液态蛋生产的现状与关键技术的探讨.doc

液态蛋生产的现状与关键技术的探讨黄小波，马美湖（湖南农业大学食品科技学院 湖南 长沙 410128）摘 要：综述了液态蛋具备的优点与特点以及国内外生产的现状,探讨了液态蛋的打蛋工艺与机械水平,常用巴氏热杀菌工艺与超高压、辐照和高压脉冲电场等冷杀菌方法,液态蛋品质检验等关键技术的研究进展和应用情况。关键词：液态蛋；打蛋；杀菌；品质检验The Present Conditions and the Key technique of the Liquid Egg ProductsHuang Xiao-bo, Ma Mei-hu(collage of food science technology , Hunan Agricultural University , Changsha, Hunan, 410128)Abstract: This thesis gives an overview of the advantages and the characteristics of liquid egg, inquiries into the egg breaking technologic process and the machinery level of the liquid egg, the common use of pasteurization 、extra high pressure、irradiation and high intensity pulsed electric fields which would influence the liquid egg quality, quality examination of liquid egg, and gives the progress and application report about them.Key words: Liquid egg Egg breaking Sterilization Quality examination 前言禽蛋是一种具有很高营养价值的食品，自古以来就是人类重要的营养来源。人类对禽蛋的加工已经有了几千年的历史，随着食品工业的发展，从上个世纪起产生了液态蛋行业，历经百余年，取得了卓越的成效。液态蛋（liquid egg）是指禽蛋打蛋去壳后，将蛋液经一定处理后包装，代替鲜蛋消费的产品，可分为蛋白液、蛋黄液、全蛋液三类，可供家庭、餐馆直接使用或作为食品加工厂的生产配料。1 液态蛋的优点与特点1.1 液态蛋的优点液态蛋一般以鸡蛋作为原料，作为蛋制品中重要的一类产品，具有显著的优点：能有效地解决鲜蛋易碎、难运输、难贮藏的问题;能有效避免蛋壳的污染问题，有利于集中处理利用蛋壳和蛋残液;符合食品安全性要求，能有效解决鲜蛋的沙门氏菌等致病菌隐患；是很多国外市场流行的液态蛋新型食品，如蛋黄保健油、蛋黄酱、蛋黄酒、蛋奶饮料、卵黄脂、蛋黄提取物、蛋清提取物等的前提。1.2 液态蛋的营养特点液态蛋的营养价值很高，几乎全部保持了鲜蛋的营养特点。1.2.1 蛋白质液态蛋富含营养价值较高的蛋白质，其中蛋白质含量为11-13，液态蛋消化率高达99.6，其中的氨基酸含量也比较平衡，适合人体需要，是天然食物中最理想的优质蛋白质。从蛋白液中还可以提取溶菌酶，分离抗生物素蛋白，提取活性肽。液态蛋蛋白质中还含有婴幼儿成长发育所需要的卵白蛋白和少量的卵球蛋白，蛋黄中则含有很多的卵黄磷蛋白，这几种都是很完全的蛋白质1。1.2.2 脂肪液态蛋中含有丰富的脂肪，达到了12，其中99在蛋黄中。蛋中主要的脂肪酸为棕榈酸、油酸和亚麻酸。蛋黄中34为饱和脂肪酸，约66为不饱和脂肪酸2。蛋黄中含有大量的叶黄素，对预防视网膜色斑退化有重要作用。蛋黄卵磷脂中的胆碱被许多科研人员认为是有助于大脑记忆的物质3。1.2.3 矿物质矿物质含量丰富，除钙的含量较少以外，其他的矿物质元素都较丰富，尤以磷和铁较多。多数的矿物质结合在有机化合物中，少量以无机物状态存在。1.2.4 维生素维生素的含量丰富，液态蛋中的维生素含量()：维生素A 6.15mg、维生素E O.0lmg、叶酸30mg、泛酸0.98mg、维生素B 0.09mg、维生素B 20.32mg。主要存在于蛋黄中，蛋清中维生素B2较多。1.2.5 糖液态蛋中含有少量的糖，约占0.5。糖有游离状态和与蛋白质及脂肪结合状态两种形式。唐传核4等研究了鸡蛋蛋黄活性成分，认为鸡蛋中含有的蛋黄油、蛋黄卵磷脂以及涎酸和涎酸低聚糖，都为生物体内的重要成分。根据相应的生物机能开发出的生理活性物质可用于食品以及医药品等领域。特别是涎酸低聚糖的开发，可有助于提高婴儿乳制品的质量，而且期待它对大脑的发育起一定的作用。1.2.6 水分水分占了液态蛋重的60-75，在蛋白中为76.05，蛋黄中为23.95。液态蛋的营养价值相关数据见表1。表1 液态蛋的营养价值评价5 （g）营养素（每100g）全蛋液蛋清液蛋黄液蛋白质11.959.815.5水分75.8588.5556.2脂肪10.2025.6灰分0.950.61.55碳水化合物1.051.051.15热量(J)1691961268胆固醇（mg）43201.752 国内外液态蛋生产现状在发达国家，将液态蛋作为配料的食品生产商不直接生产液态蛋产品，上世纪9O年代起，欧盟国家、美国和日本都制定了严禁“壳蛋”进入食品工厂应用的法规，在餐饮场所也有相应的禁令，其法规严格规定食品企业不许采购生蛋，必须要用杀菌过的蛋制品6，这一措施极大地促进了液态蛋行业的发展。除了液态鲜蛋外，国外已经有经过不同配料调制的液态蛋产品，专门供烹调菜肴和焙烤使用，使得液态蛋已作为食品的重要配料形成了专门的行业。液态蛋加工技术1938年在欧洲就完全具备商品化生产的能力，巴氏杀菌液体蛋制品在澳大利亚、欧洲、日本和美国已经占鸡蛋产量的30-40，而早在1976年美国生产的去壳蛋中约42制成冷冻蛋，约8制成干燥蛋，约47制成液态蛋，其余约3为不可食用蛋7。我国的液态蛋生产刚刚起步，近年已有液态蛋专业厂家开始了生产，另有企业正在上此项目，说明液态蛋的生产正日益引起重视。2003年我国禽蛋产量为2,560.7万吨，占世界总产量的43，如果将其中的10制成液态蛋，我国的液态鸡蛋的日需要量能达到7OOO吨。2005年，我国禽蛋产量已达到2879.5万吨8。液态蛋具有十分广阔的市场前景。3 液态蛋生产的关键技术问题3.1打蛋工艺3.1.1 人工打蛋目前只有小规模工厂使用人工打蛋，人工打蛋的优点是可减少蛋白混入蛋黄或蛋黄混入蛋白。如果需要起泡性及泡沫稳定性均良好的蛋白，一般只采用人工打蛋。但是，现在SANOVO公司生产的一种SBS optibreaker 系列的光学打蛋机已经克服了机械打蛋的这一缺憾，能够精确检测出蛋白中混入的微量蛋黄，很好地提高了分蛋效果。人工打蛋的工作效率，目前一名工人每小时可打约5401260个蛋，而若需将蛋白、蛋黄分开则每小时约400700个蛋。3.1.2 机械打蛋最早的打蛋机发明于50年代，目前各型打蛋机的打蛋效率约为100300个/分钟，当今世界著名的打蛋机有SANOVO型（丹麦制，处理能力170500个/分钟）；COENRAADS型（荷兰制，350个/分钟）；HENNINASEN型（美国制，300个/分钟）；SEYMOUR型（美国制，300个/分钟）；COLUMBUS型（荷兰制，120个/分钟）。在亚特兰大，为了满足蛋品业要求进行蛋品分级的需要，已经设计生产出了一种打蛋机，可以对蛋品进行分级，在打蛋之前，有一激光识别笔可以在不够等级的蛋上加以标记，以便把它们从辊式输送机上取走。这种系统还提供一种鸡蛋牵引器， 可以将不合格的鸡蛋从辊式输送机上取下来重新清洗或加工成工业用品9。SANOVO生产的打蛋机9已经能够在线给出鸡蛋的重量，同时对蛋品进行分级。3.2 杀菌技术3.2.1 低温巴氏热杀菌工艺液态蛋生产的关键技术之一是蛋液的杀菌技术。由于禽蛋中的蛋白质热凝固温度都比较低，只要稍微加热或经过热处理，就会导致蛋白中的蛋白质变性，改变了蛋白的性质。因此，卵白蛋白适性杀菌技术显得特别重要，蛋液只有在通过杀菌后，仍然能够保持鲜蛋的品质，才能成为真正的液态蛋。未杀菌的液态蛋中最常发现的是大肠杆菌、沙门氏菌和葡萄球菌，以下为部分国家的低温杀菌条件：（见表2）表2 各国液蛋的低温杀菌条件7 成分国家蛋 黄 液全 蛋 液蛋 白 液 荷 兰6066 3min64 4min54 60min西 德58 3.5min65.5 5min56 8min法 国62.5 4min58 4min55.5 3.5min瑞 典6263 4min58 4min5556 3.5min 丹 麦68 4.5min68 4.5min61 3min英 国62.8 2.5min64.4 2.5min57.2 2.5min澳 洲60.6 3.5min64.4 2.5min55.6 10min南 非60 2.5min60 2.5min56.6 3min比利时64 3min66 3min美 国60 3.5min60 3.5min60 3.5min注：单槽式杀菌法。磷酸盐添加法。金属盐添加法。3.2.1.1 蛋白液的杀菌工艺3.2.1.1.1 蛋白液的热处理蛋白中的蛋白质很容易受热变性，使其功能特性受损失。造成蛋白机械性问题的因素除高温外，尚有其他因素如杀菌装置、蛋白流速及蛋白与接触面之温度差，加热期间温度的变化或下降，蛋白的黏度及其他可能的因素等。3.2.1.1.2 乳酸硫酸铝（pH 7）处理法蛋白添加乳酸硫酸铝溶液，即可在如全蛋的杀菌温度（如6062 3.54min）杀菌。添加酸的主要目的为蛋白的蛋白质在近中性时其热稳定性最大。而且由于伴蛋白在pH7时不安定，故可添加铁盐或铝盐使其稳定，因此铁或铝离子能与伴蛋白结合成稳定的复合体7。乳酸硫酸铝法在美国已被使用。3.2.1.1.3 加热与过氧化氢处理并用法蛋白在一般的PH下加热至52-53，维持1.5分钟，则其大部分的触酶已失去活性，因此可减缓泡沫的过渡形成。蛋白添加过氧化氢的杀菌方法，为先以10过氧化氢溶液添加至蛋白中使其含0.0750.1过氧化氢，次于5253经2min加热使之反应后，再添加触酶（catalase）以破坏剩余的过氧化氢。某些新方法10则在蛋白中加入0.0875过氧化氢，然后加热至52-54，维持至少3.5min，如此蛋白既能在3.5min内完全与过氧化氢作用。蛋白的触酶活性在未添加过氧化氢前仍未减少，而由于触酶会破坏过氧化氢，使其杀菌作用消失，因此供给足量的过氧化氢，即可弥补维持期间所消耗的过氧化氢。在加热及过氧化氢处理后，再将蛋白冷却并添加触酶以除去过氧化氢。3.2.1.1.4 真空加热杀菌。用典型高温短时间板式巴氏杀菌器配备有一定真空度的真空室，在加热前对蛋白进行真空处理，然后加热蛋白至56.7，保持3.5min，真空处理可以去除蛋白中的空气，增加蛋液内微生物对热的敏感性，使之在低温下加热可以得到同样的杀菌效果10。3.2.1.2 蛋黄液的杀菌工艺3.2.1.2.1板式杀菌蛋黄的PH较低而其固形物含量较高，故其中的沙门氏菌耐热性较全蛋或蛋白大，因此蛋黄的低温杀菌温度须高于全蛋或蛋白。蛋黄较具耐热性，故可使用板型杀菌装置在较高温度杀菌。3.2.1.2.2 热包装杀菌法Cotterill et al.（1974年）发明的一种加盐蛋品杀菌法7，此种方法流程为：调制合乎规格的制品（含10盐的全蛋或含45固形物的蛋黄）；预热至温室温度52；使用耐热、耐腐蚀的容器包装；放置于温室内（加盐全蛋2日，蛋黄3日）；制品由温室移出并冷却。此法较板型杀菌优点为：成本低，且不需复杂的机械设备；减少制成品的损耗；不需要专业技术；可保证得到无菌制品；属于最后阶段杀菌方式，故不易再污染；杀菌后冷却时间不必精确控制；制品可贮存于较一般要求高的温度下；可在输送中杀菌。3.2.1.3 全蛋液的杀菌工艺全蛋制品的杀菌一般推荐使用6465，加热2.5min的杀菌条件。据美国研究结果10，全蛋加热时不论有无均质，对其黏度均无显著影响。制品的黏度或质感的变化主要来自机械作用与冷冻。当杀菌温度超过63时，此冷冻全蛋再试制纯海绵蛋糕时的机能特性会变差，而全蛋在63以下加热时，则可凭借均质化以维持其机能特性。3.2.2 超高温巴氏杀菌工艺超高温巴氏杀菌系统杀菌时, 杀菌温度蛋白液高达64.5、蛋黄液70、全蛋液74。热处理时间很短，保存蛋品自身的功能特性并能避免蛋白质的凝结。比较有代表性的有法国的ACTINI公司所应用的超高温巴氏杀菌技术.3.2.3 液态蛋的冷杀菌工艺3.2.3.1超高压冷杀菌食品的超高压处理，是指利用液体介质(通常是水)将食品加压至100 00OMPa后保持一段时间，使食品中的酶失活、蛋白质变性、淀粉糊化、微生物灭活的物理过程。超高压具有良好的灭菌效果，它主要是通过破坏微生物细胞膜和细胞壁、抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制等实现的。影响超高压灭菌的主要因素有压力的大小及受压时间，温度，pH值和食品成分等11。刘静波12等研究了高压条件下液蛋加工的条件，建议高压加工鲜蛋液采用300MPa、5min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工业化生产的需要。Ponce等13 研究了在不同压力、温度和受压时间的组合下，液态蛋中大肠杆菌的耐压能力。试验表明，50下的液态蛋中大肠杆菌的耐压能力最差，这时的压力与受压时间组合为400MPa/15min或450MPa/10min。Ponce等还对全蛋中的沙门氏菌失活条件进行了研究14。3.2.3.2 辐照杀菌辐照杀菌是一种非热、无污染、能保持食品原有风味的绿色保鲜技术。它是利用一定剂量的波长极短的电离放射线对食品进行杀菌。离子射线通过破坏微生物的DNA链，从而达到杀死微生物的目的15。目前，辐射法有望成为代替水浴法的更有效巴氏杀菌法，但是必须要有一套比较昂贵的设备。同时，射线处理也伴随着一些不利的因素，如蛋清出现轻微的异味，并且蛋清的搅打性下降，蛋清的黏度下降16。马海利17等人对蛋黄液中的大肠杆菌和沙门氏菌的辐照灭菌做了探讨，证实高免卵黄液辐照灭菌剂量在3.08.0kGy时，既可杀灭高免卵黄液中的大肠杆菌和沙门氏菌，又不影响高免卵黄液ND HI和IBD AGP抗体效价。郑明学18等对高免卵黄液中的大肠杆菌的辐照灭菌也证实了这一点。采用0.6-1.4kGy的剂量辐照全蛋液，蛋白不变性，蛋液颜色与未辐照蛋液相比变化甚微，普通消费者不可觉察。微生物检测得到活菌数1075个/ml以下，大肠菌群阴性/25g，沙门氏菌阴性/25g的结果，达到了巴氏热杀菌的质量标准。3.2.3.3 脉冲电场杀菌高压脉冲电场的杀菌原理是在2个电极间产生瞬时高压脉冲电场作用于食品而杀菌的。瞬间高压脉冲电场作用于微生物细胞，致使细胞膜形成细孔，渗透性增强，细胞膨胀，最终破裂而使微生物失活19。周媛20等研究出全蛋液在电场强度E=17.98 kV/cm，脉冲宽度Pd=2 s,流速sFR =25 mLmin条件下能够达到相对较好的杀菌效果。3.3 液态蛋品质检验经过巴氏杀菌后的蛋液应该做杀菌效果的检查，一般是直接检查蛋液中的微生物存在情况，但是这需要花很长的时间，因此不能马上反映杀菌效果，给生产的控制带来很多不便10。目前还没有一种普遍认可的快速、方便的反映蛋液巴氏杀菌效果的标准方法。3.3.1 细菌数测定蛋品杀菌效果测定，通常是测定蛋品的活菌数，大肠菌群数、霉菌数、酵母菌数以及大肠菌、沙门氏菌是否存在。杀菌条件虽然各国不同，但大多以“活菌数500010000个/g以下，大肠菌群阴性/0.1g，沙门氏菌阴性/2050g”作为标准。3.3.2 -淀粉酶试验因为蛋液中的-淀粉酶-amylase在64.4，2.5分钟加热后即完全失去活性，因此英国以测定该酶活性的有无，来判定是否对蛋液实施了低温杀菌。3.3.3 -N-乙酸葡萄糖胺酶试验美国以测定60加热即失去活性的-N-乙酸葡萄糖胺酶-N-acetylglucosaminidase）来作为判定的依据。但这种方法存在着缺陷，只能检测使用母鸡当天产的鸡蛋作为原料生产的液态蛋，对于使用的原料不是当天产的鸡蛋的情形，此检测是不能鉴别的7。4 展望中国蛋品加工业与世界先进水平相比有很大的差距21，液态蛋生产刚刚起步，但是业内人士普遍认为，未来蛋品最具潜力的市场在中国。十余年来欧美由于采用巴氏杀菌液态蛋替代壳蛋，基本解决了沙门氏菌的致病隐患，现在大多欧美消费者已形成了消费冷藏包装的巴氏杀菌液态蛋的习惯，不久将来中国消费者也会把安全营养的液态蛋作为安全食用蛋的选择6。除了少数小型工厂使用人工打蛋之外，绝大部分液态蛋加工厂使用机械打蛋。目前欧美的著名大型蛋品机械厂的打蛋机已经达到了高度的机械化、智能化的水平，而我国的相应机械厂数量极少且产品不配套、各项性能水平也远低于国外同类产品，差距的缩短尚需时日8。杀菌技术中，现有的热处理工艺还存在一定的局限，加热会使液态蛋的营养及物理、化学性能受到损害；而且液态蛋的热处理并不能十分有效地消除微生物的侵害，例如经热处理后的液态蛋，在2和9下的保存期分别只有12天和5天。储藏的条件也要求为冷藏，不能普遍适用。冷杀菌技术具有广阔的应用前景。现的杀菌检验指标存在较大的争议，各国应用不相一致，需要找到一种更具权威的方法。液态蛋品质标准有待建立更完善的体系，除了现有的卫生标准和品质标准，还要增设新指标，如激素、兽药、重金属、农药和抗生素等在产品中的残留指标，以适应社会发展的要求。参考文献：1 薛伯鸿.鸡蛋的营养与食用J.山东肉类科技.1996.2:26-282 蔡秋声.蛋黄磷脂.粮食与油脂.1998.(3):12-153 李哓东.蛋品科技与技术M.北京:化学工业出版社.2005.54 唐传核，彭志英. 鸡蛋蛋黄活性成分的生理功能及开发J. 广州食品工业科技.2000.16(2):53-555 言思进.从蛋品加工看我国蛋业的持续发展J.中国家禽.2005.27(9):37-456 言令.创造中国的液态蛋行业J.中外食品.2005.4:19-207 张胜善.蛋品工艺学M.台北：华香园出版社8 马美湖.蛋与蛋制品行业2006年国内外技术发展综合报告J.中国家禽.2006.28(22)9 一种新型的打蛋机J. 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