脉冲强光结合蜂胶涂膜对鸡蛋保鲜效果的研究

薛 博 ，李新华 ，王改玲，韩茹阳，刘嘉悦

(1.沈阳工学院生命工程学院，辽宁 抚顺 113122； 2.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110161)



脉冲强光结合蜂胶涂膜对鸡蛋保鲜效果的研究

薛 博1，李新华2，王改玲1，韩茹阳1，刘嘉悦1

(1.沈阳工学院生命工程学院，辽宁 抚顺 113122； 2.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110161)

以可食用蜂胶为载体，均匀涂抹在鸡蛋表面，通过脉冲强光进行闪照，使其达到延长鸡蛋保质期的作用。通过单因素和Plackett-Burman试验确定蜂胶质量分数、闪照距离、闪照次数、闪照能量4个主要因素对鸡蛋哈夫单位的影响，根据中心组合设计原理采用四因素三水平的响应面分析法，获得了鸡蛋保鲜的最佳优化条件为：蜂胶质量分数为3.03%，闪照距离为13.02 cm，闪照次数为50次，闪照能量为300 J,经验证试验，得到鸡蛋的哈夫单位为72.52，比对照组高出20.02。

脉冲强光；蜂胶；哈夫单位;鸡蛋

鸡蛋是禽蛋食品中消费量最高的食品，其含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质及人体所需的8种必需氨基酸，且蛋白质消化率较高。鸡蛋在储存的过程中其品质在不断的下降，从而影响人们对其营养的摄入，因此延长鸡蛋的保质期显得极为重要[1]。

蜂胶作为天然的生物保鲜剂，成本低、无毒副作用，具有抗氧化作用和抗菌的效果，将其涂膜于鸡蛋表面，能够阻塞蛋壳表面的气孔，降低内部水分散失，防止微生物进入蛋内，从而达到延长鸡蛋保存的效果。

脉冲强光杀菌技术作为一种新型冷杀菌技术，能够在极短时间内发射出一种强烈且含紫外线的光谱作用于食品表面，具有能耗少、杀菌效率高、安全无残留等特点，目前该技术尚未应用于鸡蛋的研究，主要用在水果、蔬菜、种子、蜂蜜、婴幼儿奶粉等固体或半固体食品的杀菌处理[2-3]。本研究将蜂胶涂膜和脉冲强光技术相结合，通过考察蜂胶质量分数、闪照距离、闪照次数、闪照能量等因素，以哈夫单位为考察指标，对其进行优化，以期达到鸡蛋保鲜储存的效果。

1 材料和方法

1.1 试验材料及试剂

鲜蛋,沈阳工学院基地当天上架的新鲜鸡蛋；蜂胶,市售,食用级；乙醇,分析纯。

1.2 仪器设备

ESJ200-4B 分析天平，ZWS-Y1-D2脉冲强光杀菌器，0-125 mm型游标卡尺(精度0.1 mm)。

1.3 试验方法

1.3.1 蜂胶涂膜和脉冲强光杀菌

准确称取一定量的蜂胶溶解于体积分数95%的乙醇中使之配制成一定浓度的蜂胶涂膜。将当天采购的鸡蛋清洗干净后晾干，分为五组，每组30个，其中1组为对照组，不经过任何处理，其他4组进行蜂胶涂膜，将蜂胶溶液均匀地涂膜在干净的鸡蛋表面。涂膜后的鸡蛋放入到脉冲强光杀菌仪器中，在所需的条件下进行杀菌处理，取出后测定其哈夫单位。

1.3.2 哈夫单位的计算

鸡蛋在温度为20℃，相对湿度50%的条件下储存15 d，然后用游标卡尺测量浓厚蛋白的高度，并用分析天平称重。哈夫单位的计算公式如下：

HU=lg(H-1.7W0.37+7.6)×100，

式中，HU为哈夫单位；H为浓厚蛋白高度，mm；W为鸡蛋质量，g。

1.3.3 单因素试验

以哈夫单位为考察指标，选取蜂胶质量分数、闪照距离、闪照次数、闪照能量为影响因素进行单因素试验，本试验所用蜂胶质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%，闪照距离分别为12、13、14、15、16 cm，闪照次数分别为40、45、50、55、60次，闪照能量分别为100、200、300、400、500 J。

1.3.4 响应面试验

根据单因素试验结果，选择影响显著因素蜂胶质量分数、闪照距离、闪照次数以及闪照能量为自变量，鸡蛋的哈夫单位为响应值，运用响应面法优化试验条件。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 蜂胶质量分数对哈夫单位的影响

哈夫单位是反映鸡蛋新鲜度的一个重要指标，HU大于72说明鸡蛋新鲜，100为优质，60以下为质量低劣，30以下最劣。随着储存时间的延长，哈夫单位逐渐减小。对照组的鸡蛋放置在相同的温度、湿度条件下，经过15 d的贮藏后，哈夫单位从90.52下降到52.50，可见鸡蛋品质低劣。蜂胶质量分数对鸡蛋哈夫单位的影响见图1。

由图1可知，在闪照距离为13 cm，闪照次数为50次，闪照能量为300 J条件下,随着蜂胶质量分数的升高，哈夫单位先升高后下降，蜂胶质量分数为1%～3%时，哈夫单位随着蜂胶质量分数的增加而逐渐增大，上升趋势比较明显，说明蜂胶涂膜效果较好，能够有效抑制哈夫单位的下降。而在3%～5%时，由于鸡蛋表面涂层相对较厚，抑制鸡蛋内部气体流通，哈夫单位逐渐下降，蜂胶质量分数在3%时哈夫单位达到最大值，与未经涂膜及对照组鸡蛋对比具有明显提高。因此，蜂胶质量分数为3%时涂抹鸡蛋最为新鲜。

图1 蜂胶质量分数对鸡蛋哈夫单位的影响

2.1.2 闪照距离对鸡蛋哈夫单位的影响

闪照距离对鸡蛋哈夫单位的影响见图2。

图2 闪照距离对鸡蛋哈夫单位的影响

由图2可知，在蜂胶质量分数为3%，闪照次数为50次，闪照能量为300 J的条件下，随着闪照距离的增加，哈夫单位先上升后下降，说明闪照距离对哈夫单位具有一定影响。当闪照距离在12～13 cm时，哈夫单位变化不明显，呈小幅度上升；而闪照距离在13～16 cm时，随着闪照距离持续变大，哈夫单位逐渐下降。由此可见，闪照距离为13 cm时，鸡蛋最为新鲜。

2.1.3 闪照次数对哈夫单位的影响

闪照次数对鸡蛋哈夫单位的影响见图3。

由图3可知，在蜂胶质量分数为3 %，闪照距离为13 cm，闪照能量为300 J条件下，鸡蛋的哈夫单位随着闪照次数的增加而呈上升趋势。当闪照次数在小于50次时，哈夫单位上升的速度较快，闪照次数对哈夫单位的影响较为显著；当闪照次数超过50次后，哈夫单位变化不明显。基于能量消耗的角度考虑，选择闪照50次。

图3 闪照次数对鸡蛋哈夫单位的影响

2.1.4 闪照能量对哈夫单位的影响

闪照能量对哈夫单位的影响见图4。

图4 闪照能量对鸡蛋哈夫单位的影响

由图4可知，在蜂胶质量分数为3%，闪照距离为13 cm，闪照次数为50次条件下，鸡蛋的哈夫单位随着闪照能量的增加而逐步增大，在100～300 J区间段，哈夫单位上升较快，说明脉冲强光杀菌的闪照能量对鸡蛋影响较大，明显提高了鸡蛋的哈夫单位；当脉冲强光能量大于300 J时，哈夫单位都较大，但变化趋于平缓。基于节能的角度，选取脉冲强光杀菌的闪照能量为300 J。

2.2 响应面试验

2.2.1 方差分析及二元回归方程拟合

根据单因素试验结果所确定的最佳反应条件，采用二次回归通用旋转正交设计(四因素三水平)试验，其中四因素包括蜂胶质量分数(A)、闪照距离(B)、闪照次数(C)和闪照能量(D)，考察哈夫单位值，因素水平取值见表1。

表1 因素水平表

鸡蛋哈夫单位影响因素响应面分析试验设计与结果见表2。

利用Design-Expert软件对以上各试验点的响应值进行回归分析，得到回归模型方程为：

Y=-1 380.586 67+53.717 00A+

132.377 00B+18.880 00C+0.248 87D-

0.140 00AB-0.129 00AC-

6.500 00×10-4AD-0.156 00BC-

3.950 00×10-3BD+

1.520 00×10-3CD-7.453 67A2-

4.723 67B2-0.168 75C2-

4.643 67×10-4D2。

对模型进行方差分析，结果见表3。

表2 响应分析试验结果

从表3可以看出，闪照能量(D)对鸡蛋哈夫单位有着极显著的影响(P<0.01)，蜂胶质量分数(A)对鸡蛋哈夫单位有显著影响(P<0.05)；BC、CD交互作用显著，说明鸡蛋哈夫单位受到闪照距离和闪照次数、闪照次数和闪照能量的共同影响，在鸡蛋保鲜过程中起到了关键作用；回归模型极显著(P<0.000 1),说明回归方程与实际情况吻和较好。

通过Box-Benhnken试验，回归模型预测的优化条件为：蜂胶质量分数3.03%，闪照距离13.02 cm，照次数50.08次，闪照能量292.49 J。

表3 回归方程方差分析表

2.2.2 交互作用分析

鸡蛋哈夫单位优化条件的响应曲面如图5～图10。闪照距离和闪照次数、闪照次数和闪照能量交互作用显著，脉冲强光在优化鸡蛋哈夫单位中起到关键的作用。脉冲强光不仅具有杀菌效果，同时破坏提供微生物易于生长的环境，有效的延长鸡蛋的品质，使其达到保鲜的效果。而其他因素交互影响次之，表现为曲线较为平滑，且随其数值的增加，响应值变化较小。

图5 蜂胶质量分数和闪照距离的交互影响

图6 蜂胶质量分数和闪照次数的交互影响

图7 蜂胶质量分数和闪照能量的交互影响

图8 闪照距离和闪照次数的交互影响

图9 闪照距离和闪照能量的交互影响

图10 闪照次数和闪照能量的交互影响

2.3 验证试验

为检验模型预测的准确性，依据响应面优化得到的最佳优化条件，考虑到实际试验操作，将因素设定为: 蜂胶质量分数为3.03%，闪照距离为13.02 cm，照次数为50次，闪照能量为300 J,经过3次验证试验，得到鸡蛋的哈夫单位为72.52，比对照组高出20.02。

3 结论

在单因素试验基础上，通过Design-Expert软件，采用Box-Benhnken试验设计法使鸡蛋保鲜条件得到优化。结果表明：蜂胶质量分数、闪照距离、闪照次数、闪照能量对鸡蛋哈夫单位影响显著，其中蜂胶质量分数和闪照能量较为显著。在蜂胶质量分数为3.03%，闪照距离为13.02 cm，闪照次数为50次，闪照能量为300 J条件下，鸡蛋的哈夫单位为72.52，比对照组高出20.02。虽然采用蜂胶涂膜和脉冲强光杀菌增加了鸡蛋储存的成本，但有效提高了鸡蛋的品质，延长了保质期。

[1] 张启如,马 涛,王 勃，等.虫胶涂膜对鸡蛋保鲜效果的研究[J].食品工业科技,2014,20(4)：363-365.

[2] 唐名礼,王 勃,马 涛,等.脉冲强光对煎饼中细菌的杀菌效果研究[J].食品工业科技,2014,35(8):272-282.

[3] CAMINITI I M,PALGAN I,NOCI F,et al.The effect of pulsed electric fields (PEF) in combination with high intensity light pulses (HILP) onEscherichiacoliinactivation and quality attributes in apple juice[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2011,12(2):118-123.

(责任编辑：赵琳琳)

Preservation of eggs by pulsed light and propolis coating

XUE Bo1,LI Xin-hua2,WANG Gai-ling1,HAN Ru-yang1,LIU Jia-yue1

(1.College of Life Science,Shenyang Institute of Technology,Fushun 113122,China;2.College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China)

With edible propolis as the carrier,evenly applied to the egg surface,flash light through the pulsed light to extend the shelf life of eggs to achieve the role.The effects of propolis concentration,flash distance,number of flashes,and energy of flashes on the haven units of eggs were determined by univariate analysis and Plackett-Burman test.According to the central composite design principle,four factors and three levels of response surface analysis,the optimal conditions were obtained.The results showed that the optimal conditions were propolis concentration 3.03%,flash distance 13.02 cm,irradiation frequency 50 times,and energy of flash illumination 300 J.The experimental results showed that the unit of Hoff of egg was 72.52,which was 20.02 higher than that of the control group.

pulsed light;propolis;hough unit;egg

2017-02-09；

2017-05-13

辽宁省教育科学规划课题(JG14DB310)。

薛 博(1984-)，女，讲师，硕士研究生，研究方向为粮油加工与转化。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.06.006

TS253.2;S896.6

A

1003-6202(2017)06-0023-05