鸡蛋保鲜技术的研究进展

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/3/11 18:35:09 关注：773 评论： 我要投稿

  鸡蛋保鲜技术的研究进展
  于 洁，谈 婷，龚道清*
  (扬州大学，江苏 扬州  225009)

  摘要：鸡蛋是一种营养丰富、价格廉价的优质蛋白食品，其含有大量的维生素和矿物质，是常见的人类食品之一。如果鸡蛋的储藏方式不当，不仅容易影响其营养价值，还会造成经济损失。本文主要介绍了涂膜法、冷藏法、液浸法、气调法四种常见的鸡蛋保存方法，以及热处理法、臭氧保鲜法、辐射保鲜、注射γ-氨基丁酸保鲜技术、掺银纳米粒子的杀菌纸盘几种储藏技术，同时阐明了各项技术的优缺点，为鸡蛋保鲜储存提供参考。
  关键词：鸡蛋保存；鸡蛋储藏；保鲜技术
  鸡蛋含有极为均衡的维生素、蛋白质、矿物质等营养素，且其热量适中[1]、营养丰富，易被人体消化吸收，是已知的天然营养最完善的人类食品之一。我国是世界上最大的鸡蛋生产国与消费国。2017年我国鸡蛋产量为2 609.5万t，占世界鸡蛋总产量的40％。改革开放40年以来，我国居民收入水平不断提高，对肉、蛋、奶、水产品等需求也随之增长。动物源性食品消费的快速增加，反映出我国居民对蛋白质的强劲需求[2]。鸡蛋作为一种廉价优质的蛋白来源，为保障我国居民蛋白质需求做出了重要贡献。
  长期以来，我国居民对鸡蛋的消费以带壳鲜蛋为主，用于加工的鸡蛋仅占3％～5％[3]，鸡蛋的新鲜度指标受到消费者的普遍关注。但鸡蛋经泄殖腔产出后，蛋壳表面容易受到排泄物的污染，常伴有大肠杆菌、沙门氏菌等致病微生物。由于蛋产品从生产到销售还需要一段时间，若保鲜技术不到位，储存运输过程中就容易受到微生物的二次污染，可能会引起鸡蛋变质，使蛋品质下降，而这也限制了蛋的远距离销售。而且随着鸡蛋保存期的延长，鸡蛋中的气室变大，加速了水分的散失，在蛋内微生物和自身各种酶的作用下，蛋内蛋白变稀，同时引起新鲜度指标快速下降，最后甚至失去食用价值。本文介绍了鸡蛋腐败变质的原因及保鲜方法，为延长鸡蛋的保鲜时间提供参考。
  1  鲜蛋腐败变质的原因
  1.1 微生物因素
  刚产的鲜蛋，蛋壳外有一层粘液质，干燥后成为壳外膜，这种粘液质或壳外膜能够防止微生物的侵入。鲜蛋内亦含有溶菌酶，能杀死侵入的微生物[4]。但壳外膜容易脱落，裸露的蛋壳容易受到微生物的污染。严重的微生物污染可引起蛋腐败变质，使其完全丧失营养价值。鸡蛋变质主要是由非致病性细菌和霉菌引起的。造成蛋白质分解的微生物有多种，主要菌类有梭状芽胞杆菌、液化链球菌、变形杆菌、蜡样芽孢杆菌、青霉菌、假单胞菌属等。分解脂肪的微生物主要有荧光假单胞菌、产碱杆菌属、沙门氏菌属等，它们可引起油脂的氧化与水解，其中沙门氏菌属对人体危害最大。分解糖的微生物有大肠杆菌、枯草杆菌、丁酸梭状芽胞杆菌等[4]，它们可将糖分解为丁酸、丙酸、二氧化碳等，虽然分解过程不会产生有毒物质，但会极大影响鸡蛋品质。
  1.2 环境因素
  环境因素可在一定程度上影响微生物的生长，其中包括气温、湿度等。环境越适宜微生物的生长发育和繁殖，鸡蛋越容易变质。微生物生长繁殖的适宜温度为20 ℃～40 ℃，在此范围内温度越高，越有利于微生物的生长繁殖。因此，在干燥低温的环境中保存鸡蛋可以有效减少微生物生长，但湿度较高的环境中即使温度较低，也不利于鸡蛋的保存。
  1.3 自身因素
  鸡蛋中含有丰富的水分、蛋白质、矿物质、脂肪和维生素等，其中蛋白质的pH为8.6～8.8，蛋黄的pH为6.0～6.4[5]。鸡蛋在21 d后可孵出雏鸡，也证明蛋内含有丰富的营养物质。而丰富的营养也为微生物的生长发育提供了物质基础。
  2  四种主要的保鲜方法
  2.1 涂膜法
  鸡蛋涂膜保鲜技术操作简单、成本低廉，在常温下即可延长鸡蛋保鲜时间。近年来，涂膜保鲜技术的研究也日臻成熟。涂膜保鲜即先对鲜蛋表面进行消毒后，使用涂抹剂，根据某种成膜方法对鲜蛋进行涂膜处理，在蛋表面形成一道保护性薄膜，抑制鲜蛋的呼吸运动，阻止微生物的污染，减少水分的蒸发，从而达到延长鲜蛋保质期的目的。
  不同涂抹剂以及涂膜方法有不同的保鲜效果。目前常用的涂膜材料可分为非可食性涂膜和可食性涂膜两大类。非可食性涂膜材料主要包含合成高分子材料和矿物油等[6]，如聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)、植物油等。但非食用性涂膜材料存在一定的安全隐患，国内外研究方向也逐渐转向可食性涂抹剂。可食性涂膜是以多糖类、脂类、蛋白质等可食性高分子为涂膜材料[7]的技术，如壳聚糖(Chitosan，CS)、蜂胶、植物油等。同时，具有抑菌功能的保鲜剂也处于在开发研究阶段，此类保鲜剂由于抑制了蛋壳表面微生物的繁殖以及微生物向蛋壳内的渗透，因此保鲜效果较优[8]。目前复合膜的研究较多，尤其集中在PVA与CS方面。
  (1) PVA：PVA由于易成膜且易降解，卫生安全性好，故已被广泛用于食品包装。但PVA的亲水性强，会导致成膜后阻水性差，并且不具备杀菌、抑菌效果，单独用于保鲜的效果不理想[9]。龙门等[10]用PVA涂膜鸡蛋，结果显示，涂膜鸡蛋货架期为50 d左右，比未处理组延长了约30 d。将PVA改性后涂膜可提高保鲜效果，这也使得改性PVA成为了研究热点。顾凤兰等[11]采用纳米α-Fe2O3改性聚乙巧醇基玉米油复合材料处理鸡蛋，在保存70 d后，鲜蛋率仍为100％。刘巧等[9]用9 g/100 mL的PVA分别与0.03 g/100 mL、0.06 g/100 mL、0.09 g/100 mL、0.12 g/100 mL的溶菌酶复配的涂膜剂处理蛋壳后，蛋品质在30 d内最佳，可维持在AA等级。
  (2) CS：又称脱乙酰甲壳素，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，是自然界中唯一含有游离氨基碱性阳离子的可食性动物纤维[8]。CS是目前研究最多的多糖类天然高分子，它可在蛋表面形成一道保护膜用以阻隔气体，具有特有的抗菌性[8,11]，且CS膜可对鸡蛋起到“微气调”的作用[12]。除此以外，CS膜还有避免蛋壳机械损伤的作用[13]。葛庆丰等[8]在对鸡蛋涂膜CS后，在30±1 ℃的温度下贮藏，结果显示，未处理组在第25 d时出现散黄，而CS涂膜组未出现散黄。CS单独成膜也存在一些缺点，如膜不均一、膜稳定性差和抗机械能力弱等，因此，研究方向大多在与其他保鲜剂联合使用方面。另据研究发现，竹汁具有一定的抗菌性，邢淑婕等[14]使用1.5％CS联合100％原竹汁涂膜鸡蛋后，室温贮存35 d，鸡蛋仍能达到中等鲜蛋的指标。
  2.2 冷藏法
  涂膜法虽然能较好的保存鸡蛋，但日常生活中人们普遍习惯使用冷藏法保存，即利用低温来抑制蛋内外细菌的生长繁殖和蛋内酶的活动。蛋的冷藏不是温度越低越好，低温容易造成蛋壳冻裂，而在远距离大量储藏过程中，冰柜的使用成本也较高。鸡蛋的最适冷藏温度为－1 ℃左右，且不得低于－2.5 ℃。刚生产的鲜蛋蛋白分布均匀，蛋黄位置固定，冷藏法保存过程中，应大头朝上，尖头朝下。随着储存时间的延长，蛋白逐渐变稀而失去固定蛋黄的能力，由于蛋黄比重小于蛋白，蛋黄会上移贴在蛋壳上。而鸡蛋气室在大头，如果在摆放鸡蛋时，大头朝上，即使蛋白变稀，蛋黄上移，也不会出现上述情况。张佳敏等[15]利用冷藏法在相对湿度60％～80％条件下，分别用8 ℃、4 ℃、0 ℃和常温25 ℃保存鲜蛋，30 d后常温储藏鸡蛋已为陈蛋；而8 ℃、4 ℃和0 ℃下冷藏的鸡蛋蛋品质基本保持鲜蛋品质，继续储藏至60 d，蛋品质为次鲜蛋。
  2.3 液浸法
  液浸法是将鸡蛋浸泡于一些具有杀菌功能的物质中，使蛋在无菌环境中得到保鲜。由于浸泡液的作用，蛋内水分、气体和其他小分子物质逸出较少，气室变化也较小，但通常浸泡保存的蛋外观形象较差。大部分保鲜剂均为化学制剂，在食品安全方面存在弊端，近年来的研究多转向自然保鲜剂。蜂蜡在工农业生产上具有广泛的用途，具有极强的抗菌作用和抗氧化性能，它的酒精或乙醚溶液具良好的成膜性能[16]，将新鲜禽蛋放入混合液几秒后捞出、沥干，半年后，其保鲜率仍高达96％[17]。
  2.4 气调法
  气调贮藏主要是指通过改变贮藏环境的气体成分，抑制生物呼吸作用以达到延长保质期的目的。在美国、澳大利亚等一些发达国家，CO2和N2等气调保存已成为替代化学熏蒸保存的首选。CO2无毒且成本低廉，虽然自身不能杀灭微生物，但可抑制好氧微生物的生长繁殖，起到延缓食品腐败的作用。Moran[18]和Cotterill[19]等分别研究了CO2对新鲜鸡蛋蛋品质的影响，研究表明，储藏在CO2中的鸡蛋保鲜效果显著好于储藏在空气的鸡蛋。白晓坤[20]在蛋产出5 h和30 h后，用30％的CO2处理16 h，贮存4 d，蛋的卵白pH可维持在较低的水平，哈夫单位可由54提高到63～64。虽然此方法效果好，且无副作用，但需要长时间维持CO2的浓度。目前，N2气调保鲜主要应用于玉米、稻谷类粮食作物，在鸡蛋气调保鲜方面主要仍以CO2为主。而气调保鲜因成本较高，并不能普遍应用，推广受限。
  3  其他保鲜方法
  3.1 热处理法
  热处理作为一种安全、有效的预处理方式，早在20世纪20年代就被研究开发，但化学防腐剂、保鲜剂的问世阻碍了该技术的发展。直到20世纪80年代初，随着植物热激蛋白的发现，以及人们对自身健康、食品安全的重视，该技术才再次受到广泛关注[21]。张继武等[22]研究报道，热处理鸡蛋最适加热温度为50 ℃，加热时间20 min后，在30 ℃下贮藏，其保藏期可延长一个月以上。但热处理过程中蛋壳易发生破裂[23]，且会不同程度地破坏食品的营养成分，增加损失。
  3.2 臭氧保鲜法
  臭氧除了具有杀灭或抑制霉菌生长、防止腐烂的作用之外，还具有防老化、保鲜等作用。臭氧不仅可破坏病毒RNA，还可改变病毒蛋白质外壳的多肽链[24]，最终杀死微生物来防止腐败变质。刘彭等[25]在常温常压下，将1 d～7 d的新鲜鸡蛋浸泡在浓度6 mg/L臭氧水溶液中10 min，自然风干后贮存在20±2 ℃、相对湿度为70％的环境中，鸡蛋保鲜期可长达30 d。臭氧被认为是一种很好的灭菌、保鲜剂，2001年美国FDA将臭氧列入可直接和食品接触的添加剂。虽然臭氧保鲜具有诸多优点，但也存在弊端。一是臭氧浓度无法明确。臭氧分解的机制复杂，很难确定一个特定的臭氧浓度进行推广灭菌。二是臭氧浓度过高可能对食品品质产生不利影响。对于脂肪含量高的食物需要较高浓度的臭氧来处理[23]，但臭氧为强氧化剂，会加速营养物质的氧化。三是安全问题，臭氧使用过程中可能产生臭氧污染。
  3.3 辐照保鲜法
  辐照保鲜法中用于灭菌的射线有电子束、X射线和γ射线等，它们通过特定的方式控制微生物生长或杀死微生物。与其他保鲜技术相比，辐照保鲜法具有杀菌效果好、无化学性残留、方便快速、有效抑制果蔬发芽成熟和延长食品保藏期等优点[26]。燕海峰等[27]发现，使用7 kGy辐照剂量辐照鸡蛋可杀灭蛋内容物的全部细菌。辐照对食用蛋外部和内部的杀菌作用均较好，但在鸡蛋的保鲜和延长货架期方面有一定的副作用。
  3.4 γ-氨基丁酸注射保鲜
  γ-氨基丁酸是抑制性神经递质，可以抑制动物的活动，减少能量的消耗。目前，国内外在外源γ-氨基丁酸对鸡蛋储藏的影响研究方面鲜有报道。姜国川等[28]向鸡蛋中注入100 μg/mL γ-氨基丁酸，在4 ℃贮藏14 d后，鸡蛋的哈夫单位为86.91，这表明γ-氨基丁酸可以延长鸡蛋的储存时间。
  3.5 掺杂银纳米粒子的杀菌纸盘
  银纳米粒子凭借其抗微生物特性，常被用作杀菌化合物。银纳米粒子通过释放自由基，诱导活性氧物质引起氧化损伤，进而损害细菌细胞。Viswanathan[29]开发了一种利用银纳米粒子制备抗菌纸蛋盘的新方法。该方法将利用CS、明胶和银纳米粒子制备的掺银胶体溶液作为表面涂层，并使用无气喷涂法将其掺入纸蛋盘中。结果表明，与对照组(存储在常规托盘中的蛋)相比，存储在银纳米粒子沉积的纸蛋托盘中的蛋，其存储时间延长了14 d以上。
  4. 小结
  我国是全球第一大的鸡蛋生产国，营养丰富的鸡蛋在我国食品经济中占有重要地位。鸡蛋保鲜技术的发展正不断满足人们对食物新鲜度的要求。目前鸡蛋保存方法主要以涂膜法、气调法、冷藏法、液浸法为主，其中气调法与冷藏法虽然储存效果优良，但使用成本较高，普及困难；涂膜法中CS联合与改性PVA为主要研究热点；液浸法目前研究多集中在天然无毒的浸泡液。新型保鲜技术在我国起步较晚，还存在诸多弊端。总之，对于鸡蛋的保鲜，可以科学混合两种或多种技术来达到较理想的保鲜效果，同时也要根据实际情况选择恰当的保鲜方法。
  参考文献：(29篇，略)
  基金项目：江苏省农业重大新品种创制项目(PZCZ201731)作者简介：于洁(1996－ )，女，硕士在读，研究方向为家禽遗传育种；E-mail：yujie19960315@sina.com*通信作者：龚道清(1966－ )，男，教授，研究方向为家禽遗传育种与营养；E-mail：yzgong@163.com