雞蛋在貯藏過程中品質變化與力學特性的研究

杜美蘭羅小飛 田玉潭 馬思麗 馬貴程 蘇德鵬 李海峰

（寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021）

雞蛋含有豐富的蛋白質、脂肪、維生素、核黃素、鈣、鋅、鐵等人類所需要的營養(yǎng)物質，被稱為“完全蛋白質”。雞蛋由蛋殼、蛋清和蛋黃等三部分組成，分別占雞蛋質量的10.3%、56.9%和32.8%，其主要化學成分為脂類12 g/100g、蛋白質12 g/100g、水分74 g/100g及碳水化合物、礦物質等。我國是世界上蛋類生產最多的國家，禽蛋供給主要以雞蛋為主，占禽蛋總產量的84%左右。據有關數據顯示我國每年收購的雞蛋由于腐化變質所造成的損失占收購量的10%以上，這其中最主要原因是在雞蛋的貯藏過程中缺乏實時有效的檢測手段，缺乏嚴格的挑選和分級，使得雞蛋品種混雜，質量參差不齊，以至于收購的禽蛋腐敗、變質等現象頻頻發(fā)生。因此，如何在雞蛋貯藏過程中檢測品質，提高經濟效益，杜絕以次充好，真正做到優(yōu)質優(yōu)價，已成為當前我國雞蛋產業(yè)亟待解決的問題。

雞蛋品質的表征指標很多，包括蛋白、蛋黃色澤等感官指標，失重率、相對密度、氣室高度、蛋黃指數、蛋白系數、濃蛋白含量、哈夫單位、蛋清pH、蛋白凝膠硬度等理化指標。試驗選取哈夫單位、卵黃膜強度及蛋清pH作為研究指標。本研究利用質構儀及其他分析方法測量雞蛋的蛋清pH、哈夫單位、蛋黃指數等理化指標，分析雞蛋質構特性、理化指標與貯藏天數之間的相關性，同時建立預測模型，為雞蛋的檢測提供理論依據。

1 試驗方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料

新鮮雞蛋，購于寧夏軍馬場附近蛋廠，同品種、同日齡、相同條件飼養(yǎng)，表面污染較小、無破殼裂紋、大小形狀均一（質量約56 g左右)。

1.1.2 儀器設備與主要試劑和藥品

TA.XT Plus質構儀及其附件，英國Godalming公司；數顯pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

pH緩沖劑，pH4.00鄰苯二甲酸氫鉀、pH6.86混合磷酸鹽、pH9.18硼砂。

1.2 測定方法

90枚雞蛋分為14組，每組6枚，剩余6枚雞蛋用于解決試驗操作帶來的問題，分別標號。每7 d用質構儀測量其質構特性，測完后的雞蛋進行破壞性試驗測量其他的理化指標，檢測數據取平均值。

哈夫單位：由Haugh在1937年提出，是評定雞蛋品質的主要指標，也是美國農業(yè)部蛋品標準檢驗和表示蛋品新鮮度的指標。哈夫單位越高，表示蛋清的質量越好。哈夫單位按公式HU=100 lg（H-1.7m0.37+7.6）計算，其中HU為哈夫單位，H為濃蛋白高度，m為雞蛋的質量。

蛋清pH：表征雞蛋的新鮮度的重要指標之一。新鮮雞蛋蛋清的pH在7.6～8.5之間，在雞蛋貯存過程中，蛋清pH值隨著溫度和時間變化最大可升高到9.7，其上升的主要原因是CO2從蛋殼上的氣孔溢出。

1.2.1 雞蛋質構特性（哈夫單位，卵黃膜強度）的測定

a）將質構儀開機并且調整到水平狀態(tài)，運行隨機附帶的軟件，打開禽蛋測試程序，并在程序的菜單里選定將要測定的項目。本試驗測量的項目包括雞蛋全蛋質量、干殼質量、破殼強度、哈夫單位、哈夫等級、蛋殼變形強度、濃蛋白厚度、卵黃膜強度、卵黃色度、蛋殼的厚度。

b）軟件開始運行，控制質構儀進行動作。首先利用隨機附帶的標準砝碼進行質量校準。校準完成后將2號探頭裝在質構儀上，在軟件中進行高度校準。將托盤放在底座上，將稱重支架放在校準平臺上，在軟件中進行質量清零。

c）將雞蛋放在稱重支架上，稱重后將雞蛋與支架一同取下，將禽蛋測試架放在質構儀底座上，然后將該雞蛋放置在底座上，將1號探頭裝在質構儀上，運行測試過程，探頭自動下降，將蛋殼壓裂，同時自動記錄壓裂蛋時的壓力值，作為雞蛋殼變形強度的參考指標。

d）將支架和雞蛋移走，把雞蛋打破倒入托盤中，移動托盤使得1號探頭在緊鄰蛋黃的濃蛋白的正上方，在軟件中運行程序對濃蛋白的厚度進行測試。

e）測試濃蛋白厚度完成后，更換2號探頭，然后移動托盤，將卵黃置于2號探頭的正下方，運行程序，使得探頭緩緩下降，刺破卵黃膜并自動記錄卵黃膜破裂時的壓力值，作為卵黃膜強度的指標。利用比色卡對卵黃的顏色進行對照，然后在軟件中輸入卵黃的顏色數值。

f）將托盤中的樣品移走，清洗托盤并將蛋殼置于2號探頭下，運行程序使得探頭下降，測出蛋殼的厚度。

1.2.2 蛋清pH的測定

蛋清pH也是反映雞蛋品質的一個重要指標，與哈夫單位類似，它也反映了雞蛋蛋白的品質狀況。剛產下來的雞蛋pH在7左右，隨著儲藏時間的增加，pH可上升到9.6甚至更高。

將測定質構特性后雞蛋的卵黃分離出去，剩余的蛋白裝入燒杯并攪拌均勻。檢測前先要用pH緩沖液對pH計進行校正（本試驗采用的緩沖液pH分別為6.86、4.00和9.18），然后將電極伸入燒杯中測定雞蛋蛋清液的pH值并記錄。

1.3 數據處理

采取SPSS軟件配合相關算法進行數據處理，并從幾種建模方式中選擇一種適合本試驗結果的建模方式，并對各個指標與試驗天數進行相關性檢驗，最終選擇相關性具有統(tǒng)計學意義的指標進行建模，以研究該指標與試驗天數之間的具體關系。

2 試驗結果與分析

用質構儀和pH計測得的試驗數據見表1。

表1 雞蛋的理化指標

試驗選擇哈夫單位、卵黃膜強度、pH三個指標與貯藏時間的關系進行研究。

2.1 試驗結果

2.1.1 哈夫單位隨貯藏天數的變化

試驗結果見圖1。由圖1可知，隨著貯藏時間的增加，雞蛋的哈夫單位呈下降趨勢，貯藏36 d后哈夫單位顯著下降。哈夫單位下降的原因與展開面積相關，由于蛋白的水樣化趨勢，濃厚蛋白逐漸減少，使得哈夫單位隨之降低。本次試驗是在常溫條件下進行的，較高的溫度能夠促進蛋白的水樣化，促進哈夫單位的降低。

2.1.2 蛋清pH值隨貯藏天數的變化

試驗結果見圖2。由圖2可知，蛋清pH隨貯藏時間的增加一開始呈現上升趨勢，這種變化歸結于蛋內CO2通過氣孔的逸出，最高可達到9.7左右；在20 d～30 d趨于平穩(wěn)；30 d后出現下降趨勢，可能是雞蛋腐敗變質出現散黃蛋，蛋清與蛋黃混在一起，pH呈現酸性。

圖1 哈夫單位隨貯藏天數的變化下降

圖2 蛋清pH值隨貯藏天數的變化

2.1.3 卵黃膜強度隨貯藏天數的變化

試驗結果見圖3。

圖3 卵黃膜強度隨貯藏天數的變化

由圖3可知，雞蛋的卵黃膜強度隨著貯藏天數的增加呈下降趨勢，兩者之間呈負相關。卵黃膜強度在貯藏20 d后下降變緩，可能是雞蛋在貯藏期間內部環(huán)境不斷達到新的穩(wěn)態(tài)，從而使卵黃膜的強度變化延緩。

2.1.4 相關性檢驗

用SPSS軟件對質構儀及pH計測量數據進行相關性分析，結果見表2。

表2 相關性檢驗表

P＜0.05表現為統(tǒng)計學上的顯著性，P＜0.01表現為統(tǒng)計學上的極顯著性。由表2可以發(fā)現，試驗測定的各項指標與貯藏天數均有著顯著的關系，其P值遠小于0.01，說明各項指標與貯藏時間具有極高的相關度，與其他研究人員得出的結論一致。因而可通過進一步的建模處理，對各個指標與貯藏時間的關系進行分析。

2.2 試驗數據建模

2.2.1 哈夫單位與貯藏時間關系的擬合模型

將哈夫單位與貯藏天數分別運用不同方法進行建模分析，模型參數如表3所示。

表3 哈夫單位與貯藏天數模型估計及參數評估

由表3可知，利用線性、二次曲線和指數模型進行建模時，其R2值比較大。對哈夫單位與貯藏時間的模型進行調整，如表4所示。

表4 哈夫單位與貯藏時間模型摘要

由表4可知，分別實際建模時，線性模型經調整后的R2為0.958，大于經調整后的指數模型和二次曲線模型的R2，其擬合度更高。因而可利用線性模型對變量進行進一步分析。為了檢測模型的可靠性，對模型進行變異數分析，如表5所示。

由表5可知，此模型中F檢驗服從F（1，13）分布，F=298.022，查表可知顯著性遠小于0.01，所以回歸方程極顯著。在顯著水平上分析相關性系數，如表6所示。

表5 哈夫單位與貯藏時間變異數分析

表6 哈夫單位與貯藏時間的相關性系數

從表6可得哈夫單位與貯藏時間的線性方程為：haugh=-0.329t+98.805。

2.2.2 蛋清pH值與貯藏時間關系的擬合模型

蛋清pH值與貯藏時間分別運用4種方法建模分析，模型參數如表7所示。

表7 pH值與貯藏時間關系模型總計及參數評估

由表7可知，利用二次曲線模型進行建模時，其R2值是最大的，其相對擬合度最高。pH與貯藏時間的二次曲線方程為：pH=-0.001t2+0.046X+8.755。

2.2.3 卵黃膜強度與貯藏時間關系的擬合模型

卵黃膜強度值與貯藏時間分別運用4種模型建模分析，結果見表8。

表8 卵黃膜強度與貯藏時間關系模型估計及參數評估

由表8可知，利用二次曲線模型建模時，其R2值最大，相對擬合度最高，但其絕對擬合度仍然很低，沒有建模的價值，因而不予建模。

3 結論

雞蛋的哈夫單位隨貯藏時間的增加呈下降趨勢；雞蛋清的pH值隨著貯藏時間的增加先呈上升態(tài)勢，在貯藏約為20 d時，雞蛋的pH值上升的速度趨緩，30 d后呈下降趨勢；雞蛋的卵黃膜強度隨著貯藏時間的增加先呈下降趨勢，20 d后下降趨勢變緩。

通過用SPASS軟件進行相關性分析，貯藏時間和哈夫單位、蛋清pH值、有著極其顯著的相關性（P＜0.01），其相關系數（R2）分別為0.958、0.953。

哈夫單位與貯藏時間的線性方程為：

pH與貯藏時間的二次回歸方程為：

本研究可為利用質構性質對雞蛋新鮮程度快速判斷提供理論依據，利用雞蛋的質構性質指標可預測雞蛋的貨架期。