脈沖強(qiáng)光結(jié)合蜂膠涂膜對(duì)雞蛋保鮮效果的研究

薛 博 ，李新華 ，王改玲，韓茹陽，劉嘉悅

(1.沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧 撫順 113122； 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110161)

?

脈沖強(qiáng)光結(jié)合蜂膠涂膜對(duì)雞蛋保鮮效果的研究

薛 博1，李新華2，王改玲1，韓茹陽1，劉嘉悅1

(1.沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧 撫順 113122； 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110161)

以可食用蜂膠為載體，均勻涂抹在雞蛋表面，通過脈沖強(qiáng)光進(jìn)行閃照，使其達(dá)到延長雞蛋保質(zhì)期的作用。通過單因素和Plackett-Burman試驗(yàn)確定蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、閃照距離、閃照次數(shù)、閃照能量4個(gè)主要因素對(duì)雞蛋哈夫單位的影響，根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理采用四因素三水平的響應(yīng)面分析法，獲得了雞蛋保鮮的最佳優(yōu)化條件為：蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.03%，閃照距離為13.02 cm，閃照次數(shù)為50次，閃照能量為300 J,經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，得到雞蛋的哈夫單位為72.52，比對(duì)照組高出20.02。

脈沖強(qiáng)光；蜂膠；哈夫單位;雞蛋

雞蛋是禽蛋食品中消費(fèi)量最高的食品，其含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)及人體所需的8種必需氨基酸，且蛋白質(zhì)消化率較高。雞蛋在儲(chǔ)存的過程中其品質(zhì)在不斷的下降，從而影響人們對(duì)其營養(yǎng)的攝入，因此延長雞蛋的保質(zhì)期顯得極為重要[1]。

蜂膠作為天然的生物保鮮劑，成本低、無毒副作用，具有抗氧化作用和抗菌的效果，將其涂膜于雞蛋表面，能夠阻塞蛋殼表面的氣孔，降低內(nèi)部水分散失，防止微生物進(jìn)入蛋內(nèi)，從而達(dá)到延長雞蛋保存的效果。

脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)作為一種新型冷殺菌技術(shù)，能夠在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出一種強(qiáng)烈且含紫外線的光譜作用于食品表面，具有能耗少、殺菌效率高、安全無殘留等特點(diǎn)，目前該技術(shù)尚未應(yīng)用于雞蛋的研究，主要用在水果、蔬菜、種子、蜂蜜、嬰幼兒奶粉等固體或半固體食品的殺菌處理[2-3]。本研究將蜂膠涂膜和脈沖強(qiáng)光技術(shù)相結(jié)合，通過考察蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、閃照距離、閃照次數(shù)、閃照能量等因素，以哈夫單位為考察指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以期達(dá)到雞蛋保鮮儲(chǔ)存的效果。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑

鮮蛋,沈陽工學(xué)院基地當(dāng)天上架的新鮮雞蛋；蜂膠,市售,食用級(jí)；乙醇,分析純。

1.2 儀器設(shè)備

ESJ200-4B 分析天平，ZWS-Y1-D2脈沖強(qiáng)光殺菌器，0-125 mm型游標(biāo)卡尺(精度0.1 mm)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蜂膠涂膜和脈沖強(qiáng)光殺菌

準(zhǔn)確稱取一定量的蜂膠溶解于體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇中使之配制成一定濃度的蜂膠涂膜。將當(dāng)天采購的雞蛋清洗干凈后晾干，分為五組，每組30個(gè)，其中1組為對(duì)照組，不經(jīng)過任何處理，其他4組進(jìn)行蜂膠涂膜，將蜂膠溶液均勻地涂膜在干凈的雞蛋表面。涂膜后的雞蛋放入到脈沖強(qiáng)光殺菌儀器中，在所需的條件下進(jìn)行殺菌處理，取出后測定其哈夫單位。

1.3.2 哈夫單位的計(jì)算

雞蛋在溫度為20℃，相對(duì)濕度50%的條件下儲(chǔ)存15 d，然后用游標(biāo)卡尺測量濃厚蛋白的高度，并用分析天平稱重。哈夫單位的計(jì)算公式如下：

HU=lg(H-1.7W0.37+7.6)×100，

式中，HU為哈夫單位；H為濃厚蛋白高度，mm；W為雞蛋質(zhì)量，g。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

以哈夫單位為考察指標(biāo)，選取蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、閃照距離、閃照次數(shù)、閃照能量為影響因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，本試驗(yàn)所用蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、1%、2%、3%、4%、5%，閃照距離分別為12、13、14、15、16 cm，閃照次數(shù)分別為40、45、50、55、60次，閃照能量分別為100、200、300、400、500 J。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇影響顯著因素蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、閃照距離、閃照次數(shù)以及閃照能量為自變量，雞蛋的哈夫單位為響應(yīng)值，運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)哈夫單位的影響

哈夫單位是反映雞蛋新鮮度的一個(gè)重要指標(biāo)，HU大于72說明雞蛋新鮮，100為優(yōu)質(zhì)，60以下為質(zhì)量低劣，30以下最劣。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，哈夫單位逐漸減小。對(duì)照組的雞蛋放置在相同的溫度、濕度條件下，經(jīng)過15 d的貯藏后，哈夫單位從90.52下降到52.50，可見雞蛋品質(zhì)低劣。蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)雞蛋哈夫單位的影響見圖1。

由圖1可知，在閃照距離為13 cm，閃照次數(shù)為50次，閃照能量為300 J條件下,隨著蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，哈夫單位先升高后下降，蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～3%時(shí)，哈夫單位隨著蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸增大，上升趨勢比較明顯，說明蜂膠涂膜效果較好，能夠有效抑制哈夫單位的下降。而在3%～5%時(shí)，由于雞蛋表面涂層相對(duì)較厚，抑制雞蛋內(nèi)部氣體流通，哈夫單位逐漸下降，蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%時(shí)哈夫單位達(dá)到最大值，與未經(jīng)涂膜及對(duì)照組雞蛋對(duì)比具有明顯提高。因此，蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)涂抹雞蛋最為新鮮。

圖1 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)雞蛋哈夫單位的影響

2.1.2 閃照距離對(duì)雞蛋哈夫單位的影響

閃照距離對(duì)雞蛋哈夫單位的影響見圖2。

圖2 閃照距離對(duì)雞蛋哈夫單位的影響

由圖2可知，在蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，閃照次數(shù)為50次，閃照能量為300 J的條件下，隨著閃照距離的增加，哈夫單位先上升后下降，說明閃照距離對(duì)哈夫單位具有一定影響。當(dāng)閃照距離在12～13 cm時(shí)，哈夫單位變化不明顯，呈小幅度上升；而閃照距離在13～16 cm時(shí)，隨著閃照距離持續(xù)變大，哈夫單位逐漸下降。由此可見，閃照距離為13 cm時(shí)，雞蛋最為新鮮。

2.1.3 閃照次數(shù)對(duì)哈夫單位的影響

閃照次數(shù)對(duì)雞蛋哈夫單位的影響見圖3。

由圖3可知，在蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 %，閃照距離為13 cm，閃照能量為300 J條件下，雞蛋的哈夫單位隨著閃照次數(shù)的增加而呈上升趨勢。當(dāng)閃照次數(shù)在小于50次時(shí)，哈夫單位上升的速度較快，閃照次數(shù)對(duì)哈夫單位的影響較為顯著；當(dāng)閃照次數(shù)超過50次后，哈夫單位變化不明顯?；谀芰肯牡慕嵌瓤紤]，選擇閃照50次。

圖3 閃照次數(shù)對(duì)雞蛋哈夫單位的影響

2.1.4 閃照能量對(duì)哈夫單位的影響

閃照能量對(duì)哈夫單位的影響見圖4。

圖4 閃照能量對(duì)雞蛋哈夫單位的影響

由圖4可知，在蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，閃照距離為13 cm，閃照次數(shù)為50次條件下，雞蛋的哈夫單位隨著閃照能量的增加而逐步增大，在100～300 J區(qū)間段，哈夫單位上升較快，說明脈沖強(qiáng)光殺菌的閃照能量對(duì)雞蛋影響較大，明顯提高了雞蛋的哈夫單位；當(dāng)脈沖強(qiáng)光能量大于300 J時(shí)，哈夫單位都較大，但變化趨于平緩。基于節(jié)能的角度，選取脈沖強(qiáng)光殺菌的閃照能量為300 J。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 方差分析及二元回歸方程擬合

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果所確定的最佳反應(yīng)條件，采用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)正交設(shè)計(jì)(四因素三水平)試驗(yàn)，其中四因素包括蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)(A)、閃照距離(B)、閃照次數(shù)(C)和閃照能量(D)，考察哈夫單位值，因素水平取值見表1。

表1 因素水平表

雞蛋哈夫單位影響因素響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表2。

利用Design-Expert軟件對(duì)以上各試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)值進(jìn)行回歸分析，得到回歸模型方程為：

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。

對(duì)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

表2 響應(yīng)分析試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，閃照能量(D)對(duì)雞蛋哈夫單位有著極顯著的影響(P<0.01)，蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)(A)對(duì)雞蛋哈夫單位有顯著影響(P<0.05)；BC、CD交互作用顯著，說明雞蛋哈夫單位受到閃照距離和閃照次數(shù)、閃照次數(shù)和閃照能量的共同影響，在雞蛋保鮮過程中起到了關(guān)鍵作用；回歸模型極顯著(P<0.000 1),說明回歸方程與實(shí)際情況吻和較好。

通過Box-Benhnken試驗(yàn)，回歸模型預(yù)測的優(yōu)化條件為：蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.03%，閃照距離13.02 cm，照次數(shù)50.08次，閃照能量292.49 J。

表3 回歸方程方差分析表

2.2.2 交互作用分析

雞蛋哈夫單位優(yōu)化條件的響應(yīng)曲面如圖5～圖10。閃照距離和閃照次數(shù)、閃照次數(shù)和閃照能量交互作用顯著，脈沖強(qiáng)光在優(yōu)化雞蛋哈夫單位中起到關(guān)鍵的作用。脈沖強(qiáng)光不僅具有殺菌效果，同時(shí)破壞提供微生物易于生長的環(huán)境，有效的延長雞蛋的品質(zhì)，使其達(dá)到保鮮的效果。而其他因素交互影響次之，表現(xiàn)為曲線較為平滑，且隨其數(shù)值的增加，響應(yīng)值變化較小。

圖5 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和閃照距離的交互影響

圖6 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和閃照次數(shù)的交互影響

圖7 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和閃照能量的交互影響

圖8 閃照距離和閃照次數(shù)的交互影響

圖9 閃照距離和閃照能量的交互影響

圖10 閃照次數(shù)和閃照能量的交互影響

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測的準(zhǔn)確性，依據(jù)響應(yīng)面優(yōu)化得到的最佳優(yōu)化條件，考慮到實(shí)際試驗(yàn)操作，將因素設(shè)定為: 蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.03%，閃照距離為13.02 cm，照次數(shù)為50次，閃照能量為300 J,經(jīng)過3次驗(yàn)證試驗(yàn)，得到雞蛋的哈夫單位為72.52，比對(duì)照組高出20.02。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過Design-Expert軟件，采用Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)法使雞蛋保鮮條件得到優(yōu)化。結(jié)果表明：蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、閃照距離、閃照次數(shù)、閃照能量對(duì)雞蛋哈夫單位影響顯著，其中蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和閃照能量較為顯著。在蜂膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.03%，閃照距離為13.02 cm，閃照次數(shù)為50次，閃照能量為300 J條件下，雞蛋的哈夫單位為72.52，比對(duì)照組高出20.02。雖然采用蜂膠涂膜和脈沖強(qiáng)光殺菌增加了雞蛋儲(chǔ)存的成本，但有效提高了雞蛋的品質(zhì)，延長了保質(zhì)期。

[1] 張啟如,馬 濤,王 勃，等.蟲膠涂膜對(duì)雞蛋保鮮效果的研究[J].食品工業(yè)科技,2014,20(4)：363-365.

[2] 唐名禮,王 勃,馬 濤,等.脈沖強(qiáng)光對(duì)煎餅中細(xì)菌的殺菌效果研究[J].食品工業(yè)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.

(責(zé)任編輯：趙琳琳)

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

遼寧省教育科學(xué)規(guī)劃課題(JG14DB310)。

薛 博(1984-)，女，講師，碩士研究生，研究方向?yàn)榧Z油加工與轉(zhuǎn)化。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.06.006

TS253.2;S896.6

A

1003-6202(2017)06-0023-05