皮蛋腌制液循环利用工艺与设备研究进展_陈孝雄.pdf

2023年第45卷第2期China Poultry Vol.45，No.2.2023文献综述文献综述摘要：皮蛋是具有中华民族饮食文化典型特征的传统食品，随着皮蛋加工量的不断扩大，皮蛋腌制液也越来越多。皮蛋腌制液的循环利用能减少对环境的污染，更能降低皮蛋的生产成本，提升经济效益，还能促进行业的转型升级。文章在详细介绍皮蛋腌制液循环利用、循环腌制过程中腌制液成分变化基础上，综述了皮蛋腌制液循环利用工艺与设备研究进展，并对皮蛋腌制液循环利用的发展方向提出了建议。关键词：皮蛋；腌制液；循环利用；工艺中图分类号：TS253.9文献标识码：A文章编号：1004-6364（2023）02-89-06Research Progress on Recycling Process and Equipment of PreservedEgg Pickling SolutionCHEN Xiaoxiong1,2,MA Meihu1*,MA Lulu3,HU Gan1,WU Yan1,LI Shugang3（1.National Research and Development Center for Egg Processing,College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan,Hubei 430070；2.Agricultural Product Quality and Safety Service Center,Yiling District,Yichang City,Yichang,Hubei 443100；3.College of Food and Biological Engineering,Hefei University of Technology,Hefei,Anhui 230009）Abstract:Preserved egg is a traditional food with typical characteristics of Chinese food culture.As the amount of processed preserved eggs increases,more and more pickling solution are produced.The recycling of preserved eggs pickling solutioncan significantly reduce environmental pollution,reduce the production cost of preserved eggs,improve economic benefits,andpromote the transformation and upgrading of the industry.Based on the detailed introduction of the recycling of preserved eggspickling solution and the changes on the composition of the pickling solution in the process of recycling pickling,the article reviews the recycling process and equipment of preserved eggs pickling liquid and makes suggestions on the development directionof the recycling of preserved eggs pickling solution.Key words:preserved eggs;pickling solution;recycling;craft收稿日期：2022-05-06；修回日期：2022-08-26基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-40-K24）作者简介：陈孝雄(1998-)，男，硕士研究生，研究方向为蛋品加工与技术，E-mail：*通讯作者：马美湖(1957-)，男，博士，教授，主要从事为蛋品加工与技术研究，E-mail：doi：10.16372/j.issn.1004-6364.2023.02.015皮蛋腌制液循环利用工艺与设备研究进展皮蛋腌制液循环利用工艺与设备研究进展陈孝雄1，2，马美湖1*，马璐璐3，胡敢1，吴燕1，李述刚3（1.华中农业大学食品科学技术学院，国家蛋品加工技术研发分中心，湖北武汉430070；2.宜昌市夷陵区农产品质量安全服务中心，湖北宜昌443100；3.合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽合肥230009）-892023年第45卷第2期China Poultry Vol.45，No.2.2023皮蛋是具有中华民族饮食文化典型特征的传统食品，加工生产量越来越大。目前，工业生产皮蛋一般采用氢氧化钠浸泡法 1，腌制液中的氢氧化钠会使腌制液具有强碱性和腐蚀性，红茶会使腌制液呈黑红色，其中硫酸铜等辅料价格也较高。从环境效益和经济效益来看，皮蛋腌制液的循环利用可以减少排放，减少环境污染，更能降低皮蛋的生产成本，提升经济效益，还能促进行业的转型升级。因此对皮蛋腌制液的再加工与循环利用的研究十分重要。本文对皮蛋腌制液循环利用的核心工艺和设备进行综述，为实现皮蛋腌制液的资源化利用、降低企业生产成本、保护生态环境提供理论依据。1皮蛋腌制及其腌制液循环利用近年来我国皮蛋市场规模逐年增长，约有20%的鲜鸭蛋被加工成皮蛋，据相关报道，目前我国年产鸭蛋总量为400万450万吨2-4，按450万吨计算，皮蛋年产量约有90万吨，因此需要配制大量的腌制液，年腌制液量高达108万吨。常用的腌制方法为氢氧化钠浸泡法，将红茶煮沸后，冷却过滤，向滤液中加入氢氧化钠、氯化钠、硫酸铜、硫酸锌等，充分搅拌均匀后得到皮蛋腌制液；然后将鸭蛋放入腌制液中，在2025 腌制35 d左右5。市面上的皮蛋加工企业众多，每年制造的腌制液不仅量大，而且分散。在经济方面，年产量为1亿个皮蛋的厂家，腌制剂的成本在150万元以上，如果不进行循环利用，会浪费大量的原辅料，对资源的利用率极低。在环境方面，针对大量的皮蛋腌制液，其处理过程也会耗时耗力，若处理不当，会对生态环境造成潜在危害，皮蛋腌制液的强碱性和高盐性会造成土壤盐碱化严重6，植物生长受阻7，也会造成水生生物大量死亡8，同时其高色度和腐蚀性也会影响生活环境和生态环境。实现皮蛋腌制液的循环利用，不仅可以提高皮蛋腌制液的资源化利用，还能保护生态环境，同时也降低了企业生产的经济成本。从环境和经济两方面来看，皮蛋腌制液的循环利用非常重要，符合我国绿色发展、循环发展的理念。皮蛋腌制液的循环利用多出现在清料法加工皮蛋的工艺中，在较早的研究中，往往是针对一种或者两种原料进行补料后再利用 9，这种方式的补料精准度不高。为了提高皮蛋腌制液的利用率，宾冬梅等 10 对使用过的腌制液进行多种辅料的直接补充，建立了腌制液回笼再利用的方法，从而降低了42%的成本，提高了产品的利润，该方法简单，对回笼料腌制和新腌制液腌制的皮蛋进行品质对比后发现无明显差异。但是该方法没有对腌制废液进行前处理，腌制液再利用后，各种杂质会逐渐累积，限制了循环利用的次数。近十年来，有关皮蛋腌制液循环利用的研究极少，但仍有一些新型研究，如将皮蛋废液的pH值调至7左右后，加入煤质粉末活性炭，在一定温度下脱色60 min后，再进行检测补料，以此实现循环利用 11。2循环腌制过程中腌制液成分变化2.1碱浓度皮蛋腌制液的碱浓度变化反映了 NaOH 向蛋内的渗透速度，初期腌制液碱浓度下降较快，后期趋于稳定，总体呈下降趋势12。在循环利用的过程中，腌制液的碱浓度始终处于动态变化中，随循环次数的增加而降低，经过补料后又增高。2.2金属元素含量金属离子的存在，对蛋的腌制有利有弊。若金属离子含量过多，则可能会导致重金含量超标；金属离子含量过少，可能会导致碱渗透过快而引起皮蛋“碱伤”。在规模化养殖场中，鸭粪中铅含量高达13.24 mg/kg，砷含量高达10.13 mg/kg，铬含量高达9.34 mg/kg 13-14。在腌制过程中，少量鸭粪可能随鸭蛋浸泡在腌制液中，随着循环利用次数的增多，金属离子的累积也逐渐增多，其中累积最高的有害重金属离子可能是铅，其次是砷和铬。因此，在原料蛋的验收阶段严格把关，能够有效抑制金属离子在皮蛋腌制液循环利用过程中的累积增加。2.3微生物含量一般的高盐腌制液中会存在一些易大量繁殖的耐盐菌等有害菌群，产生一些有机代谢物，这也进一步加速了化学需氧量（COD）和氨氮等危害因子的增加。但是，皮蛋腌制液是强碱性环境，pH值在1314范围内，无论是盐碱菌还是其它菌种，可能都无法正常生长繁殖15。因为此环境下的高pH值和足够长的腌制期足以杀死蛋壳表面的常见微生物和致病微生物，如大肠杆菌、沙门氏菌等16。因此，在腌制液循环利用过程中，微生物含量并无变化。文献综述文献综述-902023年第45卷第2期China Poultry Vol.45，No.2.20232.4可溶性蛋白质含量在腌制过程中，可能会出现裂纹蛋、“爆蛋”等17，蛋壳的破损、蛋清蛋白的渗出都会影响腌制液的质量，可溶性蛋白质随着腌制液循环使用的次数逐渐积累。蛋黄、蛋白胶体等杂质的累积最终会引起腌制液的发臭、沉积、产生淤泥等。2.5浊度和化学需氧量腌制液使用后出现浑浊现象的原因主要有：一是新鲜鸭蛋蛋壳表面外源带入的大颗粒污染物以及腌制过程中部分破损蛋可直接导致浊度上升，二是腌制过程微生物利用污染物产生的部分有机代谢物也可导致浊度上升。腌制液化学需氧量（COD）急剧上升的原因可能是新鲜鸭蛋表面带有一些有机污染物，或者是在腌制过程中出现破损蛋、坏蛋的现象，导致腌制液使用后有机污染物等还原性物质升高。在皮蛋腌制的过程中，腌制液的浊度显著上升，COD也急剧上升，随着循环利用次数的增加，积累效应明显。2.6多酚类物质茶叶中的茶多酚等多酚物质对皮蛋腌制起着重要的作用。茶多酚的生物学功能包括抗氧化、调节脂代谢、促进肠道健康和提高免疫力。在腌制液中除了使蛋白凝固和变色等反应外，还能增加腌制液中钙离子和铜离子浓度10。多酚结构能对游离的过量铁离子和细胞内的钙离子发生络合作用，抑制黄嘌呤氧化酶的生成，还能与铜离子进行络合反应18。随着循环利用的次数增多，多酚类物质可能会逐渐减少。3腌制液循环利用主要工艺3.1工艺设计皮蛋腌制液循环利用工艺流程见图1。滤渣处理腌液回收粗滤精滤杀菌检测计算配制原液补料浓度测定校正皮蛋腌制图1皮蛋腌制液循环利用工艺流程3.2腌液回收在鸭蛋加工废水中，第一步回收先初步除去鸭蛋壳上携带的污渍、腌制过程中破碎蛋或坏蛋等。一般采用自然沉淀法，首先对使用过的腌制液进行自然沉降，可以除去大部分沉淀物和悬浮物，然后取其上清液待用。自然沉降时间确定：根据在腌制液液面下20 cm处取适量废水，以10 min为间隔时间，测定其在490 nm处吸光度，以透光率为指标，优化沉降时间 19。工业中的初级处理是格栅、水力筛、调节池、沉淀池等 20。皮蛋腌制液具有强碱性和腐蚀性，在保证安全的情况下，将腌制液统一储存，余液可储存在原先腌蛋的容器中，并标明日期、质量等内容。既避免了转移液体的步骤，也能通过静置沉淀除去部分沉淀物，但储存时间不宜过长，避免发臭，应及时进行下一步处理。3.3过滤3.3.1沉淀过滤沉淀过滤是将沉淀剂加入废水中，使其与杂质相互反应，待沉淀完全后从中分离出沉淀物的方法。但是常用金属硫化物的颗粒半径很小，在水中容易发生团聚和凝胶现象21。3.3.2吸附吸附法是利用吸附剂将废水中的杂质吸附到吸附剂的表面，再通过沉淀下去，从而达到去除污染物的目的。吸附处理法不仅受吸附材料类型影响，还受吸附温度、时间、酸碱度等因素影响。吴少林等22研究发现，采用聚合氯化铝和粉