二氧化氯结合加热法处理蛋源对液蛋产品特性的影响

温佳奇，王梓宁，马玉帛，马静，胡书蒙，宋雨齐，代伟长，王玉华，*

（1.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；2.东北师范大学附属中学实验学校，吉林长春130118；3.东北师范大学附属中学国际部，吉林长春130118）

液蛋是指禽蛋经打蛋去壳，将蛋液经一定处理后包装冷藏（或冷冻），代替鲜蛋消费的产品。由于液蛋产品营养、风味和功能特性上基本保留了新鲜禽蛋的特性，且质量稳定，现在已被广泛生产加工。国外液蛋产品生产技术较成熟，产品保质期为6 周[1]。我国液蛋产品生产起步晚，技术不完善，我国国家标准中液蛋产品的保质期仅为4 周，在运输、使用过程中受到极大地限制，甚至导致浪费。蛋源是引起液蛋产品中微生物污染的重要来源，蛋源表面的粪便和其他污染物，特别是沙门氏菌等致病微生物可能污染蛋液，使蛋液中微生物数量增加，严重影响了蛋液杀菌效果，导致液蛋产品在储存过程中微生物大量繁殖进而影响产品的保质期[2]，因此蛋源的前处理对于液蛋制品加工具有重要作用。迄今为止，鸡蛋的主要前处理方法是采用甲醛、过氧化氢、过氧乙酸、高锰酸钾、次氯酸钠等消毒剂[3-4]对鸡蛋进行浸泡杀菌，但是浸泡用间长且杀菌效率不高，工厂生产成本高。二氧化氯作为一种新型安全的食品级消毒剂近年来已被大家关注，其有效氯是氯的2.6 倍，杀菌效率高，用于水消毒时，1 min 内能将水中99%的细菌杀灭，灭菌效果为氯气的10 倍，次氯酸钠的2 倍，抑制病毒的能力比氯气高3 倍，能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子[5-6]；而且具有不与有机物发生氯代反应，不产生“三致”物质和其它有毒物质；温度对其杀菌效力影响不大；安全无残留；对人体无刺激等优点[7-8]。目前的二氧化氯消毒多用于对水、食品设备的消毒，但是用于蛋源杀菌的研究鲜有报道。

本研究旨在通过优化二氧化氯结合加热法处理新鲜鸡蛋，在不影响液蛋产品的理化性质及功能性质前提下，提高其杀菌效率，缩短其消毒时间，适于工厂生产应用，降低生产成本，为液蛋产品的生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鸡蛋：市售。

营养琼脂培养基：青岛高科园海博生物技术有限公司；二氧化氯：山东华实药业有限公司；硫酸铵：北京奥博星生物技术有限公司；无水乙酸钠、冰醋酸、乙酰丙酮：北京化工有限公司；甲醛：鼎国试剂有限公司；氯化钠：北京奥博星生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

TLPZM-40KCS-Ⅱ立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；H01-1C 磁力搅拌器：上海振荣科学仪器有限公司；HG303-4 电热恒温培养箱：上海精宏设备有限公司；MDF-U4186S 超低温冰箱：日本SANYO 公司；FA1104A 电子分析天平：上海精科天美科学仪器有限公司；pHS-25 精密pH 计：上海博取仪器有限公司；SW-lJ-1FD 超净工作台：苏州尚田洁净技术有限公司；8002电热恒温水浴锅：北京国华医疗器械厂；Infinile M200多功能酶标仪：瑞士帝肯（TECAN）集团有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 二氧化氯结合加热法对蛋壳表面微生物的影响

1.3.1.1 二氧化氯处理对蛋壳表面微生物的影响

将每 10 枚鸡蛋分别浸泡在浓度为 25、50、75、100、125 mg/L 的二氧化氯消毒剂中 5、10、15 min，按照GB 4789.2-2016《食品微生物菌落总数的测定》进行蛋壳表面菌落总数的测定，每组平行3 次。

1.3.1.2 二氧化氯结合加热法对蛋壳表面微生物的影响

将 1.3.1.1 试验中最优浓度组分别在 60、65、70 ℃的无菌水中处理30、60、90、120 s，测定蛋壳表面菌落总数，每组平行3 次。

1.3.2 蛋液理化性质与功能性分析

将前处理后的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，储存8 周，每周测定其菌落总数、起泡性、乳化性、挥发性盐基氮，对照组为未经消毒前处理的蛋液。

1.3.2.1 起泡性测定

将处理好的蛋液100 mL 置于500 mL 量筒，使用高速乳化均质机以10 000 r/min 均质40 s，连续3 次共计2 min，记录均质后液面高度记为V0，静置30 min 后记录液面高度，记为V30min。

起泡能力（foaming capacity，FC）公式：

泡沫稳定性（foaming stability，FS）公式：

1.3.2.2 乳化性测定

将蛋液倒入高速组织捣碎机中，按油∶水体积比1 ∶3 添加 90 mL 溶液、30 mL 大豆油，在高速搅拌10 000 r/min 的转速下搅拌1 min 后立即取出200 μL用0.1 %的十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）稀释到10 mL，用 0.1 %的SDS 作为空白，在500 nm 下测定此时（0 min）的吸光值即为乳化值（emulsification activity index，EAI） 记做 OD500，10 min时仍用同样的方法取出200 μL 用0.1%的SDS 稀释到10 mL，用0.1%的SDS 作为空白，在500 nm 下测定此时（10 min）的吸光值记做OD500'。

1.3.2.3 挥发性盐基氮测定

蛋白质在微生物的作用下发生变性，产生挥发性盐基氮，其含量多少反映了蛋白质分解的程度。样品制备：称取5.0 g 的蛋液于容量瓶中定容至100 mL，不时振摇，放置30 min 后过滤，吸取5.0 mL 滤液于100 mL容量瓶中加水至刻度，混匀备用。测定：吸取1 mL 滤液稀释液（约含氮 20 μg～70 μg）置于 25 mL 具色比色管中。标准曲线的绘制：吸取 0.00、0.10、1.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80 μg 硫酸铵标准使用液（相当于 0、10、20、30、40、50、60、70、80 μg 氮），分别置于 25 mL比色管中，加水至10 mL。于样品测定管、标准系列管中各加4 mL 乙酰丙酮-甲醛溶液混匀，加水至25.0 mL，摇匀，置沸水浴中加热15 min 取出，置冷水浴中冷却至25 ℃。用1 cm 比色杯，以0 点调节零点，于波长412 nm 处测吸光度，绘制标准曲线，用最小二乘法进行线性回归分析。

结果计算公式：

式中：X 为样品中挥发性盐基氮的含量，mg/100 g；A 为测得样品中挥发性盐基氮的含量，μg；m 为样品质量，g；V 为测定用样品体积，mL。

1.4 数据处理

采用prism7.0 对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 二氧化氯结合加热法对蛋壳表面微生物的影响

2.1.1 二氧化氯处理对蛋壳表面微生物的影响

采用不同浓度二氧化氯处理鸡蛋，不同时间采用观察蛋壳表面微生物的变化，结果见图1。

图1 不同浓度的二氧化氯前处理后蛋壳表面的菌落总数的变化Fig.1 Changes in total number of bacteria in eggshells after pretreatment with different concentrations of chlorine dioxide

由图1 可知，随着ClO2浓度与处理时间的延长，处理效果越好，其中125 mg/L，15 min 效果最显著（p＜0.05）。经过其杀菌处理后的蛋壳表面微生物数量由6.1 lgcfu/个降低为1.8 lgcfu/个，杀菌率达到99.8%。

2.1.2 二氧化氯结合加热法处理对蛋壳表面微生物的影响

由图1 可知浓度为125 mg/L 二氧化氯处理15 min的杀菌效果最好，但在工业生产过程中，时间过长会降低生产效率，增加生产成本。因此，本文选择在二氧化氯浓度为125 mg/L，处理5 min 处理基础上，分别结合 60、65、70 ℃热水清洗 30 s～120 s，观察蛋壳表面微生物的变化，结果见图2。

图2 不同温度前处理后蛋壳表面的菌落总数的变化Fig.2 Changes in total number of bacteria in eggshell after pretreatment at different temperatures

由图2 可知，经过浓度为125 mg/L 的二氧化氯处理5 min 后，用不同温度处理不同时间进行二次消毒前处理，随着水温升高与处理时间的延长，菌落总数显著下降（p＜0.05）。其中 65 ℃处理 120 s、70 ℃处理90、120 s 效果最好，杀菌率分别为99.9%、99.6%和99.9%，其中65 ℃处理120 s 和70 ℃处理120 s 杀菌率均超过了125 mg/L 二氧化氯处理15 min。但70 ℃，120 s 处理后蛋清出现少量凝固，温度过高的条件下处理时间较长使蛋清蛋白质发生了变性。因而65 ℃处理120 s 为最佳的处理条件。最佳蛋源杀菌条件为先用125 mg/L 的二氧化氯浸泡5 min 后，再用65 ℃热水处理120 s。

2.2 二氧化氯结合加热法处理对蛋液储存期内菌落总数的变化

将二氧化氯结合加热法处理的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，观察8 周内菌落总数变化，结果见图3。

图3 二氧化氯结合加热法处理后储存期内蛋液中菌落总数的变化Fig.3 Changes in total number of colonies of liquid eggs during storage after chlorine dioxide combined heating treatment

由图3 可知，在储存的8 周内，蛋源经过消毒前处理后的蛋液菌落总数随着储存时间的延长由开始未有菌数测出增长到68 cfu/mL；而对照组菌落总数随着储存时间的增长由1.58 cfu/mL 增长到1.95×104cfu/mL。对照组蛋液菌落总数的增长显著高于处理组蛋液。储存8 周时处理组与对照组的菌数均未超出国标对蛋液制品要求的菌落总数小于5×104cfu/mL，但这仅仅考虑了原料这一个污染源，并未考虑到打蛋后其他一系列液蛋产品加工工艺对蛋液造成的污染，这些因素综合起来，未经前处理的蛋液菌落总数将会远远超过国家标准值，而经过前处理的蛋液中8 周时菌落总数仅为68 cfu/mL，大大降低了后续污染后超标的可能性。说明对蛋源的前处理方法是有效的。前处理有效的杀菌效果是因为二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，放出原子氧将细胞内的含巯基的酶氧化起到杀菌作用[9]。而高温冲洗也会对微生物进行二次杀菌，二者结合有效提高了鸡蛋表面的杀菌效率，从而大大减少了打蛋过程中来自蛋源微生物的污染，使其在储存期间有效降低微生物的大量繁殖，进而可以有效控制储存期内微生物对蛋液品质的影响。

2.3 二氧化氯结合加热法处理对蛋液品质的影响

2.3.1 二氧化氯结合加热法处理对储存期内蛋液起泡性的影响

将二氧化氯结合加热法处理的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，观察8 周内起泡性变化，结果见图4。

图4 二氧化氯结合加热法处理后储存期间蛋液起泡性的变化Fig.4 Changes in foaming of liquid eggs during storage after chlorine dioxide combined heating pretreatment

由图4 可知，储存开始时处理组和对照组蛋液的起泡性分别为39.83%和40.37%，说明前处理方法并未对蛋液起泡性产生影响。在8 周的储存期内，处理组与对照组蛋液起泡性均在第二周呈最大值，分别为69.4%和61.67%，并稳定1 周。2 周后随着时间的延长，起泡性开始下降，对照组下降幅度显著高于处理组，3 周时对照组蛋液的起泡性与处理组蛋液的起泡性差异显著（p＜0.05），8 周时处理组与对照组蛋液的起泡性分别降为35.3%和22.27%。在储存过程中，蛋液中发生了蛋白质的分解，使蛋白趋向于均一的溶液，使起泡性上升，但随着时间的延长达到极大值后浓厚蛋白逐渐变稀，导致表面张力降低，起泡性降低[10-11]。而由于对照组中微生物的大量繁殖导致浓厚蛋白变稀的速率增加，导致对照组蛋液的起泡性下降更为显著。

2.3.2 二氧化氯结合加热法对储存期内蛋液泡沫稳定性的影响

二氧化氯结合加热法处理的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，观察8 周内泡沫稳定性的变化，结果见图5。

图5 二氧化氯结合加热法处理后储存期间蛋液泡沫稳定性的变化Fig.5 Changes in foam stability of liquid eggs during storage after chlorine dioxide combined heating pretreatment

由图5 可知，存储开始时处理组和对照组的泡沫稳定性分别为79.66%和78.79%，说明蛋源前处理并未对蛋液泡沫稳定性造成影响。在8 周的储存期内，对照组和处理组的蛋液泡沫稳定性均随着时间延长而降低，但对照组降低幅度较大；处理组由起始时的79.67%降到56.07%，降低了29.62%，对照组由起始的78.79%降为47.28%，降低了40.00%。储存6 周开始未经处理的对照组蛋液泡沫稳定性随时间的延长下降程度显著高于处理组蛋液，这可能是因为未经消毒前处理的样品在打蛋的过程中蛋壳表面的微生物污染了蛋液，导致蛋液在储存期间微生物大量繁殖，加速了蛋液中浓厚蛋白变稀，浓厚蛋白含量降低[12]，导致了泡沫稳定性的显著降低。而经过处理的蛋液样品在储存期间微生物繁殖缓慢，其泡沫稳定性没有显著影响。

2.3.3 二氧化氯结合加热法处理对储存期液蛋乳化性的影响

二氧化氯结合加热法处理的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，观察8 周内乳化性的变化，结果见图6。

图6 二氧化氯结合加热法处理蛋液乳化性和乳化稳定性在储存期间的变化Fig.6 Changes in emulsifying of liquid eggs and emulsification stability of liquid eggs during storage after chlorine dioxide combined heating pretreatment

由图6（a）可知，前处理方法并未对新鲜蛋液的乳化性性造成影响。处理组与对照组蛋液乳化性均随着时间的延长呈下降趋势，两组间无显著性差异（p＞0.05）。但可以看出蛋源处理后的蛋液乳化性略高于对照组。由图6（b）可知，随着储存时间的增长，蛋液乳化稳定性呈先上升后下降趋势，在储存3 周时，处理组和对照组蛋液的乳化稳定性均达到最大值，分别为9.53%和9.15%。在储存的过程中处理组的乳化稳定性高于对照组。液蛋的乳化性与是蛋黄中的低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）、卵黄蛋白和高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）有关，蛋清中的蛋白质具有的表面疏水性也会影响蛋液的乳化性[13]。因此，蛋液的乳化性会随着微生物数量的增加和蛋白质的变性而下降[14]；随着储存时间的延长，蛋液中的蛋白质发生部分变性，蛋白与其它物质相互作用形成了聚合物，使蛋液的乳化活力下降[15-16]。

2.3.4 二氧化氯结合加热法对储存期液蛋挥发性盐基氮的影响

二氧化氯结合加热法处理的蛋液冷藏于4 ℃冰箱，观察8 周内挥发性盐基氮的变化，结果见图7。

图7 二氧化氯结合加热法处理后储存期间蛋液中挥发性盐基氮的变化Fig.7 Changes in total volatile base nitrogen of liquid eggs during storage after chlorine dioxide combined heating pretreatment

由图7 可知，在储存过程中，随着时间的延长，蛋液中挥发性盐基氮含量持续增加，5 周时对照组挥发性盐基氮含量的增加显著高于处理组，8 周时，处理组蛋液中挥发性盐基氮含量为1.48 mg/100 g，对照组蛋液中挥发性盐基氮含量为3.52 mg/100 g，是处理组的2.4 倍。随着储存时间的延长，在细菌与酶的作用下蛋液中蛋白质逐渐分解，产生氨以及胺类等碱性含氮物质，挥发性盐基氮的含量就随之增高[17-18]。挥发性盐基氮含量越高，表明氨基酸被破坏的越多，特别是蛋氨酸和酪氨酸，会很大程度影响液蛋品质。对照组中微生物的大量繁殖会加速蛋白质的分解，导致挥发性盐基氮显著升高，因此，对照组蛋液中的挥发性盐基氮会显著高于处理组。

鸡蛋生产时蛋壳表面不可避免的会污染大量微生物，在进行液蛋制品的生产过程中，来自蛋源的微生物是液蛋制品主要污染源之一，因此有效的蛋源前处理方法是保证液蛋产品重要的工序之一。许多研究人员对蛋源表面消毒做了大量研究，肖然等[19]探究了次氯酸钠、高锰酸钾、氢氧化钠、碳酸钠对蛋源表面消毒的影响，其中0.05%KMnO4处理5 min 和0.1%NaClO处理30 min 的效果较为优良，杀菌率均为99.8%，但KMnO4的作为食品消毒剂在安全上存在隐患，而NaClO的处理时间太长不适于工业生产；王耀峰等[20]也研究过二氧化氯对蛋壳表面杀菌的影响，其所用的二氧化氯浓度为50 mg/L，浸泡15 min，杀菌率为98.8%。其蛋源表面微生物初始值为7.8×104cfu/mL，杀菌后为920 cfu/mL。但本研究中二氧化氯结合加热法能将浸泡时间缩短到5 min 且杀菌达到99.9%，处理浓度符合国家标准GB26366-2010《二氧化氯消毒剂卫生标准》对二氧化氯浓度的要求。在对前处理后蛋液理化性质及功能性的评价过程中，本文将储存时间定为8周，超出了国家规定的冷藏蛋液保质期4 周的要求，目的在于能更好的观察前处理方法对储存蛋液的影响。经过后续试验证实，二氧化氯结合加热法有效降低了蛋壳表面微生物的数量，减少了打蛋过程中对蛋液造成的微生物污染，在未改变蛋液原有的功能性质的基础上，有效控制了蛋液储存过程中微生物的繁殖数，从而降低了由于微生物繁殖所导致的一系列不利影响从而达到了延长存储期的目的。该方法简单易行，适于工业生产，可以配合工厂现有的清洗设备将成本降到最低，具有良好的工业生产应用前景。

3 结论

采用浓度为125 mg/L 的二氧化氯浸泡5 min 后，用65 ℃热水冲洗120 s，蛋壳表面微生物杀菌率达99.9%，与二氧化氯浸泡15 min 处理的杀菌效果一致，但有效减少了处理时间，有效提高了液蛋产品的生产效率，对蛋液起泡性、泡沫稳定性、挥发性盐基氮没有显著影响，可以有效延长液蛋制品的保质期。