王伏超，李軍國，谷 旭，牛力斌，李 俊*

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081)

豆渣中水溶性大豆多糖的提取，關(guān)鍵是將豆渣中的蛋白質(zhì)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?zé)崽崛》◤亩乖刑崛〈炙苄源蠖苟嗵荹2]，提取率達(dá)到了35%，然后采用超濾技術(shù)[3]，對其進行純化并且制得高相對分子質(zhì)量的多糖。水溶性大豆多糖的結(jié)構(gòu)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(yōu)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(zhì)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(chǎn)后24h內(nèi)鮮雞蛋 北京市留民營新世紀(jì)養(yǎng)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(zhì)量水溶性大豆多糖為自制，制備步驟如下：

1.2 儀器與設(shè)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(yī)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(zhuǎn)蒸發(fā)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(biāo)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(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)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(zhì)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(zhì)量在55～70g范圍間的24h內(nèi)的鮮雞蛋進行涂膜保鮮試驗。試驗設(shè)計5個組，CK1(未做任何處理的原始態(tài)雞蛋)、CK2(0.5g海藻酸鈉、0.6g山梨酸鉀)、L-M、H-M和SSPS。雞蛋經(jīng)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(zhì)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(biāo)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(jié)構(gòu)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(shù)的觀察，得到能夠分析蛋殼表面結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖。

1.5 理化指標(biāo)

1.5.1 質(zhì)量損失率(weight loss rate，WLR)

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

式中：m2是貯藏后雞蛋的質(zhì)量/g；m1是雞蛋的初始質(zhì)量/g。

1.5.2 哈氏單位(Hough unit，HU)

通過測定雞蛋質(zhì)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(zhì)量/g。一般的評價基準(zhǔn)：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(shù)(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(nèi)容物全部流入玻璃平板上，用游標(biāo)卡尺測量蛋黃高度和直徑，按照下列公式計算蛋黃指數(shù)：

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(shù)在0.401～0.442之間，合格蛋的蛋黃指數(shù)在0.3以上，當(dāng)?shù)包S指數(shù)低于0.25時，蛋黃膜則極易破裂，出現(xiàn)散黃現(xiàn)象[7]。

1.6 數(shù)理統(tǒng)計

用Microsoft Excel做數(shù)據(jù)的初步處理及繪圖工作。用STATISTIC 6.0軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 電鏡掃描圖

圖 1 蛋殼表面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖。通過掃描電鏡的觀察，可以發(fā)現(xiàn)蛋殼上有許多(1～10μm左右)不規(guī)則的細(xì)微縫隙使得整個蛋殼呈“龜裂狀”，這些細(xì)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”?？梢?，氣孔并不是針眼樣的圓孔，而是由這些不規(guī)則的細(xì)微縫隙所構(gòu)成[8]。

圖1a為CK1組雞蛋蛋殼表面結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)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(xì)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(zhì)量水溶性大豆多糖這種物質(zhì)能夠封鎖蛋殼上的細(xì)微縫隙，阻止外界微生物侵入蛋內(nèi)，同時能夠維持雞蛋自身的代謝活動，延緩其變化，從而達(dá)到貯存保鮮的效果。這也與后續(xù)試驗結(jié)果相吻合。

2.2 雞蛋質(zhì)量損失率的變化

圖 2 不同處理對雞蛋質(zhì)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(zhì)量損失率測定結(jié)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(nèi)的水蒸氣、CO2等通過氣孔不斷逸出[9-13]，造成雞蛋質(zhì)量地不斷下降。從圖2可以看出，質(zhì)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(dá)到了防止雞蛋質(zhì)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(nèi)水分的蒸發(fā)，從而降低了質(zhì)量損失率。在貯藏后期，達(dá)到30d時，各組質(zhì)量損失率差值變得更加明顯，H-M和SSPS涂膜組的質(zhì)量損失率顯著低于其他組，分別為6.31%和6.68%，而CK1則高達(dá)8.73%。不同涂膜組對雞蛋質(zhì)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(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，它與雞蛋的濃蛋白高度和雞蛋的質(zhì)量有關(guān)[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(nèi)酶的活性被抑制，蛋白質(zhì)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(shù)的變化

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

蛋黃指數(shù)能夠反應(yīng)蛋黃膜的強度，是衡量雞蛋新鮮程度的常規(guī)指標(biāo)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(nèi)酶、貯藏溫度有密切的關(guān)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(nèi)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(dǎo)致蛋黃變稀、體積增大，蛋黃指數(shù)逐漸減小[18]。從圖4可以看出，各處理組雞蛋的蛋黃指數(shù)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(shù)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(shù)仍在0.25以上。這是因為雞蛋涂膜后會減少蛋內(nèi)水分蒸發(fā)、CO2逸出及蛋外O2、微生物等向蛋內(nèi)滲透[19]，抑制了蛋內(nèi)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(shù)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(jié)論

本實驗利用豆渣為原料，制備高相對分子質(zhì)量水溶性大豆多糖。以不同相對分子質(zhì)量水溶性大豆多糖為基質(zhì)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(nèi)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(xì)微結(jié)構(gòu)的觀察可知，高相對分子質(zhì)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(zhì)量損失率、哈氏單位和蛋黃指數(shù)的測定也很好地證實了高相對分子質(zhì)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(zhì)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(yīng)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(yīng)用研究[J]. 大豆科學(xué), 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(yīng)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(yīng)用[J]. 大豆科學(xué), 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(xué), 2009, 30(20)： 447-451.

[6] 李曉東. 蛋品科學(xué)與技術(shù)[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)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(guān)于雞蛋殼微觀結(jié)構(gòu)的研究與初探[J]. 山西食品工業(yè), 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(dá), 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(chǎn)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(yè)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(yè)科技, 2007, 28(5)： 457-463.

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