鸡蛋在贮藏过程中品质变化与力学特性的研究

杜美兰罗小飞 田玉潭 马思丽 马贵程 苏德鹏 李海峰

（宁夏大学农学院，宁夏银川 750021）

鸡蛋含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、核黄素、钙、锌、铁等人类所需要的营养物质，被称为“完全蛋白质”。鸡蛋由蛋壳、蛋清和蛋黄等三部分组成，分别占鸡蛋质量的10.3%、56.9%和32.8%，其主要化学成分为脂类12 g/100g、蛋白质12 g/100g、水分74 g/100g及碳水化合物、矿物质等。我国是世界上蛋类生产最多的国家，禽蛋供给主要以鸡蛋为主，占禽蛋总产量的84%左右。据有关数据显示我国每年收购的鸡蛋由于腐化变质所造成的损失占收购量的10%以上，这其中最主要原因是在鸡蛋的贮藏过程中缺乏实时有效的检测手段，缺乏严格的挑选和分级，使得鸡蛋品种混杂，质量参差不齐，以至于收购的禽蛋腐败、变质等现象频频发生。因此，如何在鸡蛋贮藏过程中检测品质，提高经济效益，杜绝以次充好，真正做到优质优价，已成为当前我国鸡蛋产业亟待解决的问题。

鸡蛋品质的表征指标很多，包括蛋白、蛋黄色泽等感官指标，失重率、相对密度、气室高度、蛋黄指数、蛋白系数、浓蛋白含量、哈夫单位、蛋清pH、蛋白凝胶硬度等理化指标。试验选取哈夫单位、卵黄膜强度及蛋清pH作为研究指标。本研究利用质构仪及其他分析方法测量鸡蛋的蛋清pH、哈夫单位、蛋黄指数等理化指标，分析鸡蛋质构特性、理化指标与贮藏天数之间的相关性，同时建立预测模型，为鸡蛋的检测提供理论依据。

1 试验方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 试验材料

新鲜鸡蛋，购于宁夏军马场附近蛋厂，同品种、同日龄、相同条件饲养，表面污染较小、无破壳裂纹、大小形状均一（质量约56 g左右)。

1.1.2 仪器设备与主要试剂和药品

TA.XT Plus质构仪及其附件，英国Godalming公司；数显pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

pH缓冲剂，pH4.00邻苯二甲酸氢钾、pH6.86混合磷酸盐、pH9.18硼砂。

1.2 测定方法

90枚鸡蛋分为14组，每组6枚，剩余6枚鸡蛋用于解决试验操作带来的问题，分别标号。每7 d用质构仪测量其质构特性，测完后的鸡蛋进行破坏性试验测量其他的理化指标，检测数据取平均值。

哈夫单位：由Haugh在1937年提出，是评定鸡蛋品质的主要指标，也是美国农业部蛋品标准检验和表示蛋品新鲜度的指标。哈夫单位越高，表示蛋清的质量越好。哈夫单位按公式HU=100 lg（H-1.7m0.37+7.6）计算，其中HU为哈夫单位，H为浓蛋白高度，m为鸡蛋的质量。

蛋清pH：表征鸡蛋的新鲜度的重要指标之一。新鲜鸡蛋蛋清的pH在7.6～8.5之间，在鸡蛋贮存过程中，蛋清pH值随着温度和时间变化最大可升高到9.7，其上升的主要原因是CO2从蛋壳上的气孔溢出。

1.2.1 鸡蛋质构特性（哈夫单位，卵黄膜强度）的测定

a）将质构仪开机并且调整到水平状态，运行随机附带的软件，打开禽蛋测试程序，并在程序的菜单里选定将要测定的项目。本试验测量的项目包括鸡蛋全蛋质量、干壳质量、破壳强度、哈夫单位、哈夫等级、蛋壳变形强度、浓蛋白厚度、卵黄膜强度、卵黄色度、蛋壳的厚度。

b）软件开始运行，控制质构仪进行动作。首先利用随机附带的标准砝码进行质量校准。校准完成后将2号探头装在质构仪上，在软件中进行高度校准。将托盘放在底座上，将称重支架放在校准平台上，在软件中进行质量清零。

c）将鸡蛋放在称重支架上，称重后将鸡蛋与支架一同取下，将禽蛋测试架放在质构仪底座上，然后将该鸡蛋放置在底座上，将1号探头装在质构仪上，运行测试过程，探头自动下降，将蛋壳压裂，同时自动记录压裂蛋时的压力值，作为鸡蛋壳变形强度的参考指标。

d）将支架和鸡蛋移走，把鸡蛋打破倒入托盘中，移动托盘使得1号探头在紧邻蛋黄的浓蛋白的正上方，在软件中运行程序对浓蛋白的厚度进行测试。

e）测试浓蛋白厚度完成后，更换2号探头，然后移动托盘，将卵黄置于2号探头的正下方，运行程序，使得探头缓缓下降，刺破卵黄膜并自动记录卵黄膜破裂时的压力值，作为卵黄膜强度的指标。利用比色卡对卵黄的颜色进行对照，然后在软件中输入卵黄的颜色数值。

f）将托盘中的样品移走，清洗托盘并将蛋壳置于2号探头下，运行程序使得探头下降，测出蛋壳的厚度。

1.2.2 蛋清pH的测定

蛋清pH也是反映鸡蛋品质的一个重要指标，与哈夫单位类似，它也反映了鸡蛋蛋白的品质状况。刚产下来的鸡蛋pH在7左右，随着储藏时间的增加，pH可上升到9.6甚至更高。

将测定质构特性后鸡蛋的卵黄分离出去，剩余的蛋白装入烧杯并搅拌均匀。检测前先要用pH缓冲液对pH计进行校正（本试验采用的缓冲液pH分别为6.86、4.00和9.18），然后将电极伸入烧杯中测定鸡蛋蛋清液的pH值并记录。

1.3 数据处理

采取SPSS软件配合相关算法进行数据处理，并从几种建模方式中选择一种适合本试验结果的建模方式，并对各个指标与试验天数进行相关性检验，最终选择相关性具有统计学意义的指标进行建模，以研究该指标与试验天数之间的具体关系。

2 试验结果与分析

用质构仪和pH计测得的试验数据见表1。

表1 鸡蛋的理化指标

试验选择哈夫单位、卵黄膜强度、pH三个指标与贮藏时间的关系进行研究。

2.1 试验结果

2.1.1 哈夫单位随贮藏天数的变化

试验结果见图1。由图1可知，随着贮藏时间的增加，鸡蛋的哈夫单位呈下降趋势，贮藏36 d后哈夫单位显著下降。哈夫单位下降的原因与展开面积相关，由于蛋白的水样化趋势，浓厚蛋白逐渐减少，使得哈夫单位随之降低。本次试验是在常温条件下进行的，较高的温度能够促进蛋白的水样化，促进哈夫单位的降低。

2.1.2 蛋清pH值随贮藏天数的变化

试验结果见图2。由图2可知，蛋清pH随贮藏时间的增加一开始呈现上升趋势，这种变化归结于蛋内CO2通过气孔的逸出，最高可达到9.7左右；在20 d～30 d趋于平稳；30 d后出现下降趋势，可能是鸡蛋腐败变质出现散黄蛋，蛋清与蛋黄混在一起，pH呈现酸性。

图1 哈夫单位随贮藏天数的变化下降

图2 蛋清pH值随贮藏天数的变化

2.1.3 卵黄膜强度随贮藏天数的变化

试验结果见图3。

图3 卵黄膜强度随贮藏天数的变化

由图3可知，鸡蛋的卵黄膜强度随着贮藏天数的增加呈下降趋势，两者之间呈负相关。卵黄膜强度在贮藏20 d后下降变缓，可能是鸡蛋在贮藏期间内部环境不断达到新的稳态，从而使卵黄膜的强度变化延缓。

2.1.4 相关性检验

用SPSS软件对质构仪及pH计测量数据进行相关性分析，结果见表2。

表2 相关性检验表

P＜0.05表现为统计学上的显著性，P＜0.01表现为统计学上的极显著性。由表2可以发现，试验测定的各项指标与贮藏天数均有着显著的关系，其P值远小于0.01，说明各项指标与贮藏时间具有极高的相关度，与其他研究人员得出的结论一致。因而可通过进一步的建模处理，对各个指标与贮藏时间的关系进行分析。

2.2 试验数据建模

2.2.1 哈夫单位与贮藏时间关系的拟合模型

将哈夫单位与贮藏天数分别运用不同方法进行建模分析，模型参数如表3所示。

表3 哈夫单位与贮藏天数模型估计及参数评估

由表3可知，利用线性、二次曲线和指数模型进行建模时，其R2值比较大。对哈夫单位与贮藏时间的模型进行调整，如表4所示。

表4 哈夫单位与贮藏时间模型摘要

由表4可知，分别实际建模时，线性模型经调整后的R2为0.958，大于经调整后的指数模型和二次曲线模型的R2，其拟合度更高。因而可利用线性模型对变量进行进一步分析。为了检测模型的可靠性，对模型进行变异数分析，如表5所示。

由表5可知，此模型中F检验服从F（1，13）分布，F=298.022，查表可知显著性远小于0.01，所以回归方程极显著。在显著水平上分析相关性系数，如表6所示。

表5 哈夫单位与贮藏时间变异数分析

表6 哈夫单位与贮藏时间的相关性系数

从表6可得哈夫单位与贮藏时间的线性方程为：haugh=-0.329t+98.805。

2.2.2 蛋清pH值与贮藏时间关系的拟合模型

蛋清pH值与贮藏时间分别运用4种方法建模分析，模型参数如表7所示。

表7 pH值与贮藏时间关系模型总计及参数评估

由表7可知，利用二次曲线模型进行建模时，其R2值是最大的，其相对拟合度最高。pH与贮藏时间的二次曲线方程为：pH=-0.001t2+0.046X+8.755。

2.2.3 卵黄膜强度与贮藏时间关系的拟合模型

卵黄膜强度值与贮藏时间分别运用4种模型建模分析，结果见表8。

表8 卵黄膜强度与贮藏时间关系模型估计及参数评估

由表8可知，利用二次曲线模型建模时，其R2值最大，相对拟合度最高，但其绝对拟合度仍然很低，没有建模的价值，因而不予建模。

3 结论

鸡蛋的哈夫单位随贮藏时间的增加呈下降趋势；鸡蛋清的pH值随着贮藏时间的增加先呈上升态势，在贮藏约为20 d时，鸡蛋的pH值上升的速度趋缓，30 d后呈下降趋势；鸡蛋的卵黄膜强度随着贮藏时间的增加先呈下降趋势，20 d后下降趋势变缓。

通过用SPASS软件进行相关性分析，贮藏时间和哈夫单位、蛋清pH值、有着极其显著的相关性（P＜0.01），其相关系数（R2）分别为0.958、0.953。

哈夫单位与贮藏时间的线性方程为：

pH与贮藏时间的二次回归方程为：

本研究可为利用质构性质对鸡蛋新鲜程度快速判断提供理论依据，利用鸡蛋的质构性质指标可预测鸡蛋的货架期。