高靜壓加工對新鮮蛋液微生物及品質的影響

白 潔，陶國琴，彭義交，李玉美，劉麗莎，呂曉蓮，田 旭，郭 宏,*

（1.北京食品科學研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集團有限責任公司，北京 100053）

高靜壓加工對新鮮蛋液微生物及品質的影響

白 潔1，陶國琴1，彭義交1，李玉美1，劉麗莎1，呂曉蓮2，田 旭1，郭 宏1,*

（1.北京食品科學研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集團有限責任公司，北京 100053）

研究在不同處理壓力和時間條件下，高靜壓對新鮮全蛋液微生物（細菌總數、大腸菌群）、色澤、乳化特性（乳化活力、乳化穩定指數）及起泡特性（起泡性、泡沫穩定性）的影響。結果表明：200 MPa處理10 min，全蛋液微生物指標已符合國家標準；相比空白組，400 MPa處理10 min，全蛋液乳化活力及乳化穩定性顯著增加，300 MPa處理20 min及400 MPa處理10 min全蛋液起泡性較好，而400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min可使全蛋液顏色更鮮亮。綜上，適當的高靜壓處理可使全蛋液達到有效殺菌且改善其品質的目的。

高靜壓；新鮮；蛋液；微生物；品質

雞蛋營養豐富，含有蛋白質、脂肪、維生素、卵磷脂、礦物質等多種營養成分，其中蛋白質的氨基酸組成與人體蛋白質組成最為接近，具有降血壓、軟化血管、協調內分泌、養心安神、養血安胎、延年益壽等功能，被譽為“理想的營養庫”。雞蛋全蛋液是新鮮雞蛋經系列加工處理后制得的蛋液產品[1]，有效解決了鮮蛋易碎、難貯藏運輸及食用不方便等問題，應用前景廣闊。

傳統蛋液主要采用巴氏殺菌，但蛋液屬熱敏性原料，蛋白質極易受熱變性，傳統熱力殺菌會降低蛋品的營養價值，影響其感官質量，改變其物性[2]。高靜壓（high hydrostatic pressure，HHP）處理是近20多年來發展起來的一種冷殺菌技術，它是利用對液體介質加壓的物理過程，使食品中的酶失活、蛋白質變性、淀粉糊化及微生物滅活[3]。由于高靜壓處理僅作用于食品成分的共價鍵，對非共價鍵沒有影響，因此，高靜壓處理的食品具有營養損失少、殺菌效果好和口感風味佳等特點，并能延長保存期[4]。Lee等[5]研究了Nisin與高壓結合、超聲波與高壓結合對全蛋液李斯特菌致死的規律，認為適當地添加Nisin對李斯特菌的致死效果顯著優于單獨高壓處理。Silvia等[6]通過研究溫壓結合處理對蛋液李斯特菌、沙門氏菌的致死效果及對蛋液黏度的影響，試圖評價超高壓代替熱殺菌的可能性，認為蛋液中添加20 g/L的檸檬酸三乙酯，經52 ℃處理3.5 min后再進行超高壓處理（300 MPa處理3 min），其殺菌效果與71 ℃處理1.5 min相同，且蛋液的黏度等品質更接近新鮮蛋液。Plancken等[7]研究表明經熱和超高壓處理的蛋清蛋白液的起泡性更加穩定，不易破裂。我國高靜壓技術起步相對較晚，研究領域主要為果蔬、肉制品及海產品，在蛋制品加工方面的應用較少，且多集中在高壓改性蛋白液、蛋黃粉等方面，缺乏高靜壓對鮮蛋全蛋液品質方面的研究，關于雞蛋易染的大腸桿菌研究也較少。本實驗研究了高靜壓處理雞蛋全蛋液微生物及品質指標的影響，主要包括大腸菌群、色澤、起泡性、泡沫穩定性、乳化活力及乳化穩定指數等，為開發非熱加工蛋液技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

雞蛋 市售。

1.2 儀器與設備

HPP. L2-800/2高靜壓設備 天津市華泰森淼生物工程技術有限公司；LDZX-40SBⅡ立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫療器械廠；UV3300-PC紫外-可見分光光度計 美譜達儀器廠；SW-lJ-1FD超凈臺 蘇州尚田潔凈技術有限公司；HJ-5電動攪拌器、FS-1可調高速勻漿機 江蘇金壇榮華儀器制造有限公司；Color Munki校色儀 美國X-rite有限公司。

1.3 方法

1.3.1 全蛋液的制備

新鮮雞蛋打蛋去殼，在無菌室用無菌電動攪拌器500 r/min攪拌均勻，蛋液分裝至無菌耐壓包裝袋，去除袋內空氣后封口。

1.3.2 全蛋液高靜壓處理

高靜壓設備有效容積2 L，最大壓力800 MPa，溫度升高2～3 ℃/100 MPa，解壓時間15 s，保壓過程中最大壓差不超過10 MPa，腔內水溫25 ℃。在200、300、400、500 MPa條件下分別保壓5、10、15、20 min。處理后樣品置于4 ℃保藏，24 h內抽樣檢測。

1.3.3 微生物指標測定

微生物指標測定參照GB 4789.2—2010《菌落總數測定》、GB 4789.3—2010《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》。

1.3.4 色差分析[8]

采用Color Munki photo測定樣品色差，重復3 次，取平均值。其中：L*表示樣品亮度；a*＞0表示樣品顏色偏紅，a*＜0 表示樣品顏色偏綠；b*＞0表示樣品顏色偏黃，b*＜0 表示樣品顏色偏藍。ΔE值表示色差變化，ΔE在0～0.5表示顏色沒有變化，0.5～1.5顏色變化不顯著，1.5～3.0顏色變化稍微顯著，3.0～6.0顏色變化明顯，計算公式如下。

式中：L*為處理樣品亮度值；L0*為對照樣品亮度值；a*為處理樣品紅度值；a0*為對照樣品紅度值；b*為處理樣品黃度值；b0*為對照樣品黃度值。

1.3.5 乳化活力及乳化穩定性的測定[9-10]

參照Tang Chuanhe等[9]的方法并略作改進，用去離子水將全蛋液稀釋到蛋白質質量濃度為5 g/L，取樣品24 mL，加入16 mL大豆油，混合后用高速攪拌器（10 000 r/min）分散1 min，乳化后立刻從底部吸取樣品液 100 μL，加入到10 mL 質量分數0.1%的 十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS） 溶液中，記錄500 nm波長處的吸光度，以相同的SDS溶液做參比液，乳化活力用0 min的吸光度（A0）表示。經過5 min 后從底部取100 μL乳狀液，測定吸光度（A5），乳化穩定性用乳化穩定指數（emulsion stability index，ESI）表示，按公式（2）計算。

式中：?t為時間間隔/min，此處為5 min；?A為A0與A5的差值。

1.3.6 起泡性及泡沫穩定性的測定[11-12]

參照Hammershoj等[11]的方法，并進行改進，用去離子水稀釋全蛋液至其質量濃度為50 g/L，取100 mL稀釋液，用電動攪拌器以1 000 r/min 的轉速分散2 min，記錄攪打停止時泡沫體積V1，將攪打后樣品靜止放置20 min，測定其泡沫體積數V2，重復3 次，取平均值。分別按照公式（3）、（4）計算起泡性和泡沫穩定性。

1.4 數據分析

本實驗所得數據采用Excel、SPSS 18.0進行處理分析，并采用ANOVA進行差異顯著性分析，當P＜0.05時表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 高靜壓處理對全蛋液菌落總數的影響

由圖1可知，與空白組相比，同一處理時間，蛋液菌落總數隨著處理壓力的增加逐漸下降。新鮮蛋液的初始菌落總數為（5.03±0.11）（lg（CFU/mL）），分別經200 MPa和300 MPa 處理10 min，蛋液菌落總數下降2 （lg（CFU/mL）），此時蛋液菌落總數已符合GB 2749—2003《蛋制品衛生標準》；400 MPa處理5 min蛋液菌落總數迅速下降至（0.54±0.09）（lg（CFU/mL））。同一壓力下，隨著處理時間延長，蛋液菌落總數不斷降低，400 MPa處理15 min蛋液菌落總數為未檢出，500 MPa 處理5 min可達同樣的殺菌效果。孫漢巨等[13]也發現隨著超高壓壓力增加，鴨蛋液中細菌的致死率快速提高，400 MPa處理鴨蛋液，細菌致死率達到98.97%，說明超高壓對全蛋液具有良好的滅菌效果。關于高靜壓滅菌的原理有兩種觀點，一種認為壓力作用抑制了酶的活性和DNA等遺傳物質的復制，使微生物致死[14]；另一種認為高壓破壞了微生物的細胞膜和細胞壁，使胞內物質流失，導致微生物死亡[15]。

圖1 不同壓力條件下全蛋液菌落總數隨處理時間的變化Fig.1 Effect of treatment time on the inactivation of TAB in liquid whole eggs at various HHP levels

2.2 高靜壓處理對全蛋液大腸菌群的影響

圖2 不同壓力條件下全蛋液大腸菌群隨高靜壓處理時間的變化Fig.2 Effect of on treatment time on the inactivation of coliform microfl ora in liquid whole eggs at various HHP levels

由圖2可知，全蛋液中大腸菌群數量遠低于細菌總數，空白組中大腸菌群為（1.97±0.07）（lg（CFU/mL）），200 MPa處理5 min，全蛋液中大腸菌群數即未檢出，這說明大腸菌群對壓力的敏感性很強。

2.3 高靜壓處理對全蛋液顏色的影響

色澤是反映食品外觀品質的重要指標之一，高靜壓處理對全蛋液顏色指標的影響如表1所示，與空白組相比，200、300 MPa處理5～20 min及400 MPa處理5 min時，高靜壓對全蛋液影響的ΔE值在0～1.5之間，表明壓力較低時對全蛋液顏色無顯著差異。400 MPa處理10～20 min及500 MPa處理5～20 min，ΔE值在1.5～6之間，表明高靜壓處理對全蛋液色澤影響顯著，并且這種變化主要歸因于全蛋液L*與b*值的變化，其中400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min，全蛋液L*值顯著大于空白組樣品，即亮度增加。400、500 MPa處理15～20 min全蛋液b*值顯著下降，說明高靜壓處理后全蛋液黃色逐漸變淡。400、500 MPa處理20 min全蛋液a*值顯著增加，說明蛋液發生褐變。全蛋液的顏色主要受脂溶性色素的影響，高靜壓處理可以破壞蛋液細胞結構，使更多的類胡蘿卜素溶出，從而改善了樣品的亮度。隨著處理壓力增大及作用時間延長，全蛋液被氧化褐變且隨著蛋白質變性程度變大，全蛋液產生部分白色凝膠，因而亮度逐漸下降，黃色變淡[16-17]。

表1 高靜壓處理對全蛋液顏色的影響Table 1 Effect of HHP on color of liquid whole eggs

2.4 高靜壓處理對全蛋液乳化性質的影響

圖3 不同壓力條件下全蛋液乳化活力隨處理時間的變化Fig.3 Effect of treatment time on emulsifying activity of liquid whole eggs at various HHP levels

由圖3可知，相比空白組，200 MPa處理5～20 min，乳化活力變化不顯著，其他壓力處理后，蛋液乳化活力顯著增加。同一壓力處理，蛋液乳化活力隨作用時間不同變化顯著，其中300、400 MPa處理后隨時間延長乳化活力先增大后降低，400 MPa處理10 min乳化活力值達0.88，500 MPa處理蛋液乳化活力隨處理時間延長逐漸降低。同一時間處理，隨著壓力增大乳化活力呈現先增大后降低趨勢，這與黃群等[18]研究結果相似，并認為是由于壓力作用使蛋白質分子展開，親水基團增多，蛋白質溶解度增加，更多的蛋白質容易吸附到油水界面上并展開，親水性增加，同時蛋白質分子內部的疏水基暴露，親油性增加，兩者達到平衡，乳化活力提高。隨著處理壓力進一步增大和作用時間進一步延長，乳化活力降低可能是蛋白質結構破壞程度加劇，表面疏水性減少，油水界面所吸附的蛋白降低所致。

圖4 不同壓力條件下全蛋液乳化穩定性隨高靜壓處理時間的變化Fig.4 Effect of treatment time on emulsion stability index of liquid whole eggs at various HPP levels

由圖4可知，與空白組相比，200、300 MPa處理后蛋液乳化穩定性變化不顯著，400、500 MPa處理后蛋液乳化穩定性顯著增加，且隨著作用時間延長呈現先增加后降低的趨勢，400 MPa處理10 min乳化穩定指數達到最大，由10.65上升為15.42。乳化穩定性的改善可能是低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、脫輔基蛋白展開的結果，蛋白質的展開會使分子的柔韌性變強，從而能更快更有效地吸附在油水界面，卵黃蛋白也起著積極的吸附作用。此外，隨著處理壓力過高，蛋液黏度變大，黏度的升高會抑制乳狀液分層，從而使測定數值偏大[19]。隨處理條件的增強乳化穩定性逐漸降低，這可能是因為高壓使蛋白質重新聚合，導致分子流動性降低[20]。

2.5 高靜壓處理對全蛋液起泡性質的影響

圖5 不同壓力條件下全蛋液起泡性隨處理時間的變化Fig.5 Effect of treatment time on foaming capacity of liquid whole eggs at various HPP levels

起泡性是蛋白質分子表面性質的主要表現形式之一，蛋白質經過強烈攪拌后，蛋白膜將混入的空氣包圍起來形成泡沫。由圖5可知，與空白組相比，全蛋液起泡性隨壓力增長呈現先增加后降低趨勢，200 MPa處理后，全蛋液起泡性無顯著變化；300、400 MPa處理后，全蛋液起泡性顯著增加，其中300 MPa處理20 min全蛋液起泡性達到最高為96.67%，400 MPa處理10 min起泡性為94.44%；500 MPa處理后全蛋液起泡性隨作用時間延長顯著降低，其中處理20 min起泡性下降了12.44%。蛋液起泡性的變化可能是因為高靜壓處理使蛋清中不同組分的蛋白質（卵清蛋白、卵黏蛋白等）得到很好的接觸，各組分能更好地相互作用，促進了泡沫的形成，提升了蛋液起泡力[7,19]，也有人認為高壓處理使蛋白質中隱藏的疏水性基團暴露，從而以更快的吸附速率聚合更多蛋白，改善了蛋白起泡性，但當超過一定范圍后，隨著蛋白質大量聚合，則會使起泡性降低[20]。此外，蛋黃的存在也會影響蛋液的起泡性[21]。

圖6 不同壓力條件下全蛋液泡沫穩定性隨處理時間的變化Fig.6 Effect of treatment time on foam stability of liquid whole eggs at various HPP levels

由圖6可知，相比空白組，隨作用時間延長和處理壓力的增大，全蛋液泡沫穩定性顯著增加，其中以500 MPa處理20 min泡沫穩定性最佳。泡沫穩定性的增加可能是因為高靜壓處理改善了全蛋液的黏度，蛋白體系黏度的增加使泡沫變得更加厚實和堅固，從而增強了泡沫穩定性。通常泡沫穩定性與起泡性變化會不一致，這主要是因為起泡性取決于蛋白質分子的快速擴散、對界面張力的降低等性質，而泡沫穩定性是由蛋白質溶液的流變學性質決定，如蛋白質的濃度、膜的厚度等[22]。

3 結 論

本實驗發現，200 MPa處理10 min全蛋液的微生物指標已符合GB 2749—2003要求。相比空白組，400、500 MPa處理全蛋液乳化活力及乳化穩定指數顯著提高，且400 MPa處理10 min蛋液乳化活力及乳化穩定性最好；經高靜壓處理后，全蛋液起泡性顯著提高，且隨壓力增加呈現先增加后減小趨勢，其中300 MPa處理20 min最佳，400 MPa處理10 min次之，而泡沫穩定性隨處理壓力增加顯著增大，500 MPa處理20 min最佳；就總體顏色而言，較低壓力處理蛋液的顏色與新鮮蛋液無顯著差異，400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min可顯著改善蛋液亮度，從而使蛋液顏色更鮮亮。綜上，適當的超高壓處理可使全蛋液達到有效殺菌且改善其品質的目的。

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Effect of High Hydrostatic Pressure on Microorganisms and Quality of Fresh Liquid Eggs

BAI Jie1, TAO Guoqin1, PENG Yijiao1, LI Yumei1, LIU Lisha1, Lü Xiaolian2, TIAN Xu1, GUO Hong1,*
(1. Beijing Food Research Institute, Beijing Academy of Food Sciences, Beijing 100162, China; 2. Beijing Er Shang Group Co. Ltd., Beijing 100053, China)

The effects of high hydrostatic pressure processing (HHP) at different pressures for different time periods on inactivation of microorganisms including total aerobic bacteria (TAB) and coliform microfl ora, color, emulsifying properties (emulsifying activity and emulsion stability index), and foaming properties (foamability and foam stability) of liquid whole eggs (LWE) were studied. The results showed that the microbiological quality of LWE was up to the national standard after the processing at 200 MPa for 10 min. As compared with control samples, the emulsifying activity and emulsion stability of LWE were signifi cantly enhanced after the processing at 400 MPa for 10 min, the foaming capacity was increased by HHP at 300 MPa for 20 min or 400 MPa for 10 min. The color of HHP-treated LWE was brighter at 400 MPa for 10–15 min or 500 MPa for 5-15 min. Therefore, proper HHP treatment could achieve the purpose of sterilizing LWE and meanwhile improving its quality.

high hydrostatic pressure (HHP); fresh; liquid egg; microorganism; quality

TS253.4

A

1002-6630（2015）01-0064-05

10.7506/spkx1002-6630-201501012

2014-06-04

國家星火計劃項目（2012GA600001）

白潔（1986—），女，工程師，碩士，研究方向為超高壓非熱加工及食品風味化學。E-mail：bj986316@163.com

*通信作者：郭宏（1961—），男，教授級高級工程師，碩士，研究方向為食品工程及膜分離技術。E-mail：guohong1961@sina.com