超高压对鸭蛋蛋液杀菌及物性影响

孙汉巨，丁 琦，张 冰，陈 哲，石 娟

(合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽 合肥 230009)

超高压对鸭蛋蛋液杀菌及物性影响

孙汉巨，丁 琦，张 冰，陈 哲，石 娟

(合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽 合肥 230009)

研究超高压处理对鸭蛋蛋液的杀菌、物性和保藏期的影响。鸭蛋蛋液在100～600MPa，分别处理5～20min后，测定其细菌总数、起泡性、白度及蛋白质变性率的变化，进一步将超高压杀菌后的蛋液在室温(23±2)℃条件下贮藏，观察细菌总数的变化情况。结果表明：在500MPa的条件下处理20min后，细菌的致死率达到99.99%；此外，随着超高压压力和保压时间的延长，该蛋液的起泡性和白度逐渐减小，蛋白质的变性率增大；经400、500、600MPa杀菌20min或500、600MPa杀菌15min后，鸭蛋蛋液可以在室温下保存3周。

鸭蛋全蛋液；超高压；杀菌；物性；保藏期

鸭蛋是第二大重要的蛋品，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、磷脂和矿物质等营养成分。鸭蛋卵黄中卵磷脂的含量高于鸡蛋，而胆固醇的含量仅为鸡蛋的2/3[1]，矿物质总量远胜鸡蛋，尤其铁、钙含量极为丰富[2]，而且还含有一定量的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸[3]，可以增强记忆力并且对心脑血管疾病有一定预防作用。

传统的热力杀菌会降低蛋品的营养价值，影响感官质量，改变其物性，不满足多样性的现代蛋品需求[4]。国内外有不少学者对液态蛋品进行了冷杀菌方面的研究。黄小波等[5]研究了钴辐射与液态蛋全蛋液杀菌的关系，辐照剂量为0.4～0.6kGy时，具有很好的杀菌作用，且蛋白不变性，蛋液颜色与未辐照蛋液相比变化甚微。周媛等[6]对高压脉冲电场对全蛋液杀菌做了相关研究，在脉冲电场强度为17.8kV/cm、脉冲宽度2μs、每秒400个脉冲、流速25mL/min时，能够达到相对较好的杀菌效果。

作为冷杀菌的一种高新技术——超高压技术不仅能杀灭微生物，而且可以有效的保持食品的风味及营养成分，并对食品的质构产生一定的影响[7]。目前，食品的超高压杀菌得到深入研究。Lee等[8]研究发现在蛋液中添加10mg/L的乳酸链球菌素，在300MPa的压力下，5℃处理200s，可以使李斯特菌的菌落总数从107CFU/mL下降到102CFU/mL。Ponce等[9]研究了乳酸链球菌素与超高压结合对蛋液中大肠杆菌的杀灭作用，在400MPa下保压20min，且添加5mg/L的乳酸链球菌素共同作用，可使蛋液在4℃下，保存1个月。夏远景等[10]研究了液态鸡蛋的超高压杀菌效果，发现杀菌压力为440MPa、保压20min后，细菌致死率可以达到99.9%。本实验拟通过超高压对鸭蛋蛋液的处理，研究其对鸭蛋蛋液的杀菌效果、物性和贮藏时间的影响，为该蛋品的产业化生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸭蛋购于安徽省合肥市周谷堆农贸市场。

牛肉膏、蛋白胨、营养琼脂为生化试剂；氯化钠、氢氧化钠等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UHPF-750MPa超高压设备 包头科发新型技术食品机械有限公司；YXQ.SG41.280B电热蒸汽灭菌锅 上海医用核子仪器厂；SW-CJ-1F单人双面净化操作台 苏州净化设备有限公司；DHP-9162电热恒温培养箱 上海一恒科技有限公司；WB-2000IXA全自动色差计 北京康光仪器有限公司；DZ-280/2SD封口机 香港康宝家电有限公司；FB-2000紫外分光光度计 上海青华科技仪器有限公司。

1.3 方法

选择新鲜的鸭蛋，将去除蛋壳的鸭蛋放入无菌的组织捣碎机中，1000r/min混合1min，使蛋液均匀不分层。先将耐压包装袋放入无菌操作台内，在紫外线下杀菌10min。然后，将蛋液分装至包装袋中，去除袋内空气，封口。

将装袋好的蛋液置于杀菌釜中，分别在1 0 0～600MPa下，杀菌5～20min。

1.4 指标测定

1.4.1 细菌总数的测定

参照GB/T 4789.2—2003《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》。

1.4.2 细菌致死率的测定

样品经超高压处理后，细菌的致死率按式(1)计算。

式中：D为未经超高压处理的样品的菌落数；E为经超高压处理的样品的菌落数。

1.4.3 白度的测定[11]

采用色差计测定蛋液样品的色差，每个样重复6次，取平均值。白度值(W)按式(2)计算。

式中：L*为亮度；a*为正值表示偏红，负值表示偏黄；b*为正值表示偏黄，负值表示偏蓝。

1.4.4 蛋白质的变性率[12]

将蛋液用双蒸水稀释1000倍后，用紫外分光光度计在波长595nm处测定吸光度。蛋白质变性率按式(3)计算。

式中：A0为对照样蛋液的吸光度；An为超高压杀菌处理后蛋液的吸光度。

1.4.5 起泡性的测定[13]

取100mL蛋液放入组织捣碎机中，以10000r/min 的转速恒速搅拌1min后，迅速倒入250mL量筒，以泡沫体积计为起泡性。

2 结果与分析

2.1 超高压压力对液态鸭蛋中细菌致死率的影响

图1 超高压压力对液态鸭蛋中细菌致死率的影响Fig.1 Effects of sterilizing pressure on bacteria lethality rate in whole duck-egg liquid

在制备新鲜鸭蛋蛋液时，虽然对环境、材料和器具进行了严格消毒，但是鸭蛋液中的菌落总数仍达1.07×105CFU/mL。如图1所示，随超高压压力的增加蛋液中细菌的致死率快速提高。当压力达到400MPa时，细菌的致死率达到98.97%；之后，虽然压力逐渐增加，但细菌的致死率增加较为缓慢；当压力达到500MPa时，细菌的致死率达到了99.99%(细菌总数只有80CFU/mL)。夏远景等[10]对鸡蛋全蛋液进行超高压处理，在440MPa的压力下处理20min，细菌的致死率达到了99.90%，与本实验的研究结果基本一致。在400MPa以上超高压压力能够杀死鸭蛋蛋液中90%以上的细菌，但可能因芽孢耐高温、高压等极端环境，不容易致死，在该操作压力范围内，不能完全杀死该蛋液中所有细菌。

2.2 超高压对鸭蛋蛋液白度的影响

白度是食品感官品质的重要指标，白度越高，反映样品颜色越好，越易被接受。由图2可以看出，在相同的作用时间内，随着超高压压力的增加，鸭蛋蛋液的白度总体呈现下降的趋势。另一方面，在相同的压力下，随着作用时间的延长，该蛋液的白度逐渐下降。与对照组相比，在100MPa下，处理5min，鸭蛋蛋液的白度基本保持不变；然而，随着操作时间的进一步延长，白度逐渐下降。当压力提高到200～400MPa时，仅仅经过5min的超高压处理，蛋液的白度迅速下降；之后，随着操作时间的延长，蛋液的白度呈缓慢下降趋势。该现象可能是短时间高压处理，使蛋白质的胶束分散，粒度较小，增加了蛋液的透光性，使蛋液的亮度减小，从而使白度降低。然而，当压力超过500MPa，操作时间超过5min，蛋液的白度下降较为显著。该现象可能是由于鸭蛋液经过超高压处理，蛋液中的某些物质活性基团如巯基等暴露在空气中，发生氧化褐变，使鸭蛋液的白度下降。

图2 超高压压力和作用时间对鸭蛋蛋液白度的影响Fig.2 Effects of different pressure and time on whiteness of whole duck-egg liquid

2.3 超高压对鸭蛋蛋液蛋白质变性的影响

图3 超高压对鸭蛋蛋液蛋白质变性的影响Fig.3 Effects of sterilizing pressure and time on denaturation of duckegg protein

从图3可以看出，在100MPa条件下，蛋白质的变性率较低。操作时间在15min内，蛋白质的变性率低于6%；当操作时间延长至20min时，蛋白质的变性率快速上升到19.8%。当压力上升至200MPa时，操作时间在15min内，蛋白质变性率迅速上升至32.7%；之后，随着压力的进一步提高，蛋白质的变性率逐渐增加。当压力达500MPa后，蛋白质的变性率增加较为缓慢，从500MPa条件下的41.9%上升至600MPa条件下的44.1%。当压力大于200MPa时，蛋白质的变性率几乎维持一个恒定的数值，几乎不随时间的延长而进一步提高。该现象可能是在较高的超高压条件下，蛋白质的空间结构在瞬间发生改变，一些活性基团如巯基暴露在空气中，快速遭受氧气的氧化而破坏。Lee等[14]研究也表明，在保持温度不变的情况下增加压力，蛋白质的凝结速率会加快。李志义等[15]也指出，在100～200MPa的压力下，蛋白质的变性是可逆的，超过300MPa后，出现不可逆变性, 即蛋白质的立体结构遭到破坏，显现出沉淀、凝固、凝胶化等“熟化”特征。因为超高压对蛋白质3级和4级结构的破坏，使其原始结构伸展，从而使其变性。

2.4 超高压对鸭蛋蛋液起泡性的影响

图4 超高压压力和作用时间对蛋液起泡性的影响Fig.4 Effects of sterilizing pressure and time on foamability of whole duck-egg liquid

起泡性是蛋白质分子的表面性质之一，蛋清蛋白质分子具有典型的两亲性质。在搅打过程中，其水分散体系的蛋清蛋白重叠分子部分得以伸展，捕捉并滞留空气，形成泡沫[16]。在不同超高压压力和保压时间下，鸭蛋蛋液的起泡性如图4所示。很显然，随着压力的增加和操作时间的延长，鸭蛋蛋液的起泡性逐渐下降，尤其是在500～600MPa下，鸭蛋蛋液的起泡性急剧降低。该现象可能是随着超高压压力和保压时间的延长，蛋白质因变性而凝集析出，使其起泡能力开始降低。但是，当压力超过500MPa时，随着保压时间的延长，受蛋白质变性率增加导致凝结量增大的影响，鸭蛋蛋液的起泡性逐渐趋于平稳。

2.5 超高压处理对鸭蛋蛋液保藏时间的影响

图5 菌落总数对数值随保藏时间的变化Fig.5 Change in total viable count of whole duck-egg liquid with the extension of storage time

从图5可以看出，一方面在相同的保压时间内，随着操作压力的增大，鸭蛋蛋液的保藏时间得以延长。另一方面在相同的操作压力下，随着杀菌时间的延长，更多的菌落被致死，以致该蛋液的保藏期得以延长。经过超高压处理后的鸭蛋蛋液在室温下放置1周后，细菌总数都在105CFU/mL以下，尤其是经过500MPa以上超高压杀菌的蛋液，其细菌总数基本保持在103CFU/mL以下，表明操作压力越大，对微生物活菌及芽孢的致死作用越明显，可以有效抑制未来一周鸭蛋蛋液中活菌数的增加。贮藏2周后，各组中菌落总数都有上升趋势，虽然各组之间差别不明显，但经较高压力和长时间处理的蛋液中的菌落总数仍较少。3周后，各组中菌落总数都大幅度上升，除400、500、600MPa杀菌20min及500、600MPa杀菌15min五组样品外，其余各组中菌落总数均超过国家标准106CFU/mL(GB2749—2003《蛋制品卫生标准》中冰蛋黄、冰蛋白微生物菌落总数指标)。未经过超高压处理的蛋液(对照组)，第1周后即变质，菌落总数超过国家标准。

3 结 论

本实验研究了超高压压力及保压时间对鸭蛋蛋液的杀菌、物性和保藏时间的影响。结果表明：经过500MPa、20min处理，细菌的致死率达到99.99%。且随着超高压压力增加和保压时间的延长，鸭蛋蛋液起泡性和白度都逐渐减小，蛋白质的变性率逐渐增大。500、600MPa处理的鸭蛋蛋液，蛋液白度随着压力增大和时间的延长继续减小，蛋白质变性率较400MPa、20min时有所增加，蛋液起泡性较小。在400、500、600MPa杀菌20min及500、600MPa杀菌15min的超高压条件下，杀菌后的鸭蛋蛋液在室温下可以保存3周。

[1] 戴政, 付琼, 甘菲, 等. 不同家禽蛋类营养成分的比较[J]. 氨基酸和生物资源, 2003, 25(3): 24-26.

[2] 孙于庆, 曾维丽. 风味鸭蛋的工艺研究[J]. 食品工业, 2009(5): 36-37.

[3] 唐丽君, 邓泽元, 范亚苇. 加工鸭蛋蛋黄脂类变化的GC分析[J]. 食品科学, 2006, 27(12): 588-590.

[4] 傅鹏, 马美湖, 钟凯民. 液态蛋蛋液非热杀菌技术研究进展[J]. 湖南农业大学学报, 2005, 13(8): 25-36.

[5] 黄小波, 马美湖, 傅鹏, 等. 液态蛋全蛋液辐射冷杀菌技术的研究[J].食品科学, 2008, 29(3): 216-219.

[6] 周媛, 陈中, 杨严俊. 高压脉冲电场对全蛋液杀菌的研究[J]. 食品与发酵工业, 2006, 32(5): 36-38.

[7] 郝秦锋, 许洪高, 高彦祥. 超高压杀菌及其对食品品质的影响[J]. 食品科学, 2009, 30(23): 498-503.

[8] LEE D U, HEINZ V, KNORR D. Effects of combination treatments of nisin and high- intensity ultrasound with high pressure on the microbial inactivation in liquid whole egg[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2003, 4(4): 387-393.

[9] PONCE E, PLA R, SENDRA E, et al. Combined effect of nisin and high hydrostatic pressure on destruction of Listeria innocua and Escherichia coli in liquid whole egg[J]. International Journal of Food Microbiology,1998, 43: 15-19.

[10] 夏远景, 李志义, 陈淑花. 液体蛋的超高压杀菌效果试验研究[J]. 家畜生态学报, 2008, 29(1): 67-69.

[11] PARRARAVIVAT J, MORIOKA K, SHIRSAKI M, et al. Effect of washing conditions on the removal of lipid from the fatty fish escolar(Lepidocybium flavobrunneum) meat[J]. Journal of Biological Sciences,2008, 8(1): 34-42.

[12] 李静, 李兴民. 影响鸡骨髓蛋白质变性的研究[J]. 食品工业科技,2008, 29(1): 72-76.

[13] 刘超, 李冬生. 影响蛋清蛋白起泡性能的改性条件研究[J]. 化学与生物工程, 2008, 25(7): 51-53.

[14] LEE D U, HEINZ V, KNORR D. Evaluation of processing criteria for the high pressure treatment of liquid whole egg: rheological study[J].Lebnsmittel Wissenschaft und Technologie, 1999, 32(5): 299-304.

[15] 李志义, 刘学武, 张晓冬, 等. 液体蛋的超高压处理[J]. 食品研究与开发, 2004, 25(4): 94-97.

[16] 涂宗财, 豆玉新, 刘成梅, 等. 动态超高压处理对蛋清蛋白溶液的起泡性、成膜性的影响[J]. 食品工业科技, 2008, 29(6): 77-81.

Effect of Ultra-high Pressure on Sterilization and Physical Properties of Whole Duck Egg Liquid

SUN Han-ju，DING Qi，ZHANG Bing，CHEN Zhe，SHI Juan
(School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

In this study, the effects of ultra-high pressure on sterilization, physical properties and storage life of duck-egg liquid were investigated. The determination of total bacteria count, foamability, whiteness and protein denaturation rate of duck-egg liquid was carried out after treatment 5－20 min at a pressure level between 100 MPa and 600 MPa. Change in total bacteria count of duck-egg liquid was also measured during storage at room temperature. The results indicated that bacteria lethality rate was 99.99% after 20 min of 500 MPa treatment. The whiteness and foamability of duck-egg liquid decreased with increasing pressure and time, but the denaturation rate increased. After treatment for 20 min at 400, 500, or 600 MPa or for 15 min at 500,or 600 MPa, the shelf life of duck-egg liquid at room temperature would be three weeks.

whole duck-egg liquid；ultra-high pressure；sterilization；physical property；storage period

TS253.4

A

1002-6630(2011)03-0023-04

2010-09-27

安徽省2008年科技专项项目(08010302085)

孙汉巨(1966—)，男，副教授，博士，研究方向为农产品加工及贮藏。E-mail：sunhanjv@163.com