香辛料对蛋液制品风味提升效果及作用机制

何 川，吕 莹，王宗义，郭慧园，仝其根

（1.北京农学院食品科学与工程学院，北京 102206；2.北京农学院 食品质量与安全北京实验室，北京 102206；3.北京农学院 农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室，北京 102206；4.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083；5.北京农学院 蛋品安全生产与加工北京市工程研究中心，北京 102206）

鸡蛋是日常大众食物，随着生活水平的提高，人们对鸡蛋的风味品质愈加重视[1]，而鸡蛋中存在的不良风味严重影响了其风味可接受性[2]，鸡蛋的风味主要受醛类、醇类、酯类和芳香族物质的影响[3-6]。有研究认为，其不良风味综合特征主要是源自残留在蛋黄中的三甲胺（trimethylamine，TMA）[7]，当母鸡代谢的能力不能满足机体需要时，无法代谢转化的TMA就会逐渐累积并沉积于发育成蛋黄的卵泡中，形成一种类似鱼腥味的不良风味[8]。还有研究认为不良风味特征是由于蛋液与空气接触后，其蛋黄不饱和脂肪酸被氧化产生[9-10]。

针对肉类、水产、豆类等食物原料中的不良风味改善和风味提升问题有许多解决方案，例如：在一定温度和时间下利用乌龙茶脱腥液对鱼肉进行风味改良[11]，利用加热促进酶蛋白失活进而对大豆进行异味消除[12]，利用醋酸改善海带制品的不良风味等[13]。而对于鸡蛋的风味改善和提升问题，我国主要采用的办法有醋腌、糖腌、微生物发酵等[14-15]。以上这些方法虽然对鸡蛋的不良风味具有改善效果，但同时也存在着对鸡蛋风味产生新的负面影响或成本过高等问题，导致实际应用空间受限。香辛料是一类具有芳香和辛香等典型风味的天然植物性制品[16]，不仅调味效果优良，还具有抑菌防腐和抗氧化的作用，因此通过向蛋液制品中添加香辛料的方式，在蛋香味得到较好保留的基础上提升综合风味将成为一个合理可行的研究新方向[17]。

本研究以蛋液制品为研究对象，通过单因素试验和复配实验寻找适用于提升蛋液制品综合风味的香辛料添加方案，并利用气相色谱离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）技术和色差分析技术对加入不同香辛料后蛋液制品的挥发性成分变化和色泽变化进行分析，从而为提升蛋液制品风味的相关研究提供新方案。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜鸡蛋、乙醇（食用级）、食用盐、白寇、八角、小茴香、陈皮、草寇、红寇、香茅草、紫苏、姜黄、大红袍花椒、香叶、豆蔻、白胡椒、黑胡椒、肉蔻、丁香、桂皮、孜然、干姜、丁香 市购；罗勒、披萨草 上海味好美食品有限公司；葫芦巴 河北康安生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

JYL-C051搅拌机 九阳股份有限公司；WK2102电磁炉 美的集团有限公司；QZK28-A01嵌入式蒸汽 烤箱 佛山市雷哲电器有限公司；YB-150高速多功能粉 碎机 永康市速锋工贸有限公司；色差仪 美国Hunter Lab公司；FlavourSpec GC-IMS仪 德国G.A.S仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 香辛料提取液的制备

将香辛料依次用研钵充分粉碎后置于容器中，加入一定量体积分数20%乙醇溶液，加热并搅拌均匀后定容，最终制得2%的香辛料提取液。

1.3.2 蛋液制品的感官评价

由于蛋液制品种类繁多逐一展开研究难度较大，结合多方面考虑本实验选用鸡蛋羹这种风味具有基础性和典型性的蛋液制品作为实验样品进行后续研究，以评价不同香辛料添加方案对蛋液制品风味提升的效果。

1.3.2.1 鸡蛋羹的制作

工艺流程：新鲜鸡蛋→加水→搅蛋→静置→过滤→得到鸡蛋液→加入香料提取液→混合调配→装入模具→蒸制熟化成型→冷却→成品。

操作要点：蛋液制作：将新鲜鸡蛋打入到搅拌机中，加入熟水按照质量比1∶1的比例进行充分搅拌打匀，静置一段时间后用超细滤网过滤掉上层浮沫备用；加入香料提取液：将制作好的蛋液加入不同的香辛料提取液并搅拌均匀；蒸制：把混合调配好的蛋液放入蒸汽烤箱中设置蒸制温度90 ℃，蒸20 min，待样品降温到自然温度（28 ℃）后进行感官评价。

1.3.2.2 感官评价

按照1.3.2节方法，选取10 位受过“偏爱检测”和“三点检验”培训和考核的感官评价员，利用“对照差别检验法”根据样品的香气提升度、去腥程度、滋味增香度和蛋香风味保留度4个重要的感官评价指标打出对应分数[18]， 其中，香气提升度和滋味增香度采取-5～5的分值设计以通过得分的正负直观表示香辛料对蛋液制品的香气和滋味是否具有提升效果，去腥程度和蛋香风味保留度采取0～10的分值设计，满分为30 分。评价时，样品名称用序号代替，同一样品按照不同排列顺序进行3 次评分，结果取3 次评分的平均值，具体感官评价标准见表1。

表1 鸡蛋羹风味感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for steamed egg custard flavor

1.3.3 GC-IMS挥发性成分分析

样品预处理：取500 μL鸡蛋羹样品置于20 mL顶空瓶中，孵化转速500 r/min，80 ℃孵育10 min后进样。

GC-IMS分析条件： FS-SE-54-CB-1色谱柱（15 m，0.53 mm），柱温60 ℃，载气/漂移气均为氮气（≥99.999%），IMS温度45 ℃，分析时间30 min。自动进样体积500 μL，进样针温度85 ℃。

GC条件：0～2 min，漂移气150 mL/min，载气2 mL/min； 2～10 min，漂移气150 mL/min，载气由2 mL/min提升至10 mL/min；10～20 min，漂移气150 mL/min，载气由10 mL/min提升到100 mL/min；20～30 min，漂移气150 mL/min，载气由100 mL/min提升到150 mL/min[19-20]。

1.3.4 色差分析

用色差仪对单因素试验和复配实验得出的添加方案进行色差分析，取一点测量一次后改变测量点继续测量，每个样品进行3 次平行测量，记录每次测量结果的L*、a*、b*值，并计算3 次平行测量结果的平均值、值作为每个样品的色差分析结果[21-24]。

1.4 数据处理

本研究所使用的作图软件为Origin 9，数据分析软件为IBM SPSS Statistics 18，GC-IMS技术分析利用 GC-IMS仪器配置的LAV（Laboratory Analytical Viewer）软件查看分析谱图，Reporter插件进行二维和三维谱图差异比较，VOCal软件用于分析谱图和数据的定性定量，应用软件内置的NIST数据库和IMS数据库可对物质进行定性分析，Gallery Plot插件的指纹图谱进行直观对比不同样品之间的挥发性有机物种类和含量差异，Dynamic PCA插件进行主成分分析（principal component analysis，PCA），用于将样品进行聚类分析和相似度分析，以及快速确定未知样品的种类[25]。

2 结果与分析

2.1 单一香辛料对蛋液制品风味影响

为了确定香辛料对蛋液制品风味提升效果最好，本研究在预实验基础上，固定香辛料添加量为0.2%，按照1.3.2节方法，将调配好的蛋液制备成蛋羹进行感官评价并计算综合得分，得分由高到低排列从而找出得分较高的香辛料作为适用于蛋液风味提升的香辛料品种，结果见表2。

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

由表2可知，60种香辛料中，综合感官评分靠前的有小茴香、香菜籽、石榴皮、黑胡椒、陈皮、肉蔻、八角、香果、紫洋葱、香葱和肉桂皮。其中，石榴皮、黑胡椒、八角、香果、香葱和肉桂的辛香味过重，加到蛋制品后很容易增加蛋制品的香料异味使蛋制品原有的蛋香味丢失严重，因此在本研究中不作考虑。

结合感官评分和各项得分的综合考虑，最终选取小茴香、香菜籽、陈皮、肉蔻、紫洋葱5种香辛料为适用于蛋液制品风味提升的香辛料品种，加入这几种香辛料后，蛋液制品的蛋香味得到较好保留，同时其不良风味也得到很大程度改善，综合风味提升明显。

2.2 单一香辛料添加量的确定

以感官综合评分和风味提升度（风味提升度＝香气提升度评分+滋味增香度评分）为指标，对筛选后的5种香辛料添加量区间进行确定，从而确定单一香辛料添加的最优方案。

2.2.1 小茴香对蛋液制品风味的影响

小茴香常用作增香型调味料，具有强烈香气，其综合调味能力较好且香料异味较小[26]。设定小茴香添加量为0.05%～0.4%，由图1可以看出，随着小茴香添加量的增加，感官评分和风味提升度先上升，到达0.15%后逐渐下降，并且达到0.3%时下降速度变快。因此，确定小茴香的最适添加量区间确定为0.1%～0.15%，最佳添加量为0.15%。

图1 小茴香对蛋液制品风味提升度及感官评分的影响Fig. 1 Effect of cumin on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.2 香菜籽对蛋液制品风味的影响

香菜籽气味温和、刺激性小，并且还包含柠檬和鼠尾草的混合香气，是调味的理想香料之一。从图2可以看出，感官评分和风味提升度随香菜籽添加量的增多先呈明显上升趋势，并在0.15%附近达到顶点，之后缓慢下降，这是由于随香菜籽添加量的增多，去腥效果逐渐趋于稳定，香料异味逐渐增大从而使滋味下降。 因此，香菜籽最适添加量区间选取0.1%～0.2%，最适添加量为0.15%。

图2 香菜籽对蛋液制品风味提升度及感官评分的影响Fig. 2 Effects of coriander seeds on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.3 陈皮对蛋液制品风味的影响

陈皮的香气清淡，味道微苦涩[27-28]，在蛋液制品中少量添加不仅不会影响鸡蛋的蛋香味，还可以赋予其更丰富的果香滋味，具有明显的去腥效果。从图3可以看到，陈皮的最适添加量区间为0.05%～0.2%，最适添加量为0.2%。

图3 陈皮对蛋液制品风味提升度及感官评分的影响Fig. 3 Effects of tangerine peel on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.4 肉蔻对蛋液制品风味的影响

肉蔻性温，综合风味提升效果显著，其风味体系与鸡蛋融合度很好，加入蛋液制品中可以很大程度地掩盖其不愉悦气味，同时能显著提升其风味水平。由图4可知，肉蔻的最适添加量区间为0.05%～0.2%，最适添加量为0.2%。

图4 肉蔻对蛋液制品风味提升度及感官评分的影响Fig. 4 Effects of nutmeg on flavor enhancement and sensory score of liquid egg products

2.2.5 紫洋葱对蛋液制品风味的影响

紫洋葱的香气自然、辛香味道中带有一丝微甜，不仅调味效果明显，还有清除体内自由基、降低人体中胆固醇的作用[29]。从图5可以看出，0.15%～0.25%为紫洋葱的最适添加量区间，其中最适添加量为0.25%，在此水平下，紫洋葱对蛋液制品的风味提升度和感官评分都在最优水平。

图5 紫洋葱对蛋液制品风味提升度及感官评分的影响Fig. 5 Effect of purple onion on flavor enhancement degree and sensory score of liquid egg products

2.3 2种香辛料复配方案的确定

根据2.2节单因素试验结果，对5种筛选后的香辛料各取两水平2个水平分别为每种香辛料最适添加量区间的下限值和下限值的1/2，目的是减少多种香辛料复配后香料异味度过大而引起蛋香风味严重丢失）进行两两复配，结果见表3。从表3可以看出，2种香辛料复配实验中，小茴香和肉蔻的复配结果尚可，除此之外和香菜籽、陈皮、紫洋葱的复配效果都不太理想。包含紫洋葱的两两复配实验效果普遍较好。从综合得分看，陈皮-紫洋葱的复配效果最佳，其中向蛋羹中添加陈皮0.025%和紫洋葱0.075%时综合得分最高，因此确定此方案为2种香辛料复配的最优方案，次优方案为添加香菜籽0.05%和紫洋葱0.075%。

表3 香辛料两两复配的感官评价结果Table 3 Sensory evaluation of binary mixtures of spices

2.4 3种香辛料复配的正交试验结果

由于2种香辛料复配结果表明，复配时加入小茴香普遍效果不佳，并且同时肉蔻与紫洋葱进行两两复配效果不佳。因此，在3种香辛料复配时，选取香菜籽-陈皮-肉蔻和选取香菜籽-陈皮-紫洋葱进行两组正交试验，4种及以上香辛料的复配暂不考虑。

由表4可知，在香菜籽-陈皮-肉蔻的复配方案中，影响感官综合评分的因素大小为B＞C＞A，由极差分析可知，对蛋液制品风味提升效果最好的组合为A2B2C1，即添加0.1%的小茴香、添加0.05%的陈皮和0.025%的肉蔻，综合评分为23.8。由表5可知，影响感官综合评分的因素大小为D＞F＞E，由极差分析可知，对蛋液制品风味提升效果最好的组合为D1E1F1，即复配添加0.05%香菜籽、0.025%陈皮和0.075%紫洋葱，其综合评分为24.8。

表4 香菜籽-陈皮-肉蔻复配正交试验结果Table 4 Orthogonal array design with experimental results for optimization of caraway seed, tangerine peel and cardamom combinations

表5 香菜籽-陈皮-紫洋葱复配正交试验结果Table 5 Orthogonal array design with experimental results for optimization of caraway seed, tangerine peel and purple onion combinations

综上，3种香料的复配方案中最优组合为复配添加0.05%香菜籽+0.025%陈皮+0.075%紫洋葱。

2.5 香辛料对蛋液制品风味提升作用机制分析

为探究上述优选香辛料方案对蛋液制品风味提升的作用机制，利用GC-IMS技术对7 组鸡蛋羹样品进行挥发性成分分析。

2.5.1 挥发性成分的GC-IMS检测结果

由图6可知，图中标记处7 组加入香辛料的样品挥发性物质明显高于空白对照组，其中图中标记三角处3-75样品中的挥发性物质又明显高于其他组样品，由此可见，加入香辛料后蛋液制品的风味体系发生了明显变化。其中，复配加入香菜籽+陈皮+紫洋葱的蛋羹样品挥发性物质变化最为明显。为了更加直观地看到加入不同香辛料方案后蛋液制品风味的区别和变化，利用Dynamic PCA插件对上述样品进行挥发性成分的PCA，通过聚类分析和相似度分析的方式对各样品的风味体系特征加以区分。

图6 全部蛋液制品样品的GC-IMS谱图Fig. 6 GC-MIS spectra of all egg liquid product samples

2.5.2 鸡蛋羹样品挥发性成分PCA

由图7可知，加入香辛料后的蛋羹样品与空白对照组蛋羹样品风味差异明显，相似度均在70%以下。其中复配添加陈皮-紫洋葱的蛋液样品相似度下降到60%，复配添加香菜籽-陈皮-紫洋葱3种香辛料的蛋羹样品与对照组蛋羹样品间相似度下降到50%以下。

图7 全部蛋液制品样品的PCAFig. 7 PCA plot of all egg liquid product samples

由图8可知，单一添加小茴香、香菜籽、陈皮、肉蔻、紫洋葱的蛋羹样品比较相似，复配添加陈皮-紫洋葱2种香辛料的蛋羹样品与它们存在略微差别，但是香菜籽-陈皮-紫洋葱复配添加的蛋羹样品与香辛料单一添加和2种香辛料复配添加的蛋羹样品差异很大，这可能是由于香菜籽、陈皮、紫洋葱三者间发生一系列化学反应从而形成一个风味丰富度更高的体系有关，同时，这一发现也与感官评价的结果一致。

图8 全部鸡蛋液制品样品的最邻近分析图Fig. 8 Nearest neighborhood analysis diagram of all liquid egg product samples

为了进一步确定加入香辛料后蛋液制品的风味体系变化机制，是由于二者接触后各自风味的简单叠加还是由于蛋液加入香辛料后发生了一系列复杂的化学反应从而风味体系发生本质变化所致。利用GC-IMS内置的IMS数据库和NIST数据库依据各挥发性物质的迁移时间和保留时间，计算其保留指数，进行整体挥发性风味物质识别，结果见表6[30]。同时利用Gallery Plot插件分析各样品中挥发性有机物的存在情况和含量差异，结果见图9。由于相关的数据库还在完善，因此部分挥发性物质未能识别。

表6 全样品二维谱图中可识别挥发性物质定性结果Table 6 Qualitative results of identifiable volatile substances in the two-dimensional GC-IMS spectra

续表6

如图9所示，为了更加清晰地看出加入香辛料前后蛋液制品的风味物质变化，用红色框表示加入香辛料后的蛋液制品中响应信号明显减少或消失的风味物质群，用绿色框表示响应信号明显增加的风味物质群。红框中辛醛、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样品中含量很高，加入香辛料后这些挥发性物质含量明显减少，而这些物质中有很多风味都令人不太愉悦，如：3-甲基丁醛和2-己酮都具有令人不愉悦的刺激性风味；2-甲基丁醛具有令人窒息的特殊辛辣味；3-辛醇具有一种难闻的辛辣脂肪味；己醛具有一种生的油脂味。

图9 鸡蛋羹样品的挥发性物质Gallery Plot图Fig. 9 Gallery plot of volatile substances in steamed egg custard samples

绿框中的异戊酸、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、苯甲醛等物质在未添加任何香辛料之前，蛋羹样品中基本不存在，加入香辛料后含量明显增加。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、苯甲醛等物质主要由于3种香辛料复配添加新生成。加入香辛料后的蛋液制品中有机酸类和酯类物质对风味体系具有很大的影响，而这些物质中绝大多数都具有优良的风味，如：3-甲基戊酸具有类似青草的香气；醋酸正丙酯具有轻微果实香味，低浓度时呈现类似梨般的香气；乙酸乙酯具有明显的果香味特征；2,3-戊二酮具有甜白脱、奶油、焦糖香气，并带有坚果底香；乙酸异戊酯有较强的果实香味，似梨、香蕉、苹果等香味；甲基乙酰甲醇呈牛奶香气。

总体来讲，未添加任何香辛料的样品挥发性物质组成中令人不愉悦的醛类物质比较多，而醛类物质的阈值较小，在蛋液制品中对风味有重要贡献[31-32]，加入香辛料后以3-甲基丁醛、戊醛为代表的物质明显减少，并伴随大量新生成的具有优良风味的有机酸类、酯类等物质。

因此，可以推断出香辛料对蛋液制品风味提升的机制并不是简单的香辛料中低阈值风味物质的掩盖或香辛料和蛋液各自风味体系的叠加，而是二者接触后蛋液制品中原有不良风味物质的减少或消失和新的优良风味物质的形成。

2.6 色差分析结果

对利用上述的香辛料添加方案制备的蛋羹进行色差分析，以筛选出既可以提升蛋液制品风味又不会明显改变蛋液制品色泽的香辛料添加方案，结果如表7所示。

表7 色差分析结果Table 7 Color parameters of steamed egg custard samples

由表7、图10可知，加入香辛料的蛋羹样品亮度值和色度值不同程度地向负半轴偏移，即颜色会略微变暗，红绿渐变轴向绿色偏移，黄蓝渐变轴向蓝色偏移，整体颜色有一些下降。具体来看，1-7与1-20样品的色度值均与CK有显著差异，并且整体差异很大，1-52样品的各色泽指标与CK同样具有显著差异，其中值和值差距较大，值差异相对较小。其他几组样品的各色泽指标虽与CK具有不同程度的显著差异，但综合差异较小或从感官角度差异在可接受范围，因此通过感官评价和色差分析最终确定提升蛋液制品风味的香辛料添加方案：单一添加0.15%香菜籽、0.2%陈皮，复配添加0.025%陈皮+0.075%紫洋葱、0.05%香菜籽+0.025%陈皮+0.075%紫洋葱。

图10 加入不同香辛料配方的鸡蛋羹色泽图Fig. 10 Appearance of steamed egg custard added with different spices

3 结 论

通过单因素试验，确定对蛋液制品风味提升效果较好的香辛料品种为小茴香、香菜籽、陈皮、肉蔻和紫洋葱。将它们单一使用时，其在蛋液中的最佳添加量分别为0.15%、0.15%、0.2%、0.2%和0.25%。通过两两复配实验和正交试验，确定了对蛋液制品风味提升效果最好的香辛料复配方案为两两复配时向蛋液中添加0.025%陈皮+0.075%紫洋葱，或3种香辛料复配时向蛋液中添加0.05%香菜籽+0.025%陈皮+0.075%紫洋葱。

通过GC-IMS技术分析得：未添加任何香辛料的蛋液制品挥发性物质组成中醛类物质比较多，加入香辛料后以3-甲基丁醛、戊醛为代表的醛类物质明显减少，并伴随大量新生成的有机酸类、酯类等物质的产生。因此，推测挥发性成分的上述变化是蛋液制品中加入香辛料后风味得到显著提升的主要原因。

通过对以上方案进行色差分析得到，向蛋液中单一加入0.15%小茴香、0.2%肉蔻以及0.25%紫洋葱时，对其制品的色泽影响较大，其余几组方案影响相对较小或从色泽的感官评价角度变化不显著。即向蛋液中单一添加0.15%香菜籽、0.2%陈皮或复配添加0.025%陈皮+0.075%紫洋葱、0.05%香菜籽+0.025%陈皮+0.075%紫洋葱时不仅对蛋液制品风味具有明显提升效果，同时也不会对蛋液制品的色泽产生明显影响。

本研究以鸡蛋液制品为主要对象，研究不同香辛料添加方案对其风味的提升效果，并对优选结果进行色差分析验证，从而为提升蛋液制品风味提供一种新的应用型方案。