以不同泉質加熱對蛋凝結之影響 Effect on coagulation of egg by heating in hot springs 學 生：陳秋貴 班 別：溫泉一碩 座 號：G0126001 指導教授:歐陽宇老師

目錄: 一、研究背景和動機…………………2-5 二、研究目的…………………………6-7 三、研究流程…………………………8-10 四、初步文獻回顧……………………11-39 五、預期使用材料及方法…………….40-60

一、研究背景和動機 由於溫泉蛋與溏心蛋商品在市面上定義混淆不清 溫泉業者表示溫泉區水煮溫泉蛋的品質不穩定 透過殼蛋以不同泉質和加熱溫度對蛋黃、蛋白變性凝固機制及物性和升溫曲線變化取得加熱條件以作為業者參考 以官能品評來評定不同泉質溫泉蛋的差異性

市售溫泉蛋 溏心蛋與溫泉蛋市面上商品混淆不清

市售(溫泉蛋)商品加工 溏心蛋(soft—boiled)經去殼浸泡調味滷汁36小時冰鎮入味 儲藏溫度:冷藏0-7℃中 包裝:雙層複材 PA(NY)/LLDPE

二、研究目的: 定出溫泉蛋、溏心蛋的加熱條件 不同泉質對含殼蛋升溫、保溫、降溫熱傳條件 不同泉質對蛋成品物性(彈性、穿破度)影響 不同泉質對蛋成品品評影響：外觀、氣味 口感、吞嚥滑順感、食用後接受度

溏心蛋與溫泉蛋製作原理探討 溫度變化對蛋白變性凝固機制(文獻) ：凝固溫度範圍24℃ 溫度變化對蛋黃變性凝固機制(文獻) ：凝固溫度範圍6℃ 56℃黏度上升 58℃白濁 62℃果凍化 80℃完全凝固 溫度變化對蛋黃變性凝固機制(文獻) ：凝固溫度範圍6℃ 64℃黏度增加 70℃完全凝固 溏心蛋(溫度控制90℃以上，高溫短時間加熱)：蛋白凝固而蛋黃尚未凝固 溫泉蛋(溫度控制70℃左右，低溫長時間加熱)：蛋黃凝固而蛋白尚未凝固

三、研究流程 備註: 藍色為x自變項 紅色為y依變項

採用四種泉質對蛋加熱之影響 泉源 泉質 龜丹一 鹼性碳酸氫鹽泉 龜丹二 弱鹼含鈉—碳酸氫鹽泉 北投 酸性—硫磺泉(青磺) 瑞穗 含鐵性—氯化物碳酸鹽泉

四、初步文獻回顧 ㆒1 、影響水煮蛋品質之因素Irmiter et al.(1970)指出， 高品質水煮蛋需符合 （1）煮蛋時無蛋殼破裂 （2）易剝殼，無蛋白附著於蛋殼㆖ （3）蛋黃偏心小，表面無明顯的暗綠色硫化亞鐵（FeS）生成。 影響水煮蛋剝殼難易及品質標準的因素 包括蛋殼強度和品質、蛋白 pH 值、未煮前蛋的溫度、 加熱媒介物及溫度、加熱時間等（雷等，1994）。

2、Reinke et al.（1973） 利用人工方式將濃厚蛋白稀薄化、改變蛋白黏度、調整蛋白 pH 值、將新鮮與陳舊蛋之內容物互換，發現內容物只要是陳舊蛋或蛋白 pH 值高於8.7，剝殼性都較佳 將蛋貯存在 10％ NaOH 溶液中1 天若將初產下之蛋放在含 NH4OH之密室中 10 分鐘後，使 pH 值達 8.7 則易剝殼

3 、加熱條件與剝殼難易(張勝善1992) 加熱條件 去殼性 75 ℃ 80 ℃ 85 ℃ 90 ℃ 95 ℃ 100℃ 30分 20分 10分 5 分 1 分 難 中 易

4 、 YuhChun Su et al.（1999）指出 鮮蛋以3%氫氧化鈉水溶液浸泡17小時處理，可明顯提高蛋白pH值，使蛋水煮後易於剝殼。 加熱與冷卻方法中以直立式蒸煮(16分鐘)及冰水冷卻(10分鐘)組，其水煮蛋蛋黃表面形成暗綠色澤最少。 在滷蛋貯存部分，以加有滷汁之熱封包裝再經65℃，30分鐘後殺菌有較低的總生菌數、厭氣菌數與VBN值，同時配合低溫貯存(4℃)可明顯延長貯存期限。

5、 Hsiu-Fang Chien(2005) 傳統茶葉蛋品質之改進結果顯示，以加壓蒸煮（121℃,10 min） 風味較佳，蛋黃質地較柔軟，蛋白較褐色。 使用加壓滷煮者所需時間短有包裝的茶葉蛋，保存期限較長。其中，一般熱封包裝與真空包裝組在第 4 週時才腐敗。

6、 Zheng, Wei Zhi(1994)雞蛋蛋白高溫加熱凝集現象之研究: 凝結的粒子會隨酸鹼值的增加(Ph5.8~10)而減少，這是由於在鹼性範圍時蛋白質分子間排斥力增加的緣故。相反地，當降低酸鹼值或添加陽離子時，由於排斥力的減少，因此加速了凝集粒子的形成。 Ma與Holme(1982)認為分子間靜電吸引力的平衡為蛋白質凝集的條件之一。 Shimada與Matsushita(1980a)也指出，增加分子表面上之淨正電荷或淨負電荷會使分子間之斥力增大而抑制蛋白質分子之熱凝聚(thermocoagulation)。

7、(Ma與Holme ，1982) 影響蛋白成膠或凝聚物形成的因素有，溫度、酸鹼值、加熱條件、濃度等

8、(Schmidt，1981) 加熱可以使蛋白質變性展開有助於雙硫鍵的形成與疏水鍵的交互作用，酸鹼度可以影響蛋白質之表面電荷、較高或較低的酸鹼值可以增加表面的斥力，抑制蛋白質的凝集、而每一個蛋白質都有一個成膠最低濃度。以上因子會彼此互相的作用，而對膠形成不同的影響。

9、熱凝固、酸鹹凝膠、冷凍凝膠 1、熱凝固 (P116~123) 蛋白加熱，球狀分子展開，疏水性氨基酸暴露，形成分子間結合，水分子包在分子間，加上氫鍵、離子鍵、雙硫鍵而凝固

熱凝固 蛋白加熱，球狀分子展開，疏水性氨基酸暴露，形成分子間結合，水分子包在分子間，加上氫鍵、離子鍵、雙硫鍵而凝固

蛋白分子種類多，變性溫度不同，60℃開始黏稠化，80℃以上才失去流動性 蛋黃65℃開始失去流動性，70℃迅速凝固   溫泉蛋(蛋白軟、蛋黃硬)製法：70℃、30min 黃金蛋(蛋白硬、蛋黃軟)製法：100℃、5min，迅速冷卻

影響熱凝固因素： 1、溫度---溫度高凝度快、強度高 2、稀釋---凝固溫度升高、強度減弱 蛋白稀釋1/3，凝固溫度升為76℃ 蛋黃稀釋1/3，凝固溫度升為87℃ 3、加鹽---適量食鹽有助凝固。故水煮蛋加鹽煮易剝殼 食鹽>6%，凝固硬度減少30%。如鹹蛋白

4、加糖---凝固溫度升高，凝固較柔軟 5、pH---於蛋白等電時較易凝固 蛋白pH3.4時加熱呈乳濁、糊狀凝固 (酸凝膠pH2.2) pH>9凝固溫度驟升 pH10.8加熱呈半透明、洋菜狀凝固、 (鹼凝膠pH12) Q醉蛋

6、金屬離子---可增加蛋白熱安定性，如Al+3、Fe+2 7、酵素分解(不新鮮)---糊狀凝固 8、氨基乙醯化---正電減少pI降低，凝固溫度升高

2、鹼凝膠---蛋白pH達12時，分子呈多數負電，相斥而展開。分子間重新排列，形成離子鍵與氫鍵而凝膠 如pH太高 (Lys側基pK10.8、Arg側基pK12.5)，正電太少，負電太強而相斥，離子鍵破壞，凝膠破壞成液狀 缺點：鹼液(pH13)中cystine不安定，脫硫後形成去氫丙胺酸(dehydroalanine)，進而與Lys的胺基結合形成lysinoalanine，不能被消化，對鼠腎傷害，人腎無。

皮蛋 鹼凝膠，pH 12.6最佳。 蛋殼裂縫或浸泡過度，pH超過，負電太多，相斥而液化。或原本凝膠，夏天溫度高而液化。 正電多價金屬離子如鉛、鋁、鐵、銅、鋅等，有助形成分子間鍵結而安定之

熟成時，含硫胺基酸分解產生H2S，卵伴蛋白不再能抓鐵，與來自蛋黃之鐵形成淡褐色之硫化亞鐵。如加鉛等重金屬，則顏色更深。 來自草木灰等之磷酸鹽，溶解度低。水分蒸發後於蛋白表面形成松花狀之結晶，稱為松花皮蛋

酸凝膠(pH≦2.2)---原理同鹼凝膠，但分子為正電相斥 槽蛋製作：蛋浸於4%醋酸、8%食鹽、酒槽，含4%酒精中。約需8週，蛋殼溶解僅存蛋殼膜。蛋白凝膠，蛋黃如鹹蛋黃。

3、冷凍凝膠 蛋黃冷凍後再解凍，蛋黃黏度大增，呈半固體。為不可逆。 -6℃以下產生冷凍凝膠 -20℃比-10℃膠化速度快 液態氮則不凝膠

LDL黏度增加50倍，濁度增加7.5倍 HDL黏度不變 機械攪拌降低冷凍凝膠之黏度。全蛋攪拌後冷凍則黏度不變。 鹽、糖可防止冷凍凝膠。 蛋白分解酵素可抑制凝膠作用。

蛋白 冷凍/解凍： 濃厚蛋白由58%減為27% 稀蛋白由42%增為73% 冷凍-15℃、6個月 起泡性不變 泡沫安定性不變 製成蛋糕之組織、香味無差異

冷凍 生/熟蛋特性： 生蛋冷凍：蛋黃變性、蛋白不變性 水煮蛋冷凍：蛋黃不變性、蛋白變性 水煮蛋白之冷凍變性，乃因蛋白所含之水冷凍游離，致使其組織呈多層或海棉構造。

防止煮熟蛋白之冷凍變性： 1、急速冷凍 2、生蛋白加糖類，0.5%澱粉、食用膠，或乳化劑等，易吸水、防凍之物，然後再加熱。

蛋白蛋黃凝固特性: 通常蛋白在62℃開始變性，65℃無法流動，約80 ℃完全凝固成塊。 蛋黃的變性溫度較高，蛋黃在65℃開始變性，70℃失去流動性，但不會馬上凝固，需一段時間。 一般布丁(custard)就是利用蛋的凝固特性。

何謂溫泉蛋？ 溫泉蛋吸引人之處就在於它的蛋黃是剛剛凝固，而蛋白就像豆花般滑嫩，跟我們平時吃的水煮蛋相比較，蛋白比蛋黃熟的情況正好相反。

如何將雞蛋煮到外生內熟溫泉蛋呢? 利用蛋白和蛋黃的凝固點不同。 蛋黃熟的溫度大概是70度 蛋白熟的溫度大概是80度，利用這個溫差，便可營造出將雞蛋泡在70~75度的水裡面半小時的環境，而製造出溫泉蛋的效果。

溫泉蛋 溫泉蛋吸引人之處就在於它的蛋黃是剛剛凝固且實心固體帶有Q度，而蛋白就像豆花般滑嫩。 食用方法打開蛋殼蛋＋柴魚醬油和葱花 也可打開蛋殼一飲而盡溫泉蛋口感滑嫩。

水煮蛋 3分鐘=蛋白軟、蛋黃生 5分鐘=蛋白熟、蛋黃生 7分鐘=蛋白熟、蛋黃半生 10分鐘=蛋白熟、蛋黃熟、全熟 由於蛋黃在中間傳熱較慢，因此還是比較慢熟 資料來源 「化學」的快樂讀本，藤丸卓哉著，益智工房 http://a-chien.blogspot.com/2004/10/blog-post_20.html

五、預期使用材料及方法 (1)儀器材料: 電磁爐加熱設備 熱電偶溫度計和記錄裝置 物性量測儀:測彈性、穿破度(單位g) 採用同一批號同一農場蛋，平均重約60克

五、預期使用材料及方法 (2)方法: 1.以小電鑽鑽洞放置熱電偶溫度計蛋白T1:5㎝，蛋黃T2:2.5㎝加熱升溫曲線 2.不同泉質對蛋成品品評影響：外觀、氣味 口感、吞嚥滑順感、食用後接受度 3.物性量測儀:測彈性、穿破度(單位g)

以小電鑽取洞

放置熱電偶溫度計蛋白T1:5㎝、 蛋黃T2:2.5㎝升溫加熱曲線 固定距離以熱溶膠封口

電磁爐加熱 記錄裝置

物性量測實驗

熱電偶溫度計蛋白T1:5㎝ 、蛋黃T2:2.5㎝

物性量測儀 LFRA TEXTURE ANALYZER TA－1000組織分析儀

溫泉蛋預備實驗成果 75℃10分鐘才能凝膠 測出物性值

六、預備實驗及初步結果: 1.蛋於蒸餾水中經不同加熱溫度基礎試驗 六、預備實驗及初步結果: 1.蛋於蒸餾水中經不同加熱溫度基礎試驗 egg11DW(蒸餾水煮到沸騰30分鐘) egg12hotspring(煮到75℃衡溫30分鐘) egg13hard—boiled(煮到95℃衡溫5分鐘)

egg11DW(蒸餾水煮到沸騰30分)

已加熱曲線3次回歸方程做模擬，如下式： Y=ax3 + bx2 + cx + d 加熱曲線斜率方程式 Y’=3ax2 +2bx + c 加熱曲線斜率變化率方程式 Y’’=6ax + 2b Y’’=0; 加熱曲線3次回歸方程為反曲點 　x = -b/3a

蒸餾水煮到沸騰30分 y1 = -2 X 10-7 x3 + 0.0002x2 + 0.0444x + 22.61 a = -2 X 10-7 b = 0.0002 X = –b/3a = -0.0002/3(-2 X 10-7) = 0.33 x 103 =330(點) y= 58℃(對應蛋白)

y2= -4 X 10-7 x3 + 0.0005x2 - 0.0932x + 29.499 a = -4 X 10-7 b = 0.0005 X = –b/3a = -0.0005/3(-4 X 10-7) = 0.42 x 103 =420(點) y2= 68℃(對應蛋黃)

egg12hotspring(煮到75℃衡溫30分)

egg13soft boiled(煮到95℃衡溫5分)

六、預備實驗及初步結果: 2.不同泉質對蛋成品品評影響：外觀、氣味 口感、吞嚥滑順感、食用後接受度 六、預備實驗及初步結果: 2.不同泉質對蛋成品品評影響：外觀、氣味 口感、吞嚥滑順感、食用後接受度 不同溫泉泉質之水煮溫泉蛋的官能品評說明：尺規左側表示品評結果很差(0)，並透過無尺規方式，漸增至尺規右側，並表示品評結果很棒(10)。請您依編號將品評直覺結果，在無刻度尺規上，以筆劃直線標註您個人之品評感受。

初步品評結果: 北投青磺因泉質偏酸，煮蛋過程腐蝕蛋外層色素，造成蛋殼色素脫落斑駁；以蒸餾水比較具有顯著性差異 北投青磺也因泉質偏酸，煮蛋過程中；蛋白比較起來較堅硬；固化性較佳 依口感來說碳酸溫泉蛋風味佳

北投青磺因泉質偏酸，煮蛋過程腐蝕蛋外層色素，造成蛋殼色素脫落斑駁；以蒸餾水比較具有顯著性差異

不同泉質對蛋成品品評

七、溫泉蛋的未來研究方向: 訂定不同泉質蛋的升溫、保溫、降溫曲線之基礎研究。 定立一套煮溫泉蛋標準作業流程: 設計煮蛋固定架籃子；使用多少蛋、多少水、溫度和時間的多寡設定標準。 溫泉蛋的品評和物性之間的關連性 設計易剝蛋的溫泉蛋加熱技術 溫泉蛋的商品化包裝設計