洁蛋贮藏过程中特征腐败气体与新鲜度相关性研究

胡云峰，陈亚楠，张利苹，陈君然

（天津科技大学/农产品物流保鲜与加工实验室，天津 300457）

0 引言

鸡蛋中含有人体所需的多种营养物质，如蛋白质、脂肪、磷脂质、维生素等，因此受到广大消费者的喜爱[1]。鸡蛋在贮藏过程中微生物的入侵、贮藏环境的温、湿度和鸡蛋本身的成分，这些因素相互作用容易使鸡蛋发生腐败变质[2]，因此鸡蛋保鲜非常重要。传统的鸡蛋新鲜度评价指标主要分为质量指标、外部品质指标和内部品质指标，主要包括质量、蛋形、清洁度、哈夫单位、蛋黄系数和气室直径等[3]，其中哈夫单位值是国际上对蛋品质量评定的重要指标。中国根据哈夫单位值大小把鲜鸡蛋分为三个等级：AA级≥72，A级≥60，B级≥55[4]，哈夫单位值即为鸡蛋的浓蛋白高度和鸡蛋质量换算成的一个数值，用来反映鸡蛋在贮藏过程中的品质变化。鸡蛋在贮藏过程中微生物的进入导致蛋白质分解，浓蛋白逐渐减少，稀蛋白逐渐增加，从而鸡蛋的哈夫单位值逐渐降低[5-6]。食品中的微生物在运行代谢的过程中会产生CO2气体，随着CO2的不断产生，食品中的微生物也在增多，因此CO2可以作为判断食品新鲜度的指示源之一[7-8]。胡云峰等[9]制作了一种CO2敏感型指示卡来判断食品在贮藏期间的新鲜度。在鸡蛋的腐败过程中，蛋白质、卵磷脂被微生物分解为肽和氨基酸，进一步分解产生含硫化合物和胺类等有异味的物质[10-11]，使鸡蛋产生臭鸡蛋味。傅忙娟等[12]研究了鸡蛋新鲜度与挥发性化合物间的关系，结果表明可以用气室指数代替哈夫单位评价鸡蛋的新鲜度。然而关于H2S浓度与鸡蛋新鲜度的相关性研究较少，因此我们选取挥发性物质中的H2S作为特征性腐败气体，分析洁蛋的哈夫单位、气室直径、蛋黄系数等新鲜度指标，探究特征性腐败气体H2S与新鲜度的关系[13-14]，为建立判断和检测鸡蛋新鲜度新方法提供支。

1 材料与方法

1.1 材料

由天津五谷香农业发展有限公司提供当日生产的新鲜鸡蛋（2020年6—8月天津科技大学农产品物流保鲜与加工实验室）。

1.2 仪器与设备

游标卡尺：天津精密仪器厂；MP522型pH计：上海理达仪器厂；PL203/01电子分析天平：特勒-托利多仪器（上海）有限公司；TU-1810分光光度计：普析通用；电热恒温水浴锅：天津市天宇试验仪器有限公司；智能霉菌培养箱：上海鸿都电子科技有限公司。

1.3 试验方法

试验选择表面无裂痕、大小均匀的白皮鸡蛋，用清水洗后备用。将鸡蛋在温度20°C、湿度45%的条件下进行贮藏。在鸡蛋贮藏的第0、3、6、9、12、15、18、21天分别对鸡蛋的质量、气室直径、蛋清pH、蛋黄系数、哈夫单位值以及H2S浓度进行测定。每次测定10枚鸡蛋，重复3次试验然后取平均值。

用精度为0.001 g的天平测定鸡蛋贮藏期间的重量；参照赵立等[15]的方法测定鸡蛋贮藏期间的气室直径；参照何家林等[16]的方法测定鸡蛋贮藏期间的蛋清pH；参照于滨等[17]的方法测定鸡蛋贮藏期间的蛋黄系数和哈夫单位值；根据公式(1)计算得出鸡蛋的哈夫单位值。

式中，Hu为鸡蛋的哈夫单位值；h为浓蛋白高度，mm；w为鸡蛋质量，g。

参照郑杨等[18]的方法测定H2S浓度，得到H2S标准曲线方程(2)。此方程为H2S浓度测定的标准曲线方程。

2 结果与分析

2.1 清洁蛋质量的变化

清洁鸡蛋在贮藏过程中的质量变化见图1。从图中可以看出，洁蛋的质量随贮藏时间的延长呈下降趋势，贮藏21天时，鸡蛋质量下降了8.31%。

图1 清洁蛋质量变化

2.2 清洁蛋哈夫单位值的变化

洁蛋哈夫单位值随时间的变化见图2。由图可知，洁蛋的哈夫单位值随贮藏时间的延长均呈现下降趋势。在贮藏初期，鸡蛋的哈夫单位值为84.72，20℃下贮藏21天后哈夫单位值下降了33.36%。

图2 清洁蛋哈夫单位值变化

2.3 清洁蛋蛋黄系数的变化

清洁蛋蛋黄系数值随时间的变化情况见图3。从图中可以看出，洁蛋的蛋黄系数随贮藏时间的延长呈下降趋势，由第0天的0.44降低到第21天的0.30，下降了31.68%。

图3 清洁蛋蛋黄系数变化

2.4 清洁蛋蛋清pH的变化

清洁蛋蛋清pH随时间的变化见图4。鸡蛋的蛋清pH与贮藏时间呈负相关。20℃条件下鸡蛋蛋清pH从第0天的8.98增加到第21天的9.45，增加了5.23%。

图4 清洁蛋蛋清pH变化

2.5 清洁蛋气室直径变化

洁蛋气室直径随时间的变化见图5。由图可知，随着贮藏时间的增加，鸡蛋的气室直径缓慢增加，从第0天的2.09增加到第21天的3.06，增加了46.41%。

图5 清洁蛋气室直径变化

2.6 清洁蛋中H2S浓度的变化

清洁蛋中H2S浓度随时间的变化见图6。由图可知，随着贮藏时间的增加，鸡蛋中产生的H2S浓度缓慢增加，从第0天的0.2μmol/L增加到第21天的5.73 μmol/L。

图6 清洁蛋中H2S浓度变化

2.7 清洁蛋中H2S浓度与各品质指标之间的相关性分析

不同温度下H2S浓度与各指标之间的相关性分析结果见表1。由表可知，通过鸡蛋在贮藏期间产生的H2S浓度与各品质指标进行线性回归分析，结果显示贮藏过程中鸡蛋产生的H2S浓度与各品质指标之间的决定系数均大于0.95，这说明鸡蛋产生的H2S浓度与各品质指标之间的显著性较明显。

表1 清洁蛋中H2S浓度与各指标之间的相关性分析结果

H2S浓度与各品质指标之间的相关性分析结果见表2。由表可知，H2S浓度与蛋黄系数、气室直径、蛋清pH、质量以及哈夫单位值相关性较显著，H2S浓度与蛋黄系数、质量、哈夫单位呈显著负相关，与气室直径、蛋清pH呈显著正相关。这进一步说明用H2S浓度的变化来预测洁蛋在贮藏期间品质的变化是可靠的。

表2 H2S浓度与各指标之间的相关性分析

3 讨论

3.1 清洁蛋质量的变化

在离开母体后鸡蛋内部品质的变化时时刻刻都在进行，其中鸡蛋重量的改变最为显著。在贮藏过程中，鸡蛋的重量呈下降趋势。这与唐丽媛等[19]的研究结果一致。鸡蛋壳表面的气孔是鸡蛋内外物质交换和呼吸的通道，鸡蛋内的水分和CO2主要通过气孔向外逸出，鸡蛋外的O2、微生物等向鸡蛋内渗透，导致鸡蛋在贮藏过程中，出现质量变轻的现象，鸡蛋在低温状态呼吸强度降低，内外物质交换减弱，鸡蛋的失重率降低[20-21]。

3.2 清洁蛋哈夫单位的变化

哈夫单位值是评价鸡蛋新鲜度的重要指标。一般情况下哈夫单位值越高，鸡蛋的新鲜程度相对越高。洁蛋的哈夫单位值随贮藏时间的延长均呈现下降趋势。哈夫单位与鸡蛋浓蛋白高度及鸡蛋重量有关。鸡蛋贮藏期间哈夫单位下降主要与贮藏过程中发生的各个复杂的生化反应有关，其中包括蛋白质氧化，淀粉氧化，分子量组成变化和蛋白质构象变化等[22]。这与饶珏睿等[23]的研究结果一致。

3.3 清洁蛋蛋黄系数的变化

蛋黄系数与贮藏时间呈负相关，且鸡蛋蛋黄系数随时间的延长呈下降趋势，戴赛男等[24]也研究了鸡蛋在不同贮藏温度下的品质变化规律，结果表明，在35℃条件下鸡蛋的蛋黄系数下降迅速，而在5℃和15℃条件下蛋黄系数下降缓慢。这可能是因为贮藏过程中，蛋白中水分逐步渗入蛋黄以及蛋黄内容物大分子被酶解产生游离水等因素的影响，蛋黄体积逐步增大，使得蛋黄膜承受的张力逐渐增大至不能承受而引起破裂[25]。

3.4 清洁蛋蛋清pH的变化

蛋清pH是鸡蛋新鲜度的重要指标之一。清洁蛋蛋清pH逐渐增大，这与吉小凤等[26]的研究结果一致。其上升的主要原因是CO2从蛋壳上的气孔溢处，而溢出的二氧化碳呈现酸性，随着贮存时间的延长，二氧化碳含量逐渐减少，pH呈上升趋势[27-28]。

3.5 清洁蛋气室直径变化

鸡蛋的气室直径不断增大，与陈吟坤等[29]的试验结果一致。气室直径的不断增大可能是因为随着贮藏时间的增加，蛋内的水分不断向外蒸发，鸡蛋内的物质相对缩小，气室直径相对增加。

3.6 清洁蛋中H2S浓度的变化

蛋液腐败过程中，蛋白质产生胺类、硫化氢、甲烷等,脂肪产生低分子脂酸醇等，糖类产生低级脂肪酸、二氧化碳、甲烷、氢气等物质。腐败鸡蛋气室中的H2S浓度不断增大，与刘明等[30]的研究结果相同。这可能是因为随着贮藏时间的增加，微生物的入侵使鸡蛋内的含硫蛋白质不断分解产生H2S气体，使H2S浓度相对增加[31]。

3.7 清洁蛋中H2S浓度与各品质指标之间的相关性分析

Brown等[32]对恶化的蛋液分析发现二甲基硫化合物、二甲基二硫化合物、二甲基三硫化合物、硫代乙酸甲酯、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、2-丁酮和乙酸乙酯,这些甲基硫化物与品质劣变及气味可接受程度之间有极大的相关性。Alyssa等[33]利用鸡蛋液常温美拉德反应的初级产物呋喃甲基赖氨酸(furosine)作为评价鸡蛋新鲜度的标志。本试验中硫化氢气体浓度与各品质指标之间的显著性较明显，因此可用H2S浓度作为评价鸡蛋新鲜度的指标。

4 结论

综合以上试验，在20℃条件下对洁蛋进行贮藏，通过测定在贮藏期间鸡蛋各品质指标的变化规律，结果显示随着贮藏时间的增加，洁蛋的质量、哈夫单位、蛋黄系数均呈下降趋势，气室直径、pH呈上升趋势。H2S气体浓度随着贮藏时间的延长，浓度逐渐增大。通过对洁蛋在贮藏期间所产生的特征性腐败气体H2S浓度与各品质指标进行线性回归分析，结果显示H2S浓度与各指标均具有显著相关性，因此用鸡蛋在贮藏过程中所产生的特征性腐败气体H2S浓度来表征鸡蛋的新鲜度是可行的。