阻抗法检测鸡蛋新鲜度

余锦露，张 磊，孙雅静，张 璟，郭爱玲,2,*

阻抗法检测鸡蛋新鲜度

余锦露1，张 磊1，孙雅静1，张 璟1，郭爱玲1,2,*

（1.华中农业大学食品科技学院，湖北 武汉 430070；2.国家蛋品加工技术研发分中心，湖北 武汉 430070）

鸡蛋在贮存过程中会发生一系列物理化学变化。在实际生活中，多以感官来衡量鸡蛋的新鲜度。本实验通过设立不同贮存条件，对不同温度（4、25 ℃）、不同相对湿度（75%、85%、98%）组合下的6 组不同条件贮存过程中鸡蛋的哈夫单位、蛋黄指数、pH值以及相对应的阻抗进行检测。结果表明，在不同条件贮存过程中鸡蛋新鲜度指标哈夫单位、蛋黄指数、pH值与阻抗之间表现出了较好的相关性，建立标准曲线，通过阻抗值的大小对应标准曲线可计算鸡蛋新鲜度。阻抗法检测鸡蛋新鲜度具有操木作简便、快速、结果准确等优点，可为蛋品企业鸡蛋的保存提供一定的理论依据。

鸡蛋；新鲜度；哈夫单位；蛋黄指数；pH值；阻抗法

鸡蛋营养丰富，是人们日常生活中经常食用的食品。鸡蛋的新鲜度直接影响着鸡蛋的食用价值，因此对鸡蛋新鲜度的检测非常重要。鸡蛋在新鲜度下降过程中往往伴随着一系列物理、化学变化，这些变化会导致鸡蛋的内外部指标以及一些其他指标发生变化，外在指标如蛋壳质量（颜色、结构、强度）、蛋形指数、蛋质量；内部指标主要包括蛋白品质（哈夫单位、蛋白高度与pH值）、蛋黄品质（蛋黄颜色、蛋黄膜强度）；其他指标如血斑和肉斑、滋味和气味、卫生指标、化学成分、功能特性等。通过对这些指标检测可以判别鸡蛋的新鲜度[1-10]。

阻抗法由英国科学家Stewart[11]于1898年提出，最初是用于检测微生物，其原理则是培养过程中，微生物的生长代谢会将培养基中的大分子电惰性物质分解为小分子的电活性物质，从而使培养基的导电性增加，阻抗减小。但直至上世纪70年代，该方法才开始在微生物检测方法大规模开展研究并使用。1975年，自Ur和Brown根据阻抗变化检测细菌浓度以来[12]，阻抗法在微生物检测方面的研究越来越多[13-16]。相较于微生物的传统检测方法，利用阻抗法大大缩短检测时间[17-19]。但是将阻抗法应用在微生物则要求所测定的样品为纯种微生物，无杂菌且阻抗变化图已知，因此实用性不强。目前，大多数研究则是利用阻抗法来检测食品的品质，检测时间短且结果准确。张丽娜等[20]利用解冻草鱼和冰鲜草鱼的阻抗变化速率显著差异的特点来区分鱼体为冰鲜鱼还是解冻鱼。郑应家[21]对腌制鸭蛋的理化品质及电学阻抗特性进行相关性分析，结果表明二者之间存在良好的相关性。本实验建立了鸡蛋在不同温度和湿度贮存条件下，阻抗与哈夫单位、蛋黄指数、pH值3个指标之间的关系模型，研究利用阻抗法检测鸡蛋新鲜度的可行性，为鸡蛋新鲜度的检测提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡蛋样品由武汉市洪山区九峰新跃养鸡场提供。

1.2 仪器与设备

SHP-250型生化培养箱 上海精宏实验设备有限公司；SF2000三按键电子数显卡尺 桂林广陆数字测控股份有限公司；pH计 杭州联测自动化检测有限公司；WK-6420阻抗仪 广东东莞益源电子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 贮存条件设立

将鸡蛋置于温度分别为4、25 ℃，相对湿度（relative humidity，RH）分别为75%、85%、98%，共6种不同条件下贮藏。分别将500 mL饱和NaCl（RH 75%）、KCl（RH 85%）、K2SO4（RH 98%）溶液装入内径300 mm的玻璃干燥器中，玻璃干燥器中置一隔板，隔板下为饱和盐溶液，隔板上为鸡蛋样品。然后分别置于4、25 ℃的培养箱中贮藏。每隔6d取样进行检测，进行3次平行实验。鸡蛋新鲜度指标为哈夫单位[22]、蛋黄指数以及pH值[23]。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 哈夫单位

鸡蛋称质量后，打开蛋壳，将内容物平铺在一块平整玻璃板上。选取约距蛋黄1 cm处的浓厚蛋白，为3 个点，保证所取的3 个点分布均匀，且3 个点连接起来组成的三角形为等边三角形，用游标卡尺测定蛋白高度。利用下式计算哈夫单位：

哈夫单位=100×lg（H-1.7×w0.37＋7.6）

式中：H为蛋白高度/mm，即鸡蛋平摊在水平面上时蛋白的厚度；w为鸡蛋质量/g。

1.3.2.2 蛋黄指数

参考孙俊等[24]的方法并稍加改进。鸡蛋敲开放在平板上，先用游标卡尺测量蛋黄直径即为蛋黄宽度。选择蛋黄最高点处，用游标卡尺测其高度，所得结果为蛋黄高度。蛋黄指数为蛋黄高度与蛋黄宽度的比值。

1.3.2.3 鸡蛋蛋清阻抗

鸡蛋打入洁净的25 mL烧杯中后，将阻抗仪的2 个电极分别插入蛋黄两侧的蛋清中，待阻抗值稳定后，记录数据，平行3 次实验取平均值。

2 结果与分析

2.1 鸡蛋在不同温度、湿度贮藏过程中哈夫单位的变化

图1 4 ℃（A）和25 ℃（B）贮存过程中鸡蛋的哈夫单位变化Fig. 1 Change in Haugh unit of eggs stored under different conditions

按照哈夫单位大小可将鸡蛋新鲜度分为AA级、A级、B级和C级。其中哈夫单位大于等于72为AA级，可食用；哈夫单位在60～72之间为A级，可食用；哈夫单位在30～60之间为B级，不可食用；哈夫单位小于等于30为C级，不可食用。由图1可以看出，当贮存温度为4℃时，哈夫单位随着贮存时间的延长逐渐下降，但均大于72，为AA级。当贮存温度为25 ℃，RH为75%和85%时，鸡蛋在前15 d为AA级，22 d后鸡蛋的新鲜度降为A级。而RH为98%时，鸡蛋在前8 d哈夫单位大于72，为AA级。15 d后哈夫单位为63，降为A级，22 d后哈夫单位为59，降为B级，不可食用。

2.2 鸡蛋在不同温度、湿度贮存过程中蛋黄指数的变化

鸡蛋蛋清中含浓厚蛋白和稀薄蛋白，且两者均含有卵黏蛋白，卵黏蛋白中的卵磷蛋白溶解酶会破坏蛋白结构，导致蛋白稀化，随着贮藏时间延长，浓厚蛋白的含量降低，蛋质量下降，因此可通过蛋质量以及蛋白高度来衡量鸡蛋新鲜度。再者，鸡蛋的含水量大于70%，其中蛋黄含水量为50%左右，而蛋白含水量高达86%，蛋白中的水分除了通过蛋壳气孔蒸发之外，由于蛋黄与蛋白间的蛋黄膜弹性在贮存过程中减弱，蛋白中的水分会渗入到蛋黄中，使蛋黄高度下降，宽度增加，蛋黄指数逐渐下降[24]。从图2可知，在贮存过程中，蛋黄指数随着贮存时间的延长逐渐减小。当贮存温度为4 ℃，RH为75%、85%时，贮存15 d的蛋黄指数约为0.4左右，随后逐渐减小；RH为98%时，鸡蛋贮存8 d，其蛋黄指数远低于0.4。而当贮存温度为25 ℃，RH为75%时，贮存8 d后蛋黄指数低于0.4，36 d后蛋黄指数达到最小值0.32；RH为85%时，鸡蛋贮存8 d的蛋黄指数为0.39，贮存36 d的蛋黄指数为0.31；RH为98%时，贮存22 d的蛋黄指数为0.31，29 d后蛋黄指数只有0.29。

图2 4 ℃（A）和25 ℃（B）贮存过程中鸡蛋蛋黄指数变化Fig. 2 Change in egg yolk index under different storage conditions

比较相同温度、不同湿度下蛋黄指数可知，随着湿度的增加，蛋黄指数下降更快。同时，比较相同湿度、不同温度下蛋黄指数的变化，可发现温度越高，蛋黄指数下降越快。因此，温度、湿度越高，蛋黄指数下降越快。

2.3 鸡蛋在不同温度、湿度贮存过程中pH值的变化

图3 4 ℃（A）和25 ℃（B）贮存过程中鸡蛋pH值随时间变化Fig. 3 Change in pH of eggs stored under different conditions

由图3可以看出，随着贮存时间的延长，鸡蛋pH值在贮存期间呈上升趋势。鸡蛋初始pH值为8.0，之后上升至9以上。pH值在碱性范围内，有助于增加鸡蛋的抗菌性。相同温度不同湿度条件下，湿度越大，pH值上升越快。相同湿度不同温度条件下，温度越高，pH值上升越快。

2.4 不同条件贮存过程中鸡蛋蛋清阻抗的变化

图4 4 ℃（A）和25 ℃（B）不同湿度贮存过程中鸡蛋蛋清阻抗变化Fig. 4 Change in impedance of egg white stored under different conditions

由图4可以看出，鸡蛋蛋清阻抗随着时间延长而减小。而且随着湿度增大，阻抗减小也越快。在贮存过程中，随着贮存时间的延长，鸡蛋内部会发生一系列物理化学变化，如蛋白质分解产生挥发性盐基氮、脂肪分解成游离脂肪酸等。这些变化的共同特点均为大分子的导电性弱的物质分解成为小分子导电性强的物质，因此蛋清的导电性增强，阻抗减小。同时，鸡蛋贮存过程中蛋内产生的物理化学变化也会导致鸡蛋品质的下降，因此可以推测蛋品质变化与阻抗之间存在一定的相关性。

2.5 贮存过程中鸡蛋品质与鸡蛋蛋清阻抗的相关性

表1 4 ℃、RH 75%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 1 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 75%

表2 4 ℃、RH 85%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 2 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 85%

表3 4 ℃、RH 98%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 3 Correlation between quality and impedance of eggs stored at 4 ℃and RH 98%

表4 25 ℃、RH 75%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 4 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃ and RH 75%

表5 25 ℃、RH 85%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 5 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃ and RH 85%

表6 25 ℃、RH 98%贮存过程中鸡蛋品质与阻抗相关性Table 6 Correlation between egg quality and impedance during storage at 25 ℃and RH 98%

由表1～6可以看出，哈夫单位与蛋黄指数2 个指标与阻抗的线性拟合结果较好，相关系数均在0.94以上。pH值跟阻抗的线性关系比哈夫单位、蛋黄指数跟阻抗的线性关系差。4 ℃、RH 85%条件下，pH值与阻抗线性关系最好，但是相关系数也仅有0.72。25 ℃条件下，pH值跟阻抗线性关系比4 ℃条件下的效果好，相关系数均在0.8以上，其中RH 85%和RH 98%条件下相关系数在0.92以上。综合来看，25 ℃条件下阻抗与蛋品质之间的线性关系较好，尤其是25 ℃、RH 85%和RH 98% 2 种条件下阻抗与蛋品质的线性关系最好。

2.6 拟合结果对鸡蛋分级的影响

表7 4 ℃不同湿度贮藏条件下鸡蛋等级与阻抗的关系Table 7 Correlation between egg grade and impedance during storage at 4 ℃and different humidities

利用哈夫单位与阻抗的拟合结果对鸡蛋进行分级，确定不同条件下不同等级鸡蛋对应的阻抗。从表7和表8可以看出，不同条件下相同等级鸡蛋对应的阻抗值存在一定差异，这是因为不同条件下拟合曲线不同。因此采用阻抗评定鸡蛋等级时，需要针对不同的贮存条件下的鸡蛋建立不同的拟合曲线。

表8 25 ℃不同湿度贮存过程中鸡蛋等级与阻抗关系Table 8 Correlation between egg grade and impedance during storage at 25 ℃and different humidities

3 结 论

本实验采用哈夫单位、蛋黄指数以及蛋清pH值3 个指标检测不同贮存条件下鸡蛋的新鲜度。研究表明，随着贮存时间的延长，鸡蛋哈夫单位、蛋黄指数下降，pH值上升。鸡蛋品质随贮存时间的延长而下降，与杜丹萌[25]、Jones[26]等研究结果一致。经实验发现，在同一温度下，湿度越大，鸡蛋品质下降越快。而在同一湿度下，温度越高，鸡蛋品质下降越明显，因此，贮存条件的温度和湿度是影响鸡蛋品质的重要因素[27]，低温、干燥的贮存环境可延长鸡蛋的贮存时间。

经研究发现，不同贮存条件下，阻抗与哈夫单位、蛋黄指数表现出了较好的线性关系，相关系数均在0.94以上。另外，在25 ℃条件下，阻抗与pH值的线性关系较好，相关系数高于0.8。一般认为，相关系数的绝对值在0.8以上才可能是高度相关的[28-29]，而4 ℃条件下，阻抗与pH值的线性相关系数菌低于0.73，则表明当贮存温度为25 ℃时，可利用阻抗快速检测鸡蛋品质。

通过拟合结果测定鸡蛋不同等级对应的阻抗值，阻抗的检测比哈夫单位的检测简单快速。但是，不同条件下鸡蛋相同等级所对应的阻抗存在一定的差异，因此针对不同条件下鸡蛋样品建立了不同的标准曲线。研究表明蛋清阻抗与鸡蛋品质之间存在着很好的相关性，利用蛋清阻抗判断鸡蛋的新鲜度，具有操作简便、快速、结果准确等优点，是一种较为实用的方法。

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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

余锦露, 张磊, 孙雅静, 等. 阻抗法检测鸡蛋新鲜度[J]. 食品科学, 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

公益性行业（农业）科研专项（201303084）

余锦露（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品安全。E-mail：yjl2690307424@163.com

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