高相對分子質量水溶性大豆多糖對雞蛋涂膜保鮮效果的影響

王伏超，李軍國，谷 旭，牛力斌，李 俊*

(中國農業科學院飼料研究所，北京 100081)

豆渣中水溶性大豆多糖的提取，關鍵是將豆渣中的蛋白質和脂肪脫去以得到水溶性半纖維素組成的酸性糖分[1]。本實驗采用了弱酸高溫熱提取法從豆渣中提取粗水溶性大豆多糖[2]，提取率達到了35%，然后采用超濾技術[3]，對其進行純化并且制得高相對分子質量的多糖。水溶性大豆多糖的結構類似于果膠，具有良好的成膜性、抑菌性及乳化性[4]。其作為一種優良的雞蛋涂膜保鮮劑已有報道[5]，但對其保鮮機理的分析還未有報道。本實驗擬制備高相對分子質量的水溶性大豆多糖，研究其對雞蛋保鮮起作用的成分。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆渣 北京豆豆廚食品有限公司；產后24h內鮮雞蛋 北京市留民營新世紀養雞場；海藻酸鈉 青島明月海藻集團有限公司；山梨酸鉀 浙江省余姚市王龍集團有限公司；不同相對分子質量水溶性大豆多糖為自制，制備步驟如下：

1.2 儀器與設備

pH計 賽默飛世爾科技公司；LDX-30KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫療器械廠；FA25高剪切分散乳化機 上海弗魯克流體機械制造有限公司；RE-6000旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；CR-22G冷凍離心機 日本Hitachi公司；掃描電子顯微鏡(SEM) 北京市理化分析測試中心；游標卡尺 無錫量具有限公司；電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；磁力攪拌器 常州國華電器有限公司；高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；玻璃平板、超濾裝置 自制。

1.3 方法

1.3.1 不同種類雞蛋涂膜保鮮液的制備

取一定量的不同相對分子質量水溶性大豆多糖，分別溶于0.5g/100mL海藻酸鈉水溶液，添加0.6g的山梨酸鉀，磁力攪拌至完全溶解，制成L-M、H-M和SSPS 3種涂膜保鮮液，保鮮液均呈透明微黃色。

1.3.2 雞蛋涂膜保鮮試驗

選取表面光滑、無裂紋、無糞便污染的、質量在55～70g范圍間的24h內的鮮雞蛋進行涂膜保鮮試驗。試驗設計5個組，CK1(未做任何處理的原始態雞蛋)、CK2(0.5g海藻酸鈉、0.6g山梨酸鉀)、L-M、H-M和SSPS。雞蛋經蒸餾水清洗后分別浸入不同的涂膜液中30s，取出自然晾干。隨機選取了350枚雞蛋，分組、編號、稱質量，于室溫貯藏。每5d，從每組雞蛋中隨機挑選10枚，對其理化指標進行測定。

1.4 掃描電鏡分析

為了篩選適宜的涂膜保鮮劑及研究保鮮機理，采用掃描電鏡對雞蛋殼的表面微觀結構進行研究與分析。首先，將蛋殼進行選取、固定、噴金等前處理之后，通過不同放大倍數的觀察，得到能夠分析蛋殼表面結構的掃描電鏡圖。

1.5 理化指標

1.5.1 質量損失率(weight loss rate，WLR)

雞蛋在貯藏前后質量損失的百分比，用電子天平(精確至0.001g)稱質量。按照下列公式計算質量損失率：

式中：m2是貯藏后雞蛋的質量/g；m1是雞蛋的初始質量/g。

1.5.2 哈氏單位(Hough unit，HU)

通過測定雞蛋質量及濃厚蛋白的高度，按照下列公式計算哈氏單位：

式中：H為濃厚蛋白高度/mm；G為雞蛋質量/g。一般的評價基準：HU≥72為AA 級，7l～55為A級，54～3l 為B級，30以下為C級[6]。

1.5.3 蛋黃指數(yolk index，YI)

沿橫向磕破蛋殼，注意不要破壞蛋白和蛋黃的完整性，將蛋內容物全部流入玻璃平板上，用游標卡尺測量蛋黃高度和直徑，按照下列公式計算蛋黃指數：

式中：H為蛋黃高度/mm；d為蛋黃直徑/mm。新鮮雞蛋的蛋黃指數在0.401～0.442之間，合格蛋的蛋黃指數在0.3以上，當蛋黃指數低于0.25時，蛋黃膜則極易破裂，出現散黃現象[7]。

1.6 數理統計

用Microsoft Excel做數據的初步處理及繪圖工作。用STATISTIC 6.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 電鏡掃描圖

圖 1 蛋殼表面結構Fig.1 Surface structure of egg shell

圖1為貯藏第5天時，各涂膜組雞蛋蛋殼表面的結構圖。通過掃描電鏡的觀察，可以發現蛋殼上有許多(1～10μm左右)不規則的細微縫隙使得整個蛋殼呈“龜裂狀”，這些細微縫隙就是雞蛋自身進行呼吸代謝和各類微生物出入的通道，即人們通常所說的“氣孔”。可見，氣孔并不是針眼樣的圓孔，而是由這些不規則的細微縫隙所構成[8]。

圖1a為CK1組雞蛋蛋殼表面結構圖，可以看到有很多的裂縫，圖1b為CK2涂膜組的蛋殼表面，其裂縫的大小與個數比CK1組小、少一些，但與之相差無幾。圖1c、1d、1e為不同涂膜組蛋殼表面結構圖，可見，H-M涂膜組的蛋殼表面光滑且無明顯的裂縫，而L-M涂膜組的蛋殼表面比較粗糙且有一些明顯的細微裂縫，SSPS涂膜組蛋殼表面相對光滑、裂紋也不明顯。因此，可以推斷高相對分子質量水溶性大豆多糖這種物質能夠封鎖蛋殼上的細微縫隙，阻止外界微生物侵入蛋內，同時能夠維持雞蛋自身的代謝活動，延緩其變化，從而達到貯存保鮮的效果。這也與后續試驗結果相吻合。

2.2 雞蛋質量損失率的變化

圖 2 不同處理對雞蛋質量損失率的影響Fig.2 Effects of different treatments on weight-losing rate of eggs

不同處理組雞蛋質量損失率測定結果見圖2。由于蛋殼表面大量氣孔的存在，密度約為20個/25μm2，因此雞蛋在貯藏過程中，隨著時間的推移蛋內的水蒸氣、CO2等通過氣孔不斷逸出[9-13]，造成雞蛋質量地不斷下降。從圖2可以看出，質量損失率隨著雞蛋貯藏時間的延長而不斷升高。然而H-M和SSPS涂膜組與CKI、CK2和L-M三組之間存在顯著性差異(P＜0.05)，證明各涂膜組在一定程度上達到了防止雞蛋質量損失的效果。那是因為雞蛋涂膜后，蛋殼上的氣孔被堵塞，減少了蛋內水分的蒸發，從而降低了質量損失率。在貯藏后期，達到30d時，各組質量損失率差值變得更加明顯，H-M和SSPS涂膜組的質量損失率顯著低于其他組，分別為6.31%和6.68%，而CK1則高達8.73%。不同涂膜組對雞蛋質量損失率影響的強弱程度為：H-M＞SSPS＞L-M＞CK2＞CK1。

2.3 雞蛋哈氏單位的變化

圖 3 不同處理對哈氏單位的影響Fig.3 Effects of different treatments on Haugh Unit of eggs

哈氏單位是衡量雞蛋質量優劣的重要指標之一，它與雞蛋的濃蛋白高度和雞蛋的質量有關[14]。由圖3可知，新鮮雞蛋的濃蛋白含量占全蛋的50%～60%。在貯藏期間，雞蛋的濃蛋白逐漸變成稀蛋白，哈氏單位不斷減少，雞蛋新鮮程度也隨之下降，并且濃蛋白的減少會降低溶菌酶的殺菌作用，使得雞蛋的耐貯性大大降低[15]。雞蛋涂膜后，蛋內酶的活性被抑制，蛋白質水解進程被減緩，從而減弱了雞蛋哈氏單位的下降[16]。從圖3可以看出，各處理組雞蛋的哈氏單位隨著貯藏時間的延長而不斷下降，但是各組下降的程度不同。并且H-M和SSPS涂膜組與CKI、CK2和L-M三組之間存在顯著性差異(P＜0.05)。在貯藏的第30天，H-M和SSPS涂膜組的雞蛋仍為A級，而其他組均已降為C級。不同涂膜組對雞蛋哈氏單位影響的強弱程度為：H-M＞SSPS＞L-M＞CK1＞CK2。

2.4 雞蛋蛋黃指數的變化

圖 4 不同處理對雞蛋蛋黃指數的影響Fig.4 Effects of different treatments on yolk index

蛋黃指數能夠反應蛋黃膜的強度，是衡量雞蛋新鮮程度的常規指標之一。由圖4可知，蛋黃膜是一層半透性膜，其彈性的變化與蛋內酶、貯藏溫度有密切的關系[17]。雞蛋在貯藏期間蛋黃逐漸變稀的原因有兩方面，一是蛋白內的水分通過蛋黃膜向蛋黃擴散所致；二是蛋黃膜彈性降低，導致蛋黃變稀、體積增大，蛋黃指數逐漸減小[18]。從圖4可以看出，各處理組雞蛋的蛋黃指數隨著貯藏時間的延長而不斷減小。H-M和SSPS涂膜組雞蛋蛋黃指數下降的比較緩慢，并且與其他3組有顯著性差異(P＜0.05)。到貯藏后期，第30天時蛋黃指數仍在0.25以上。這是因為雞蛋涂膜后會減少蛋內水分蒸發、CO2逸出及蛋外O2、微生物等向蛋內滲透[19]，抑制了蛋內酶的活性，削弱了酶對蛋黃膜的破壞作用，從而減緩了蛋黃指數的減小速度。不同涂膜組對雞蛋哈氏單位影響的強弱程度為：H-M＞SSPS＞CK2＞L-M＞CK1。

3 討論與結論

本實驗利用豆渣為原料，制備高相對分子質量水溶性大豆多糖。以不同相對分子質量水溶性大豆多糖為基質制備不同的涂膜保鮮液，由于其黏度低，因此添加了一定量的海藻酸鈉改善其黏性，在允許添加量的范圍內添加了適量的山梨酸鉀作為抑菌劑。對雞蛋進行室溫條件下貯藏實驗。通過掃描電鏡對不同處理組蛋殼表面細微結構的觀察可知，高相對分子質量水溶性大豆多糖對蛋殼表面起到了很好的封閉作用，并且通過對雞蛋質量損失率、哈氏單位和蛋黃指數的測定也很好地證實了高相對分子質量水溶性大豆多糖具有有效延長雞蛋貨架期的作用，室溫下貯藏30d時，雞蛋品質仍為A級，并且在一定程度上增強了蛋殼的光澤度和硬度，因此，具有十分廣闊的應用前景。

[1] ASPINALL G O, COTTRELL I W. Lemon-peel pectin. Ⅱ. Isolation of homogeneous pectins and examination of some associated polysaccharides[J]. Canadian Journal of Chemistry, 1970, 48(23)： 1283-1289.

[2] 張曉華, 任晨剛, 郭順堂, 等. 可溶性大豆多糖的提取工藝及其應用研究[J]. 大豆科學, 2006, 25(1)： 28-30.

[3] 何江川, 韓永萍. 超濾膜分離法在多糖分離提取中的應用[J]. 食用菌, 2005(1)： 5-7.

[4] 譚永輝, 王文生, 秦玉昌, 等. 豆渣中水溶性大豆多糖的提取與應用[J]. 大豆科學, 2008, 27(1)： 150-153.

[5] 李寧, 李俊, 秦玉昌, 等. 水溶性大豆多糖對雞蛋涂膜保鮮的影響[J]. 食品科學, 2009, 30(20)： 447-451.

[6] 李曉東. 蛋品科學與技術[M]. 北京： 化學工業出版社, 2005： 39.

[7] 寧欣. 禽蛋的分級、檢測與包裝[J]. 中國家禽, 2004, 12(26)： 56-60.

[8] 王麟榮, 張雪薇. 關于雞蛋殼微觀結構的研究與初探[J]. 山西食品工業, 1996(3)： 27-29.

[9] STADELMAN W J, COTTERILL O J. Egg science and technology[M]. New York： the Haworth Press Inc, 1995.

[10] PADRON M N. Salmonella typhimurium penetration through the eggshells of hatching eggs[J]. Avian Disease, 1990, 34(2)： 463-468.

[11] ANA C A, ALOISO J A. Internal quality of eggs coated with whey protein concentrate[J]. Science and Agriculture, 2004, 61(52)： 276-280.

[12] 劉美玉, 司偉達, 崔建云, 等. 室溫下不同可食性涂膜劑對雞蛋保鮮效果的影響[C]//第十屆中國蛋品科技大會論文集. 邯鄲： 中國畜產加工研究會, 2011： 271-275.

[13] FUNK E M. The relation of the yolk index determined in natural position to the yolk index as determined after separating the yolk form albumen[J]. Poultry Science, 1948, 27(18)： 367.

[14] KIM S Y, NO H K. PRIYAWIWATKUL W. Effect of molecular weight, type of chitosan, and chitosan solution pH on the shelf-life and quality of coated eggs[J]. Journal of Food Science, 2007, 7(1)： 44-48.

[15] NAKAMURA A, FURUTA H, MAEDA H, et al. Structural studies by stepwise enzymatic degradation of the main backbone of soybean soluble polysaccharides consisting of galacturonan[J]. Bioscience Biotechnology Biochemistry, 2002, 66(5)： 155-1158.

[16] 陳文亮, 洪伯鏗. 烏雞蛋涂膜保鮮的研究[J]. 食品工業科技, 2002, 23(10)： l23-125.

[17] VANGNAI T, WONGS-AREE C, NIMITKEATKAL H, et al. Quality maintaining of ‘Daw’ longan using chitosan coating[J]. Acta Horticulturae, 2006, 712(2)： 599-604.

[18] 賓冬梅, 馬美湖, 婁愛華, 等. 皮蛋涂膜保鮮劑的研究[J]. 食品工業科技, 2007, 28(5)： 457-463.

[19] 張權. 禽蛋儲藏保鮮諸法[J]. 四川畜禽, 1993(4)： 38-38.