高静压加工对新鲜蛋液微生物及品质的影响

白 洁，陶国琴，彭义交，李玉美，刘丽莎，吕晓莲，田 旭，郭 宏,*

（1.北京食品科学研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集团有限责任公司，北京 100053）

高静压加工对新鲜蛋液微生物及品质的影响

白 洁1，陶国琴1，彭义交1，李玉美1，刘丽莎1，吕晓莲2，田 旭1，郭 宏1,*

（1.北京食品科学研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集团有限责任公司，北京 100053）

研究在不同处理压力和时间条件下，高静压对新鲜全蛋液微生物（细菌总数、大肠菌群）、色泽、乳化特性（乳化活力、乳化稳定指数）及起泡特性（起泡性、泡沫稳定性）的影响。结果表明：200 MPa处理10 min，全蛋液微生物指标已符合国家标准；相比空白组，400 MPa处理10 min，全蛋液乳化活力及乳化稳定性显著增加，300 MPa处理20 min及400 MPa处理10 min全蛋液起泡性较好，而400 MPa处理10～15 min及500 MPa处理5～15 min可使全蛋液颜色更鲜亮。综上，适当的高静压处理可使全蛋液达到有效杀菌且改善其品质的目的。

高静压；新鲜；蛋液；微生物；品质

鸡蛋营养丰富，含有蛋白质、脂肪、维生素、卵磷脂、矿物质等多种营养成分，其中蛋白质的氨基酸组成与人体蛋白质组成最为接近，具有降血压、软化血管、协调内分泌、养心安神、养血安胎、延年益寿等功能，被誉为“理想的营养库”。鸡蛋全蛋液是新鲜鸡蛋经系列加工处理后制得的蛋液产品[1]，有效解决了鲜蛋易碎、难贮藏运输及食用不方便等问题，应用前景广阔。

传统蛋液主要采用巴氏杀菌，但蛋液属热敏性原料，蛋白质极易受热变性，传统热力杀菌会降低蛋品的营养价值，影响其感官质量，改变其物性[2]。高静压（high hydrostatic pressure，HHP）处理是近20多年来发展起来的一种冷杀菌技术，它是利用对液体介质加压的物理过程，使食品中的酶失活、蛋白质变性、淀粉糊化及微生物灭活[3]。由于高静压处理仅作用于食品成分的共价键，对非共价键没有影响，因此，高静压处理的食品具有营养损失少、杀菌效果好和口感风味佳等特点，并能延长保存期[4]。Lee等[5]研究了Nisin与高压结合、超声波与高压结合对全蛋液李斯特菌致死的规律，认为适当地添加Nisin对李斯特菌的致死效果显著优于单独高压处理。Silvia等[6]通过研究温压结合处理对蛋液李斯特菌、沙门氏菌的致死效果及对蛋液黏度的影响，试图评价超高压代替热杀菌的可能性，认为蛋液中添加20 g/L的柠檬酸三乙酯，经52 ℃处理3.5 min后再进行超高压处理（300 MPa处理3 min），其杀菌效果与71 ℃处理1.5 min相同，且蛋液的黏度等品质更接近新鲜蛋液。Plancken等[7]研究表明经热和超高压处理的蛋清蛋白液的起泡性更加稳定，不易破裂。我国高静压技术起步相对较晚，研究领域主要为果蔬、肉制品及海产品，在蛋制品加工方面的应用较少，且多集中在高压改性蛋白液、蛋黄粉等方面，缺乏高静压对鲜蛋全蛋液品质方面的研究，关于鸡蛋易染的大肠杆菌研究也较少。本实验研究了高静压处理鸡蛋全蛋液微生物及品质指标的影响，主要包括大肠菌群、色泽、起泡性、泡沫稳定性、乳化活力及乳化稳定指数等，为开发非热加工蛋液技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

鸡蛋 市售。

1.2 仪器与设备

HPP. L2-800/2高静压设备 天津市华泰森淼生物工程技术有限公司；LDZX-40SBⅡ立式自动电热压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；UV3300-PC紫外-可见分光光度计 美谱达仪器厂；SW-lJ-1FD超净台 苏州尚田洁净技术有限公司；HJ-5电动搅拌器、FS-1可调高速匀浆机 江苏金坛荣华仪器制造有限公司；Color Munki校色仪 美国X-rite有限公司。

1.3 方法

1.3.1 全蛋液的制备

新鲜鸡蛋打蛋去壳，在无菌室用无菌电动搅拌器500 r/min搅拌均匀，蛋液分装至无菌耐压包装袋，去除袋内空气后封口。

1.3.2 全蛋液高静压处理

高静压设备有效容积2 L，最大压力800 MPa，温度升高2～3 ℃/100 MPa，解压时间15 s，保压过程中最大压差不超过10 MPa，腔内水温25 ℃。在200、300、400、500 MPa条件下分别保压5、10、15、20 min。处理后样品置于4 ℃保藏，24 h内抽样检测。

1.3.3 微生物指标测定

微生物指标测定参照GB 4789.2—2010《菌落总数测定》、GB 4789.3—2010《食品微生物学检验 大肠菌群计数》。

1.3.4 色差分析[8]

采用Color Munki photo测定样品色差，重复3 次，取平均值。其中：L*表示样品亮度；a*＞0表示样品颜色偏红，a*＜0 表示样品颜色偏绿；b*＞0表示样品颜色偏黄，b*＜0 表示样品颜色偏蓝。ΔE值表示色差变化，ΔE在0～0.5表示颜色没有变化，0.5～1.5颜色变化不显著，1.5～3.0颜色变化稍微显著，3.0～6.0颜色变化明显，计算公式如下。

式中：L*为处理样品亮度值；L0*为对照样品亮度值；a*为处理样品红度值；a0*为对照样品红度值；b*为处理样品黄度值；b0*为对照样品黄度值。

1.3.5 乳化活力及乳化稳定性的测定[9-10]

参照Tang Chuanhe等[9]的方法并略作改进，用去离子水将全蛋液稀释到蛋白质质量浓度为5 g/L，取样品24 mL，加入16 mL大豆油，混合后用高速搅拌器（10 000 r/min）分散1 min，乳化后立刻从底部吸取样品液 100 μL，加入到10 mL 质量分数0.1%的 十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS） 溶液中，记录500 nm波长处的吸光度，以相同的SDS溶液做参比液，乳化活力用0 min的吸光度（A0）表示。经过5 min 后从底部取100 μL乳状液，测定吸光度（A5），乳化稳定性用乳化稳定指数（emulsion stability index，ESI）表示，按公式（2）计算。

式中：∆t为时间间隔/min，此处为5 min；∆A为A0与A5的差值。

1.3.6 起泡性及泡沫稳定性的测定[11-12]

参照Hammershoj等[11]的方法，并进行改进，用去离子水稀释全蛋液至其质量浓度为50 g/L，取100 mL稀释液，用电动搅拌器以1 000 r/min 的转速分散2 min，记录搅打停止时泡沫体积V1，将搅打后样品静止放置20 min，测定其泡沫体积数V2，重复3 次，取平均值。分别按照公式（3）、（4）计算起泡性和泡沫稳定性。

1.4 数据分析

本实验所得数据采用Excel、SPSS 18.0进行处理分析，并采用ANOVA进行差异显著性分析，当P＜0.05时表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 高静压处理对全蛋液菌落总数的影响

由图1可知，与空白组相比，同一处理时间，蛋液菌落总数随着处理压力的增加逐渐下降。新鲜蛋液的初始菌落总数为（5.03±0.11）（lg（CFU/mL）），分别经200 MPa和300 MPa 处理10 min，蛋液菌落总数下降2 （lg（CFU/mL）），此时蛋液菌落总数已符合GB 2749—2003《蛋制品卫生标准》；400 MPa处理5 min蛋液菌落总数迅速下降至（0.54±0.09）（lg（CFU/mL））。同一压力下，随着处理时间延长，蛋液菌落总数不断降低，400 MPa处理15 min蛋液菌落总数为未检出，500 MPa 处理5 min可达同样的杀菌效果。孙汉巨等[13]也发现随着超高压压力增加，鸭蛋液中细菌的致死率快速提高，400 MPa处理鸭蛋液，细菌致死率达到98.97%，说明超高压对全蛋液具有良好的灭菌效果。关于高静压灭菌的原理有两种观点，一种认为压力作用抑制了酶的活性和DNA等遗传物质的复制，使微生物致死[14]；另一种认为高压破坏了微生物的细胞膜和细胞壁，使胞内物质流失，导致微生物死亡[15]。

图1 不同压力条件下全蛋液菌落总数随处理时间的变化Fig.1 Effect of treatment time on the inactivation of TAB in liquid whole eggs at various HHP levels

2.2 高静压处理对全蛋液大肠菌群的影响

图2 不同压力条件下全蛋液大肠菌群随高静压处理时间的变化Fig.2 Effect of on treatment time on the inactivation of coliform microfl ora in liquid whole eggs at various HHP levels

由图2可知，全蛋液中大肠菌群数量远低于细菌总数，空白组中大肠菌群为（1.97±0.07）（lg（CFU/mL）），200 MPa处理5 min，全蛋液中大肠菌群数即未检出，这说明大肠菌群对压力的敏感性很强。

2.3 高静压处理对全蛋液颜色的影响

色泽是反映食品外观品质的重要指标之一，高静压处理对全蛋液颜色指标的影响如表1所示，与空白组相比，200、300 MPa处理5～20 min及400 MPa处理5 min时，高静压对全蛋液影响的ΔE值在0～1.5之间，表明压力较低时对全蛋液颜色无显著差异。400 MPa处理10～20 min及500 MPa处理5～20 min，ΔE值在1.5～6之间，表明高静压处理对全蛋液色泽影响显著，并且这种变化主要归因于全蛋液L*与b*值的变化，其中400 MPa处理10～15 min及500 MPa处理5～15 min，全蛋液L*值显著大于空白组样品，即亮度增加。400、500 MPa处理15～20 min全蛋液b*值显著下降，说明高静压处理后全蛋液黄色逐渐变淡。400、500 MPa处理20 min全蛋液a*值显著增加，说明蛋液发生褐变。全蛋液的颜色主要受脂溶性色素的影响，高静压处理可以破坏蛋液细胞结构，使更多的类胡萝卜素溶出，从而改善了样品的亮度。随着处理压力增大及作用时间延长，全蛋液被氧化褐变且随着蛋白质变性程度变大，全蛋液产生部分白色凝胶，因而亮度逐渐下降，黄色变淡[16-17]。

表1 高静压处理对全蛋液颜色的影响Table 1 Effect of HHP on color of liquid whole eggs

2.4 高静压处理对全蛋液乳化性质的影响

图3 不同压力条件下全蛋液乳化活力随处理时间的变化Fig.3 Effect of treatment time on emulsifying activity of liquid whole eggs at various HHP levels

由图3可知，相比空白组，200 MPa处理5～20 min，乳化活力变化不显著，其他压力处理后，蛋液乳化活力显著增加。同一压力处理，蛋液乳化活力随作用时间不同变化显著，其中300、400 MPa处理后随时间延长乳化活力先增大后降低，400 MPa处理10 min乳化活力值达0.88，500 MPa处理蛋液乳化活力随处理时间延长逐渐降低。同一时间处理，随着压力增大乳化活力呈现先增大后降低趋势，这与黄群等[18]研究结果相似，并认为是由于压力作用使蛋白质分子展开，亲水基团增多，蛋白质溶解度增加，更多的蛋白质容易吸附到油水界面上并展开，亲水性增加，同时蛋白质分子内部的疏水基暴露，亲油性增加，两者达到平衡，乳化活力提高。随着处理压力进一步增大和作用时间进一步延长，乳化活力降低可能是蛋白质结构破坏程度加剧，表面疏水性减少，油水界面所吸附的蛋白降低所致。

图4 不同压力条件下全蛋液乳化稳定性随高静压处理时间的变化Fig.4 Effect of treatment time on emulsion stability index of liquid whole eggs at various HPP levels

由图4可知，与空白组相比，200、300 MPa处理后蛋液乳化稳定性变化不显著，400、500 MPa处理后蛋液乳化稳定性显著增加，且随着作用时间延长呈现先增加后降低的趋势，400 MPa处理10 min乳化稳定指数达到最大，由10.65上升为15.42。乳化稳定性的改善可能是低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、脱辅基蛋白展开的结果，蛋白质的展开会使分子的柔韧性变强，从而能更快更有效地吸附在油水界面，卵黄蛋白也起着积极的吸附作用。此外，随着处理压力过高，蛋液黏度变大，黏度的升高会抑制乳状液分层，从而使测定数值偏大[19]。随处理条件的增强乳化稳定性逐渐降低，这可能是因为高压使蛋白质重新聚合，导致分子流动性降低[20]。

2.5 高静压处理对全蛋液起泡性质的影响

图5 不同压力条件下全蛋液起泡性随处理时间的变化Fig.5 Effect of treatment time on foaming capacity of liquid whole eggs at various HPP levels

起泡性是蛋白质分子表面性质的主要表现形式之一，蛋白质经过强烈搅拌后，蛋白膜将混入的空气包围起来形成泡沫。由图5可知，与空白组相比，全蛋液起泡性随压力增长呈现先增加后降低趋势，200 MPa处理后，全蛋液起泡性无显著变化；300、400 MPa处理后，全蛋液起泡性显著增加，其中300 MPa处理20 min全蛋液起泡性达到最高为96.67%，400 MPa处理10 min起泡性为94.44%；500 MPa处理后全蛋液起泡性随作用时间延长显著降低，其中处理20 min起泡性下降了12.44%。蛋液起泡性的变化可能是因为高静压处理使蛋清中不同组分的蛋白质（卵清蛋白、卵黏蛋白等）得到很好的接触，各组分能更好地相互作用，促进了泡沫的形成，提升了蛋液起泡力[7,19]，也有人认为高压处理使蛋白质中隐藏的疏水性基团暴露，从而以更快的吸附速率聚合更多蛋白，改善了蛋白起泡性，但当超过一定范围后，随着蛋白质大量聚合，则会使起泡性降低[20]。此外，蛋黄的存在也会影响蛋液的起泡性[21]。

图6 不同压力条件下全蛋液泡沫稳定性随处理时间的变化Fig.6 Effect of treatment time on foam stability of liquid whole eggs at various HPP levels

由图6可知，相比空白组，随作用时间延长和处理压力的增大，全蛋液泡沫稳定性显著增加，其中以500 MPa处理20 min泡沫稳定性最佳。泡沫稳定性的增加可能是因为高静压处理改善了全蛋液的黏度，蛋白体系黏度的增加使泡沫变得更加厚实和坚固，从而增强了泡沫稳定性。通常泡沫稳定性与起泡性变化会不一致，这主要是因为起泡性取决于蛋白质分子的快速扩散、对界面张力的降低等性质，而泡沫稳定性是由蛋白质溶液的流变学性质决定，如蛋白质的浓度、膜的厚度等[22]。

3 结 论

本实验发现，200 MPa处理10 min全蛋液的微生物指标已符合GB 2749—2003要求。相比空白组，400、500 MPa处理全蛋液乳化活力及乳化稳定指数显著提高，且400 MPa处理10 min蛋液乳化活力及乳化稳定性最好；经高静压处理后，全蛋液起泡性显著提高，且随压力增加呈现先增加后减小趋势，其中300 MPa处理20 min最佳，400 MPa处理10 min次之，而泡沫稳定性随处理压力增加显著增大，500 MPa处理20 min最佳；就总体颜色而言，较低压力处理蛋液的颜色与新鲜蛋液无显著差异，400 MPa处理10～15 min及500 MPa处理5～15 min可显著改善蛋液亮度，从而使蛋液颜色更鲜亮。综上，适当的超高压处理可使全蛋液达到有效杀菌且改善其品质的目的。

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Effect of High Hydrostatic Pressure on Microorganisms and Quality of Fresh Liquid Eggs

BAI Jie1, TAO Guoqin1, PENG Yijiao1, LI Yumei1, LIU Lisha1, LÜ Xiaolian2, TIAN Xu1, GUO Hong1,*
(1. Beijing Food Research Institute, Beijing Academy of Food Sciences, Beijing 100162, China; 2. Beijing Er Shang Group Co. Ltd., Beijing 100053, China)

The effects of high hydrostatic pressure processing (HHP) at different pressures for different time periods on inactivation of microorganisms including total aerobic bacteria (TAB) and coliform microfl ora, color, emulsifying properties (emulsifying activity and emulsion stability index), and foaming properties (foamability and foam stability) of liquid whole eggs (LWE) were studied. The results showed that the microbiological quality of LWE was up to the national standard after the processing at 200 MPa for 10 min. As compared with control samples, the emulsifying activity and emulsion stability of LWE were signifi cantly enhanced after the processing at 400 MPa for 10 min, the foaming capacity was increased by HHP at 300 MPa for 20 min or 400 MPa for 10 min. The color of HHP-treated LWE was brighter at 400 MPa for 10–15 min or 500 MPa for 5-15 min. Therefore, proper HHP treatment could achieve the purpose of sterilizing LWE and meanwhile improving its quality.

high hydrostatic pressure (HHP); fresh; liquid egg; microorganism; quality

TS253.4

A

1002-6630（2015）01-0064-05

10.7506/spkx1002-6630-201501012

2014-06-04

国家星火计划项目（2012GA600001）

白洁（1986—），女，工程师，硕士，研究方向为超高压非热加工及食品风味化学。E-mail：bj986316@163.com

*通信作者：郭宏（1961—），男，教授级高级工程师，硕士，研究方向为食品工程及膜分离技术。E-mail：guohong1961@sina.com