纳米植物糖原/壳聚糖复合涂膜鸡蛋保鲜效果研究

王劲松，丁梅，李蓉

（1.荆楚理工学院生物工程学院，湖北荆门448000；2.荆门市第二人民医院，湖北荆门448000）

纳米植物糖原/壳聚糖复合涂膜鸡蛋保鲜效果研究

王劲松1，丁梅2，李蓉1

（1.荆楚理工学院生物工程学院，湖北荆门448000；2.荆门市第二人民医院，湖北荆门448000）

研究纳米植物糖原与壳聚糖混合膜对鸡蛋保鲜效果的影响。设置3个组别进行试验，分别是空白组，45℃处理组，植物糖原组，通过感官评定和测定鸡蛋气室高度、蛋黄高度、失水率、哈夫单位、蛋清pH值和鸡蛋总菌数来评价鸡蛋的保鲜效果。结果表明纳米植物糖原涂膜组的鸡蛋的各项指标均优于空白组和45℃处理组；贮藏30 d后植物糖原涂膜保鲜感官评定蛋黄扁平、浓蛋清几乎看不见、系带极细，脱落，测得涂膜组鸡蛋气室高度为4 mm，蛋黄指数为0.66，失水率为3.01%，哈夫单位为72.5，蛋清pH值为7.5，菌落总数为785 cfu/g。

植物糖原；纳米；壳聚糖；保鲜涂膜；鸡蛋

鸡蛋含丰富的优质蛋白，鸡蛋蛋白质的消化率在牛奶、猪肉、牛肉和大米中也最高。然而，随着储存期的延长或储藏温度的升高，鸡蛋会因细菌侵入而发生变质，出现粘壳、散黄等现象。其次受产蛋淡旺季的影响，鸡蛋的市场价格相差较大，供求矛盾突出。为了解决这些问题，齐欣等［1］研究证明壳聚糖涂膜保鲜可以有效地延长鸡蛋的保藏时间，从而缓解这种供求问题，但曹旭等［2］指出壳聚糖溶液对材料润湿性差，涂膜效率低。此后，陈鑫华［3］采用壳聚糖/纳米SiOx复合涂膜材料包装鸡蛋，发现涂膜组鸡蛋的失水率、哈夫单位及总菌数明显优于对照组，证明了在壳聚糖溶液中加入纳米粒子能够有效改善膜性能。王明力等［4］采用二次回归旋转正交试验方法，证实了复合膜的拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度分别提高了63.3%、45.4%和0.6%，透水率降低了73.1%。王明力等［5］用纳米SiOx对壳聚糖涂膜进行改性，结果表明，复合膜中壳聚糖与SiOx微粒间存在强烈的氢键相互作用，改性后壳聚糖膜的性能在保鲜效果、持水性、透光率和力学性能等指标上得到改善和提高。经改性的壳聚糖，用于果蔬涂膜保鲜，在室温下果蔬的保鲜时间明显得到延长。1939年，Morris［6］首先报道在su1型甜玉米胚乳中合成了一种高度支化的葡聚糖。随后，科学家研究发现在大麦、高粱、水稻、拟南芥等突变型植物体内均含有大量的植物糖原。廖明、李蓉［7］等从甜玉米中提取了植物糖原，并测定了它的结构和得率。SIQI［8］等通过试验证明植物糖原具有一定的抗菌性和抗氧化性。本试验用的保鲜膜是将具有抗菌性的纳米材料植物糖原添加到壳聚糖溶液中，再添加可增强膜的防水性和可塑性的甲基纤维素（药剂胶囊），分析混合薄膜对鸡蛋的保鲜效果。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

植物糖原、壳聚糖（脱乙醇度为95%）：荆楚理工学院农产品加工与安全实验中心提供；苯甲酸钠（AR）、甲基纤维素（AR）、冰醋酸（AR）、氢氧化钙（AR）、营养琼脂培养基：荆州昌华仪器设备有限公司；鸡蛋：荆门农贸市场。

E-201-C型pH复合电极：苏州金钻商贸有限公司；DH95-IID超声波分散器：上海汗诺仪器有限公司；FA1004N型电子分析天平：上海精密科学仪器有限公司；LRH-150-S电热恒温恒湿鼓风孵化箱：天津市泰斯特仪器有限公司；YQL-100SII全自动立式压力蒸汽灭菌锅：上海博迅医疗设备实业公司；KH-4OOKDB型高功率数控超声清洗器：昆山禾创超声仪器有限公司；1205-1002游标卡尺：上海康路仪器有限责任公司；JJ-CJ-2FD型双人单面净化工作台：苏州金净科技有限公司；K-S28型电子万用炉：北京市光明医疗仪器厂。

1.2方法

1.2.1纳米保鲜剂的制备

称取植物糖原0.3 g、氢氧化钙0.7g加入60mL2%的乙酸水溶液中，用150 W超声分散10 min，分散均匀后，加入0.6 g壳聚糖经水温为45℃，转速为500 r/min磁力加热搅拌5 min，调pH值为5.6，再加0.9 g甲基纤维素，超声脱气10 min，得到的壳聚糖溶液冷却后于室温下保存待用于涂膜。

1.2.2样品处理方法

取79枚产出后一天的新鲜鸡蛋洗净，用二氧化氯对鸡蛋进行消毒处理，挑选蛋壳完好无损，蛋重55 g～65 g。随机抽出4个鸡蛋进行感官评价、气室高度、比重、蛋黄指数测定。将剩下的鸡蛋随机分为a、b、c 3组，每组25个鸡蛋，分别将各组鸡蛋编号1号～25号，定期对各组鸡蛋的理化数据进行分析。

a：不加任何处理；b：45℃处理：新鲜鸡蛋置于45℃水中水浴20 min，晾干后编号；c：植物糖原涂膜组：新鲜鸡蛋置于45℃水中水浴20 min，用已制得的植物糖原纳米鲜剂均匀涂膜于鸡蛋外壳，然后在75℃下快速风干，自然冷却编号。

将3组鸡蛋依次称重，记录其质量，将其放入温度30℃、相对湿度70%的孵化箱内贮藏。分别在贮藏后的6、12、18、24、30 d抽样测定，每次每种不同处理组抽检4个鸡蛋，以不涂抹保鲜剂的处理为对照（CK）。

1.2.3鸡蛋品质检测

1）感官品质鉴定。包括鸡蛋外观、气味、蛋白、蛋黄、系带状况及散黄程度。蛋黄、蛋白及系带情况对应的表示符号见表1。

表1　鸡蛋的感官评价指标Table 1Sensory evaluation indicators of eggs

2）气室高度。参照文献［9］的方法测定鸡蛋的气室高度。

3）鸡蛋的失重率［10］。鸡蛋在贮藏前后的失重百分比，计算公式为：失重率/%=（贮前重量-贮后重量）/贮前重量×100。失重率反映鸡蛋在贮藏过程中失重的大小，用精确度为0.001 g的电子天平测量。

4）蛋黄指数［11］。将被测鸡蛋沿横向磕破蛋壳，将蛋内容物全部倒在玻璃平面上，用精度0.02 mm的游标卡尺测量蛋黄高度和直径（用游标卡尺尾部插到蛋黄最高点测定），蛋黄指数=蛋黄高度/蛋黄直径。

5）蛋清哈夫单位。参照文献［9］的方法测定蛋清的哈夫单位，蛋清哈夫单位≥72为AA级，55～71为A级，31～54为B级，≤30为C级。

6）鸡蛋蛋白的pH测定。参照文献［11］的方法测定鸡蛋的pH。

7）鸡蛋总菌数测定。测定总菌数的方法是按照国家食品微生物学检验标准测定［12］。

2　结果与分析

2.1鸡蛋贮藏过程中感官品质的变化

不同时间段鸡蛋的感官评价见表2。

表2　不同时间段鸡蛋的感官评价Table 2Different sensory evaluation period of eggs

表2中可以看出，3组鸡蛋在电热恒温恒湿鼓风孵化箱中，随着贮藏时间的变长，空白组在18 d时蛋黄就扁平，浓蛋白少，不稠密，流散，系带极细、脱落。45℃处理的鸡蛋在贮藏24 d出现蛋黄扁平，蛋清流散，系带脱落。植物糖原在24 d时蛋黄扁平，浓蛋清少，流散，系带变细，但是未脱落。

2.2气室高度测定

各组气室高度与贮藏时间的关系见图1。

图1　各组气室高度与贮藏时间的关系Fig.1Each chamber height and storage time

气室高度的测定是根据鸡蛋在贮藏过程中在鸡蛋一端所形成一定高度的气室，通过测量气室的高度来评价鸡蛋新鲜度，是鸡蛋新鲜度的检测的重要指标之一，气室高度受鸡蛋贮藏的相对湿度以及相对温度影响较大，最初新鲜鸡蛋的气室是很小的。由图1可以看出，贮藏结束后，空白组气室显著增大，气室高度由最初的0.5 mm变为6.5 mm，而其中c组（植物糖原）的气室高度相当于CK组贮藏20 d时的气室高度，气室增大的抑制作用最明显。

2.3鸡蛋的失重率测定

各组鸡蛋的失水率与贮藏时间的关系见图2。

图2　各组鸡蛋的失水率与贮藏时间的关系Fig.2Groups of eggs water loss rate and the storage time

鸡蛋在贮藏期间重量不断下降，失重率呈上升趋势，控制失重率的变化是鸡蛋保鲜技术的关键。从图2中可以得出各组失重率变化对比明显，贮藏30d后，失重率分别为a组为6.9%，b组为6.2%，c组为3.01%，可见与空白组相比，各处理组对鸡蛋失重率的变化均有一定抑制作用，且c组失重率显著低于其他组。因此，植物糖原在控制鸡蛋水分的散失上具有明显优势，选择优质涂膜保鲜剂的关键是保鲜剂呈膜致密封闭性好。

2.4蛋黄指数的测定

各组鸡蛋蛋黄指数与贮藏时间的关系见图3。

图3　各组鸡蛋蛋黄指数与贮藏时间的关系Fig.3Groups of eggs yolk index and storage time

在鸡蛋贮藏过程中，随着时间的延长，蛋黄从球型逐渐趋于扁平，其蛋黄直径会逐渐变大，高度也会慢慢变低，导致蛋黄指数数值在贮藏期间会逐渐减小。通过图3可以看出，a组、b组和c组鸡蛋贮藏30 d后，蛋黄指数分别下降到0.23、0.41和0.66，可见，植物糖原组效果最好，变化最小。

2.5蛋清哈夫单位的测定

各组哈夫单位变化见图4。

图4　各组哈夫单位变化Fig.4Groups of haugh unit change in the eggs

鲜蛋在贮存过程中，由于浓厚蛋白的变稀作用，蛋白层之间的组成比例发生显著变化。从图4可知，新鲜蛋的哈夫单位在96左右，通常哈夫单位低于60就会受到消费者的拒绝，因为在蛋打破烹饪时蛋白流动过大，低的哈夫单位蛋白较稀不适合消费者食用。贮藏30 d时，各处理组的哈夫单位分别为54.6、60.5、72.5，从最后哈夫单位值大小可以判断，抑制效果为c＞b＞a。

2.6鸡蛋蛋白的pH值测定

各组蛋清的pH值变化见图5。

图5　各组蛋清的pH变化Fig.5Groups of pH change in the egg whites

蛋白pH值是鸡蛋贮藏期间变化最明显的一个指标，贮藏初期，蛋内浓厚蛋白多，鲜蛋白的pH值为8左右，由于二氧化碳的快速蒸发，仅12 d蛋白pH值就迅速上升至9左右。随贮藏时间的延长，蛋内二氧化碳蒸发减少，同时蛋白质分解成胨胚等导致pH值降低，在降至7左右时鸡蛋品质也随之下降。本试验将蛋白pH值作为一个重要指标进行测定，并通过分析得到以下结论，呈膜密闭性好是保证蛋白质pH值保持较低水平的关键。由图5可以看出，各组不同处理的鸡蛋到第6天的45℃处理组鸡蛋清的pH上升最快，达到7.7，空白组鸡蛋清的pH为7.6，涂膜组的鸡蛋清pH是7.2，进入第12 d空白组的蛋清pH（8.8）就超过45℃处理组（8.6），而涂膜组（8.0）最小，随后pH都有所下降，空白组和45℃处理组基本上变化不大，涂膜组最终下降至7.5，整体来看，涂膜组pH波动的范围最小，品质最好。

2.7鸡蛋总菌数测定方法

鸡蛋蛋黄总菌数的变化见图6。

图6　鸡蛋蛋黄总菌数的变化Fig.6Egg yolk changes in the total number of bacteria

鸡蛋涂膜保鲜研究者对鸡蛋总菌数的测定方法得出的经验，在鸡蛋贮藏过程中，鸡蛋蛋白细菌培养出总菌数要小于蛋黄细菌培养总菌数，通过测蛋黄的细菌总菌数更能反映鸡蛋在贮藏过程中的变化。通过图6可以得出，相同的30 d贮藏期内，各处理组的鸡蛋随着时间的延长细菌总数增加。但植物糖原组随着贮藏时间延长，细菌总数增大幅度最小，可见其储藏期最长。

3　结论

从a、b、c 3组保鲜效果对比来看，c组效果最好，综合分析各项鲜度指标的变化，保鲜效果优劣次序为植物糖原组＞45℃处理＞空白组。从感官、气室高度、哈夫单位、蛋黄指数指标来看，经过45℃热水浸泡20 min，再用植物糖原纳米保鲜剂涂膜保鲜效果最好。原因是鸡蛋经过热水处理，杀死了蛋壳表面的微生物，延长了保质期。在用植物糖原纳米粒子改造后的复合膜，成膜性能更好，较好的封闭了蛋壳空隙，能很好地控制各项指标的变化，贮藏30 d后，好蛋率为100%，失水率为3.01%，蛋黄指数为0.66，哈夫单位为72.5，气室高度为4 mm，pH值变化最小为7.5，细菌总数最少为785 cfu/g。并且植物糖原、壳聚糖属于来源丰富，价格低廉，天然无毒副作用的生物保鲜剂。此方法要注意，热水处理一定要注意控制温度，防止蛋白质变性。如果大规模生产，这是个很好的方案。

［1］齐欣，熊何建，张峻，等.壳聚糖制备及其对鸡蛋保鲜效果的研究［J］.食品科学，2000，21（5）：64-66

［2］曹旭，付星，蔡朝霞.鸡蛋涂膜保鲜材料及其特性［J］.中国家禽，2009，31（13）：30-32

［3］陈鑫华.壳聚糖基复合纳米涂膜材料及对鸡蛋涂膜保鲜包装效果的研究［D］.南京：南京农业大学，2010：19-24

［4］王明力，司方，张义明，等.壳聚糖/纳米SiOx复合膜的制备及机械性能［J］.华南理工大学学报（自然科学版），2008，36（7）：36-40

［5］王明力，赵德刚，陈汝财.纳米SiOx/单甘脂对壳聚糖保鲜涂膜改性研究［J］.食品科学，2007，28（3）：96-99

［6］Morris D L，Morris C T.Glycogen in the seed of zea mays（variety golden bantam）［J］.Biological Chemistry，1939，130（2）：535-544

［7］Ming Miao，Rong Li，Bo Jiang，et al.Structure and digestibility of en-dosperm water-soluble a-glucans from different sugary maize mutants［J］.Food Chemistry，2014，143（143）：156-162

［8］Siqi Scheffler，Xue Wang，Lei Huang，et al.Phytoglycogen Octenyl Succinate，anAmphiphilic Carbohydrate Nanoparticle，andε-Polylysine To Improve LipidOxidative Stability of Emulsions［J］.A-gricultural and Food Chemistry，2010，58（1）：660-667

［9］马美湖.禽蛋制品的生产技术［M］.北京：中国轻工业出版社，2003：146-168

［10］刘美玉，司伟达，崔建云，等.室温下不同可食涂膜剂对鸡蛋保鲜效果的影响［J］.河北工程大学学报，2011，28（4）：97-112

［11］Cristina M S，Brian E，Farkas K M，et al.Cooling of shell eggs with cyrogenic carbon dioxide：a Finite Element Analysis of Heat Transfer［J］.Animal Porduction，2002，35（7）：568-574

［12］中华人民共和国卫生部.GB 4789.2-2010食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定［S］.北京：中国标准出版社，2010

Research of Preservation Effect of Nano Phytoglycogen Chitosan Complex Eggs Film Coating Antistaling Agent

WANG Jin-song1，DING Mei2，LI Rong1
（1.College of Bioengineering，Jingchu University of Technology，Jingmen 448000，Hubei，China；2.Jingmen No.2 People's Hospital，Jingmen 448000，Hubei，China）

Effect of nano plant glycogen mixed with chitosan membrane on egg preservation was investigated in this research.And three groups which were the blank group，45℃procesing group，phytoglycogen group，respectively.Through the sensory evaluation and measurement of the chamber height，yolk height，the filtration rate，hough units，pH value and the total number of bacteria of eggs，results showed that coating group of the indicators were better than the blank group and 45℃procesing group.After 30 days，the results showed that the egg yolk of coating group egg yolk was flat and thick egg white was almost invisible.Further more，the chamber height of the coating group egg was 4 mm，egg yolk index was 0.66，the water loss rate was 3.01%，haugh unit was 72.5，egg white pH 7.5，a total of bacterial of eggs was 785 cfu/g respectively.

phytoglycogen；nano；chitosan；preservation；coating；eggs

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.041

2015-09-18

湖北省教育厅科研项目（Q20154305）；荆楚理工学院校级项目（ZR201303）

王劲松（1979—），男（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：农副产品深加工及储藏。