高相对分子质量水溶性大豆多糖对鸡蛋涂膜保鲜效果的影响

王伏超，李军国，谷 旭，牛力斌，李 俊*

(中国农业科学院饲料研究所，北京 100081)

豆渣中水溶性大豆多糖的提取，关键是将豆渣中的蛋白质和脂肪脱去以得到水溶性半纤维素组成的酸性糖分[1]。本实验采用了弱酸高温热提取法从豆渣中提取粗水溶性大豆多糖[2]，提取率达到了35%，然后采用超滤技术[3]，对其进行纯化并且制得高相对分子质量的多糖。水溶性大豆多糖的结构类似于果胶，具有良好的成膜性、抑菌性及乳化性[4]。其作为一种优良的鸡蛋涂膜保鲜剂已有报道[5]，但对其保鲜机理的分析还未有报道。本实验拟制备高相对分子质量的水溶性大豆多糖，研究其对鸡蛋保鲜起作用的成分。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆渣 北京豆豆厨食品有限公司；产后24h内鲜鸡蛋 北京市留民营新世纪养鸡场；海藻酸钠 青岛明月海藻集团有限公司；山梨酸钾 浙江省余姚市王龙集团有限公司；不同相对分子质量水溶性大豆多糖为自制，制备步骤如下：

1.2 仪器与设备

pH计 赛默飞世尔科技公司；LDX-30KBS立式压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂；FA25高剪切分散乳化机 上海弗鲁克流体机械制造有限公司；RE-6000旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；CR-22G冷冻离心机 日本Hitachi公司；扫描电子显微镜(SEM) 北京市理化分析测试中心；游标卡尺 无锡量具有限公司；电子天平 北京赛多利斯天平有限公司；磁力搅拌器 常州国华电器有限公司；高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；玻璃平板、超滤装置 自制。

1.3 方法

1.3.1 不同种类鸡蛋涂膜保鲜液的制备

取一定量的不同相对分子质量水溶性大豆多糖，分别溶于0.5g/100mL海藻酸钠水溶液，添加0.6g的山梨酸钾，磁力搅拌至完全溶解，制成L-M、H-M和SSPS 3种涂膜保鲜液，保鲜液均呈透明微黄色。

1.3.2 鸡蛋涂膜保鲜试验

选取表面光滑、无裂纹、无粪便污染的、质量在55～70g范围间的24h内的鲜鸡蛋进行涂膜保鲜试验。试验设计5个组，CK1(未做任何处理的原始态鸡蛋)、CK2(0.5g海藻酸钠、0.6g山梨酸钾)、L-M、H-M和SSPS。鸡蛋经蒸馏水清洗后分别浸入不同的涂膜液中30s，取出自然晾干。随机选取了350枚鸡蛋，分组、编号、称质量，于室温贮藏。每5d，从每组鸡蛋中随机挑选10枚，对其理化指标进行测定。

1.4 扫描电镜分析

为了筛选适宜的涂膜保鲜剂及研究保鲜机理，采用扫描电镜对鸡蛋壳的表面微观结构进行研究与分析。首先，将蛋壳进行选取、固定、喷金等前处理之后，通过不同放大倍数的观察，得到能够分析蛋壳表面结构的扫描电镜图。

1.5 理化指标

1.5.1 质量损失率(weight loss rate，WLR)

鸡蛋在贮藏前后质量损失的百分比，用电子天平(精确至0.001g)称质量。按照下列公式计算质量损失率：

式中：m2是贮藏后鸡蛋的质量/g；m1是鸡蛋的初始质量/g。

1.5.2 哈氏单位(Hough unit，HU)

通过测定鸡蛋质量及浓厚蛋白的高度，按照下列公式计算哈氏单位：

式中：H为浓厚蛋白高度/mm；G为鸡蛋质量/g。一般的评价基准：HU≥72为AA 级，7l～55为A级，54～3l 为B级，30以下为C级[6]。

1.5.3 蛋黄指数(yolk index，YI)

沿横向磕破蛋壳，注意不要破坏蛋白和蛋黄的完整性，将蛋内容物全部流入玻璃平板上，用游标卡尺测量蛋黄高度和直径，按照下列公式计算蛋黄指数：

式中：H为蛋黄高度/mm；d为蛋黄直径/mm。新鲜鸡蛋的蛋黄指数在0.401～0.442之间，合格蛋的蛋黄指数在0.3以上，当蛋黄指数低于0.25时，蛋黄膜则极易破裂，出现散黄现象[7]。

1.6 数理统计

用Microsoft Excel做数据的初步处理及绘图工作。用STATISTIC 6.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 电镜扫描图

图 1 蛋壳表面结构Fig.1 Surface structure of egg shell

图1为贮藏第5天时，各涂膜组鸡蛋蛋壳表面的结构图。通过扫描电镜的观察，可以发现蛋壳上有许多(1～10μm左右)不规则的细微缝隙使得整个蛋壳呈“龟裂状”，这些细微缝隙就是鸡蛋自身进行呼吸代谢和各类微生物出入的通道，即人们通常所说的“气孔”。可见，气孔并不是针眼样的圆孔，而是由这些不规则的细微缝隙所构成[8]。

图1a为CK1组鸡蛋蛋壳表面结构图，可以看到有很多的裂缝，图1b为CK2涂膜组的蛋壳表面，其裂缝的大小与个数比CK1组小、少一些，但与之相差无几。图1c、1d、1e为不同涂膜组蛋壳表面结构图，可见，H-M涂膜组的蛋壳表面光滑且无明显的裂缝，而L-M涂膜组的蛋壳表面比较粗糙且有一些明显的细微裂缝，SSPS涂膜组蛋壳表面相对光滑、裂纹也不明显。因此，可以推断高相对分子质量水溶性大豆多糖这种物质能够封锁蛋壳上的细微缝隙，阻止外界微生物侵入蛋内，同时能够维持鸡蛋自身的代谢活动，延缓其变化，从而达到贮存保鲜的效果。这也与后续试验结果相吻合。

2.2 鸡蛋质量损失率的变化

图 2 不同处理对鸡蛋质量损失率的影响Fig.2 Effects of different treatments on weight-losing rate of eggs

不同处理组鸡蛋质量损失率测定结果见图2。由于蛋壳表面大量气孔的存在，密度约为20个/25μm2，因此鸡蛋在贮藏过程中，随着时间的推移蛋内的水蒸气、CO2等通过气孔不断逸出[9-13]，造成鸡蛋质量地不断下降。从图2可以看出，质量损失率随着鸡蛋贮藏时间的延长而不断升高。然而H-M和SSPS涂膜组与CKI、CK2和L-M三组之间存在显著性差异(P＜0.05)，证明各涂膜组在一定程度上达到了防止鸡蛋质量损失的效果。那是因为鸡蛋涂膜后，蛋壳上的气孔被堵塞，减少了蛋内水分的蒸发，从而降低了质量损失率。在贮藏后期，达到30d时，各组质量损失率差值变得更加明显，H-M和SSPS涂膜组的质量损失率显著低于其他组，分别为6.31%和6.68%，而CK1则高达8.73%。不同涂膜组对鸡蛋质量损失率影响的强弱程度为：H-M＞SSPS＞L-M＞CK2＞CK1。

2.3 鸡蛋哈氏单位的变化

图 3 不同处理对哈氏单位的影响Fig.3 Effects of different treatments on Haugh Unit of eggs

哈氏单位是衡量鸡蛋质量优劣的重要指标之一，它与鸡蛋的浓蛋白高度和鸡蛋的质量有关[14]。由图3可知，新鲜鸡蛋的浓蛋白含量占全蛋的50%～60%。在贮藏期间，鸡蛋的浓蛋白逐渐变成稀蛋白，哈氏单位不断减少，鸡蛋新鲜程度也随之下降，并且浓蛋白的减少会降低溶菌酶的杀菌作用，使得鸡蛋的耐贮性大大降低[15]。鸡蛋涂膜后，蛋内酶的活性被抑制，蛋白质水解进程被减缓，从而减弱了鸡蛋哈氏单位的下降[16]。从图3可以看出，各处理组鸡蛋的哈氏单位随着贮藏时间的延长而不断下降，但是各组下降的程度不同。并且H-M和SSPS涂膜组与CKI、CK2和L-M三组之间存在显著性差异(P＜0.05)。在贮藏的第30天，H-M和SSPS涂膜组的鸡蛋仍为A级，而其他组均已降为C级。不同涂膜组对鸡蛋哈氏单位影响的强弱程度为：H-M＞SSPS＞L-M＞CK1＞CK2。

2.4 鸡蛋蛋黄指数的变化

图 4 不同处理对鸡蛋蛋黄指数的影响Fig.4 Effects of different treatments on yolk index

蛋黄指数能够反应蛋黄膜的强度，是衡量鸡蛋新鲜程度的常规指标之一。由图4可知，蛋黄膜是一层半透性膜，其弹性的变化与蛋内酶、贮藏温度有密切的关系[17]。鸡蛋在贮藏期间蛋黄逐渐变稀的原因有两方面，一是蛋白内的水分通过蛋黄膜向蛋黄扩散所致；二是蛋黄膜弹性降低，导致蛋黄变稀、体积增大，蛋黄指数逐渐减小[18]。从图4可以看出，各处理组鸡蛋的蛋黄指数随着贮藏时间的延长而不断减小。H-M和SSPS涂膜组鸡蛋蛋黄指数下降的比较缓慢，并且与其他3组有显著性差异(P＜0.05)。到贮藏后期，第30天时蛋黄指数仍在0.25以上。这是因为鸡蛋涂膜后会减少蛋内水分蒸发、CO2逸出及蛋外O2、微生物等向蛋内渗透[19]，抑制了蛋内酶的活性，削弱了酶对蛋黄膜的破坏作用，从而减缓了蛋黄指数的减小速度。不同涂膜组对鸡蛋哈氏单位影响的强弱程度为：H-M＞SSPS＞CK2＞L-M＞CK1。

3 讨论与结论

本实验利用豆渣为原料，制备高相对分子质量水溶性大豆多糖。以不同相对分子质量水溶性大豆多糖为基质制备不同的涂膜保鲜液，由于其黏度低，因此添加了一定量的海藻酸钠改善其黏性，在允许添加量的范围内添加了适量的山梨酸钾作为抑菌剂。对鸡蛋进行室温条件下贮藏实验。通过扫描电镜对不同处理组蛋壳表面细微结构的观察可知，高相对分子质量水溶性大豆多糖对蛋壳表面起到了很好的封闭作用，并且通过对鸡蛋质量损失率、哈氏单位和蛋黄指数的测定也很好地证实了高相对分子质量水溶性大豆多糖具有有效延长鸡蛋货架期的作用，室温下贮藏30d时，鸡蛋品质仍为A级，并且在一定程度上增强了蛋壳的光泽度和硬度，因此，具有十分广阔的应用前景。

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