超高壓對鴨蛋蛋液殺菌及物性影響

孫漢巨，丁 琦，張 冰，陳 哲，石 娟

(合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

超高壓對鴨蛋蛋液殺菌及物性影響

孫漢巨，丁 琦，張 冰，陳 哲，石 娟

(合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

研究超高壓處理對鴨蛋蛋液的殺菌、物性和保藏期的影響。鴨蛋蛋液在100～600MPa，分別處理5～20min后，測定其細(xì)菌總數(shù)、起泡性、白度及蛋白質(zhì)變性率的變化，進(jìn)一步將超高壓殺菌后的蛋液在室溫(23±2)℃條件下貯藏，觀察細(xì)菌總數(shù)的變化情況。結(jié)果表明：在500MPa的條件下處理20min后，細(xì)菌的致死率達(dá)到99.99%；此外，隨著超高壓壓力和保壓時間的延長，該蛋液的起泡性和白度逐漸減小，蛋白質(zhì)的變性率增大；經(jīng)400、500、600MPa殺菌20min或500、600MPa殺菌15min后，鴨蛋蛋液可以在室溫下保存3周。

鴨蛋全蛋液；超高壓；殺菌；物性；保藏期

鴨蛋是第二大重要的蛋品，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、磷脂和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。鴨蛋卵黃中卵磷脂的含量高于雞蛋，而膽固醇的含量僅為雞蛋的2/3[1]，礦物質(zhì)總量遠(yuǎn)勝雞蛋，尤其鐵、鈣含量極為豐富[2]，而且還含有一定量的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸[3]，可以增強(qiáng)記憶力并且對心腦血管疾病有一定預(yù)防作用。

傳統(tǒng)的熱力殺菌會降低蛋品的營養(yǎng)價值，影響感官質(zhì)量，改變其物性，不滿足多樣性的現(xiàn)代蛋品需求[4]。國內(nèi)外有不少學(xué)者對液態(tài)蛋品進(jìn)行了冷殺菌方面的研究。黃小波等[5]研究了鈷輻射與液態(tài)蛋全蛋液殺菌的關(guān)系，輻照劑量為0.4～0.6kGy時，具有很好的殺菌作用，且蛋白不變性，蛋液顏色與未輻照蛋液相比變化甚微。周媛等[6]對高壓脈沖電場對全蛋液殺菌做了相關(guān)研究，在脈沖電場強(qiáng)度為17.8kV/cm、脈沖寬度2μs、每秒400個脈沖、流速25mL/min時，能夠達(dá)到相對較好的殺菌效果。

作為冷殺菌的一種高新技術(shù)——超高壓技術(shù)不僅能殺滅微生物，而且可以有效的保持食品的風(fēng)味及營養(yǎng)成分，并對食品的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響[7]。目前，食品的超高壓殺菌得到深入研究。Lee等[8]研究發(fā)現(xiàn)在蛋液中添加10mg/L的乳酸鏈球菌素，在300MPa的壓力下，5℃處理200s，可以使李斯特菌的菌落總數(shù)從107CFU/mL下降到102CFU/mL。Ponce等[9]研究了乳酸鏈球菌素與超高壓結(jié)合對蛋液中大腸桿菌的殺滅作用，在400MPa下保壓20min，且添加5mg/L的乳酸鏈球菌素共同作用，可使蛋液在4℃下，保存1個月。夏遠(yuǎn)景等[10]研究了液態(tài)雞蛋的超高壓殺菌效果，發(fā)現(xiàn)殺菌壓力為440MPa、保壓20min后，細(xì)菌致死率可以達(dá)到99.9%。本實驗擬通過超高壓對鴨蛋蛋液的處理，研究其對鴨蛋蛋液的殺菌效果、物性和貯藏時間的影響，為該蛋品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鴨蛋購于安徽省合肥市周谷堆農(nóng)貿(mào)市場。

牛肉膏、蛋白胨、營養(yǎng)瓊脂為生化試劑；氯化鈉、氫氧化鈉等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UHPF-750MPa超高壓設(shè)備 包頭科發(fā)新型技術(shù)食品機(jī)械有限公司；YXQ.SG41.280B電熱蒸汽滅菌鍋 上海醫(yī)用核子儀器廠；SW-CJ-1F單人雙面凈化操作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司；DHP-9162電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；WB-2000IXA全自動色差計 北京康光儀器有限公司；DZ-280/2SD封口機(jī) 香港康寶家電有限公司；FB-2000紫外分光光度計 上海青華科技儀器有限公司。

1.3 方法

選擇新鮮的鴨蛋，將去除蛋殼的鴨蛋放入無菌的組織搗碎機(jī)中，1000r/min混合1min，使蛋液均勻不分層。先將耐壓包裝袋放入無菌操作臺內(nèi)，在紫外線下殺菌10min。然后，將蛋液分裝至包裝袋中，去除袋內(nèi)空氣，封口。

將裝袋好的蛋液置于殺菌釜中，分別在1 0 0～600MPa下，殺菌5～20min。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 細(xì)菌總數(shù)的測定

參照GB/T 4789.2—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》。

1.4.2 細(xì)菌致死率的測定

樣品經(jīng)超高壓處理后，細(xì)菌的致死率按式(1)計算。

式中：D為未經(jīng)超高壓處理的樣品的菌落數(shù)；E為經(jīng)超高壓處理的樣品的菌落數(shù)。

1.4.3 白度的測定[11]

采用色差計測定蛋液樣品的色差，每個樣重復(fù)6次，取平均值。白度值(W)按式(2)計算。

式中：L*為亮度；a*為正值表示偏紅，負(fù)值表示偏黃；b*為正值表示偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)。

1.4.4 蛋白質(zhì)的變性率[12]

將蛋液用雙蒸水稀釋1000倍后，用紫外分光光度計在波長595nm處測定吸光度。蛋白質(zhì)變性率按式(3)計算。

式中：A0為對照樣蛋液的吸光度；An為超高壓殺菌處理后蛋液的吸光度。

1.4.5 起泡性的測定[13]

取100mL蛋液放入組織搗碎機(jī)中，以10000r/min 的轉(zhuǎn)速恒速攪拌1min后，迅速倒入250mL量筒，以泡沫體積計為起泡性。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓壓力對液態(tài)鴨蛋中細(xì)菌致死率的影響

圖1 超高壓壓力對液態(tài)鴨蛋中細(xì)菌致死率的影響Fig.1 Effects of sterilizing pressure on bacteria lethality rate in whole duck-egg liquid

在制備新鮮鴨蛋蛋液時，雖然對環(huán)境、材料和器具進(jìn)行了嚴(yán)格消毒，但是鴨蛋液中的菌落總數(shù)仍達(dá)1.07×105CFU/mL。如圖1所示，隨超高壓壓力的增加蛋液中細(xì)菌的致死率快速提高。當(dāng)壓力達(dá)到400MPa時，細(xì)菌的致死率達(dá)到98.97%；之后，雖然壓力逐漸增加，但細(xì)菌的致死率增加較為緩慢；當(dāng)壓力達(dá)到500MPa時，細(xì)菌的致死率達(dá)到了99.99%(細(xì)菌總數(shù)只有80CFU/mL)。夏遠(yuǎn)景等[10]對雞蛋全蛋液進(jìn)行超高壓處理，在440MPa的壓力下處理20min，細(xì)菌的致死率達(dá)到了99.90%，與本實驗的研究結(jié)果基本一致。在400MPa以上超高壓壓力能夠殺死鴨蛋蛋液中90%以上的細(xì)菌，但可能因芽孢耐高溫、高壓等極端環(huán)境，不容易致死，在該操作壓力范圍內(nèi)，不能完全殺死該蛋液中所有細(xì)菌。

2.2 超高壓對鴨蛋蛋液白度的影響

白度是食品感官品質(zhì)的重要指標(biāo)，白度越高，反映樣品顏色越好，越易被接受。由圖2可以看出，在相同的作用時間內(nèi)，隨著超高壓壓力的增加，鴨蛋蛋液的白度總體呈現(xiàn)下降的趨勢。另一方面，在相同的壓力下，隨著作用時間的延長，該蛋液的白度逐漸下降。與對照組相比，在100MPa下，處理5min，鴨蛋蛋液的白度基本保持不變；然而，隨著操作時間的進(jìn)一步延長，白度逐漸下降。當(dāng)壓力提高到200～400MPa時，僅僅經(jīng)過5min的超高壓處理，蛋液的白度迅速下降；之后，隨著操作時間的延長，蛋液的白度呈緩慢下降趨勢。該現(xiàn)象可能是短時間高壓處理，使蛋白質(zhì)的膠束分散，粒度較小，增加了蛋液的透光性，使蛋液的亮度減小，從而使白度降低。然而，當(dāng)壓力超過500MPa，操作時間超過5min，蛋液的白度下降較為顯著。該現(xiàn)象可能是由于鴨蛋液經(jīng)過超高壓處理，蛋液中的某些物質(zhì)活性基團(tuán)如巰基等暴露在空氣中，發(fā)生氧化褐變，使鴨蛋液的白度下降。

圖2 超高壓壓力和作用時間對鴨蛋蛋液白度的影響Fig.2 Effects of different pressure and time on whiteness of whole duck-egg liquid

2.3 超高壓對鴨蛋蛋液蛋白質(zhì)變性的影響

圖3 超高壓對鴨蛋蛋液蛋白質(zhì)變性的影響Fig.3 Effects of sterilizing pressure and time on denaturation of duckegg protein

從圖3可以看出，在100MPa條件下，蛋白質(zhì)的變性率較低。操作時間在15min內(nèi)，蛋白質(zhì)的變性率低于6%；當(dāng)操作時間延長至20min時，蛋白質(zhì)的變性率快速上升到19.8%。當(dāng)壓力上升至200MPa時，操作時間在15min內(nèi)，蛋白質(zhì)變性率迅速上升至32.7%；之后，隨著壓力的進(jìn)一步提高，蛋白質(zhì)的變性率逐漸增加。當(dāng)壓力達(dá)500MPa后，蛋白質(zhì)的變性率增加較為緩慢，從500MPa條件下的41.9%上升至600MPa條件下的44.1%。當(dāng)壓力大于200MPa時，蛋白質(zhì)的變性率幾乎維持一個恒定的數(shù)值，幾乎不隨時間的延長而進(jìn)一步提高。該現(xiàn)象可能是在較高的超高壓條件下，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)在瞬間發(fā)生改變，一些活性基團(tuán)如巰基暴露在空氣中，快速遭受氧氣的氧化而破壞。Lee等[14]研究也表明，在保持溫度不變的情況下增加壓力，蛋白質(zhì)的凝結(jié)速率會加快。李志義等[15]也指出，在100～200MPa的壓力下，蛋白質(zhì)的變性是可逆的，超過300MPa后，出現(xiàn)不可逆變性, 即蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)遭到破壞，顯現(xiàn)出沉淀、凝固、凝膠化等“熟化”特征。因為超高壓對蛋白質(zhì)3級和4級結(jié)構(gòu)的破壞，使其原始結(jié)構(gòu)伸展，從而使其變性。

2.4 超高壓對鴨蛋蛋液起泡性的影響

圖4 超高壓壓力和作用時間對蛋液起泡性的影響Fig.4 Effects of sterilizing pressure and time on foamability of whole duck-egg liquid

起泡性是蛋白質(zhì)分子的表面性質(zhì)之一，蛋清蛋白質(zhì)分子具有典型的兩親性質(zhì)。在攪打過程中，其水分散體系的蛋清蛋白重疊分子部分得以伸展，捕捉并滯留空氣，形成泡沫[16]。在不同超高壓壓力和保壓時間下，鴨蛋蛋液的起泡性如圖4所示。很顯然，隨著壓力的增加和操作時間的延長，鴨蛋蛋液的起泡性逐漸下降，尤其是在500～600MPa下，鴨蛋蛋液的起泡性急劇降低。該現(xiàn)象可能是隨著超高壓壓力和保壓時間的延長，蛋白質(zhì)因變性而凝集析出，使其起泡能力開始降低。但是，當(dāng)壓力超過500MPa時，隨著保壓時間的延長，受蛋白質(zhì)變性率增加導(dǎo)致凝結(jié)量增大的影響，鴨蛋蛋液的起泡性逐漸趨于平穩(wěn)。

2.5 超高壓處理對鴨蛋蛋液保藏時間的影響

圖5 菌落總數(shù)對數(shù)值隨保藏時間的變化Fig.5 Change in total viable count of whole duck-egg liquid with the extension of storage time

從圖5可以看出，一方面在相同的保壓時間內(nèi)，隨著操作壓力的增大，鴨蛋蛋液的保藏時間得以延長。另一方面在相同的操作壓力下，隨著殺菌時間的延長，更多的菌落被致死，以致該蛋液的保藏期得以延長。經(jīng)過超高壓處理后的鴨蛋蛋液在室溫下放置1周后，細(xì)菌總數(shù)都在105CFU/mL以下，尤其是經(jīng)過500MPa以上超高壓殺菌的蛋液，其細(xì)菌總數(shù)基本保持在103CFU/mL以下，表明操作壓力越大，對微生物活菌及芽孢的致死作用越明顯，可以有效抑制未來一周鴨蛋蛋液中活菌數(shù)的增加。貯藏2周后，各組中菌落總數(shù)都有上升趨勢，雖然各組之間差別不明顯，但經(jīng)較高壓力和長時間處理的蛋液中的菌落總數(shù)仍較少。3周后，各組中菌落總數(shù)都大幅度上升，除400、500、600MPa殺菌20min及500、600MPa殺菌15min五組樣品外，其余各組中菌落總數(shù)均超過國家標(biāo)準(zhǔn)106CFU/mL(GB2749—2003《蛋制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中冰蛋黃、冰蛋白微生物菌落總數(shù)指標(biāo))。未經(jīng)過超高壓處理的蛋液(對照組)，第1周后即變質(zhì)，菌落總數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 論

本實驗研究了超高壓壓力及保壓時間對鴨蛋蛋液的殺菌、物性和保藏時間的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過500MPa、20min處理，細(xì)菌的致死率達(dá)到99.99%。且隨著超高壓壓力增加和保壓時間的延長，鴨蛋蛋液起泡性和白度都逐漸減小，蛋白質(zhì)的變性率逐漸增大。500、600MPa處理的鴨蛋蛋液，蛋液白度隨著壓力增大和時間的延長繼續(xù)減小，蛋白質(zhì)變性率較400MPa、20min時有所增加，蛋液起泡性較小。在400、500、600MPa殺菌20min及500、600MPa殺菌15min的超高壓條件下，殺菌后的鴨蛋蛋液在室溫下可以保存3周。

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Effect of Ultra-high Pressure on Sterilization and Physical Properties of Whole Duck Egg Liquid

SUN Han-ju，DING Qi，ZHANG Bing，CHEN Zhe，SHI Juan
(School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

In this study, the effects of ultra-high pressure on sterilization, physical properties and storage life of duck-egg liquid were investigated. The determination of total bacteria count, foamability, whiteness and protein denaturation rate of duck-egg liquid was carried out after treatment 5－20 min at a pressure level between 100 MPa and 600 MPa. Change in total bacteria count of duck-egg liquid was also measured during storage at room temperature. The results indicated that bacteria lethality rate was 99.99% after 20 min of 500 MPa treatment. The whiteness and foamability of duck-egg liquid decreased with increasing pressure and time, but the denaturation rate increased. After treatment for 20 min at 400, 500, or 600 MPa or for 15 min at 500,or 600 MPa, the shelf life of duck-egg liquid at room temperature would be three weeks.

whole duck-egg liquid；ultra-high pressure；sterilization；physical property；storage period

TS253.4

A

1002-6630(2011)03-0023-04

2010-09-27

安徽省2008年科技專項項目(08010302085)

孫漢巨(1966—)，男，副教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。E-mail：sunhanjv@163.com