余錦露，張 磊，孫雅靜，張 璟，郭愛玲,2,*

阻抗法檢測雞蛋新鮮度

余錦露1，張 磊1，孫雅靜1，張 璟1，郭愛玲1,2,*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.國家蛋品加工技術(shù)研發(fā)分中心，湖北 武漢 430070）

雞蛋在貯存過程中會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化。在實際生活中，多以感官來衡量雞蛋的新鮮度。本實驗通過設(shè)立不同貯存條件，對不同溫度（4、25 ℃）、不同相對濕度（75%、85%、98%）組合下的6 組不同條件貯存過程中雞蛋的哈夫單位、蛋黃指數(shù)、pH值以及相對應(yīng)的阻抗進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，在不同條件貯存過程中雞蛋新鮮度指標(biāo)哈夫單位、蛋黃指數(shù)、pH值與阻抗之間表現(xiàn)出了較好的相關(guān)性，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過阻抗值的大小對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線可計算雞蛋新鮮度。阻抗法檢測雞蛋新鮮度具有操木作簡便、快速、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點，可為蛋品企業(yè)雞蛋的保存提供一定的理論依據(jù)。

雞蛋；新鮮度；哈夫單位；蛋黃指數(shù)；pH值；阻抗法

雞蛋營養(yǎng)豐富，是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常食用的食品。雞蛋的新鮮度直接影響著雞蛋的食用價值，因此對雞蛋新鮮度的檢測非常重要。雞蛋在新鮮度下降過程中往往伴隨著一系列物理、化學(xué)變化，這些變化會導(dǎo)致雞蛋的內(nèi)外部指標(biāo)以及一些其他指標(biāo)發(fā)生變化，外在指標(biāo)如蛋殼質(zhì)量（顏色、結(jié)構(gòu)、強度）、蛋形指數(shù)、蛋質(zhì)量；內(nèi)部指標(biāo)主要包括蛋白品質(zhì)（哈夫單位、蛋白高度與pH值）、蛋黃品質(zhì)（蛋黃顏色、蛋黃膜強度）；其他指標(biāo)如血斑和肉斑、滋味和氣味、衛(wèi)生指標(biāo)、化學(xué)成分、功能特性等。通過對這些指標(biāo)檢測可以判別雞蛋的新鮮度[1-10]。

阻抗法由英國科學(xué)家Stewart[11]于1898年提出，最初是用于檢測微生物，其原理則是培養(yǎng)過程中，微生物的生長代謝會將培養(yǎng)基中的大分子電惰性物質(zhì)分解為小分子的電活性物質(zhì)，從而使培養(yǎng)基的導(dǎo)電性增加，阻抗減小。但直至上世紀(jì)70年代，該方法才開始在微生物檢測方法大規(guī)模開展研究并使用。1975年，自Ur和Brown根據(jù)阻抗變化檢測細(xì)菌濃度以來[12]，阻抗法在微生物檢測方面的研究越來越多[13-16]。相較于微生物的傳統(tǒng)檢測方法，利用阻抗法大大縮短檢測時間[17-19]。但是將阻抗法應(yīng)用在微生物則要求所測定的樣品為純種微生物，無雜菌且阻抗變化圖已知，因此實用性不強。目前，大多數(shù)研究則是利用阻抗法來檢測食品的品質(zhì)，檢測時間短且結(jié)果準(zhǔn)確。張麗娜等[20]利用解凍草魚和冰鮮草魚的阻抗變化速率顯著差異的特點來區(qū)分魚體為冰鮮魚還是解凍魚。鄭應(yīng)家[21]對腌制鴨蛋的理化品質(zhì)及電學(xué)阻抗特性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明二者之間存在良好的相關(guān)性。本實驗建立了雞蛋在不同溫度和濕度貯存條件下，阻抗與哈夫單位、蛋黃指數(shù)、pH值3個指標(biāo)之間的關(guān)系模型，研究利用阻抗法檢測雞蛋新鮮度的可行性，為雞蛋新鮮度的檢測提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞蛋樣品由武漢市洪山區(qū)九峰新躍養(yǎng)雞場提供。

1.2 儀器與設(shè)備

SHP-250型生化培養(yǎng)箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；SF2000三按鍵電子數(shù)顯卡尺 桂林廣陸數(shù)字測控股份有限公司；pH計 杭州聯(lián)測自動化檢測有限公司；WK-6420阻抗儀 廣東東莞益源電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 貯存條件設(shè)立

將雞蛋置于溫度分別為4、25 ℃，相對濕度（relative humidity，RH）分別為75%、85%、98%，共6種不同條件下貯藏。分別將500 mL飽和NaCl（RH 75%）、KCl（RH 85%）、K2SO4（RH 98%）溶液裝入內(nèi)徑300 mm的玻璃干燥器中，玻璃干燥器中置一隔板，隔板下為飽和鹽溶液，隔板上為雞蛋樣品。然后分別置于4、25 ℃的培養(yǎng)箱中貯藏。每隔6d取樣進(jìn)行檢測，進(jìn)行3次平行實驗。雞蛋新鮮度指標(biāo)為哈夫單位[22]、蛋黃指數(shù)以及pH值[23]。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 哈夫單位

雞蛋稱質(zhì)量后，打開蛋殼，將內(nèi)容物平鋪在一塊平整玻璃板上。選取約距蛋黃1 cm處的濃厚蛋白，為3 個點，保證所取的3 個點分布均勻，且3 個點連接起來組成的三角形為等邊三角形，用游標(biāo)卡尺測定蛋白高度。利用下式計算哈夫單位：

哈夫單位=100×lg（H-1.7×w0.37＋7.6）

式中：H為蛋白高度/mm，即雞蛋平攤在水平面上時蛋白的厚度；w為雞蛋質(zhì)量/g。

1.3.2.2 蛋黃指數(shù)

參考孫俊等[24]的方法并稍加改進(jìn)。雞蛋敲開放在平板上，先用游標(biāo)卡尺測量蛋黃直徑即為蛋黃寬度。選擇蛋黃最高點處，用游標(biāo)卡尺測其高度，所得結(jié)果為蛋黃高度。蛋黃指數(shù)為蛋黃高度與蛋黃寬度的比值。

1.3.2.3 雞蛋蛋清阻抗

雞蛋打入潔凈的25 mL燒杯中后，將阻抗儀的2 個電極分別插入蛋黃兩側(cè)的蛋清中，待阻抗值穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)，平行3 次實驗取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 雞蛋在不同溫度、濕度貯藏過程中哈夫單位的變化

圖1 4 ℃（A）和25 ℃（B）貯存過程中雞蛋的哈夫單位變化Fig. 1 Change in Haugh unit of eggs stored under different conditions

按照哈夫單位大小可將雞蛋新鮮度分為AA級、A級、B級和C級。其中哈夫單位大于等于72為AA級，可食用；哈夫單位在60～72之間為A級，可食用；哈夫單位在30～60之間為B級，不可食用；哈夫單位小于等于30為C級，不可食用。由圖1可以看出，當(dāng)貯存溫度為4℃時，哈夫單位隨著貯存時間的延長逐漸下降，但均大于72，為AA級。當(dāng)貯存溫度為25 ℃，RH為75%和85%時，雞蛋在前15 d為AA級，22 d后雞蛋的新鮮度降為A級。而RH為98%時，雞蛋在前8 d哈夫單位大于72，為AA級。15 d后哈夫單位為63，降為A級，22 d后哈夫單位為59，降為B級，不可食用。

2.2 雞蛋在不同溫度、濕度貯存過程中蛋黃指數(shù)的變化

雞蛋蛋清中含濃厚蛋白和稀薄蛋白，且兩者均含有卵黏蛋白，卵黏蛋白中的卵磷蛋白溶解酶會破壞蛋白結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白稀化，隨著貯藏時間延長，濃厚蛋白的含量降低，蛋質(zhì)量下降，因此可通過蛋質(zhì)量以及蛋白高度來衡量雞蛋新鮮度。再者，雞蛋的含水量大于70%，其中蛋黃含水量為50%左右，而蛋白含水量高達(dá)86%，蛋白中的水分除了通過蛋殼氣孔蒸發(fā)之外，由于蛋黃與蛋白間的蛋黃膜彈性在貯存過程中減弱，蛋白中的水分會滲入到蛋黃中，使蛋黃高度下降，寬度增加，蛋黃指數(shù)逐漸下降[24]。從圖2可知，在貯存過程中，蛋黃指數(shù)隨著貯存時間的延長逐漸減小。當(dāng)貯存溫度為4 ℃，RH為75%、85%時，貯存15 d的蛋黃指數(shù)約為0.4左右，隨后逐漸減??；RH為98%時，雞蛋貯存8 d，其蛋黃指數(shù)遠(yuǎn)低于0.4。而當(dāng)貯存溫度為25 ℃，RH為75%時，貯存8 d后蛋黃指數(shù)低于0.4，36 d后蛋黃指數(shù)達(dá)到最小值0.32；RH為85%時，雞蛋貯存8 d的蛋黃指數(shù)為0.39，貯存36 d的蛋黃指數(shù)為0.31；RH為98%時，貯存22 d的蛋黃指數(shù)為0.31，29 d后蛋黃指數(shù)只有0.29。

圖2 4 ℃（A）和25 ℃（B）貯存過程中雞蛋蛋黃指數(shù)變化Fig. 2 Change in egg yolk index under different storage conditions

比較相同溫度、不同濕度下蛋黃指數(shù)可知，隨著濕度的增加，蛋黃指數(shù)下降更快。同時，比較相同濕度、不同溫度下蛋黃指數(shù)的變化，可發(fā)現(xiàn)溫度越高，蛋黃指數(shù)下降越快。因此，溫度、濕度越高，蛋黃指數(shù)下降越快。

2.3 雞蛋在不同溫度、濕度貯存過程中pH值的變化

圖3 4 ℃（A）和25 ℃（B）貯存過程中雞蛋pH值隨時間變化Fig. 3 Change in pH of eggs stored under different conditions

由圖3可以看出，隨著貯存時間的延長，雞蛋pH值在貯存期間呈上升趨勢。雞蛋初始pH值為8.0，之后上升至9以上。pH值在堿性范圍內(nèi)，有助于增加雞蛋的抗菌性。相同溫度不同濕度條件下，濕度越大，pH值上升越快。相同濕度不同溫度條件下，溫度越高，pH值上升越快。

2.4 不同條件貯存過程中雞蛋蛋清阻抗的變化

圖4 4 ℃（A）和25 ℃（B）不同濕度貯存過程中雞蛋蛋清阻抗變化Fig. 4 Change in impedance of egg white stored under different conditions

由圖4可以看出，雞蛋蛋清阻抗隨著時間延長而減小。而且隨著濕度增大，阻抗減小也越快。在貯存過程中，隨著貯存時間的延長，雞蛋內(nèi)部會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，如蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性鹽基氮、脂肪分解成游離脂肪酸等。這些變化的共同特點均為大分子的導(dǎo)電性弱的物質(zhì)分解成為小分子導(dǎo)電性強的物質(zhì)，因此蛋清的導(dǎo)電性增強，阻抗減小。同時，雞蛋貯存過程中蛋內(nèi)產(chǎn)生的物理化學(xué)變化也會導(dǎo)致雞蛋品質(zhì)的下降，因此可以推測蛋品質(zhì)變化與阻抗之間存在一定的相關(guān)性。

2.5 貯存過程中雞蛋品質(zhì)與雞蛋蛋清阻抗的相關(guān)性

表1 4 ℃、RH 75%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 1 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 75%

表2 4 ℃、RH 85%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 2 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 85%

表3 4 ℃、RH 98%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 3 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 98%

表4 25 ℃、RH 75%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 4 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃ and RH 75%

表5 25 ℃、RH 85%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 5 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃ and RH 85%

表6 25 ℃、RH 98%貯存過程中雞蛋品質(zhì)與阻抗相關(guān)性Table 6 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃and RH 98%

由表1～6可以看出，哈夫單位與蛋黃指數(shù)2 個指標(biāo)與阻抗的線性擬合結(jié)果較好，相關(guān)系數(shù)均在0.94以上。pH值跟阻抗的線性關(guān)系比哈夫單位、蛋黃指數(shù)跟阻抗的線性關(guān)系差。4 ℃、RH 85%條件下，pH值與阻抗線性關(guān)系最好，但是相關(guān)系數(shù)也僅有0.72。25 ℃條件下，pH值跟阻抗線性關(guān)系比4 ℃條件下的效果好，相關(guān)系數(shù)均在0.8以上，其中RH 85%和RH 98%條件下相關(guān)系數(shù)在0.92以上。綜合來看，25 ℃條件下阻抗與蛋品質(zhì)之間的線性關(guān)系較好，尤其是25 ℃、RH 85%和RH 98% 2 種條件下阻抗與蛋品質(zhì)的線性關(guān)系最好。

2.6 擬合結(jié)果對雞蛋分級的影響

表7 4 ℃不同濕度貯藏條件下雞蛋等級與阻抗的關(guān)系Table 7 Correlation between egg grade and impedance during storage at 4 ℃and different humidities

利用哈夫單位與阻抗的擬合結(jié)果對雞蛋進(jìn)行分級，確定不同條件下不同等級雞蛋對應(yīng)的阻抗。從表7和表8可以看出，不同條件下相同等級雞蛋對應(yīng)的阻抗值存在一定差異，這是因為不同條件下擬合曲線不同。因此采用阻抗評定雞蛋等級時，需要針對不同的貯存條件下的雞蛋建立不同的擬合曲線。

表8 25 ℃不同濕度貯存過程中雞蛋等級與阻抗關(guān)系Table 8 Correlation between egg grade and impedance during storage at 25 ℃and different humidities

3 結(jié) 論

本實驗采用哈夫單位、蛋黃指數(shù)以及蛋清pH值3 個指標(biāo)檢測不同貯存條件下雞蛋的新鮮度。研究表明，隨著貯存時間的延長，雞蛋哈夫單位、蛋黃指數(shù)下降，pH值上升。雞蛋品質(zhì)隨貯存時間的延長而下降，與杜丹萌[25]、Jones[26]等研究結(jié)果一致。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，在同一溫度下，濕度越大，雞蛋品質(zhì)下降越快。而在同一濕度下，溫度越高，雞蛋品質(zhì)下降越明顯，因此，貯存條件的溫度和濕度是影響雞蛋品質(zhì)的重要因素[27]，低溫、干燥的貯存環(huán)境可延長雞蛋的貯存時間。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，不同貯存條件下，阻抗與哈夫單位、蛋黃指數(shù)表現(xiàn)出了較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.94以上。另外，在25 ℃條件下，阻抗與pH值的線性關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)高于0.8。一般認(rèn)為，相關(guān)系數(shù)的絕對值在0.8以上才可能是高度相關(guān)的[28-29]，而4 ℃條件下，阻抗與pH值的線性相關(guān)系數(shù)菌低于0.73，則表明當(dāng)貯存溫度為25 ℃時，可利用阻抗快速檢測雞蛋品質(zhì)。

通過擬合結(jié)果測定雞蛋不同等級對應(yīng)的阻抗值，阻抗的檢測比哈夫單位的檢測簡單快速。但是，不同條件下雞蛋相同等級所對應(yīng)的阻抗存在一定的差異，因此針對不同條件下雞蛋樣品建立了不同的標(biāo)準(zhǔn)曲線。研究表明蛋清阻抗與雞蛋品質(zhì)之間存在著很好的相關(guān)性，利用蛋清阻抗判斷雞蛋的新鮮度，具有操作簡便、快速、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點，是一種較為實用的方法。

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Detection of Egg Freshness Using Impedance Method

YU Jinlu1, ZHANG Lei1, SUN Yajing1, ZHANG Jing1, GUO Ailing1,2,*
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;2. National Research and Development Center for Egg Processing, Wuhan 430070, China)

A series of physical and chemical changes occur during the storage of eggs. In reality, the freshness of eggs is mostly measured by sensory evaluation. In this study, we tested the freshness of eggs stored under different conditions of temperature (4 and 25 ℃) and humidity (RH 75%, RH 85%, and RH 98%) by Haugh unit, egg yolk index, pH and impedance. The results showed good correlations of impedance with three other properties. The correlations were plotted,indicating that the freshness of eggs can be determined by using impedance values. The method could be performed simply and rapidly with accurate results, providing a promising tool for the detection of egg freshness in the egg industry.

egg; freshness; Haugh unit; egg yolk index; pH; impedance

DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724033

TS253.4

A

1002-6630（2017）24-0208-05

余錦露, 張磊, 孫雅靜, 等. 阻抗法檢測雞蛋新鮮度[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(24)∶ 208-212. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724033. http∶//www.spkx.net.cn

YU Jinlu, ZHANG Lei, SUN Yajing, et al. Detection of egg freshness using impedance method[J]. Food Science, 2017,38(24)∶ 208-212. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724033. http∶//www.spkx.net.cn

2017-01-18

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303084）

余錦露（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品安全。E-mail：yjl2690307424@163.com

*通信作者：郭愛玲（1965—），女，教授，博士，研究方向為食品微生物和食品安全。E-mail：ailingguo234@163.com