燕窝是雨燕科金丝燕属中的6种金丝燕在繁殖季节分泌出的唾液或唾液与它的羽毛凝结筑成的巢穴[1],在华人群体间有悠久的食用历史。目前市场上的燕窝产品种类繁多,涉及燕窝饮料、燕窝罐头、鲜炖燕窝、即泡燕窝、燕窝固体饮料等。在燕窝制品的生产企业中,燕盏是最常见的一种原料,由燕屋采摘的新鲜毛燕经分级、预处理、挑毛、塑形、干燥、灭菌等步骤制得,形态上保持天然的碗型或盏型[2]。纯净燕,也称即炖纯净燕窝,制作工序包括预先浸湿、撕条、泡发、挑毛、冲洗、干燥。在撕条、挑毛环节,燕窝被充分分丝以便剔除黑点、细毛。纯净燕的洁净程度高,人工挑拣成本降低,下游工厂的生产效率得到提高,因此也被广泛作为一种燕窝原料。
在传统的燕窝烹制和燕窝生产中,燕窝干料往往直接泡发,然而一定时长的泡发使燕窝中可溶性蛋白溶解,再加上不当的熟化或灭菌强度导致燕窝无法保持凝胶态和维持合适的口感;另一方面,即食燕窝在贮藏过程中易出现固形物含量、稠度降低,也即行业常说的“化水”现象[3-5],给消费者带来负面的体验感。
为解决上述问题,目前出现了不同的燕窝前处理工艺。吴博文等[6]将燕窝原料干燥至水分含量为5%～10%后,在90～95 ℃下蒸煮8～15 min至表面发白。预处理后的燕窝可耐108～110 ℃及121 ℃的阶梯灭菌,最终产品口感不硬不烂,爽滑适中。钟小花等[7]采用超声波回潮结合短时间汽蒸工艺,增加了燕窝的耐炖性,燕窝制品的固形物含量≥35%,解决了浓稠度不稳定、悬浮性差的问题。另外,由于蒸制工艺技术成本低,操作简易,效果显著等明显优势,引起了诸多技术人员的关注。单勇军等[8]将原料燕窝置于蒸汽柜中维持10～20 min以达到灭菌的目的。杨凤平[9]发明了一种燕窝原料除菌的蒸汽柜以替代微波除菌,解决燕窝饮品、罐头产品等经过高温高压杀菌后,产品固形物不足的问题。林芙容[10]在泡发前将干燕窝于70～90 ℃蒸制3～5 min,低温炖煮结合110～118 ℃灭菌后,得到汤汁浓稠、嚼头口感优良的冰糖燕窝。因此,蒸制工艺作为燕窝的一种前处理技术,可以同时达到除菌、提升口感和稳定质量的作用。
然而,目前采用的蒸制处理时间范围较宽泛,作为一种热处理技术,过长时间的蒸制可能会引起蛋白过度变性,对加工和成品品质带来不利影响,时间过短则可能无法达到灭菌和提高口感的效果。另外蒸制工艺改善燕窝制品口感、稳定品质的机理也不清晰。因此,本文采用燕盏、纯净燕2种燕窝原料,探究不同蒸制时间处理后燕窝的微生物数量、泡发品质、成品品质、水分存在形式的变化,以揭示蒸制工艺对燕窝制品加工和产品性质的影响,为蒸制在燕窝生产加工的应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
纯净燕,厦门某生物科技有限公司;燕盏,产自印度尼西亚;纯净水,华润怡宝饮料有限公司;琼脂、胰蛋白胨、酵母浸膏、葡萄糖、磷酸盐,分析纯,国药集团;其余用水均为实验室去离子水。
1.2 仪器与设备
AR224CN电子天平,奥豪斯仪器有限公司;HH-3A 恒温数显水浴锅,常州国华电器有限公司;ZDQ-B14Q1蒸蛋器,小熊电器股份有限公司;GI54T高压灭菌锅,厦门致微仪器有限公司;SU8 100扫描电子显微镜,日本日立公司;TA.XTPlus型物性分析仪,英国SMS公司;MesoMR23-060V-I型低场核磁共振成像分析仪,纽迈电子科技有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 燕窝的蒸制
取样时,分别将纯净燕和燕盏干料顺着自身纹理撕开,得到条状燕盏和块状纯净燕后混匀。称取3～5 g燕窝原料于铝制平皿中,均匀铺开。待蒸制设备充满水汽,放入铝制平皿并开始计时。分别蒸制15 s、30 s、1 min、4 min、7 min和10 min后,取出平皿,冷却至室温。
1.3.2 菌落总数的测定
参照GB 4789.2—2016中的方法,采用平板计数法测定未蒸制和蒸制后燕窝干料中的菌落总数。称取0.5 g样品置于盛有4.5 mL磷酸盐缓冲液的无菌管内,充分均质2 min,制成1∶10的样品匀液。吸取匀液0.5 mL,沿管壁缓慢注于盛有4.5 mL稀释液的无菌试管中,振摇均匀,制成1∶100的样品匀液,按照此方法,制备10倍系列稀释样品匀液。选择2～3个适宜稀释度的样品匀液,吸取1 mL至无菌平皿内,同时分别吸取1 mL空白稀释液加至无菌平皿中作为空白对照。及时将15 mL冷却至46 ℃的平板计数琼脂培养基倾注至平皿,并转动平皿使其混合均匀。待琼脂凝固后,将平板翻转,(36±1) ℃培养48 h,用菌落计数器计数,记录稀释倍数和相应的菌落数量。
1.3.3 燕窝的泡发和炖煮
取未蒸制和蒸制后燕窝干料,按照1∶50(燕窝干料与纯净水质量比)加入纯净水在4 ℃下泡发2 h。用双层脱脂棉纱布包裹,挤压沥干表面水分后,将燕窝搓成细丝并挑出其中的细小绒毛、黑点等杂质。清洁完毕,取适量燕窝于直径4 cm,高6 cm的圆柱体玻璃罐中,按照1∶20(燕窝干料与纯净水质量比)重新计算用水量加入纯净水,旋紧瓶盖密封。玻璃罐在95 ℃水浴下保持10 min制得熟化燕窝样品,冷却至室温后于0～4 ℃冷藏保存。
1.3.4 燕窝泡发品质的测定
1.3.4.1 涨发倍数
参考李会霞[11]的方法并略作调整,测定燕窝泡发后的涨发倍数。泡发结束后,将涨发燕窝转移至滤网中滤水,再用纱布包裹充分沥干,称取质量记录为W1(精确到0.001 g)。燕窝涨发倍数(发头)的计算公式如式(1)所示:
(1)
式中:A,燕窝涨发倍数;W0,干燕窝质量,g;W1,泡发后燕窝质量,g。
1.3.4.2 硬条占比
将泡发并沥干后的燕窝均匀铺开,人工分丝的步骤如下:撕开体积较大、联结的燕窝粗条、燕窝块,再进一步用指肚揉搓,直至获得透明状燕窝细丝。在分丝过程中,挑出质地偏硬、无法搓开的燕条、小燕块,判断其为硬燕条,称重记录总质量为W2。燕窝硬条占比的计算公式如式(2)所示:
(2)
式中:B,燕窝硬条占比,%;W2,挑拣出的硬燕条质量,g;W1,泡发后燕窝质量,g。
1.3.5 固形物含量测定
参考GB/T 10786—2022 罐头食品的检验方法,将洁净的不锈钢20目圆筛称重,记录质量为W3。将炖煮后燕窝玻璃罐中全部内容物倒在圆筛上,圆筛保持一定角度的倾斜,不搅动物料。沥干10 min后,将圆筛和沥干物一并称重,记录质量为W4。固形物含量的计算如式(3)所示:
(3)
式中:C,固形物含量,%;W3,筛子质量,g;W4,筛子和内容物沥干后总质量,g;W5,单瓶中加入的燕窝干料质量,g。
1.3.6 全质构分析
称取3.5 g炖煮后的燕窝于直径为3 cm的圆形塑料平皿中,保持燕窝堆叠高度一致。物性分析仪设定为TPA模式,选取P/25探头,设定探头测试前、测试中和测试后的速度分别为2.00、2.00和3.00 mm/s;压缩比为50%;2次压缩间隔时间为5.0 s;负载类型为Auto-5.0 g;采样率为200 pps。每组样品平行测定6次,得到硬度、黏性、弹性、内聚性、胶黏性、回复性数据。
1.3.7 低场核磁测定水分存在形式
参考李灿等[12]的方法,称取5.0 g炖煮后燕窝,用保鲜膜包封避免物料漏出。选用CPMG脉冲序列对样品进行测量。SF为21 MHz,SW为100 kHz,PRG为2,TW为2 500.000 ms,NS为2,TE为0.250 ms,NECH为12 000。每组样品平行测定4～5次。扫描结束后,对弛豫衰减曲线进行100万次拟合反演T值,并计算各状态下结合水、半结合水、自由水的比例。
1.3.8 正常燕条和硬燕条微观结构
使用扫描电子显微镜记录燕条表面和内部的形态特征。在泡发和分丝阶段获取正常燕条和硬燕条。待测样品冷冻干燥,固定于导电胶带,在真空蒸发器中涂金。上机测试时,在3 kV的加速电压,200×和1 000×的放大倍数下观测燕窝的微观结构。
1.4 数据处理
所有测试和分析均重复3次进行 (n=3),结果表示为平均值±标准差。使用SPSS 28.0.0的独立样本T检验比较纯净燕和燕盏组之间是否具有显著差异,采用单因素方差分析(ANOVA)判定不同蒸制处理组别的差异,满足方差齐性时用邦弗伦尼检验,方差不齐则采用塔姆尼黑T2检验。当P<0.05 时,认为具有显著差异。采用Excel和Origin 2022整理并绘制图表。
2 结果与分析
2.1 菌落总数
燕盏和纯净燕均为即食燕窝企业常用的燕窝原料,其外观形态见图1。运用蒸制作为原料的预处理技术,可以在即食燕窝工序前端控制微生物的风险,有利于抑制加工过程中微生物的滋生从而提高成品的安全性。燕窝原料和蒸制后菌落总数如表1所示。燕盏和纯净燕2种原料的初始带菌数量不同,实验室对干料中的微生物监测后,发现燕盏的初始带菌数量在102～104 CFU/g,纯净燕为104～105 CFU/g。纯净燕携带的微生物数量更多,因此在使用纯净燕时,更需要关注原料本身的带菌数目及生产加工中生物安全的控制。现阶段,进口燕窝产品主要依据卫生部《关于通报食用燕窝亚硝酸盐临时管理限量值的函》进行抽检,而对燕窝原料中微生物尚无相关限量要求。这是因为非即食燕窝并不可以直接食用, 一般作为农产品或者食品原料管理[13]。以燕窝原产地马拉西亚、泰国、印度尼西亚对出口燕窝的检验项目及限值要求作为参考标准,认为安全的燕窝原料的菌落总数应控制在106 CFU/g以下[14]。结果显示2种燕窝干料的初始菌落数均低于106 CFU/g,符合微生物限定要求。
表1 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏干料的菌落总数
Table 1 Total number of colonies of processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
蒸制时间纯净燕/(CFU/g)燕盏/(CFU/g)未蒸制1.2×1046.0×10215 s6.0×1032.1×10330 s3.0×1023.5×1021 min未检出504 min未检出507 min未检出未检出10 min未检出未检出
表2 不同蒸制时间下纯净燕炖煮后弛豫峰时间、面积和比例
Table 2 Relaxation time, peak area and percentage in stewed processed clean edible bird′s nest under different steaming time
指标未蒸制蒸制时间1 min4 min10 minT21峰顶点时间/ms450.30±16.33a439.76±0.02a427.96±16.15a242.43±14.7bT21峰面积6 444.39±117.20a6 525.37±60.78a6 110.03±248.67a5 160.65±53.28bT21峰比例/%95.38±1.21a97.19±0.48a90.57±3.19a76.78±1.29bT22峰顶点时间/ms5 406.25±2 113.07a7 473.58±2 349.72a3 804.9±1 407.14a1 916.82±60.75aT22峰面积311.83±80.57b188.24±31.60b635.37±213.37b1 561.56±97.29aT22峰比例/%4.62±1.21b2.81±0.48b9.43±3.19b23.22±1.29a
注:同一行不同字母表示不同蒸制时间具有显著差异,P<0.05(下同)。
a-纯净燕;b-燕盏
图1 纯净燕和燕盏外观形态
Fig.1 Appearance of processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup
经过相同蒸制时间后,纯净燕中活菌数的下降幅度大于燕盏。如蒸制30 s后,纯净燕中菌落总数下降40倍,燕盏下降1.7倍。欲达到未检出的程度,燕盏需要7 min,而纯净燕仅需1 min。推测在相同强度的蒸汽加热条件下,纯净燕松散的结构有利于传质和导热,而燕盏内部丝条平铺、结合紧密,热导效率降低,杀菌效果次于纯净燕。因此认为,蒸制对纯净燕和燕盏微生物的控制均有积极作用,对纯净燕的杀菌效果更明显。
2.2 泡发品质
在燕窝制品的生产加工中,燕窝的泡发和炖煮均属于关键控制步骤[15]。泡发环节中燕窝的涨发倍数,也即发头,常限定在一定范围内(4～6倍),以避免燕窝未充分吸水或泡发过度影响产品口感品质。不同时间的蒸制处理后2种燕窝原料的泡发倍数如图2所示,蒸制时间控制在1 min以内,燕窝的发头平稳,纯净燕维持在5.0～5.2,燕盏保持在5.9～6.0,和未经过蒸制的原料没有显著差异(P>0.05)。当纯净燕的蒸制时间达到4 min以上,燕盏超过7 min后,燕窝的发头均显著降低(P<0.05),纯净燕降低至4.4以下,燕盏降低至4.1以下。延长蒸制时间使热加工的强度增大,燕窝蛋白受热变性,蛋白间疏水相互作用增强而亲水键被隐藏在内部,导致在泡发阶段的亲水作用下降,吸水能力降低[16]。
a-纯净燕;b-燕盏
图2 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏的涨发倍数
Fig.2 Water-holding weighing multiple of processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
注:图中数据点上不同小写字母表示同种燕窝不同蒸制时间之间有显著性差异(P<0.05)(下同)。
未蒸制和相同蒸制条件处理后燕盏的发头均高于纯净燕(P<0.05)。燕盏干料的在泡发时的吸水能力更强,推测这是由于纯净燕经过一定的加工工序,导致物理组织结构、蛋白化学组成的改变。然而从标准偏差值可以看出,燕盏组内的差异较大,而纯净燕组内差异小。推测和燕盏相比,纯净燕均一化的加工处理,降低了原料自身的差异,有利于工序的稳定和控制。
在燕窝泡发后的冲洗、捏料和挑毛环节,工人需辨别并挑出质地偏硬、粘连结块的异常燕丝(硬燕丝)。过高的硬条占比会增加人工劳动量和原料的损耗率,因此硬条占比可作为泡发品质的另一个监测指标。纯净燕和燕盏经蒸制后,泡发过程中的硬条占比如图3所示。蒸制时间超过4 min后,纯净燕中的硬条比例显著提高(P<0.05),从不到2.6%升至6.3%以上。对燕盏而言,蒸制7 min和10 min之后,硬条占比同样升高至6.7%以上。这与泡发倍数的变化呈相反的趋势,一般而言水分含量越高燕丝质地更软,延长蒸制时间导致燕窝蛋白分子间作用增强,与水结合的作用位点减少亲水作用降低,吸水量减少导致硬条增多[16]。推测由蒸制时间过长而增多的硬燕条是部分燕窝蛋白热变性过度的表现,其结构可能和细软的正常燕条有显著不同。另外,从标准偏差值可以看出燕盏的组内差异较大,推测这是由于不同燕盏本身材质的差异引起,部分燕盏质地偏硬且含有白条、黄丝。燕盏原料品质还受到产地、采摘季节、品种等因素的影响[17],因此为保证硬条比例较低,需控制蒸制时间同时把关燕盏原料自身的品质。
a-纯净燕;b-燕盏
图3 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏的硬条占比
Fig.3 Stiff strips percentage of processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
2.3 固形物含量
燕窝泡发后加入水、糖及其他配料混合,经炖煮、蒸煮等熟化处理后,得到透明、黏稠的凝胶态燕窝。和泡发阶段相比,炖煮后燕窝的吸水能力进一步提高,吸附的水量可达自身重量的13～20倍[18]。固形物含量是燕窝制品常用的品质指标,可以间接反映出燕窝炖煮后的持水能力,在干料与水添加量固定的情况下,固形物含量越高表明燕窝凝胶的持水性更好。未蒸制和蒸制不同时间的纯净燕和燕盏原料炖煮后的固形物含量如图4所示。
a-纯净燕;b-燕盏
图4 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏的固形物含量
Fig.4 Solids content of processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
对纯净燕而言,蒸制时间的延长使固形物含量呈现明显下降的趋势,未蒸制时固形物含量为93.67%,蒸制15～60 s固形物含量稳定在88%～89%,而蒸制4 min及以上则降低至82%以下(P<0.05)。值得关注的是,延长蒸制时间燕盏固形物含量仍保持在90.67%以上。另外,在相同时间的蒸制下,燕盏的固形物含量均高于纯净燕(P<0.05)。
LYU等[19]提出燕窝蛋白可分为非晶区和主要由氢键稳定的结晶区,结晶区具有更紧密的结构。基于上述理论,推测相较于燕盏,纯净燕的蛋白结构受到一定程度破坏,因此非晶区和结晶区中能够与水发生相互作用的部位受损,从而导致炖煮过程中的吸水和持水能力减弱,且受蒸制热处理的影响更大。蒸制处理使燕盏中的糖蛋白发生轻微变性,但无定形区、结晶区仍然保持一定的有序结构,炖煮过程中水分子进入上述区域并以氢键相互结合,因此持水能力没有受到显著影响。而蒸制后的纯净燕变性程度进一步提高,蛋白分子内无法保持原有的稳定结构,更倾向形成蛋白聚集体或受热裂解形成中低分子质量的糖肽[20-21],与水的作用位点减少或结合强度降低,因此吸水和持水能力显著降低。
2.4 质构特性
在食品物性学研究中,质构被描述成消费者对食品的入口、接触、咀嚼、吞咽产生的一系列综合感受,在消费者用语中普遍称之为口感。全质构分析可得到一系列即食燕窝的质构特性参数,包括硬度、黏性、弹性、内聚性、胶黏性和回复性。2种燕窝原料未蒸制和蒸制后,炖煮样品较典型的形态特征如图5所示。
a-纯净燕未蒸制;b-纯净燕蒸制1 min;c-纯净燕蒸制10 min;d-燕盏未蒸制;e-燕盏蒸制1 min;f-燕盏蒸制10 min
图5 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏炖煮后外观形态
Fig.5 Appearance of stewed processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
由图6可知,未经过预处理直接炖煮后,纯净燕的硬度显著高于燕盏(P<0.05)。这与外观形态的差异一致,未蒸制和蒸制后的纯净燕样品丝条分明,略发白,手指按压感受偏硬,而未蒸制、蒸制15 s、30 s和1 min后炖煮的燕盏样品形态趋近,颜色透明,几乎没有成条的燕丝,质地近似糊状,稀疏绵软。一定时间的蒸制处理能显著提高2种燕窝炖煮后的硬度,蒸制时间在4 min以内纯净燕硬度和未蒸制比没有显著差异(P>0.05),而超过7 min后硬度显著升高(P<0.05)。燕盏的蒸制时间在1 min以内的硬度和未蒸制相比,没有显著差异(P>0.05),当超过4 min后硬度显著提升(P<0.05),且硬度值接近纯净燕样品。由于纯净燕是由燕盏进一步加工制得,分丝、挑拣和干燥等工序引起蛋白结构受损和局部变性,硬度更高可能和燕窝蛋白变性形成更多的聚集体,吸水量减少有关。但是燕盏不同组别间炖煮后的吸水量不存在差异(图4-b),硬度上的不同可能和水分存在形式有关。
a-纯净燕硬度;b-纯净燕黏性;c-纯净燕胶黏性;d-燕盏硬度;e-燕盏黏性;f-燕盏胶黏性
图6 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏炖煮后硬度、黏性和胶黏性
Fig.6 Hardness, adhesiveness and gumminess of stewed processed clean edible bird′s nest and bird′s nest cup under different steaming time
a-内聚性;b-弹性;c-回复性
图7 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏炖煮后内聚性、弹性和回复性
Fig.7 Cohesiveness, springiness and resilience of stewed processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
未经预处理的纯净燕炖煮后黏性大于燕盏(P<0.05),这与取燕窝时燕丝牵连、伸展的表现一致(也称“拉丝”)。使用叉子将样品舀起,发现纯净燕中的燕丝彼此粘连,偏干。而蒸制1 min以内燕盏样品为流动性较强的糊状,取样时呈水滴状坠下,较顺滑,而蒸制超过4 min后燕盏样品的外观与纯净燕类似。与硬度的突变点一致,纯净燕在蒸制7 min以上后黏度显著下降。延长燕盏的蒸制时间,其黏度有先增加(4、7 min)后降低(10 min)的趋势。
LYU等[19]探究了40～100 ℃加热下燕窝中可溶性蛋白的变化,SDS-PAGE显示随着温度升高大分子质量(108 和128 kDa)蛋白条带的强度增加,说明燕窝在较高强度的热处理后,易形成更高分子质量的可溶蛋白聚合物。因此推测,相较于燕盏,纯净燕的变性蛋白含量更高,存在一定高分子质量的糖蛋白聚集体[22]。这些大分子物质在炖煮过程中易于溶出,在外力的作用下相互勾连缠绕,因此纯净燕表现出更强的黏性[23]。而进一步的蒸制热处理可能引起纯净燕变性蛋白的降解,分子质量降低,因此黏度降低。而随蒸制时间的延长,燕盏适当变性,形成高分子聚集体,后由于热加工强度提升高分子裂解,导致黏度先上升后下降。
胶黏性是用于衡量半固体食品咀嚼口感的综合指标,由内聚性和硬度的乘积组成。从胶黏性的变化来看,2种燕窝胶黏性的蒸制时间突跃点和硬度、黏性一致。纯净燕蒸制7 min以上胶黏性显著升高(P<0.05),燕盏蒸制4 min以上胶黏性显著提升(P<0.05)。因此可以采用一定时间的蒸制来提高炖煮后燕窝的嚼劲和口感。
另外,2种燕窝不同蒸制时间组别的内聚性、弹性差异不显著(P>0.05)。燕盏在回复性的差异不显著(P>0.05),纯净燕仅在蒸制10 min后回复性有所提高(P<0.05),这可能与燕窝凝胶的强度增大有关[24]。蒸制工艺主要影响炖煮燕窝的硬度、黏性和胶黏性。总的来说,蒸制预处理工艺对燕窝炖煮后的口感控制有积极作用,可以提高硬度、胶黏性,获得适中的黏性。
2.5 水分存在形式
为进一步明确燕窝呈现不同性质的机理,采用快速、无损的低场核磁共振技术,通过测定氢原子核在磁场中的弛豫特性来确定燕窝中水分的不同状态[25]。基于炖煮燕窝的感官和质构特性的差异,选择未蒸制、蒸制1 min、4 min和10 min后炖煮的样品进行水分形式测定和分析。
如图8所示,炖煮后燕窝中主要存在2种相态的水,其横向弛豫时间分别在100～1 000 ms和1 000 ms以上,分别为T21峰和T22峰并对应半结合水(不易流动水)和非结合水(自由水)。T21峰的占比最高,表明半结合水是燕窝中水与蛋白、糖等组分的主要作用形式,这与李灿等[12]的结果一致。
a-纯净燕;b-燕盏
图8 不同蒸制时间下纯净燕和燕盏炖煮后弛豫时间分布
Fig.8 Relaxation time distribution of stewed processed clean edible bird′s nest and edible bird′s nest cup under different steaming time
对燕盏而言,未蒸制、蒸制1 min和4 min样品中仅存在半结合水。但蒸制时间达到4 min时,T21峰的顶点时间左移(P<0.05),这表示该相态水和燕窝组分束缚程度增加,并可能是燕窝硬度、耐咀嚼性提高的内在原因。继续延长蒸制至10 min后,半结合水弛豫时间继续缩短,结合程度进一步增加的同时,在1 000 ms以上出现第2种相态游离程度很高的水分子。由于不同蒸制时间处理组燕盏炖煮后的吸水量以及T21和T22峰面积总和(表3)相近,推测这部分游离水是由半结合水转化而来。在蒸制引起的热处理下,燕窝蛋白中的无定形区和结晶区间结构趋于展开,暴露出与水结合的位点[19]。一定程度延长蒸制时间利于水分子进入燕窝蛋白内部区域后与蛋白结合程度的上升[26]。然而蒸制时间过长,导致蛋白分子原本的有序结构扰乱,更倾向于内部自身结合,水分子结合程度降低并转移[27],部分转化成游离水。
表3 不同蒸制时间下燕盏炖煮后弛豫峰时间、面积和比例
Table 3 Relaxation time, peak area and percentage in stewed edible bird′s nest cup under different steaming time
指标未蒸制蒸制时间1 min4 min10 minT21峰顶点时间/ms479.85±16.94a505.26±0.02a396.51±15.07b315.26±9.99cT21峰面积6 828.65±53.4a6 780.15±89.17a6 832.46±31.97a6 350.89±138.47bT21峰比例/%100.00±1.02a100.00±0.05a100.00±0.12a92.98±1.70bT22峰顶点时间/ms---2 968.46±402.47T22峰面积---479.25±114.84T22峰比例/%---7.02±1.70
注:-表示无数据。
纯净燕炖煮后的样品内部一直存在2种形态的水分,随着蒸制时间的延长,T21和T22同时左移,表明纯净燕内部水分与燕窝组分的束缚程度不断提高。进一步说明燕窝炖煮样品硬度、胶黏性的升高可能是由于水与燕窝物料组分结合更紧密。结合前文的分析,认为纯净燕是比燕盏变性程度更高的燕窝蛋白,因此存在一定程度的蛋白聚集体,导致与水分子相互作用的位点被掩蔽或占用,因此和天然或蒸制时间较短的燕盏相比,未蒸制和短时蒸制后就存在一部分自由水。蒸制时间的延长促进纯净燕蛋白分子内部进一步结合,半结合水转化成自由水,导致持水能力下降,这也与固形物含量的结果一致。然而T21和T22峰左移表明一部分水与燕窝组分保持吸附的程度却得到了强化,这很可能是纯净燕干、硬的原因[28]。
2.6 燕条形态和微观结构
前文发现过长时间的蒸制导致燕窝中的硬条含量上升,并可能和蛋白的变性有关,为进一步探究燕窝变性蛋白的内部结构,从蒸制10 min的纯净燕组别中挑选出硬燕条,并与正常燕条进行对比。泡发后的正常燕条颜色为半透明,细长,且具备一定的韧性。而硬燕条颜色略白,由于难以分丝而略粗,易断易碎。采用扫描电镜进一步观察正常燕条和硬燕条微观结构,获取表面以及内部片层之间的结构信息。图9-e、图9-f中正常燕条的表面较平整,分布着细小的孔洞,内部含有层叠的多孔结构且孔洞边缘干净完整,正常燕条内部疏松多孔的结构和CHANTAKUN等[5]的结果一致。图9-b、图9-c中硬燕条的表面致密光滑,含有不规则的杂质,推测过长时间的热处理导致其表面收缩,结构崩塌,孔洞减少。另外,其内部多孔结构破裂,边缘粗糙且嵌入大量杂质[29]。推测过长时间的蒸制预处理会影响燕窝内部多孔结构的数量以及完整度,从而损害其吸水性以及持水性,并导致感官性状的劣变。
a-硬燕条泡发后样品外观;b-硬燕条表面微观结构;c-硬燕条内部微观结构;d-正常燕条泡发后样品外观;e-正常燕条表面微观结构;f-正常燕条内部微观结构
图9 硬燕条和正常燕条外观形态和微观结构
Fig.9 Appearance and microstructure of edible bird′s nest stiff strips and normal strips
3 结论
蒸制预处理能降低燕窝干料中的微生物数量,相同时间的蒸制处理下纯净燕的灭菌效果更强。蒸制时间超过4 min燕窝的涨发倍数显著降低(P<0.05),且硬条占比提高。10 min以内的蒸制不会影响燕盏炖煮后的固形物含量,而蒸制达到4 min后引起纯净燕固形物含量显著降低(P<0.05)。另外,蒸制可以提高燕窝炖煮后的硬度、胶黏性,获得适中的黏性。而燕窝中水分子与蛋白、糖组分结合程度的增加可能是燕窝硬度提高的内在原因。扫描电镜下,热变性过度的硬燕条内部多孔结构破损且含大量杂质,而正常燕条内部孔洞完整干净。因此,在运用蒸制工艺时,需要针对不同的燕窝原料采用不同的蒸制时长,以兼顾控制微生物数量和获得良好口感的双重目的。通过探究蒸制预处理对2种常见燕窝原料加工特性的影响,为燕窝蒸制工艺条件参数的确定,以及其他热加工技术的应用提供参考,同时也指向寻找强度适宜、成本合适的物理场、深加工等技术助力燕窝产品的开发与升级。
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