，一般最低温度为60。C。蛋白热凝温度62～64℃，蛋黄热凝温度68～71．5℃，也就是说既要杀死蛋液中的微生物，又要使蛋液不凝非常难的。蛋黄中的卵磷脂营养价值很高，有资料介

绍卵磷脂在25℃活性最高，超过50℃时生物活性基本丧失。因此，蛋黄酱、鲜蛋液等生鲜食品是不能采取热灭菌的。探索新的加丁方法并将其应用于蛋制品下业化意义重大。

高压食品加压技术作为新型的食品冷杀菌技术，在蛋制品的加工中发挥重要作用。因此，我们将集中研究高压技术在蛋制品

加丁中的应用。

（一）高压食品加工技术

1、1高压食品加原理

高压的全称足“超高冷等静压(U l 工 r ahigh hYdr0工a工i C Pre s sure a工 roorfl工 e m P e r a 工 u r e)”，简称为高压(H ighPr e s sur e，HP)、高静压(Hi gh hYdro—s工a工i C Pres s Li工e，HHP)或超高压(ul工eahigh Pres sure，UHP)。高压食品加工就是在常温或较低温度(通常低于100℃)的条件下，对食品等原料施加100MPa～1000MPa，甚至更高的流体静压力，使蛋白质变性、酶失活、微生物死亡等，从而达到食品灭菌、保鲜及贮藏的目的，有的甚至可以使食品的风味(fl a v 0 r)得到改良。食品采用高压加工的优点足显而易见的，其主要表现为以下几点：（1)由十压力的能级限制，食品的维生素、色素、香味成分等小分子物质几乎不发生变化，不会产生直接加热时的营养成分损失和异味；（2)高压加工后蛋白质变性及淀粉糊化状态与直接加热有所不同，可以期待新功能性食品的产生，如高弹火腿、速冻豆腐等；（3)由帕斯卡定理可知，高压加工是压力在液体媒介的作用下瞬间传递的过程，不论加工对象是液体还是同体，均可受到均匀一致的压力作用；4)在保压时间内几下没有能耗，与热加工相比，其灭菌效果迅速、均匀且能量消耗少；（5)液体媒介在高压下的压缩比较小，因而即便发生泄漏，也不会带来像气体那样灾难性的危害：（6)压力加工可以同热加工组合进行，使食品加工过程多样化，能开发出各种食品及其加工工艺；（7)高压加工可以在保持食品原有风味条件下杀菌，这种食品可再经简单加热后食用，从而扩大半调理性食品的用途；（8)高压加工过程不会产生热加工那样的环境污染，符合国际社会要求降低能源消耗、保护生态环境的趋向。

（二）高压食品加工设备

在食品加下中采用高压加工技术，首先要有安全、卫生、可靠的高压装置。国外生产高压食品加工设备的厂家有几十个，比较著名的有日本的三菱公司、美国的FL0w公司、瑞士布勒公司、德国Av e s工iIn公司等。生产的高压设备型号和规格很多，既有专门供研究使用的实验室型，也有供工业生产使用的大型和特大型，最高的作压力已达1 380MPa，最大的有效工作容积已达9 0 0 0升(一般足压力越高，有效工作容积越小)，各

种高压设备的自动化程度也相当高。高压食品加丁设备按操作方式可划分成间歇式、连续式两种。①间歇式高压加工装置：间歇式高压加工系统适用于经过包装后食品的处理(如图2所示)，操作过程包括：将产品装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内，然后放入高压容器内并密封好；启动高压泵，首先将容器内的空气排出(为了减少压缩空气而造成的消耗)，然后升高到所需的压力，并在此压力下保持一定的时间：缓慢打开控制高压回的阀门，卸除压力：取出高压加工后的产品。高压容器的放置可以足垂直的、水平的或倾斜的。②连续式高压加工装置以一台高盘容器来看，按料液充填、升压、保压、降压、排液顺序循环运行，二IJ间歇处理，然而若配置多台高压容器组成一个高压加工。系统，错开循环时间即可兜现全系统连续生产，连续系统必须处理液体食品，如果汁、奶、饮料等，处理后的液体从高压加工装置经无菌排料口排到无菌间贮藏罐内。③所用高压设备及加工过程：高压设备即为间歇式设备，由上海大隆超高压设备厂制造，容器容积350m1，最高工作压力700～lkPa，主要由高压容器、加压装置及其辅助部件构成：高压容器与加压装置分离，增雎器产生的高球液体由高胜配管送至容器，使物料受到高压处理，如图所示。处理过程分为四个步骤：(1)将样品放入高压容器内并密封好；(2)启动高压油泵，升高到所需的压力，并在此压力下保持一定时间；(3)缓慢扣开控制高乐油路的阀门，卸除压力；(4)取出高压加工后的样品，去除外包装得到加工样品。所有均在室温下进行。

（三）高压杀菌灭酶原理及应用

3、1高压的杀菌作用

一般认为高压致死微生物是由于高压使细胞形态改变，细胞擘和生物膜被高压损伤，膜内各种物质泄漏，或进行生理活动所需的各种蛋白质(包括酶)在高压下变性，某些代谢途径被阻断，遗传机制被改变，从而生命停止。不同微生物的耐压性有差别，耐压性强弱依次为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌，一般来说耐高温的微生物其耐高压的能力也

较强；处于指数生长期的绌胞比处于静止期细胞对压力反应更为敏感，经高压加丁不完全失活的细胞在理想的生长条件下能够恢复。Arroyo对莴苣和西红柿的研究表明：300、_lPa下可以导致各种微生物有相当数量的死亡；革兰氏阴性菌和霉菌则需350MPa的压力：革兰氏阳性菌在400MPa下尚不能完全灭活。有人曾提出革兰氏阴性菌因为其细胞膜结构更为复杂而更容易受环境(包括压力)变化的影响而发生结构变化，也就是说越高级的生命形式，对压力越敏感。高压杀菌时，微生物所在食品(介质)成分对杀菌的效果也有较大的影响归纳几点：①微生物在营养性基质中比在非营养基质中的耐

压性更强；②酸性条件下较中性下更有利于高压杀菌；⑧糖类对菌体有保护作用，而日不同种类的糖类保护程度可能不同，糖的浓度愈高，对菌体的保护作用愈强(在低温下的效果不十分明显)，在浓度达到40％以上的高粘度介质中，高压杀菌的作用非常微弱：④食盐对菌体也有一定保护作用，而且在一定范围内，随浓度的增加保护作用会加强，但对酵母菌的研究表明，低温(一20℃)下，食盐的加入有利于杀菌；⑤蛋白质对菌体有一定的保护作用，但这种作用有时小明显。液油脂对菌体有保护作用，固态油脂的保护作用则很小，蛋白质和油脂的乳化液对

菌体有明显的保护作用；⑥高价的金属离子，对高压杀菌效果影响不大。孢予性微生物耐压力很高，有的甚至可耐受1000MPa以上的压力。大量的研究表明，杀死具有耐压性的细菌孢子需更高的压力或结合其他处理形式。高压加工对芽孢有活化作用，Sale等研究表明，Baci 1 lUS spp．的孢子在101～303MPa压力下的致死率高于更高压力下的致死率，这可能是由于在此压力下可诱导孢子萌发的缘故。Hei nz等认为可以先采用高压加工使孢子萌发或激活孢子，再用一段时间的重复压力处理来杀灭萌发的孢子和有生长力的细胞。Hayakawa等人采用振动式间歇重复高压加工杀灭嗜热脂肪芽孢杆菌孢子的结果表明，该方法较同样时间的连续超高压加工具有更好的杀菌效果。A1eman等研究表明在脉冲高压加工

过程中频率较低的阶跃脉冲可增加高压灭菌的能力。Crawford等进行了高压和辐射相结合杀灭孢子的研究，结果表明高压加工之前进行辐射处理是杀死孢子的一种有效的技术。Knor r提出如果对样品先进行超声波处理然后再进行高压加工，比起单独使用超声波或高压加工的杀菌效果要明显得多。加压和加热结合是杀死

孢子的一种有效的方法，加热可以降低高压加工的压力或缩短压力加工的时间。但对于耐压性很强的芽孢往往需要较高的压力和温度，这种情况可能有违于高压杀菌作为一种“冷杀菌”方法的初衷，而且长时间的高压、高温处理也会对包装材料的性能产生影响。

3、2高压的灭酶作用

高压灭酶与高压对微生物影响一样，高压对酶的影响也受很多因素的影响：酶的种类和来源、处理时酶所处的介质成分、PH值、处理的压力、时间和温度以及有无酶活性抑制剂等都会影响到高压灭酶的效果。酶是一种特殊的蛋白质，高压对酶蛋白结构(构象)的改变或破坏肯定会影响到酶的活性，故高压可以作为灭酶

(e11zYme inac工i va工iOil)的手段，主要表现在影响酶的活性部分。酶进行催化时并不是以整个分子参与，与催化作用直接有关的是酶蛋白分子中的活性部分。当酶受高压作用后，高压对维持酶空间结构的氢键、疏水键可起破坏作用，从而就使肽键分子伸展成不规则线状多肽，活性部分不复存在，酶也就失去了活力。

酶常常会造成贮藏的食品品质劣化(如变色、变昧和变质等)，所以常需采取各种措施使一些与品质有关的酶失活。在这些酶系统中，过氧化物酶能引起果蔬风味的改变，并且过氧化物酶常作为果蔬烫漂的指标(因其最耐热)，一般认为，如果过氧化物酶失活，则其它酶类就很难存活。Sehderhelm等对食品中几种常见酶的超高压灭活研究显示，几种酶

的耐压性从大到小的顺序为：过氧化物酶、多

酚氧化酶、过氧化氢酶、磷酸酯酶、脂酶、果胶酯酶、乳过氧化物酶和脂肪氧化酶。叶怀义等人研究了超高压对过氧化物酶的影响，得出随压力增大，酶活力下降，在200～300MPa之间下降较大。ArroyO通过对菠菜、西红柿、莴苣等蔬菜的研究表明，400MPa、30min可使耐热力很高的过氧化物酶部分失活。但是，

单纯用高压方法使酶完全灭活比较困难，改善温度等其他方法可以取得良好的效果。Cano指出230MPa仅使过氧化物酶失活25％，而同样压力结合35℃加热可使其灭活率达60％。研究表明，采片j间歇重复加压方法，同时结合温度的变化(包括高于或低于常温)，可取得较理想的灭酶效果。以黄瓜作为测定对象时，压力在350MPa以下范围内，随着压力的提高，过氧化物酶的活力逐渐下降，到350MPa时活力最低，但压力高于350MPa时，酶活力又有所回升。有资料介绍，经热处理失活的过氧化物酶，在常温下保藏，酶活力部分恢复，即酶的再生，是过氧化物酶的一个特征。对经过高压加工的酶液进行冷藏时发现，经过250MPa以上压力处理的过氧化物酶的溶液于4℃保存超过48h，测残余酶活力，结果说明不但没有再生而且几乎全部失活。也就是说高压加丁不仅可以使过氧化物酶失活，而且在撤除压力后低温条件下会继续失活，无再生现象。高压除了使酶失活外，也可以使某些在常压受到抑制的酶激活，因此采用振动式间歇重复高压加工灭酶比同样时间的简单连续高压加工具有更好的效果。

二、高压加工鲜蛋液

鲜蛋液是将鲜蛋打蛋去壳经一定处理后销售的一种产品。它可以代替鲜蛋在食品加工中使用，从而有效地解决了鲜蛋易碎、难运输、难贮藏的问题。国

外该类产品发展较快，美国的麦克尔食品公司了公司开发成功“EasY Eggs”，代替鲜蛋销售，加拿大RoSS 1ashbrook 0f 1aShorookroduce 开发了一种速冻全蛋液产品。上述蛋液制品被广泛应用在糕点、鱼羹、蛋肉肠及冰淇凌中，而且在日益扩大。我国在这方面的产品尚属空白。F1 illj-在工业化生产中，为了避免鲜蛋腐

败，采用低温冷冻保藏，这就使鲜蛋液在生产、贮藏、运输、销售和使用中的每个环节都离不开冷藏条件，使它的应用和推广受到严重制约。因此，很有必要研究在常温条件下贮藏的技术和方法。高压加工的最大优点是它能在常温或较低温度下达到灭菌效果，压力可瞬间传递，还町以获得具有新特性的食品。沙门氏杆菌在20℃、200MPa的压力下还有一小部分菌存活，当温度为一2 0℃，在相同的压力下则全部被杀死。应Hj高压技术对鲜蛋液进行处理将为其加丁、贮藏和使用开辟一条全新的可行之路。鲜蛋液的流变特性直接影响到产品品质，并对指导其生产有莺要的作用；同时作为一种商品必须达到商业无菌的要求，故要从静态流变特性与灭菌的两个角度来考察高压加工对鲜蛋液的影响。试验崩鸡蛋取自长春市某家庭养鸡场。人工打蛋，并用镊子去掉系带和蛋黄膜，然后将蛋液放入磁力搅拌器中搅拌，得到均匀、色泽淡黄、气味正常无杂质的全蛋液，然后进行高压杀菌，使用压力为l 0 0 M P a、2 0 0 M P a、300MPa、400MPa、500MPa、600MPa，每个压力下保压时间均为5min，对照样品为不进行任何处理的鲜蛋液。从试验样品可以看出，300MPa处理样品中的蛋白质可能已经发生轻微凝胶化，但不是很明显：400MPa处理样品中蛋白质已经能看出明显的变性；600MPa处理样品已完全变性，从这里可以看出流变特性在一定程度上能反映样品内部的变化。高压加工作为鲜蛋液的一种处理方法，400MPa压力时蛋白有一部分变性，因此高压加工鲜蛋液建议采用3 0 0MPa、5mi n的生产条件。在该条件下生产的鲜蛋液，不但完全满足食品卫生条件，其货架期和营养特性指标也满足丁业化生产的需要。选为300MPa、5mi n与前面高压加工蛋黄酱的结论相同，这主要是因为二者经过高压加工后主要产生变化的成分均一为蛋白质。高压加工对鲜蛋液中微生物的影响：由吉林省食品工业产品质量监督榆测站检测了3 0 0MPa、5min高压加丁鲜蛋液

中的细菌总数、大肠杆菌。测定方法采用甲板计数(GB4789．2-94、GB4789．3-94执行)。结果：对照样品细菌总数为4．4×104个／g、大肠菌群>30个／lOOg，经过300MPa、5min高压加工后细菌总数为100个／g、大肠菌群<30个／lOOg。食品卫生法；尚没有规定使用高压杀菌应达到的指标，因此细菌指标以巴氏消毒冰蛋加下的品质指标为标准：细菌数每克冰蛋不超过5000个，大肠杆菌值应低十1 1 00个／1 009。可以看出鲜蛋液在300MPa、5mil3高压加工条件下已经达到了巴氏消毒冰蛋加工的品质指标。高压加丁通常作为加下的最后一步丁艺，减少了其再受污染的机会，延长了商品的货架期，为蛋液的加工、贮藏和使用初步探索了一种新方法。

五、高压加工熟鸡蛋

压力在300MPa以内时，蛋白和蛋黄无变化；400MPa时蛋白内部开始不透明，成半流动液，蛋黄表面稍粘稠，但无显著变化；500MPa时蛋白的变性加剧，蛋黄表面三分之一的深度均凝同，中心部呈流动状；600MPa时蛋白、蛋黄完全凝同，中心部呈乳点状。高压加工后蛋白质变性与热加工有所不同，煮熟的鸡蛋放置一段时间后，在蛋白与蛋黄接触处会出现一层绿色的硫化铁，而高压加工后的鸡蛋没有这种情况出现。经过600MPa高压加工后的鸡蛋具有新特性，蛋黄不

粘牙，不粘喉，有弹性，有咬劲，无腻感，克服了加热煮鸡蛋在口感上的缺陷；同时600MPa的压力能使鸡蛋达到商业无菌，因此高压加工后的熟鸡蛋可以作为一种产品销售，相信会受到顾客的炊迎。高压加工可以使鸡蛋变熟这一事实，也为创造以鸡蛋为原料的新型食品提供了可能。例如，已知淀粉完全糊化的压力为700MPa，因此可以期望使用面粉和蛋液为原料，借助高压加工技术，生产出新型蛋糕。

六、高压食品加工的国内外现状

高压加工方法顺应了现代社会人们对食品高品质、新风味和回归自然的强烈追求，发展势头之迅猛令人始料不及。第一个关于高压杀菌的报告是由H．Roger在l 895年提出的。然而在食品领域，关于高压杀菌最重要的作用Ber工 Hi工e于1899年6月公布的，Hi工e通过对牛奶的高压研究发现，在650 MPa作用下可以减少微生物的数量。他探索了高压在牛奶、水果、蔬菜保鲜中的作用。但在以后的

许多年里，由于技术上的困难，高压技术发展缓慢，特别是高压加下设备无法配套，加之当时人们对高压食品并没有很强烈的需求愿望，在很长时间内并没肯把这项技术应用到实际食品加工中去，该项研究发展很缓慢。真正的高压食品加工研究始于1986年日本京都大学林力丸教授，他率先开展了高压食品的研究，提出了高压在食品中的研究报告后，日本即开始了与此有关的实验研究作用。并且，德国、美国、法国等国家也相继展开了一系列的基础研究作用，研究机构和研究范围也不断增加。1991年第一种高压食品——果酱正式在日本出售，标志着高压加工技术取得了突破性进展，预示着高压食品时代的到来。日本经高压杀菌

的果酱、蜜饯、果汁等产品已批量投放市场，尽管价格高于热杀菌的同类产品，但因其品质远远优于后者，故仍深受消费者的喜爱，而且取得了良好效益。目前果冻和果酱、果汁饮料、生鱿鱼、火腿、不冻果块等少数产品在国外已有商品生产。近年来，随着人们对食品营养及感官的追求，营养成分损失少、不添加防腐剂、风味和感官保持良好的高压食品受到消费者的青睐，使高压食品加工得到了很大的发展。日前，已有十几种高压食品如果酱、果汁等相继投放市场，特别是高压桔汁、高压梨汁、高压火腿片等高压食品在欧美国家倍受青睐。1997年超高压食品规模为3．5亿美元，2000年已达1 0亿美元，工艺和设备研究也方兴未艾。国内高压食品的研究起步较晚，始于90年代。陈祥奎(1 9 9 5)对超高压杀菌新技术进行了较详细的报道：吴怀祥(1 9 9 6)对高压食品加工进行了较为详细的报道；马成林等(1 9 9 7)对高压淀粉的糊化特性进行了研究；励建荣等(1 9 9 8)对不

同食品原料高压处理后的特性进行了系统的研究；潘见等(2000)对饮料的高压杀菌工艺进行了研究；靳烨等(2000)对高压处理牛肉的贮藏性能进行了研

究。张守勤等(2 0 00)出版了国内第一部关于高压食品加_丁的著作《高压食品加工技术》，该书对高压加丁机理、高压设备等进行了详细介绍。此外国内还有很多大专院校及科研院所的研究人员对该项技术进行了研究，但目前国内尚无成熟的高压食品投放市场。高压技术的出现为食品加工开辟了新的方向，是目前世界食品加丁业中的一项高新技术，它所涉足的领域主要有：果酱、果汁加工：蛋、奶加工；肉制品加工；水产品加工；淀粉改性等。

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