表1 蛋白、蛋黄和系带的表示符号
Table 1 Symbols for egg white, egg yolk and chalaza
贺真蛟，付 玄，赵 敏，马美湖，黄 茜，蔡朝霞*
（国家蛋品加工技术研发分中心，华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070）
摘 要：为改善单一组分的植物油与壳聚糖涂膜剂的缺陷，将壳聚糖与玉米油以（CH-CO）0∶100、30∶70、40∶60、50∶50混合，并加入VE、柠檬酸、牛至精油、蔗糖酯复合成新型涂膜剂，分别在22 ℃和4 ℃进行贮藏研究。结果表明，相比于对照组、A组（CH∶CO＝30∶70）、C组（CH∶CO＝50∶50），B组（CH∶CO＝40∶60）涂膜剂对鸡蛋保鲜效果更优。22 ℃贮藏45 d后，B组鸡蛋新鲜度仍为A级，质量损失率为0.39%，哈夫单位降低20.95，蛋黄指数下降22.08%，蛋清pH值上升0.63，挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量增加1.01 mg/100 g。4 ℃贮藏10 周后，鸡蛋新鲜度相当于22 ℃贮藏33 d的效果；4 ℃贮藏结束时，B组鸡蛋质量损失率为0.54%，哈夫单位下降21.56，蛋黄指数降低9.97%，蛋清pH值下降0.46，TVB-N含量增加0.2 mg/100 g。因此，B组即以40%壳聚糖、60%玉米油、0.1%牛至精油、0.03% VE、0.015 g/100 mL柠檬酸、0.2 g/100 mL蔗糖酯组合的新型涂膜剂对鸡蛋的保鲜效果最优。
关键词：涂膜保鲜；鸡蛋；壳聚糖；玉米油；蛋内品质
贺真蛟, 付玄, 赵敏, 等. 壳聚糖-玉米油复合涂膜剂对清洁鸡蛋的保鲜效果[J]. 食品科学, 2016, 37(12): 248-253. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612045. http://www.spkx.net.cn
HE Zhenjiao, FU Xuan, ZHAO Min, et al. Preservative effect of different chitosan-corn oil coatings on the internal quality of eggs during storage[J]. Food Science, 2016, 37(12): 248-253. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612045. http://www.spkx.net.cn
鸡蛋是人类的主要食物之一，含有丰富的优质蛋白与其他营养物质[1]，但极易腐败。我国蛋品产量巨大，每年因鸡蛋破损、腐败变质造成的经济损失巨大。鲜蛋涂膜可减少鸡蛋在贮藏期间水分与CO2的损失[2]，保护其内部品质和蛋质量。一些资料[3]表明涂膜前对鸡蛋进行清洁处理可杀灭蛋壳表面有害微生物，减少禽流感的发生。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，具有易成膜、气体选择性透过性、可食用、安全和广谱抗菌等良好性能，且来源广泛，价格低廉，已被应用于果蔬与鸡蛋的涂膜保鲜。但因壳聚糖内在的亲水特性，壳聚糖膜材料缺乏阻止水分转移的能力。油脂类材料属于疏水性材料，密封性良好，比其他涂膜剂更稳定[4]。与传统的矿物油及动物油脂材料相比，植物油价格低廉且可食用[5]，符合当下无毒可食性涂膜剂的发展潮流。然而，相比其他涂膜剂，油脂类涂膜剂所需干燥时间更长，长期暴露在空气中时易发生氧化，生成过氧化物。
近年来，壳聚糖与油脂类复合成的可食用涂膜剂得到了广泛地研究与应用。复合涂膜剂在一定程度上克服了单一组分材料的缺陷，使涂膜剂的稳定性、抑菌性和抗氧化性得到提高。Wardy等[6]研究了壳聚糖-大豆油涂膜剂对鸡蛋的保鲜效果，结果表明该材料能较好地维持蛋清低pH值，有效延长鸡蛋货架期。Torrico[4]、刘丽莉[7]等分别研究了壳聚糖-矿物油、壳聚糖-植物精油对鸡蛋保鲜效果，取得了良好效果。Ryu等[5]系统地研究了多种植物油涂膜剂对鸡蛋保鲜的作用，其中玉米油的保鲜效果优于大豆油，但未考察壳聚糖-玉米油涂膜剂的保鲜性能。谢晶[8]认为精油乳状液比壳聚糖涂膜更均匀，感官上更易被接受。李军生等[9]采用VE与柠檬酸抑制月饼贮藏过程中油脂的氧化，效果显著。此外，本实验室在研究禽蛋涂膜保鲜过程中发现，壳聚糖-植物油涂膜材料干燥时间比单一植物油涂膜材料的干燥时间短。
为进一步研究壳聚糖-玉米油涂膜材料对鸡蛋保鲜性能，本实验将壳聚糖与玉米油以不同比例复合（CH∶CO＝0∶100、30∶70、40∶60、50∶50），并加入VE、柠檬酸、牛至精油、蔗糖酯等材料，制备成新型复合涂膜剂。以质量损失率、哈夫单位、蛋黄指数、蛋清pH值、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）等多项指标，系统性地研究了壳聚糖-玉米油新型复合涂膜剂在鸡蛋4 ℃与22 ℃长期贮藏过程中的鸡蛋内部品质变化规律。
1.1 材料
海兰褐壳鸡蛋，武汉市九峰山蛋鸡养殖场，产后24 h内收集。
α-壳聚糖（CH，脱乙酰度≥90%，分子质量282 kD） 南通兴成生物制品厂；玉米食用油 湖北中昌植物油有限公司；VE（纯度≥98%） 武汉远城（集团）科技发展有限公司；ClO2（分析纯） 上海济尔化工设备有限公司；牛至精油（分析纯） 江西省吉安振兴香料厂；蔗糖脂肪酸酯（化学纯） 柳州大拿食品添加剂有限公司；营养琼脂（化学纯） 杭州微生物试剂有限公司；司盘-80、吐温-80、柠檬酸、硼酸（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
FHK蛋白高度测定仪 铭奥国际有限公司；游标卡尺上海台海工量具有限公司；FE20 pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司；YP电子天平 上海越平科学有限公司；DNP-9082超净工作台 上海新苗医疗器械制造有限司；HWS恒温恒湿箱 宁波海曙赛福实验仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 鲜蛋处理与涂膜剂制备
将产后24 h以内的鲜蛋（剔除裂纹蛋）于40 mg/L的ClO2中浸泡10 min，清洗后风干。随机选取10 枚鲜蛋测定蛋质量、哈夫单位、蛋清pH值、蛋黄指数、TVB-N含量，并做感官评定。称取一定量的壳聚糖，将其溶解在体积分数1%乙酸溶液中制成pH 4.5终质量浓度为2 g/100 mL的壳聚糖溶液[10]。在玉米油中添加0.1%牛至精油、0.03%VE、0.015 g/100 mL柠檬酸、0.2 g/100 mL蔗糖酯（以玉米油体积计）。预先制备的壳聚糖溶液与玉米油乳剂分别按对照组（CH∶CO＝0∶100）、A组（CH∶CO＝30∶70）、B组（CH∶CO＝40∶60）、C组（CH∶CO＝50∶50）进行复配，混合物在磁力搅拌器上低速搅拌30 min后获得最终的复合涂膜剂。
1.3.2 实验设计与涂膜蛋贮藏
鸡蛋涂膜处理：采用上述4 组复合材料分别进行涂膜处理，各组包含90 枚涂膜蛋，其中70 枚于室温条件下（22 ℃，相对湿度85%）贮藏7 周，每次取10 枚贮藏后的鸡蛋测定各项指标；20 枚于低温（4 ℃，相对湿度85%）条件下贮藏20 周，分别在第10周与第20周测定各项指标。实验以CO∶CH＝100∶0处理组作为对照组。
1.3.3 指标测定
1.3.3.1 感官鉴定
对贮藏后的鸡蛋外观、气味、蛋白、蛋黄、系带状况及散黄程度加以评定，表示符号[11]见表1。
表1 蛋白、蛋黄和系带的表示符号
Table 1 Symbols for egg white, egg yolk and chalaza
1.3.3.2 质量损失率测定
鸡蛋贮藏期间，蛋内水分与CO2穿过蛋壳表面气孔散逸到外部环境中，引起鸡蛋质量与内容物的减少，蛋内品质的恶化。涂膜鸡蛋在贮藏过程中质量损失率按公式（1）计算[12]。
1.3.3.3 哈夫单位测定
用精度为0.001 g的电子天平测量并记录蛋质量，采用FHK蛋白高度测定仪测定相应浓厚蛋白高度。哈夫单位计算见公式（2）[13]：
式中：H为浓厚蛋白高度/mm；W为蛋质量/g。以哈夫单位为参考值的蛋品分级标准[14]：AA级，哈夫单位＞72；A级，71＞哈夫单位＞60；B级，60＞哈夫单位＞55。
1.3.3.4 蛋黄指数测定
用精度为0.02 mm 的游标卡尺测量蛋黄高度和直径，蛋黄指数计算见公式（3）[11]：
1.3.3.5 蛋清pH值测定
收集分离所得蛋清并搅拌均匀，FE20 pH计测量蛋清pH值，精确度为0.01[15]。
1.3.3.6 TVB-N含量测定
TVB-N含量测定具体操作过程参考刘铁玲等[16]的方法。
1.3.3.7 蛋内菌落总数测定
蛋内菌落总数按照GB 4789.2—2010《食品卫生微生物学：菌落总数》测定。
1.4 统计分析
所有数据利用Microsoft Excel 2010进行统计处理，利用SPSS 17.0进行方差分析，各平均值利用Duncan多重比较检验进行差异显著性分析（P＜0.05），绘图软件为Origin 8.5。
2.1 贮藏期间质量损失率分析
由图1可知，不同贮藏温度条件下，各组涂膜鸡蛋蛋质量随贮藏时间延长而显著下降[17]，且质量损失率大小依次为C组＞A组＞对照组＞B组。22 ℃贮藏期间，C组质量损失率增速最快，B组质量损失率增长最慢。与对照组质量损失率相比，B组、C组、A组差异显著（P＜0.05）。4℃贮藏过程中，涂膜蛋的质量损失率明显分为两大类，A组与C组为一类，对照组与B组分为一类，两者之间差异显著（P＜0.05），但A组与C组、对照组与B组间无显著差异（P＞0.05）；第20周时，A组与C组出现显著性差异（P＜0.05），对照组与B组差异不显著（P＞0.05），B组质量损失率最低。世界粮农组织规定销售中鸡蛋的质量损失率应控制在2%～3%，22 ℃贮藏45 d时，B组质量损失率最低，为0.39%；C组质量损失率最大，为0.59%；4 ℃贮藏20 周时，B组质量损失率最低，为0.54%；C组蛋质量下降幅度最大，为0.762%，均未超出世界粮农组织的限定值[18]。因此，4 ℃与22 ℃贮藏实验结束时，各组涂膜鸡蛋仍保持了良好的新鲜度。
图1 鸡蛋22 ℃（a）和4 ℃（b）贮藏期间质量损失率的变化
Fig. 1 Changes in weight loss of eggs stored at 22 ℃ (a) and 4 ℃ (b)
对照组. CH∶CO＝0∶100；A组. CH∶CO＝30∶70；B组. CH∶CO＝40∶60；C组. CH∶CO＝50∶50。下同。
质量损失率测定表明，B组抑制鸡蛋质量下降效果最佳，这一效果在贮藏后期更显著。与22 ℃贮藏相比，4 ℃贮藏可大大延长鸡蛋的货架期。
2.2 贮藏期间哈夫单位分析
图2 鸡蛋22 ℃（a）和4 ℃（b）贮藏期间哈夫单位的变化
Fig. 2 Changes in Haugh units of eggs stored at 22 ℃ (a) and 4 ℃ (b)
哈夫单位是反映鸡蛋新鲜度与蛋清品质的重要指标，新鲜鸡蛋的哈夫单位应介于72～85之间，低于60不建议消费食用。如图2所示，22 ℃贮藏33 d后，B组为AA级新鸡蛋，对照组、A组、C组为A级，但C组蛋的哈夫单位降至经62.14，接近推荐食用值60。贮藏实验结束时，A组、C组哈夫单位分别降低了29.39、33.26，新鲜度B级，不可食用；对照组与B组新鲜度仍保持在A级，哈夫单位分别减少了25.55、20.95。经SPSS做差异显著性分析可知，贮藏45 d后，各组涂膜蛋哈夫单位差异显著（P＜0.05）。4 ℃贮藏10 周后，鸡蛋新鲜度仍保持在A级，相当于22 ℃条件下贮藏18 d时的效果；第20周时，除A组外，其余3 组鸡蛋新鲜度仍为A级，哈夫单位分别减少：25.36（对照组）、31.97（A组）、21.56（B组）、27.12（C组）。4 ℃与22 ℃贮藏实验均表明B组保鲜效果最优。
2.3 贮藏期间蛋黄指数分析
图3 鸡蛋22 ℃（a）和4 ℃（b）贮藏期间蛋黄指数的变化
Fig. 3 Changes in yolk index values of eggs stored at 22 ℃ (a) and 4 ℃ (b)
蛋黄指数反映了蛋黄的球形度，可反映鸡蛋的新鲜程度[16]，新鲜蛋的蛋黄指数要求在0.3以上，合格蛋的蛋黄指数要求大于0.2[19]。由图3可知，蛋黄指数随贮藏时间延长呈下降趋势。22 ℃贮藏45 d后，各组蛋黄指数大小依次为B组＞对照组＞A组＞C组。与初始相比，蛋黄指数分别下降28%（对照组）、32.08%（A组）、22.08% （B组）、36.24%（C组）。4 ℃贮藏20 周时，蛋黄指数分别为0.412（对照组）、0.346（A组）、0.385 5（B组）和0.361 8（C组），相应的下降幅度依次为对照组10.36%、A组20.46%、B组9.97%、C组15.78%。两种温度条件下，蛋黄指数与质量损失率二者变化趋势基本一致，即质量损失率越低蛋黄指数越大，鸡蛋品质越好[20]。
图3a与图3b比较发现，22 ℃ 45 d贮藏与4 ℃ 20 周贮藏实验结束时，所有涂膜蛋为合格蛋，且4 ℃贮藏条件下的涂膜蛋仍为新鲜蛋。蛋黄指数下降主要原因是随着贮藏期的延长，蛋黄膜的选择透过性减弱，蛋清中的水分向蛋黄内迁移导致蛋黄水样化[21]。图3a与图3b间的差异可能是低温减弱了蛋清水分向蛋黄的扩散，因此图3b中蛋黄指数下降没有图3A降幅大。
2.4 贮藏期间蛋清pH值分析
图4 鸡蛋22 ℃（a）和4 ℃（b）贮藏期间蛋清pH值的变化
Fig. 4 Changes in egg white pH values of eggs stored at 22 ℃ (a) and 4 ℃ (b)
图4a显示，各组鸡蛋蛋清pH值呈先上升后下降再上升的趋势，这一结果与谢晶等[8]研究结果类似。这是因为鸡蛋在贮藏过程中，蛋清内的H2CO3分解释放CO2，破坏了碳酸氢盐缓冲体系，CO2逸散到外环境，使蛋清pH值升高；后期又因酶与微生物将蛋白质分解成膘、胨等物质，使蛋清由碱性变酸性[22]。涂膜处理能不同程度地稳定蛋清pH值变化速率和范围，但随着贮藏时间的延长，B组涂膜剂显示了更优的保鲜性能。22 ℃贮藏45 d后，各组蛋清pH依次上升：0.97（对照组）、0.84（A组）、0.63（B组）、0.78（C组），B组蛋清pH变化最小。
图4b显示了与图4a不同的趋势。在4 ℃贮藏过程中，所有组鸡蛋蛋清pH值整体呈下降趋势。4 ℃贮藏结束时，B组蛋清pH下降0.46。Wardy等[6]对此解释为壳聚糖/植物油复合涂膜材料对蛋壳可保持碳酸分解后额外增加的CO2和水分，因此使蛋清pH值逐渐降低。
2.5 贮藏期间菌落数分析
细菌是引起鸡蛋腐败变质的主要原因之一。蛋壳完整的新生鸡蛋内部基本是无菌的，但在鸡蛋运输、贮藏过程中，细菌可通过蛋壳缝隙侵染并穿透内膜进入蛋内，引起鸡蛋的腐败变质[23]。根据GB/T 4789.2—2008对各组涂膜鸡蛋进行微生物菌落总数测定，但所有样品的内容物均未检测出菌落。这是因为实验采用的是产后24 h的鸡蛋，且贮藏实验前通过ClO2对蛋壳表面做消毒处理，并且涂膜过程在通风橱内完成。同时，该结果也表明4种涂膜剂具有良好的抑菌与密封性能。
2.6 贮藏期间TVB-N含量分析
图5 鸡蛋22 ℃（a）和4 ℃（b）贮藏期间TVB-N含量的变化
Fig. 5 Changes in TVB-N concentrations of eggs stored at 22 ℃ (a) and 4 ℃ (b)
由图5可知，鸡蛋在贮藏期间，蛋白质可在酶与微生物作用下不断分解产生具有挥发性的氨、胺类碱性含氮物质[24-25]，从而使蛋内TVB-N含量不断升高。图5显示，22 ℃及4 ℃贮藏过程中，蛋内TVB-N含量与时间呈正相关性。22 ℃贮藏45 d后，与对照组TVB-N含量相比，A组、B组、C组差异显著（P＜0.05），B组TVB-N含量增加量最小（1.01 mg/ 100 g），C组TVB-N含量增加量最大（2.68 mg/ 100 g）。保鲜效果B组＞对照组＞A组＞C组。4 ℃贮藏过程期间，蛋内TVB-N含量变化趋势与22 ℃相似，但整个过程TVB-N增量较小。第20周时，C组增量最大，为0.33 mg/100g；B组增量最小，为0.20 mg/100 g；但第10～20周TVB-N增量加快。蛋制品中TVB-N含量不应超过20 mg/100 g[25]，实验结束时，各组涂膜蛋TVB-N含量均未超过20 mg/100 g，显示出良好的保鲜效果。
实验结束时，蛋内容物TVB-N含量明显低于已有报道[26-27]，同时未有微生物检出，可能是蛋白质在酶作用下降解导致TVB-N含量的升高。
2.7 贮藏期间感官分析
表2 22 ℃贮藏期间蛋品内部感官分析
Table 2 Analysis of inner quality of eggs stored at 22 ℃
在贮藏过程中，各组涂膜蛋蛋白、蛋黄、系带的感官品质均在贮藏一定时间后出现下降。从表2可以发现，贮藏11 d后C组涂膜蛋蛋白品质首先下降，A组在贮藏18 d后发生变化，对照组与B组蛋白品质变化规律基本一致。从蛋黄与系带指标来看，A组与C组最先出现品质下降，但对照组与B组品质下降时间点相对延后。表3显示了低温贮藏期间，A组、C组的蛋白和系带品质略有下降，蛋黄品质未发生较大变化。不同温度贮藏结束后，发现B组浓厚蛋白量最多，C组最少，各组涂膜鸡蛋品质优劣情况：B组＞对照组＞A组＞C组。
表3 4 ℃贮藏期间蛋品内部感官分析
Table 3 Analysis of inner quality of eggs stored at 4℃
本实验对植物油涂膜剂与壳聚糖-植物油复合材料做进一步筛选，以40%壳聚糖、60%玉米油、0.1%牛至精油、0.03% VE、0.015 g/100 mL柠檬酸、0.2 g/100 mL蔗糖酯构成的B组保鲜效果最优，且与4 ℃贮藏结合后能显著延长鸡蛋货架期。22 ℃贮藏结束后，B组鸡蛋新鲜度为A级，质量损失率为0.39%，哈夫单位降低20.95，蛋黄指数下降22.08%，蛋清pH值上升0.63，TVB-N含量增加1.01 mg/100 g。4 ℃贮藏结束时，B组鸡蛋质量损失率为0.54%，哈夫单位下降21.56，蛋黄指数降低9.97%，蛋清pH值下降0.46，TVB-N含量增加0.2 mg/100 g。
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Preservative Effect of Different Chitosan-Corn Oil Coatings on the Internal Quality of Eggs during Storage
HE Zhenjiao, FU Xuan, ZHAO Min, MA Meihu, HUANG Xi, CAI Chaoxia*
(National Research and Development Center for Egg Processing, College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
Abstract: Chitosan and vegetable oils have been widely used in preserving the internal quality of eggs. However, chitosan can interact with water molecules to increase the water vapor permeability of chitosan films, thereby being less effective in decreasing the weight loss of eggs during storage. Vegetable oils have a good sealing ability, but they are susceptible to oxidization and the addition of vegetable oils to coatings retards the formation of films. In order to improve these disadvantages, our laboratory designed 4 different chitosan-corn oil coatings and tested their abilities in preserving the internal quality of eggs during storage. These 4 different coatings were prepared by mixing chitosan and corn oil at different ratios (CH:CO ratio = 0:100, 30:70, 40:60, and 50:50, designated as groups A, B, C and D, respectively). In addition, VE, citric acid, oregano essential oil and sucrose ester were beforehand added in corn oil. Later, the coated eggs were stored at 22 ℃ and 4 ℃, respectively. Results showed that group B was the best in preserving egg quality. After 45 days of storage at 22 ℃, the eggs in group B remained at grade A, the weight, Haugh unit and yolk index of which decreased by 0.39%, 20.95 and 22.08%, respectively, and the pH of the egg white and total volatile basic nitrogen (TVB-N) content increased by 0.63 and 1.01 mg/100 g respectively. Eggs stored at 4 ℃ for 10 weeks were as fresh as those stored at 22 ℃ for 33 days. After storage at 4 ℃ for 20 weeks, the weight loss, Haugh unit, yolk index and egg white pH decreased by 0.54%, 21.56, 9.97% and 0.46, respectively. In the meanwhile, the TVB-N content increased by 0.2 mg/100 g. Obviously，group B, containing 40% chitosan, 60% corn oil, 0.1% oregano oil, 0.03% VE, 0.015 g/100 mL citric acid, 0.2 g/100 mL sucrose ester, has a better fresh preservation effect.
Key words: coating preservation; egg; chitosan; corn oil; internal quality of eggs
收稿日期：2015-09-15
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201303084）
作者简介：贺真蛟（1989—），男，硕士研究生，研究方向为天然产物与食品化学。E-mail：shishanyongshi@163.com
*通信作者：蔡朝霞（1979—），女，副教授，博士，研究方向为食品科学。E-mail：caizhaoxia@mail.hzau.edu.cn
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612045
中图分类号：TS253.2
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）12-0248-06引文格式：