何 川，呂 瑩，王宗義，郭慧園，仝其根

（1.北京農學院食品科學與工程學院，北京 102206；2.北京農學院 食品質量與安全北京實驗室，北京 102206；3.北京農學院 農產品有害微生物及農殘安全檢測與控制北京市重點實驗室，北京 102206；4.中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083；5.北京農學院 蛋品安全生產與加工北京市工程研究中心，北京 102206）

雞蛋是日常大眾食物，隨著生活水平的提高，人們對雞蛋的風味品質愈加重視[1]，而雞蛋中存在的不良風味嚴重影響了其風味可接受性[2]，雞蛋的風味主要受醛類、醇類、酯類和芳香族物質的影響[3-6]。有研究認為，其不良風味綜合特征主要是源自殘留在蛋黃中的三甲胺（trimethylamine，TMA）[7]，當母雞代謝的能力不能滿足機體需要時，無法代謝轉化的TMA就會逐漸累積并沉積于發(fā)育成蛋黃的卵泡中，形成一種類似魚腥味的不良風味[8]。還有研究認為不良風味特征是由于蛋液與空氣接觸后，其蛋黃不飽和脂肪酸被氧化產生[9-10]。

針對肉類、水產、豆類等食物原料中的不良風味改善和風味提升問題有許多解決方案，例如：在一定溫度和時間下利用烏龍茶脫腥液對魚肉進行風味改良[11]，利用加熱促進酶蛋白失活進而對大豆進行異味消除[12]，利用醋酸改善海帶制品的不良風味等[13]。而對于雞蛋的風味改善和提升問題，我國主要采用的辦法有醋腌、糖腌、微生物發(fā)酵等[14-15]。以上這些方法雖然對雞蛋的不良風味具有改善效果，但同時也存在著對雞蛋風味產生新的負面影響或成本過高等問題，導致實際應用空間受限。香辛料是一類具有芳香和辛香等典型風味的天然植物性制品[16]，不僅調味效果優(yōu)良，還具有抑菌防腐和抗氧化的作用，因此通過向蛋液制品中添加香辛料的方式，在蛋香味得到較好保留的基礎上提升綜合風味將成為一個合理可行的研究新方向[17]。

本研究以蛋液制品為研究對象，通過單因素試驗和復配實驗尋找適用于提升蛋液制品綜合風味的香辛料添加方案，并利用氣相色譜離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）技術和色差分析技術對加入不同香辛料后蛋液制品的揮發(fā)性成分變化和色澤變化進行分析，從而為提升蛋液制品風味的相關研究提供新方案。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮雞蛋、乙醇（食用級）、食用鹽、白寇、八角、小茴香、陳皮、草寇、紅寇、香茅草、紫蘇、姜黃、大紅袍花椒、香葉、豆蔻、白胡椒、黑胡椒、肉蔻、丁香、桂皮、孜然、干姜、丁香 市購；羅勒、披薩草 上海味好美食品有限公司；葫蘆巴 河北康安生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

JYL-C051攪拌機 九陽股份有限公司；WK2102電磁爐 美的集團有限公司；QZK28-A01嵌入式蒸汽 烤箱 佛山市雷哲電器有限公司；YB-150高速多功能粉 碎機 永康市速鋒工貿有限公司；色差儀 美國Hunter Lab公司；FlavourSpec GC-IMS儀 德國G.A.S儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 香辛料提取液的制備

將香辛料依次用研缽充分粉碎后置于容器中，加入一定量體積分數(shù)20%乙醇溶液，加熱并攪拌均勻后定容，最終制得2%的香辛料提取液。

1.3.2 蛋液制品的感官評價

由于蛋液制品種類繁多逐一展開研究難度較大，結合多方面考慮本實驗選用雞蛋羹這種風味具有基礎性和典型性的蛋液制品作為實驗樣品進行后續(xù)研究，以評價不同香辛料添加方案對蛋液制品風味提升的效果。

1.3.2.1 雞蛋羹的制作

工藝流程：新鮮雞蛋→加水→攪蛋→靜置→過濾→得到雞蛋液→加入香料提取液→混合調配→裝入模具→蒸制熟化成型→冷卻→成品。

操作要點：蛋液制作：將新鮮雞蛋打入到攪拌機中，加入熟水按照質量比1∶1的比例進行充分攪拌打勻，靜置一段時間后用超細濾網(wǎng)過濾掉上層浮沫備用；加入香料提取液：將制作好的蛋液加入不同的香辛料提取液并攪拌均勻；蒸制：把混合調配好的蛋液放入蒸汽烤箱中設置蒸制溫度90 ℃，蒸20 min，待樣品降溫到自然溫度（28 ℃）后進行感官評價。

1.3.2.2 感官評價

按照1.3.2節(jié)方法，選取10 位受過“偏愛檢測”和“三點檢驗”培訓和考核的感官評價員，利用“對照差別檢驗法”根據(jù)樣品的香氣提升度、去腥程度、滋味增香度和蛋香風味保留度4個重要的感官評價指標打出對應分數(shù)[18]， 其中，香氣提升度和滋味增香度采取-5～5的分值設計以通過得分的正負直觀表示香辛料對蛋液制品的香氣和滋味是否具有提升效果，去腥程度和蛋香風味保留度采取0～10的分值設計，滿分為30 分。評價時，樣品名稱用序號代替，同一樣品按照不同排列順序進行3 次評分，結果取3 次評分的平均值，具體感官評價標準見表1。

表1 雞蛋羹風味感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria for steamed egg custard flavor

1.3.3 GC-IMS揮發(fā)性成分分析

樣品預處理：取500 μL雞蛋羹樣品置于20 mL頂空瓶中，孵化轉速500 r/min，80 ℃孵育10 min后進樣。

GC-IMS分析條件： FS-SE-54-CB-1色譜柱（15 m，0.53 mm），柱溫60 ℃，載氣/漂移氣均為氮氣（≥99.999%），IMS溫度45 ℃，分析時間30 min。自動進樣體積500 μL，進樣針溫度85 ℃。

GC條件：0～2 min，漂移氣150 mL/min，載氣2 mL/min； 2～10 min，漂移氣150 mL/min，載氣由2 mL/min提升至10 mL/min；10～20 min，漂移氣150 mL/min，載氣由10 mL/min提升到100 mL/min；20～30 min，漂移氣150 mL/min，載氣由100 mL/min提升到150 mL/min[19-20]。

1.3.4 色差分析

用色差儀對單因素試驗和復配實驗得出的添加方案進行色差分析，取一點測量一次后改變測量點繼續(xù)測量，每個樣品進行3 次平行測量，記錄每次測量結果的L*、a*、b*值，并計算3 次平行測量結果的平均值、值作為每個樣品的色差分析結果[21-24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究所使用的作圖軟件為Origin 9，數(shù)據(jù)分析軟件為IBM SPSS Statistics 18，GC-IMS技術分析利用 GC-IMS儀器配置的LAV（Laboratory Analytical Viewer）軟件查看分析譜圖，Reporter插件進行二維和三維譜圖差異比較，VOCal軟件用于分析譜圖和數(shù)據(jù)的定性定量，應用軟件內置的NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫可對物質進行定性分析，Gallery Plot插件的指紋圖譜進行直觀對比不同樣品之間的揮發(fā)性有機物種類和含量差異，Dynamic PCA插件進行主成分分析（principal component analysis，PCA），用于將樣品進行聚類分析和相似度分析，以及快速確定未知樣品的種類[25]。

2 結果與分析

2.1 單一香辛料對蛋液制品風味影響

為了確定香辛料對蛋液制品風味提升效果最好，本研究在預實驗基礎上，固定香辛料添加量為0.2%，按照1.3.2節(jié)方法，將調配好的蛋液制備成蛋羹進行感官評價并計算綜合得分，得分由高到低排列從而找出得分較高的香辛料作為適用于蛋液風味提升的香辛料品種，結果見表2。

表2 蛋液制品中加入不同香辛料的感官評定Table 2 Sensory evaluation of liquid egg products added with different spices

由表2可知，60種香辛料中，綜合感官評分靠前的有小茴香、香菜籽、石榴皮、黑胡椒、陳皮、肉蔻、八角、香果、紫洋蔥、香蔥和肉桂皮。其中，石榴皮、黑胡椒、八角、香果、香蔥和肉桂的辛香味過重，加到蛋制品后很容易增加蛋制品的香料異味使蛋制品原有的蛋香味丟失嚴重，因此在本研究中不作考慮。

結合感官評分和各項得分的綜合考慮，最終選取小茴香、香菜籽、陳皮、肉蔻、紫洋蔥5種香辛料為適用于蛋液制品風味提升的香辛料品種，加入這幾種香辛料后，蛋液制品的蛋香味得到較好保留，同時其不良風味也得到很大程度改善，綜合風味提升明顯。

2.2 單一香辛料添加量的確定

以感官綜合評分和風味提升度（風味提升度＝香氣提升度評分+滋味增香度評分）為指標，對篩選后的5種香辛料添加量區(qū)間進行確定，從而確定單一香辛料添加的最優(yōu)方案。

2.2.1 小茴香對蛋液制品風味的影響

小茴香常用作增香型調味料，具有強烈香氣，其綜合調味能力較好且香料異味較小[26]。設定小茴香添加量為0.05%～0.4%，由圖1可以看出，隨著小茴香添加量的增加，感官評分和風味提升度先上升，到達0.15%后逐漸下降，并且達到0.3%時下降速度變快。因此，確定小茴香的最適添加量區(qū)間確定為0.1%～0.15%，最佳添加量為0.15%。

圖1 小茴香對蛋液制品風味提升度及感官評分的影響Fig. 1 Effect of cumin on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.2 香菜籽對蛋液制品風味的影響

香菜籽氣味溫和、刺激性小，并且還包含檸檬和鼠尾草的混合香氣，是調味的理想香料之一。從圖2可以看出，感官評分和風味提升度隨香菜籽添加量的增多先呈明顯上升趨勢，并在0.15%附近達到頂點，之后緩慢下降，這是由于隨香菜籽添加量的增多，去腥效果逐漸趨于穩(wěn)定，香料異味逐漸增大從而使滋味下降。 因此，香菜籽最適添加量區(qū)間選取0.1%～0.2%，最適添加量為0.15%。

圖2 香菜籽對蛋液制品風味提升度及感官評分的影響Fig. 2 Effects of coriander seeds on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.3 陳皮對蛋液制品風味的影響

陳皮的香氣清淡，味道微苦澀[27-28]，在蛋液制品中少量添加不僅不會影響雞蛋的蛋香味，還可以賦予其更豐富的果香滋味，具有明顯的去腥效果。從圖3可以看到，陳皮的最適添加量區(qū)間為0.05%～0.2%，最適添加量為0.2%。

圖3 陳皮對蛋液制品風味提升度及感官評分的影響Fig. 3 Effects of tangerine peel on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.4 肉蔻對蛋液制品風味的影響

肉蔻性溫，綜合風味提升效果顯著，其風味體系與雞蛋融合度很好，加入蛋液制品中可以很大程度地掩蓋其不愉悅氣味，同時能顯著提升其風味水平。由圖4可知，肉蔻的最適添加量區(qū)間為0.05%～0.2%，最適添加量為0.2%。

圖4 肉蔻對蛋液制品風味提升度及感官評分的影響Fig. 4 Effects of nutmeg on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.5 紫洋蔥對蛋液制品風味的影響

紫洋蔥的香氣自然、辛香味道中帶有一絲微甜，不僅調味效果明顯，還有清除體內自由基、降低人體中膽固醇的作用[29]。從圖5可以看出，0.15%～0.25%為紫洋蔥的最適添加量區(qū)間，其中最適添加量為0.25%，在此水平下，紫洋蔥對蛋液制品的風味提升度和感官評分都在最優(yōu)水平。

圖5 紫洋蔥對蛋液制品風味提升度及感官評分的影響Fig. 5 Effect of purple onion on flavor enhancement degree and sensory score of liquid egg products

2.3 2種香辛料復配方案的確定

根據(jù)2.2節(jié)單因素試驗結果，對5種篩選后的香辛料各取兩水平2個水平分別為每種香辛料最適添加量區(qū)間的下限值和下限值的1/2，目的是減少多種香辛料復配后香料異味度過大而引起蛋香風味嚴重丟失）進行兩兩復配，結果見表3。從表3可以看出，2種香辛料復配實驗中，小茴香和肉蔻的復配結果尚可，除此之外和香菜籽、陳皮、紫洋蔥的復配效果都不太理想。包含紫洋蔥的兩兩復配實驗效果普遍較好。從綜合得分看，陳皮-紫洋蔥的復配效果最佳，其中向蛋羹中添加陳皮0.025%和紫洋蔥0.075%時綜合得分最高，因此確定此方案為2種香辛料復配的最優(yōu)方案，次優(yōu)方案為添加香菜籽0.05%和紫洋蔥0.075%。

表3 香辛料兩兩復配的感官評價結果Table 3 Sensory evaluation of binary mixtures of spices

2.4 3種香辛料復配的正交試驗結果

由于2種香辛料復配結果表明，復配時加入小茴香普遍效果不佳，并且同時肉蔻與紫洋蔥進行兩兩復配效果不佳。因此，在3種香辛料復配時，選取香菜籽-陳皮-肉蔻和選取香菜籽-陳皮-紫洋蔥進行兩組正交試驗，4種及以上香辛料的復配暫不考慮。

由表4可知，在香菜籽-陳皮-肉蔻的復配方案中，影響感官綜合評分的因素大小為B＞C＞A，由極差分析可知，對蛋液制品風味提升效果最好的組合為A2B2C1，即添加0.1%的小茴香、添加0.05%的陳皮和0.025%的肉蔻，綜合評分為23.8。由表5可知，影響感官綜合評分的因素大小為D＞F＞E，由極差分析可知，對蛋液制品風味提升效果最好的組合為D1E1F1，即復配添加0.05%香菜籽、0.025%陳皮和0.075%紫洋蔥，其綜合評分為24.8。

表4 香菜籽-陳皮-肉蔻復配正交試驗結果Table 4 Orthogonal array design with experimental results for optimization of caraway seed, tangerine peel and cardamom combinations

表5 香菜籽-陳皮-紫洋蔥復配正交試驗結果Table 5 Orthogonal array design with experimental results for optimization of caraway seed, tangerine peel and purple onion combinations

綜上，3種香料的復配方案中最優(yōu)組合為復配添加0.05%香菜籽+0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥。

2.5 香辛料對蛋液制品風味提升作用機制分析

為探究上述優(yōu)選香辛料方案對蛋液制品風味提升的作用機制，利用GC-IMS技術對7 組雞蛋羹樣品進行揮發(fā)性成分分析。

2.5.1 揮發(fā)性成分的GC-IMS檢測結果

由圖6可知，圖中標記處7 組加入香辛料的樣品揮發(fā)性物質明顯高于空白對照組，其中圖中標記三角處3-75樣品中的揮發(fā)性物質又明顯高于其他組樣品，由此可見，加入香辛料后蛋液制品的風味體系發(fā)生了明顯變化。其中，復配加入香菜籽+陳皮+紫洋蔥的蛋羹樣品揮發(fā)性物質變化最為明顯。為了更加直觀地看到加入不同香辛料方案后蛋液制品風味的區(qū)別和變化，利用Dynamic PCA插件對上述樣品進行揮發(fā)性成分的PCA，通過聚類分析和相似度分析的方式對各樣品的風味體系特征加以區(qū)分。

圖6 全部蛋液制品樣品的GC-IMS譜圖Fig. 6 GC-MIS spectra of all egg liquid product samples

2.5.2 雞蛋羹樣品揮發(fā)性成分PCA

由圖7可知，加入香辛料后的蛋羹樣品與空白對照組蛋羹樣品風味差異明顯，相似度均在70%以下。其中復配添加陳皮-紫洋蔥的蛋液樣品相似度下降到60%，復配添加香菜籽-陳皮-紫洋蔥3種香辛料的蛋羹樣品與對照組蛋羹樣品間相似度下降到50%以下。

圖7 全部蛋液制品樣品的PCAFig. 7 PCA plot of all egg liquid product samples

由圖8可知，單一添加小茴香、香菜籽、陳皮、肉蔻、紫洋蔥的蛋羹樣品比較相似，復配添加陳皮-紫洋蔥2種香辛料的蛋羹樣品與它們存在略微差別，但是香菜籽-陳皮-紫洋蔥復配添加的蛋羹樣品與香辛料單一添加和2種香辛料復配添加的蛋羹樣品差異很大，這可能是由于香菜籽、陳皮、紫洋蔥三者間發(fā)生一系列化學反應從而形成一個風味豐富度更高的體系有關，同時，這一發(fā)現(xiàn)也與感官評價的結果一致。

圖8 全部雞蛋液制品樣品的最鄰近分析圖Fig. 8 Nearest neighborhood analysis diagram of all liquid egg product samples

為了進一步確定加入香辛料后蛋液制品的風味體系變化機制，是由于二者接觸后各自風味的簡單疊加還是由于蛋液加入香辛料后發(fā)生了一系列復雜的化學反應從而風味體系發(fā)生本質變化所致。利用GC-IMS內置的IMS數(shù)據(jù)庫和NIST數(shù)據(jù)庫依據(jù)各揮發(fā)性物質的遷移時間和保留時間，計算其保留指數(shù)，進行整體揮發(fā)性風味物質識別，結果見表6[30]。同時利用Gallery Plot插件分析各樣品中揮發(fā)性有機物的存在情況和含量差異，結果見圖9。由于相關的數(shù)據(jù)庫還在完善，因此部分揮發(fā)性物質未能識別。

表6 全樣品二維譜圖中可識別揮發(fā)性物質定性結果Table 6 Qualitative results of identifiable volatile substances in the two-dimensional GC-IMS spectra

續(xù)表6

如圖9所示，為了更加清晰地看出加入香辛料前后蛋液制品的風味物質變化，用紅色框表示加入香辛料后的蛋液制品中響應信號明顯減少或消失的風味物質群，用綠色框表示響應信號明顯增加的風味物質群。紅框中辛醛、3-甲基丁醛、2-己酮、2-甲基丁醛、戊醛、乙酸丁酯、3-辛醇、1-戊醇、正庚醛和己醛在未添加任何香辛料的樣品中含量很高，加入香辛料后這些揮發(fā)性物質含量明顯減少，而這些物質中有很多風味都令人不太愉悅，如：3-甲基丁醛和2-己酮都具有令人不愉悅的刺激性風味；2-甲基丁醛具有令人窒息的特殊辛辣味；3-辛醇具有一種難聞的辛辣脂肪味；己醛具有一種生的油脂味。

圖9 雞蛋羹樣品的揮發(fā)性物質Gallery Plot圖Fig. 9 Gallery plot of volatile substances in steamed egg custard samples

綠框中的異戊酸、丙酸、3-甲基戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基乙酸丁酯、乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、乙酸正丙酯、α-松油醇、乙醇、糠醇、丙酮、2,3-戊二酮、2-己烯醛、苯甲醛等物質在未添加任何香辛料之前，蛋羹樣品中基本不存在，加入香辛料后含量明顯增加。其中，2-甲基丁酸、丙酸、3-甲基戊酸、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、3-甲基乙酸丁酯、2-甲基丙酸乙酯、乙偶姻、2,3-戊二酮、呋喃甲醇、苯甲醛等物質主要由于3種香辛料復配添加新生成。加入香辛料后的蛋液制品中有機酸類和酯類物質對風味體系具有很大的影響，而這些物質中絕大多數(shù)都具有優(yōu)良的風味，如：3-甲基戊酸具有類似青草的香氣；醋酸正丙酯具有輕微果實香味，低濃度時呈現(xiàn)類似梨般的香氣；乙酸乙酯具有明顯的果香味特征；2,3-戊二酮具有甜白脫、奶油、焦糖香氣，并帶有堅果底香；乙酸異戊酯有較強的果實香味，似梨、香蕉、蘋果等香味；甲基乙酰甲醇呈牛奶香氣。

總體來講，未添加任何香辛料的樣品揮發(fā)性物質組成中令人不愉悅的醛類物質比較多，而醛類物質的閾值較小，在蛋液制品中對風味有重要貢獻[31-32]，加入香辛料后以3-甲基丁醛、戊醛為代表的物質明顯減少，并伴隨大量新生成的具有優(yōu)良風味的有機酸類、酯類等物質。

因此，可以推斷出香辛料對蛋液制品風味提升的機制并不是簡單的香辛料中低閾值風味物質的掩蓋或香辛料和蛋液各自風味體系的疊加，而是二者接觸后蛋液制品中原有不良風味物質的減少或消失和新的優(yōu)良風味物質的形成。

2.6 色差分析結果

對利用上述的香辛料添加方案制備的蛋羹進行色差分析，以篩選出既可以提升蛋液制品風味又不會明顯改變蛋液制品色澤的香辛料添加方案，結果如表7所示。

表7 色差分析結果Table 7 Color parameters of steamed egg custard samples

由表7、圖10可知，加入香辛料的蛋羹樣品亮度值和色度值不同程度地向負半軸偏移，即顏色會略微變暗，紅綠漸變軸向綠色偏移，黃藍漸變軸向藍色偏移，整體顏色有一些下降。具體來看，1-7與1-20樣品的色度值均與CK有顯著差異，并且整體差異很大，1-52樣品的各色澤指標與CK同樣具有顯著差異，其中值和值差距較大，值差異相對較小。其他幾組樣品的各色澤指標雖與CK具有不同程度的顯著差異，但綜合差異較小或從感官角度差異在可接受范圍，因此通過感官評價和色差分析最終確定提升蛋液制品風味的香辛料添加方案：單一添加0.15%香菜籽、0.2%陳皮，復配添加0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥、0.05%香菜籽+0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥。

圖10 加入不同香辛料配方的雞蛋羹色澤圖Fig. 10 Appearance of steamed egg custard added with different spices

3 結 論

通過單因素試驗，確定對蛋液制品風味提升效果較好的香辛料品種為小茴香、香菜籽、陳皮、肉蔻和紫洋蔥。將它們單一使用時，其在蛋液中的最佳添加量分別為0.15%、0.15%、0.2%、0.2%和0.25%。通過兩兩復配實驗和正交試驗，確定了對蛋液制品風味提升效果最好的香辛料復配方案為兩兩復配時向蛋液中添加0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥，或3種香辛料復配時向蛋液中添加0.05%香菜籽+0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥。

通過GC-IMS技術分析得：未添加任何香辛料的蛋液制品揮發(fā)性物質組成中醛類物質比較多，加入香辛料后以3-甲基丁醛、戊醛為代表的醛類物質明顯減少，并伴隨大量新生成的有機酸類、酯類等物質的產生。因此，推測揮發(fā)性成分的上述變化是蛋液制品中加入香辛料后風味得到顯著提升的主要原因。

通過對以上方案進行色差分析得到，向蛋液中單一加入0.15%小茴香、0.2%肉蔻以及0.25%紫洋蔥時，對其制品的色澤影響較大，其余幾組方案影響相對較小或從色澤的感官評價角度變化不顯著。即向蛋液中單一添加0.15%香菜籽、0.2%陳皮或復配添加0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥、0.05%香菜籽+0.025%陳皮+0.075%紫洋蔥時不僅對蛋液制品風味具有明顯提升效果，同時也不會對蛋液制品的色澤產生明顯影響。

本研究以雞蛋液制品為主要對象，研究不同香辛料添加方案對其風味的提升效果，并對優(yōu)選結果進行色差分析驗證，從而為提升蛋液制品風味提供一種新的應用型方案。