壳聚糖/淀粉/苹果酚复合膜对冷藏鸡蛋贮藏效果

李新明，高忠东，郭霄飞，郭尚

山西农业大学 山西功能食品研究院（太原 030000）

鸡蛋营养非常丰富，含有丰富的矿质元素、脂肪、蛋白质、胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素等[1]。鸡蛋在人们的日常饮食中占有重要位置，为人体提供全面均衡的营养物质。鸡蛋都要经历贮藏、运输、销售的环节，然而，鸡蛋壳表面布满大量微小的孔洞，水分和二氧化碳会通过这些孔洞流失，蛋品质将会下降[2-3]。鸡蛋在货架储藏销售期间，也会经历一些物理化学反应，包括失重率、蛋清和蛋黄的pH、蛋气室直径的变化及微生物污染等，这些都是鸡蛋贮放期间品质下降的原因所在。

鸡蛋贮藏的方法主要有冷藏法、二氧化碳气调法、液浸法和涂膜保鲜法4种[4-5]。这些方法都在鸡蛋货架贮运过程中显示出良好效果。在4种贮藏方法中，涂膜法由于简单易操作更适合鸡蛋贮运而受到蛋农的普遍欢迎。市场上可供选择的鸡蛋涂膜剂材料种类非常多，通常要求其安全卫生、无毒无害、成膜性好、透气性低、附着力强、吸湿性小、使用方便、价格低并且容易获得。壳聚糖[(1, 4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖]是一种自然界中广泛存在的高分子化合物，它来源于甲壳素，甲壳素在自然界中是仅次于纤维素的第二丰富的多糖，由于其抗菌性、可降解性和成膜性，壳聚糖很适合于食品包装中的应用[6]。淀粉资源丰富，价格低廉，易降解，气体阻隔性好，且对环境污染小，是具有较好的应用前景的涂膜材料[7]。苹果多酚具有抗氧化、抗菌等特点，在食品贮藏中有较好的应用前景[8]。

复合膜在食品保鲜膜上具有更多的优点，试验利用壳聚糖的抗微生物、生物相容特性和成膜性，淀粉的凝胶性、易降解、气体阻隔性好，及苹果多酚的抗氧化特性，按不同比例配制成复合涂膜材料。通过测定失重率、哈夫单位、蛋黄指数、蛋清pH、蛋白指数、蛋气室直径等各项生化指标对各试验组鸡蛋样品新鲜程度进行评估，确定复合涂膜剂的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鸡蛋（购自太原当地养鸡场）。

壳聚糖、淀粉（国药集团化学试剂有限公司）；苹果多酚（实验室制备）。

1.2 仪器与设备

MP6000电子天平（上海瞬宇恒平科学仪器有限公司）；MP511 pH计（上海三信仪表厂）；HWS-150B恒温恒湿培养箱（上海秉越电子仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 壳聚糖/淀粉/苹果多酚复合膜的制备

将适量的壳聚糖粉末加入0.5%乙酸溶液，经磁力搅拌至完全溶解；与5%淀粉溶液（1∶2，W/W）和适量的苹果多酚液（3%）混合，加入质量分数25%的甘油后充分搅拌混合制得复合膜液，常温备用。

1.3.2 鲜蛋的分组与处理

新鲜鸡蛋按蛋龄0，3和6 d预分组，每组鸡蛋360枚，所有鸡蛋均先用0.5 g/m3臭氧杀菌3 min，每组鸡蛋（按蛋龄预分组）再分3组（常温贮藏；冷藏；壳聚糖/淀粉/苹果多酚复合膜+冷藏），每组鸡蛋120 枚。

常温贮藏：在25 ℃条件下贮藏。

冷藏：在温度2±1 ℃、相对湿度70%～80%恒温恒湿培养箱中贮藏。

壳聚糖/淀粉/苹果多酚复合膜+冷藏：鸡蛋用5%壳聚糖/淀粉/苹果多酚复合溶液涂膜，再进行冷藏。

在贮藏期间，分别在第0，第5，第10，第15，第20和第25天各组随机取出20枚鸡蛋进行各项指标的检测。

1.4 指标分析检测

鸡蛋的失重率按文献[9]采用电子天平进行测量；哈夫单位按文献[10]进行测量计算；蛋黄指数按文献[11]进行测量计算；鸡蛋pH按文献[12]进行测定计算；蛋壳强度按文献[13]测定计算；蛋白系数按文献[14]测定计算；鸡蛋的气室直径按文献[15]测定计算。

2 结果与讨论

蛋黄指数是衡量蛋黄的渗透压和含水量的重要指标，蛋黄指数与鸡蛋新鲜程度呈正比。蛋黄指数变小时，鸡蛋会产生散黄现象，这是由于蛋黄内的一些酶分解有机大分子，导致蛋黄内容物浓度降低，进而增大蛋黄膜承受的张力，导致蛋黄膜破裂，鸡蛋散黄[16]。在图1中，蛋龄0 d鸡蛋的蛋黄指数随着贮藏天数延长而降低（1，4和7组），冷藏和冷藏+复合膜组的蛋黄指数较常温贮藏组要高，且冷藏+复合膜组的值最高。这是因为冷藏和涂膜材料能够有效减少蛋内外CO2和水分的流通，降低鸡蛋的新陈代谢，延缓蛋黄品质的下降。结果还发现，在常温贮藏条件下，随着蛋龄延长，蛋黄指数下降增快，蛋龄6 d鸡蛋相比蛋龄0 d鸡蛋蛋黄指数要低（0.134±0.014 vs 0.149±0.016）。同样的趋势也发生在冷藏和冷藏+聚丙烯酸涂膜处理组。这表明蛋龄越短，贮藏效果越好。

图1 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋蛋黄指数的影响

哈氏单位是衡量贮藏鸡蛋新鲜度的重要测定指标。通常情况下哈氏单位与鸡蛋的新鲜程度呈正比例关系，即高的哈氏单位的鸡蛋有着高的新鲜度[17]。在图2中，9组鸡蛋的哈氏单位均随着贮藏天数延长而呈下降趋势。鸡蛋贮藏期间哈氏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，如分子量成分变化和蛋白质氧化构象变化等[17]。蛋龄0 d鸡蛋的哈氏单位随着贮藏天数延长而降低（1，4和7组），从结果能看出，冷藏和冷藏+复合膜组的哈氏单位较常温贮藏组要高，且冷藏+复合膜组的值最高。试验还发现，在常温贮藏条件下，随着蛋龄延长，哈氏单位下降增快，蛋龄6 d鸡蛋相比蛋龄0 d鸡蛋哈氏单位要低（48.484±5.154 vs 54.174±6.371）。同样的趋势也发生在冷藏和冷藏+复合膜处理组。

图2 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋哈氏单位的影响

蛋壳强度是衡量鸡蛋抗破损率的分析参数，也是评估鸡蛋贮藏效果好坏的重要指标之一[18]。如图3所示，经25 d的试验，9组鸡蛋的蛋壳强度均随着贮藏时间延长而降低，与常温贮藏（1，2和3组）相比，冷藏（4，5和6组）和冷藏+复合膜（7，8和9组）鸡蛋的蛋壳强度在各测定时间点均较高，在第25天，蛋龄0 d鸡蛋的蛋壳强度在1，4和7组分别为13.174±1.472，15.058±1.739和17.888±1.878 N/cm2，在蛋龄3和6 d鸡蛋也表现为相同趋势，这意味着冷藏+复合膜组能很有效地抑制贮藏期间鸡蛋的蛋壳强度的降低。综合分析不同蛋龄的贮藏鸡蛋的蛋壳强度，蛋龄0 d鸡蛋在相同贮藏条件下蛋壳强度最高。

图3 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋蛋壳强度的影响

在评估鸡蛋品质时，失重率是重要的指标之一。在延长鸡蛋保藏期过程中，延缓失重率的降低是关键技术之一。如图4所示，经25 d试验，9组鸡蛋的失重率均随贮藏时间延长而增加，这是因为随着贮藏时间延长，鸡蛋内容物中的水分会通过蛋壳上的气孔不断向外散出，从而导致蛋的质量减轻[19]。与常温贮藏（1，2和3组）相比，冷藏（4，5和6组）和冷藏+复合膜（7，8和9组）鸡蛋的失重率在各测定时间点均较低，在第25天，蛋龄0 d鸡蛋的失重率在1，4和7组分别为5.251%±0.297%，4.825%±0.538%和4.033%±0.462%，蛋龄3和6 d鸡蛋也表现为相同趋势，这意味着冷藏+复合膜组能很有效降低贮藏期间鸡蛋的失重率。综合分析不同蛋龄的贮藏鸡蛋的失重率，蛋龄0 d鸡蛋在相同贮藏条件下失重率最低。

图4 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋失重率的影响

在评估鸡蛋新鲜的程度时，气室直径是重要的分析指标，气室直径越大，鸡蛋新鲜度越低，因此减少蛋内水分蒸发、保持蛋内较小的气室，就能维持高的鸡蛋新鲜度[20]。从图5可见，9组鸡蛋的气室直径均随贮藏时间延长而增加，与常温贮藏（1，2和3组）相比，冷藏（4，5和6组）和冷藏+复合膜（7，8和9组）鸡蛋的气室直径增加幅度较缓和，在第25天，鸡蛋的气室直径均较常温贮藏（1，2和3组）低，尤以蛋龄0 d的冷藏+复合膜组（第7组）鸡蛋气室直径最小。这意味着冷藏和涂膜均能降低蛋内水分的散失，维持小的气室。随着蛋龄时间延长，鸡蛋的贮藏效果变差，这表明蛋龄0 d鸡蛋是最优的贮藏原料。冷藏+复合膜对鸡蛋品质维持最有效。

图5 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋气室直径的影响

蛋白系数表明鸡蛋浓稀蛋白的比例关系。新鲜度高的鸡蛋具有高含量的凝胶状蛋白，凝胶状蛋白可牢固地固定蛋黄移动并抑制微生物病原体的生长。从图6可见，9组鸡蛋的蛋白系数均随着贮藏时间延长而下降，这是因为随着贮藏时间延长，蛋白的凝胶状结构解体，浓厚蛋白逐渐减少，稀薄蛋白逐渐增加[21]。与常温贮藏（1，2和3组）相比，冷藏（4，5和6组）和冷藏+复合膜（7，8和9组）鸡蛋的蛋白系数下降幅度较缓和，在第25天，鸡蛋的蛋白系数均较常温贮藏（1，2和3组）高，尤以蛋龄0 d的冷藏+复合膜组（第7组）蛋白系数最高。这表明蛋龄0 d鸡蛋是最优的贮藏原料。冷藏+复合膜对鸡蛋品质维持最有效。

图6 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋蛋白系数的影响

蛋清的pH是反映鸡蛋新鲜度的关键指标之一。从图7可见，贮藏期间9组蛋白pH均随着时间延长而增加（P＜0.01），贮藏鸡蛋蛋清pH逐渐增大，在第15天达到最大值，可能的解释是酸性的CO2从蛋壳上的气孔散出，随着贮藏时间的延长，蛋内的二氧化碳含量逐渐减少，从而导致蛋内容物pH渐趋增高[22]。0 d蛋龄蛋白pH曲线的变化趋势均随着时间延长而增加，在第15或第20天蛋白pH分别达到最高值，之后蛋白pH开始下降，而且随蛋龄延长而变化更显著。酶和细菌在贮藏期间会逐渐分解蛋白，从而减少CO2向外逸散，导致pH下降。蛋龄3和6 d鸡蛋蛋白pH变化趋势相同，也是pH开始趋于上升，第15天后，pH开始下降，冷藏或冷藏+复合膜处理对3和6 d蛋龄组的鸡蛋蛋白pH变化影响效果不明显。试验结果意味着，0 d蛋龄的鸡蛋贮藏效果最好，复合膜+冷藏能很好地延长鸡蛋品质。

图7 3种贮藏方法对不同蛋龄鸡蛋蛋清pH的影响

试验表明，壳聚糖/淀粉/苹果酚可降解型食品包装复合膜对鸡蛋的保鲜效果优于常温或单一冷藏组。可能的原因是：壳聚糖/淀粉/苹果酚具有较好的抗菌、抗氧化作用及较强的机械强度。同时，通过复合膜的物理结构限制蛋壳内外的气体交换，降低蛋内物的生化反应及减少蛋壳内水分的散失，从而维持鸡蛋较好的品质，起到延缓食品变质的作用。

3 结论

试验通过常温、冷藏或冷藏+复合膜法贮藏鸡蛋，比较分析各贮藏组中鸡蛋理化指标变化趋势，对鸡蛋贮藏保鲜效果进行对比分析研究。结果显示，不同蛋龄（0，3和6 d）的鸡蛋经25 d贮藏后，鸡蛋的各项生化物理指标均有所退化，冷藏或壳聚糖/淀粉/苹果酚复合膜均能较好地维持贮藏鸡蛋的品质。相比较不同蛋龄的鸡蛋的贮藏效果，0 d蛋龄的鸡蛋经冷藏或冷藏+复合膜法贮藏后，较3和6 d的鸡蛋有着较好的品质。冷藏+复合膜（壳聚糖/淀粉/苹果酚）法最能有效地维持贮藏鸡蛋的品质。试验结果表明，冷藏+ 复合膜（壳聚糖/淀粉/苹果酚）法可作为鸡蛋贮藏运输过程中一种有效的保鲜手段，在禽蛋贮藏运输、加工等领域有巨大的应用价值。