雞蛋外部品質與其呼吸強度的相關關系

王嬌嬌，王巧華,2,3,*，馬美湖，王 彬

（1.華中農業大學工學院，湖北 武漢 430070；2.華中農業大學 國家蛋品加工技術研發分中心，湖北 武漢 430070；3.農業部長江中下游農業裝備重點實驗室，湖北 武漢 430070；4. 華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070）

WANG Jiaojiao, WANG Qiaohua, MA Meihu, et al. Correlation between egg external quality and respiration intensity[J]. Food Science,2018, 39(1): 42-46. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801006. http://www.spkx.net.cn

雞蛋外部品質與其呼吸強度的相關關系

王嬌嬌1，王巧華1,2,3,*，馬美湖2,4，王 彬1

（1.華中農業大學工學院，湖北 武漢 430070；2.華中農業大學 國家蛋品加工技術研發分中心，湖北 武漢 430070；3.農業部長江中下游農業裝備重點實驗室，湖北 武漢 430070；4. 華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070）

雞蛋貯藏保鮮問題一直是蛋品行業研究的重點，已有研究表明雞蛋品質與其呼吸強度存在密切聯系。為了更進一步明確雞蛋品質與其呼吸強度之間的關系，本研究選取同一品種但不同外部品質指標的雞蛋作為實驗樣品，利用呼吸測定儀測量雞蛋的呼吸強度，分析雞蛋品質與其呼吸強度之間的關聯。通過SPSS 19.0軟件分別比較分析雞蛋質量、蛋形指數、蛋比重、蛋殼質量、蛋殼厚度、蛋殼比例（蛋殼質量與雞蛋質量百分比）以及蛋殼強度對雞蛋呼吸強度的影響。結果表明：雞蛋質量和蛋形指數與呼吸強度之間顯著正相關（P＜0.05）；蛋殼厚度和蛋殼比例與呼吸強度之間顯著負相關（P＜0.05）；而蛋殼強度、蛋殼質量以及蛋比重與呼吸強度間相關性不顯著（P＞0.05）；此外，蛋比重與蛋殼強度、蛋殼厚度以及蛋殼比例均極顯著正相關（P＜0.01）；蛋殼厚度與蛋殼強度極顯著正相關（P＜0.01）。總之，在雞蛋外部品質中，雞蛋質量、蛋形指數、蛋殼厚度及蛋殼比例對雞蛋呼吸強度影響最大。

雞蛋外部品質；二氧化碳；呼吸強度；蛋形指數；蛋殼厚度

WANG Jiaojiao, WANG Qiaohua, MA Meihu, et al. Correlation between egg external quality and respiration intensity[J]. Food Science,2018, 39(1): 42-46. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801006. http://www.spkx.net.cn

我國是世界雞蛋產量大國，且以新鮮雞蛋消費為主，所以雞蛋貯藏保鮮問題一直是研究的熱點和難點。雞蛋貯藏、保鮮的關鍵是保證雞蛋品質，而雞蛋品質又與其呼吸強度密切相關[1]。

呼吸作用是生命體的重要生理活動之一，有關農畜禽產品呼吸作用的研究主要集中在果蔬方面，如王輝[2]、朱紅[3]、連喜軍[4-5]及孫希生[6]等分別對番茄、甘薯以及蘋果的呼吸作用進行了研究，朱紅等[3]發現蘋果的呼吸強度與品質之間存在著密切聯系。關于雞蛋品質的研究大多數是有關雞蛋的新鮮度檢測[7-9]、裂紋檢測[10]、涂膜保鮮[11-12]、清洗[10]等，對于雞蛋呼吸作用的研究相對較少：劉美玉等[13-14]通過對不同貯藏溫度下雞蛋呼吸強度以及品質變化的研究得出，貯藏溫度在4 ℃時能夠抑制雞蛋的呼吸強度，其品質在第30天仍保持AA級；袁曉龍[15]、劉美玉[16]等通過對不同氣體配比的氣調包裝進行研究，得出能夠延長雞蛋保鮮期的最優氣體配比；王巧華等[1]通過非損傷技術測得雞蛋與外界氧氣實時交換，證實了雞蛋在貯存過程中與外界存在氧氣交換，研究得出雞蛋氧呼吸規律，一天中雞蛋的氧呼吸強度存在凌晨高、下午低的規律性，并得出雞蛋呼吸強度大小與新鮮度存在密切關系。

此外有關雞蛋呼吸與孵化率的關系研究中，發現蛋殼厚度與呼吸強度有一定的關聯[17-21]。因此研究雞蛋外部品質對雞蛋呼吸強度的影響具有重要意義。

本實驗選取外部品質各異的同一種新鮮雞蛋為研究對象，利用呼吸測定儀測量雞蛋與外界二氧化碳的交換量得出雞蛋的呼吸強度，然后測定雞蛋質量、蛋形指數、蛋比重等相關參數，再通過統計分析軟件系統研究雞蛋品質與其呼吸強度的關系，著重分析影響呼吸強度的品質因素，以為雞蛋呼吸相關研究提供理論依據，為雞蛋貯藏、保鮮提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗樣品由武漢九峰雞場提供，選取產出時間接近的新鮮海蘭粉殼雞蛋200 枚，保證樣品蛋殼潔凈、大小不一、蛋形各異，對樣品進行編號。將雞蛋放在溫度為22 ℃，相對濕度為65%的培養箱中貯存，次日測量。

不同質量濃度的氯化鈉溶液（自制）。

1.2 儀器與設備

SPX智能型生化培養箱 寧波江南儀器廠；JY3002稱質量儀 上海精密科學儀器有限公司；SY-1022呼吸測定儀 武漢鑫星星科學儀器有限公司；FGV-10XY蛋殼強度測定儀 以色列奧卡食品科技有限公司；電子游標卡尺 上海美耐特實業有限公司。

1.3 方法

1.3.1 呼吸強度測定

圖1 呼吸強度測定裝置Fig. 1 Schematic illustration of respiration intensity meter

雞蛋呼吸強度是通過呼吸測定儀測定二氧化碳交換量、溫度等參數，再綜合其他參數計算得出[22-23]，其示意圖如圖1所示。實驗前將橡膠管連接呼吸室的一端，放到室外空曠處進行校準（21 min），校準完成后，將橡膠管重新連接到呼吸室，設置文件采集的名稱，打開流量計（1.5 L/min），待數據穩定后，將編號后的雞蛋稱質量，記錄m，放入1 L的呼吸室中，密封，記錄此時CO2的質量濃度ρ0、溫度T0，一段時間t后，記錄CO2質量濃度ρt、溫度T。根據公式（1）計算雞蛋的呼吸強度。

式中：Q為呼吸強度/（mg/（kg·h））；ρt為CO2最終質量濃度/（mg/L）；ρ0為CO2初始質量濃度/（mg/L）；T為最終溫度/℃；T0為最初溫度/℃；m為雞蛋質量/g；t為測量時間/min；V為容器體積/L。

1.3.2 品質參數測定

測定弱呼吸強度（0～1 mg/（kg·h））、中呼吸強度（＞1～＜3 mg/（kg·h））、強呼吸強度（3～5 mg/（kg·h））下的雞蛋各品質參數。雞蛋質量：用JY3002稱質量儀稱量，精度為0.001 g。蛋形指數：用電子游標卡尺測量雞蛋縱徑、橫徑，精度為0.01 mm，蛋形指數為縱徑與橫徑之比。蛋殼厚度：用游標卡尺測雞蛋尖端、赤道以及鈍端三端厚度并取平均值。蛋殼強度：用蛋殼強度測定儀測定，單位為N，精度為0.01 N。蛋殼質量：打開雞蛋將內容物去掉，然后用清水將蛋殼洗凈烘干并稱質量。蛋殼比例按照式（2）計算。

蛋比重的測量：采用鹽水法，如表1所示。將測量呼吸強度后的雞蛋先放進清水中，然后從相對密度為1.060、1.065、1.070、1.075、1.080、1.085、1.090、1.095、1.100的氯化鈉溶液（用液體比重計校正各溶液相對密度，使其依次相差0.005）中依次通過，記錄雞蛋能夠漂浮的氯化鈉溶液的質量濃度。

表1 不同相對密度的氯化鈉溶液配比Table 1 Salt solutions with different relative densities

1.4 數據統計分析

應用Microsoft Excel 2007軟件對實驗結果進行統計，采用SPSS Statistics 19.0軟件對實驗數據進行一維方差分析，Duncan’s法進行差異顯著性校驗。采用Pearson方法進行雞蛋品質參數之間以及與呼吸強度間的相關性分析，P＜0.05為顯著相關。

2 結果與分析

2.1 雞蛋品質指標及呼吸強度

經過測量，挑選具有有效數據的雞蛋109 枚，所有樣品蛋質量范圍約為44～72 g，蛋形指數范圍為1.205～1.391，實驗在22 ℃左右的室溫下進行，測量的部分雞蛋外部品質指標及呼吸強度參數如表2所示（僅列出其中15 枚雞蛋數據）。

表2 部分雞蛋品質指標及呼吸強度Table 2 Egg quality indexes and respiration rate

2.2 雞蛋品質參數相關性

表3 雞蛋品質指標與呼吸強度的相關性Table 3 Correlation between egg quality parameters and respiration intensity

雞蛋品質指標與呼吸強度之間進行相關性分析，其結果如表3所示。雞蛋呼吸強度大小與雞蛋質量、蛋形指數顯著正相關，與蛋殼厚度、蛋殼比例顯著負相關（P＜0.05）。另外，雞蛋呼吸強度與蛋比重、蛋殼強度存在負相關性，與蛋殼質量呈現正相關性，但均不顯著。雞蛋質量與蛋殼質量極顯著正相關（P＜0.01），與蛋殼比例負相關，即雞蛋的質量越大，其蛋殼的質量越大，其蛋殼比例可能越小，這一結果與人們常識相符；與蛋形指數、蛋殼厚度存在正相關性，也就是說，雞蛋的質量越大，其蛋形指數與蛋殼厚度可能越大。此外，蛋形指數與蛋比重、蛋殼強度、蛋殼厚度以及蛋殼比例存在不顯著的正相關性，與蛋殼質量存在不顯著的負相關性。

同時由表3可知，雞蛋的蛋比重與蛋殼強度、蛋殼厚度以及蛋殼比例均極顯著正相關（P＜0.01），與蛋殼質量顯著正相關（P＜0.05），即雞蛋的蛋比重越大，其蛋殼強度、蛋殼厚度、蛋殼質量以及蛋殼比例可能越大。蛋殼強度與蛋殼厚度存在極顯著正相關（P＜0.01），也就是說，蛋殼強度大的雞蛋，蛋殼厚度也大，這與Narushin[24]、Johansson[25]等的研究一致。

2.3 雞蛋質量對呼吸強度的影響

圖2 不同呼吸強度下的雞蛋質量Fig. 2 Egg mass under different respiration intensities

由圖2可知，不同呼吸強度下雞蛋質量差異顯著（P＜0.05），并且隨著呼吸強度的增加，雞蛋質量呈上升趨勢，這與表3得出的雞蛋呼吸強度與雞蛋質量顯著正相關相一致，其可能是由于質量大的雞蛋里面的內容物相對較多，進行的生理活動程度劇烈，所以其呼吸強度大。這表明呼吸強度與質量間存在密切聯系。

2.4 蛋形指數對呼吸強度的影響

圖3 不同呼吸強度下的蛋形指數Fig. 3 Egg shape index under different respiration intensities

如圖3所示，在弱和中呼吸強度下，兩者蛋形指數沒有顯著差異（P＞0.05），但與強呼吸強度下的蛋形指數差異顯著（P＜0.05）。究其原因，可能是當蛋形指數過大時，蛋形過長，位于尖端的氣室過小，氣體量少，需要與外界進行的氣體交換量較大，所以強呼吸強度下的雞蛋蛋形指數相對較大，其值在1.352以上。

2.5 蛋比重對呼吸強度的影響

圖4 不同呼吸強度下的蛋比重Fig. 4 Egg specif i c gravity under different respiration intensities

蛋比重是雞蛋品質的重要指標之一，它與雞蛋的致密度有密切的聯系。如圖4所示，不同呼吸強度的雞蛋的蛋比重間差異不顯著（P＞0.05），其值均在1.07～1.08之間。結合表3中的相關性結果，可發現雞蛋的蛋比重對呼吸強度的影響較小。

2.6 蛋殼品質對呼吸強度的影響

蛋殼是一種高度有序的生化礦化結構，是雞蛋與外界進行交換的介質，主要由碳酸鈣和組成有機基質的蛋白質、糖蛋白和蛋白聚糖所構成[26]，不僅能夠調節蛋殼內外的氣體交換和水分散失，而且能夠保障內容物不受物理損傷和細菌的侵害[27]。蛋殼品質包括蛋殼質量、蛋殼強度、蛋殼比例以及蛋殼厚度等參數，不同呼吸強度的雞蛋之間蛋殼品質比較結果見表4。

表4 不同呼吸強度下的雞蛋之間蛋殼品質比較Table 4 Comparison of egg quality under different respiration intensities

雞蛋的呼吸作用主要是通過蛋殼表面氣孔進行的，蛋殼氣孔總面積與氣孔長度之間存在負相關的關系，同時蛋殼氣孔的長度大致與蛋殼厚度相接近[28-29]，即按常理分析，蛋殼厚度與雞蛋呼吸強度具有較強的相關性。根據相關性分析結果，雞蛋呼吸強度與蛋殼厚度顯著負相關（P＜0.05），與常理分析一致。如表4所示，弱呼吸強度的蛋殼厚度與中、強呼吸強度的蛋殼厚度差異顯著（P＜0.05），其他參數沒有顯著差異（P＞0.05）。

3 結 論

雞蛋外部品質指標中，雞蛋呼吸強度強弱與雞蛋質量、蛋形指數顯著正相關（P＜0.05），與蛋殼厚度、蛋殼比例顯著負相關（P＜0.05）。蛋比重、蛋殼強度以及蛋殼質量對雞蛋呼吸影響較小。此外，雞蛋呼吸的主要通道為蛋殼的氣孔，所以與蛋殼表面氣孔以及其他超微結構參數的關系還需進一步研究。

雞蛋呼吸強度的強弱不僅與雞蛋品質有關，而且與外界環境因素、蛋殼超微結構以及雞蛋內容物成分均有關，不能用單一因子來表征，是多種因素共同作用的結果。根據雞蛋品質指標對呼吸強度的影響可以有針對性地抑制雞蛋呼吸作用，進而延長保質期。另外，蛋比重是影響蛋殼強度、蛋殼質量、蛋殼厚度以及蛋殼比例的一個重要因素，對以后蛋殼力學特性等研究具有重要意義。同時，本研究也可為以后禽蛋呼吸的相關研究提供基礎參數。

[1] 王巧華, 張濤, 馬美湖. 基于非損傷微測技術監測貯期雞蛋氧呼吸規律[J]. 農業工程學報, 2014, 30(5): 255-261. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.05.032.

[2] 王輝, 李文麗, 王富. 番茄果實呼吸強度的數量遺傳分析[J]. 北方園藝, 2014(23): 24-26.

[3] 朱紅, 李洪民, 張愛君, 等. 甘薯貯藏期呼吸強度與主要品質的變化研究[J]. 中國農學通報, 2010, 26(7): 64-67.

[4] 連喜軍, 李潔, 王吰, 等. 不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強度變化規律[J]. 農業工程學報, 2009, 25(6): 310-313.

[5] 連喜軍, 魯曉翔, 楊鑫博, 等. 氣流法測定蘋果呼吸強度中參數的確定[J]. 煙臺果樹, 2007(4): 18-20.

[6] 孫希生, 王志華, 辛廣, 等. 不同處理條件下1-MCP對金冠蘋果呼吸強度和品質的影響[J]. 果樹學報, 2004(2): 141-144.

[7] SUN L, YUAN L M, CAI J R, et al. Egg freshness on-line estimation using machine vision and dynamic weighing[J]. Food Analytical Methods, 2015, 8(4): 922-928. DOI:10.1007/s12161-014-9944-1.

[8] HUANG Q, QIU N, MA M H, Estimation of egg freshness using S-ovalbumin as an indicator[J]. Poultry Science, 2012, 91(3): 739-743.DOI:10.3382/ps.2011-01639.

[9] RODRíGUEZNAVARRO A B, DOMíNGUEZGASCA N, MU?OZ A, et al. Change in the chicken eggshell cuticle with hen age and egg freshness[J]. Poultry Science, 2013, 92(11): 3026-3035. DOI:10.3382/ps.2013-03230.

[10] 潘磊慶, 屠康, 詹歌, 等. 基于計算機視覺和聲學響應信息融合的雞蛋裂紋檢測[J]. 農業工程學報, 2010, 26(11): 332-337. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2010.11.056.

[11] 龍門, 馬磊, 宋野, 等. 納米Fe3+/TiO2改性聚乙烯醇基紫膠復合膜對雞蛋的保鮮效果[J]. 農業工程學報, 2014, 30(20): 313-324.DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.20.038.

[12] 顧鳳蘭, 章建浩, 馬磊, 等. 不同涂膜材料對清潔雞蛋的保鮮效果[J]. 農業工程學報, 2015, 31(1): 303-310. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2015.01.040.

[13] 劉美玉, 連海平, 任發政. 不同貯藏溫度對雞蛋呼吸強度及品質的影響[J]. 食品科學, 2011, 32(6): 270-274 .

[14] 劉美玉, 連海平, 彭增起, 等. 溫度對褐、白殼雞蛋呼吸強度及貯藏品質的影響[J]. 食品研究與開發, 2012, 33(12): 105-109.

[15] 袁曉龍, 高婧嫻, 杜穎, 等. 氣調儲藏中不同平衡氣體對雞蛋保鮮品質的影響[J]. 食品工業科技, 2014, 35(2): 300-303; 307.

[16] 劉美玉, 連海平, 任發政. 不同氣體配比氣調包裝對雞蛋保鮮效果的影響[J]. 食品科學, 2012, 33(6): 242-246.

[17] TAYLOR L W, KREUTZIGER G O. The gaseous environment of the chick embryo in relation to its development and hatchability: 2. effect of carbon dioxide and oxygen levels during the period of the fifth through the eighth days of incubation[J]. Poultry Science, 1965, 44(1):98-106. DOI:10.3382/ps.0440098.

[18] EVERAERT N, WILLEMSEN H, KAMERS B, et al. Regulatory capacities of a broiler and layer strain exposed to high CO2levels during the second half of incubation[J]. Comparative Biochemistry and Physiology, Part A: Molecular & Integrative Physiology, 2011,158(2): 215-220. DOI:10.1016/j.cbpa.2010.10.031.

[19] EVERAERT N, DEBONNE M, WILLEMSEN H, et al. Interaction between ascites susceptibility and CO2during the second half of incubation of two broiler lines. effect on embryonic development and hatching process[J]. British Poultry Science, 2010, 51(3): 335-343.DOI:10.1080/00071668.2010.499142.

[20] QIN T, MCGONNELL I M, ROMANINI C E, et al. Effect of high levels of CO2during the final 3 days of incubation on the timing of hatching in chick embryos[C]// International Conference of Agricultural Engineering. Valencia: International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering, 2012.

[21] 佘永新, 田發益, 趙曉玲, 等. 低氧環境對良種雞蛋孵化率的影響[J].西南農業學報, 2001, 14(3): 71-74.

[22] 郁生福. 果蔬呼吸強度的紅外線CO2分析儀測定法[J]. 山東農業科學, 1986(2): 48-50.

[23] 趙梅霞, 閆師杰, 肖麗霞, 等. 紅外CO2分析器測定果實呼吸強度參數初探[J]. 現代儀器, 2005, 11(2): 30-32.

[24] NARUSHIN V G, VAN KEMPEN T A, WINELAND M J, et al.Comparing infrared spectroscopy and egg size measurements for predicting eggshell quality[J]. Biosystems Engineering, 2004, 87(3):367-373. DOI:10.1016/j.biosystemseng.2003.12.006.

[25] JOHANSSON K, ORBERG J, CARLGREN A B, et al. Selection for egg shell strength in laying hens using shell membrane characteristics[J]. British Poultry Science, 1996, 37(4): 757-763.DOI:10.1050/00071669608417905.

[26] HINCKE M T, NYS Y, GAUTRON J. The role of matrix proteins in eggshell formation[J]. Journal of Poultry Science, 2010, 47(3): 208-219.

[27] 陳杰, 尹玉港. 基質蛋白及其蛋殼形成的關系研究[J]. 家禽科學,2009(11): 40-43.

[28] AR A, PAGANELLI C V, REEVES R B, et al. The avian egg: water vapor conductance, shell thickness, and functional pore area[J].Condor, 1974, 76(2): 153-158.

[29] VPAGANELLI C. The physics of gas exchange across the avian egg shell[J]. American Zoologist, 1980, 20(2): 329-338.

Correlation Between Egg External Quality and Respiration Intensity

WANG Jiaojiao1, WANG Qiaohua1,2,3,*, MA Meihu2,4, WANG Bin1
(1. College of Engineering, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. National Egg Processing Technology Research and Development Sub-Centers, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;3. Key Laboratory of Agricultural Equipment in Mid-Lower Yangtze River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, China;4. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

The storage and preservation of egg has always been the focus of research in the egg industry. It has been demonstrated that egg quality has a close relationship with respiratory intensity. In order to further clarify the relationship between these two variables, chicken eggs from the same breed with different external qualities were selected and measured for respiration rate with a respiration rate mater. The correlation of respiration intensity with egg mass, egg shape index, egg specif i c gravity, shell mass, shell thickness, shell percentage and shell strength was analyzed using SPSS 19.0 software package. The results indicated that respiratory intensity was signif i cantly positively correlated with egg mass (P ＜ 0.05) and egg shape index(P ＜ 0.05). A signif i cantly negative correlation was observed between respiration intensity with both shell thickness and shell percentage (P ＜ 0.05). However, the correlation of respiration intensity with shell strength, egg specif i c gravity and shell mass was not statistically signif i cant (P ＞ 0.05). In addition, there was a signif i cantly positive correlation between egg specif i c gravity and shell strength, thickness and percentage (P ＜ 0.01). A signif i cantly positive correlation between shell strength and shell thickness was also observed (P ＜ 0.01). In summary, it can be concluded that among the egg external quality parameters investigated, egg mass, egg shape index, shell thickness and shell percentage have the greatest effect on respiration intensity.

egg external quality; carbon dioxide; respiration intensity; egg shape index; shell thickness

10.7506/spkx1002-6630-201801006

TS253.2

A

1002-6630（2018）01-0042-05

王嬌嬌, 王巧華, 馬美湖, 等. 雞蛋外部品質與其呼吸強度的相關關系[J]. 食品科學, 2018, 39(1): 42-46.

10.7506/spkx1002-6630-201801006. http://www.spkx.net.cn

2016-10-06

國家自然科學基金面上項目（31371771）；公益性行業（農業）科研專項（201303084）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2015BAD19B05）

王嬌嬌（1988—），女，博士研究生，研究方向為農產品無損智能檢測及機電一體化。E-mail：1058864657@qq.com*通信作者簡介：王巧華（1970—），女，教授，博士，研究方向為農產品無損智能檢測及機電一體化。E-mail：wqh@mail.hzau.edu.cn