高靜壓加工對(duì)新鮮蛋液微生物及品質(zhì)的影響

白 潔，陶國(guó)琴，彭義交，李玉美，劉麗莎，呂曉蓮，田 旭，郭 宏,*

（1.北京食品科學(xué)研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100053）

高靜壓加工對(duì)新鮮蛋液微生物及品質(zhì)的影響

白 潔1，陶國(guó)琴1，彭義交1，李玉美1，劉麗莎1，呂曉蓮2，田 旭1，郭 宏1,*

（1.北京食品科學(xué)研究院，北京市食品研究所，北京 100162；2.北京二商集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100053）

研究在不同處理壓力和時(shí)間條件下，高靜壓對(duì)新鮮全蛋液微生物（細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群）、色澤、乳化特性（乳化活力、乳化穩(wěn)定指數(shù)）及起泡特性（起泡性、泡沫穩(wěn)定性）的影響。結(jié)果表明：200 MPa處理10 min，全蛋液微生物指標(biāo)已符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；相比空白組，400 MPa處理10 min，全蛋液乳化活力及乳化穩(wěn)定性顯著增加，300 MPa處理20 min及400 MPa處理10 min全蛋液起泡性較好，而400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min可使全蛋液顏色更鮮亮。綜上，適當(dāng)?shù)母哽o壓處理可使全蛋液達(dá)到有效殺菌且改善其品質(zhì)的目的。

高靜壓；新鮮；蛋液；微生物；品質(zhì)

雞蛋營(yíng)養(yǎng)豐富，含有蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、卵磷脂、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分，其中蛋白質(zhì)的氨基酸組成與人體蛋白質(zhì)組成最為接近，具有降血壓、軟化血管、協(xié)調(diào)內(nèi)分泌、養(yǎng)心安神、養(yǎng)血安胎、延年益壽等功能，被譽(yù)為“理想的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”。雞蛋全蛋液是新鮮雞蛋經(jīng)系列加工處理后制得的蛋液產(chǎn)品[1]，有效解決了鮮蛋易碎、難貯藏運(yùn)輸及食用不方便等問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。

傳統(tǒng)蛋液主要采用巴氏殺菌，但蛋液屬熱敏性原料，蛋白質(zhì)極易受熱變性，傳統(tǒng)熱力殺菌會(huì)降低蛋品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，影響其感官質(zhì)量，改變其物性[2]。高靜壓（high hydrostatic pressure，HHP）處理是近20多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種冷殺菌技術(shù)，它是利用對(duì)液體介質(zhì)加壓的物理過(guò)程，使食品中的酶失活、蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化及微生物滅活[3]。由于高靜壓處理僅作用于食品成分的共價(jià)鍵，對(duì)非共價(jià)鍵沒(méi)有影響，因此，高靜壓處理的食品具有營(yíng)養(yǎng)損失少、殺菌效果好和口感風(fēng)味佳等特點(diǎn)，并能延長(zhǎng)保存期[4]。Lee等[5]研究了Nisin與高壓結(jié)合、超聲波與高壓結(jié)合對(duì)全蛋液李斯特菌致死的規(guī)律，認(rèn)為適當(dāng)?shù)靥砑覰isin對(duì)李斯特菌的致死效果顯著優(yōu)于單獨(dú)高壓處理。Silvia等[6]通過(guò)研究溫壓結(jié)合處理對(duì)蛋液李斯特菌、沙門(mén)氏菌的致死效果及對(duì)蛋液黏度的影響，試圖評(píng)價(jià)超高壓代替熱殺菌的可能性，認(rèn)為蛋液中添加20 g/L的檸檬酸三乙酯，經(jīng)52 ℃處理3.5 min后再進(jìn)行超高壓處理（300 MPa處理3 min），其殺菌效果與71 ℃處理1.5 min相同，且蛋液的黏度等品質(zhì)更接近新鮮蛋液。Plancken等[7]研究表明經(jīng)熱和超高壓處理的蛋清蛋白液的起泡性更加穩(wěn)定，不易破裂。我國(guó)高靜壓技術(shù)起步相對(duì)較晚，研究領(lǐng)域主要為果蔬、肉制品及海產(chǎn)品，在蛋制品加工方面的應(yīng)用較少，且多集中在高壓改性蛋白液、蛋黃粉等方面，缺乏高靜壓對(duì)鮮蛋全蛋液品質(zhì)方面的研究，關(guān)于雞蛋易染的大腸桿菌研究也較少。本實(shí)驗(yàn)研究了高靜壓處理雞蛋全蛋液微生物及品質(zhì)指標(biāo)的影響，主要包括大腸菌群、色澤、起泡性、泡沫穩(wěn)定性、乳化活力及乳化穩(wěn)定指數(shù)等，為開(kāi)發(fā)非熱加工蛋液技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

雞蛋 市售。

1.2 儀器與設(shè)備

HPP. L2-800/2高靜壓設(shè)備 天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司；LDZX-40SBⅡ立式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；UV3300-PC紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 美譜達(dá)儀器廠；SW-lJ-1FD超凈臺(tái) 蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司；HJ-5電動(dòng)攪拌器、FS-1可調(diào)高速勻漿機(jī) 江蘇金壇榮華儀器制造有限公司；Color Munki校色儀 美國(guó)X-rite有限公司。

1.3 方法

1.3.1 全蛋液的制備

新鮮雞蛋打蛋去殼，在無(wú)菌室用無(wú)菌電動(dòng)攪拌器500 r/min攪拌均勻，蛋液分裝至無(wú)菌耐壓包裝袋，去除袋內(nèi)空氣后封口。

1.3.2 全蛋液高靜壓處理

高靜壓設(shè)備有效容積2 L，最大壓力800 MPa，溫度升高2～3 ℃/100 MPa，解壓時(shí)間15 s，保壓過(guò)程中最大壓差不超過(guò)10 MPa，腔內(nèi)水溫25 ℃。在200、300、400、500 MPa條件下分別保壓5、10、15、20 min。處理后樣品置于4 ℃保藏，24 h內(nèi)抽樣檢測(cè)。

1.3.3 微生物指標(biāo)測(cè)定

微生物指標(biāo)測(cè)定參照GB 4789.2—2010《菌落總數(shù)測(cè)定》、GB 4789.3—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》。

1.3.4 色差分析[8]

采用Color Munki photo測(cè)定樣品色差，重復(fù)3 次，取平均值。其中：L*表示樣品亮度；a*＞0表示樣品顏色偏紅，a*＜0 表示樣品顏色偏綠；b*＞0表示樣品顏色偏黃，b*＜0 表示樣品顏色偏藍(lán)。ΔE值表示色差變化，ΔE在0～0.5表示顏色沒(méi)有變化，0.5～1.5顏色變化不顯著，1.5～3.0顏色變化稍微顯著，3.0～6.0顏色變化明顯，計(jì)算公式如下。

式中：L*為處理樣品亮度值；L0*為對(duì)照樣品亮度值；a*為處理樣品紅度值；a0*為對(duì)照樣品紅度值；b*為處理樣品黃度值；b0*為對(duì)照樣品黃度值。

1.3.5 乳化活力及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定[9-10]

參照Tang Chuanhe等[9]的方法并略作改進(jìn)，用去離子水將全蛋液稀釋到蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度為5 g/L，取樣品24 mL，加入16 mL大豆油，混合后用高速攪拌器（10 000 r/min）分散1 min，乳化后立刻從底部吸取樣品液 100 μL，加入到10 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的 十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS） 溶液中，記錄500 nm波長(zhǎng)處的吸光度，以相同的SDS溶液做參比液，乳化活力用0 min的吸光度（A0）表示。經(jīng)過(guò)5 min 后從底部取100 μL乳狀液，測(cè)定吸光度（A5），乳化穩(wěn)定性用乳化穩(wěn)定指數(shù)（emulsion stability index，ESI）表示，按公式（2）計(jì)算。

式中：?t為時(shí)間間隔/min，此處為5 min；?A為A0與A5的差值。

1.3.6 起泡性及泡沫穩(wěn)定性的測(cè)定[11-12]

參照Hammershoj等[11]的方法，并進(jìn)行改進(jìn)，用去離子水稀釋全蛋液至其質(zhì)量濃度為50 g/L，取100 mL稀釋液，用電動(dòng)攪拌器以1 000 r/min 的轉(zhuǎn)速分散2 min，記錄攪打停止時(shí)泡沫體積V1，將攪打后樣品靜止放置20 min，測(cè)定其泡沫體積數(shù)V2，重復(fù)3 次，取平均值。分別按照公式（3）、（4）計(jì)算起泡性和泡沫穩(wěn)定性。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS 18.0進(jìn)行處理分析，并采用ANOVA進(jìn)行差異顯著性分析，當(dāng)P＜0.05時(shí)表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 高靜壓處理對(duì)全蛋液菌落總數(shù)的影響

由圖1可知，與空白組相比，同一處理時(shí)間，蛋液菌落總數(shù)隨著處理壓力的增加逐漸下降。新鮮蛋液的初始菌落總數(shù)為（5.03±0.11）（lg（CFU/mL）），分別經(jīng)200 MPa和300 MPa 處理10 min，蛋液菌落總數(shù)下降2 （lg（CFU/mL）），此時(shí)蛋液菌落總數(shù)已符合GB 2749—2003《蛋制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》；400 MPa處理5 min蛋液菌落總數(shù)迅速下降至（0.54±0.09）（lg（CFU/mL））。同一壓力下，隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)，蛋液菌落總數(shù)不斷降低，400 MPa處理15 min蛋液菌落總數(shù)為未檢出，500 MPa 處理5 min可達(dá)同樣的殺菌效果。孫漢巨等[13]也發(fā)現(xiàn)隨著超高壓壓力增加，鴨蛋液中細(xì)菌的致死率快速提高，400 MPa處理鴨蛋液，細(xì)菌致死率達(dá)到98.97%，說(shuō)明超高壓對(duì)全蛋液具有良好的滅菌效果。關(guān)于高靜壓滅菌的原理有兩種觀點(diǎn)，一種認(rèn)為壓力作用抑制了酶的活性和DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制，使微生物致死[14]；另一種認(rèn)為高壓破壞了微生物的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使胞內(nèi)物質(zhì)流失，導(dǎo)致微生物死亡[15]。

圖1 不同壓力條件下全蛋液菌落總數(shù)隨處理時(shí)間的變化Fig.1 Effect of treatment time on the inactivation of TAB in liquid whole eggs at various HHP levels

2.2 高靜壓處理對(duì)全蛋液大腸菌群的影響

圖2 不同壓力條件下全蛋液大腸菌群隨高靜壓處理時(shí)間的變化Fig.2 Effect of on treatment time on the inactivation of coliform microfl ora in liquid whole eggs at various HHP levels

由圖2可知，全蛋液中大腸菌群數(shù)量遠(yuǎn)低于細(xì)菌總數(shù)，空白組中大腸菌群為（1.97±0.07）（lg（CFU/mL）），200 MPa處理5 min，全蛋液中大腸菌群數(shù)即未檢出，這說(shuō)明大腸菌群對(duì)壓力的敏感性很強(qiáng)。

2.3 高靜壓處理對(duì)全蛋液顏色的影響

色澤是反映食品外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，高靜壓處理對(duì)全蛋液顏色指標(biāo)的影響如表1所示，與空白組相比，200、300 MPa處理5～20 min及400 MPa處理5 min時(shí)，高靜壓對(duì)全蛋液影響的ΔE值在0～1.5之間，表明壓力較低時(shí)對(duì)全蛋液顏色無(wú)顯著差異。400 MPa處理10～20 min及500 MPa處理5～20 min，ΔE值在1.5～6之間，表明高靜壓處理對(duì)全蛋液色澤影響顯著，并且這種變化主要?dú)w因于全蛋液L*與b*值的變化，其中400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min，全蛋液L*值顯著大于空白組樣品，即亮度增加。400、500 MPa處理15～20 min全蛋液b*值顯著下降，說(shuō)明高靜壓處理后全蛋液黃色逐漸變淡。400、500 MPa處理20 min全蛋液a*值顯著增加，說(shuō)明蛋液發(fā)生褐變。全蛋液的顏色主要受脂溶性色素的影響，高靜壓處理可以破壞蛋液細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使更多的類胡蘿卜素溶出，從而改善了樣品的亮度。隨著處理壓力增大及作用時(shí)間延長(zhǎng)，全蛋液被氧化褐變且隨著蛋白質(zhì)變性程度變大，全蛋液產(chǎn)生部分白色凝膠，因而亮度逐漸下降，黃色變淡[16-17]。

表1 高靜壓處理對(duì)全蛋液顏色的影響Table 1 Effect of HHP on color of liquid whole eggs

2.4 高靜壓處理對(duì)全蛋液乳化性質(zhì)的影響

圖3 不同壓力條件下全蛋液乳化活力隨處理時(shí)間的變化Fig.3 Effect of treatment time on emulsifying activity of liquid whole eggs at various HHP levels

由圖3可知，相比空白組，200 MPa處理5～20 min，乳化活力變化不顯著，其他壓力處理后，蛋液乳化活力顯著增加。同一壓力處理，蛋液乳化活力隨作用時(shí)間不同變化顯著，其中300、400 MPa處理后隨時(shí)間延長(zhǎng)乳化活力先增大后降低，400 MPa處理10 min乳化活力值達(dá)0.88，500 MPa處理蛋液乳化活力隨處理時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低。同一時(shí)間處理，隨著壓力增大乳化活力呈現(xiàn)先增大后降低趨勢(shì)，這與黃群等[18]研究結(jié)果相似，并認(rèn)為是由于壓力作用使蛋白質(zhì)分子展開(kāi)，親水基團(tuán)增多，蛋白質(zhì)溶解度增加，更多的蛋白質(zhì)容易吸附到油水界面上并展開(kāi)，親水性增加，同時(shí)蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水基暴露，親油性增加，兩者達(dá)到平衡，乳化活力提高。隨著處理壓力進(jìn)一步增大和作用時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，乳化活力降低可能是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞程度加劇，表面疏水性減少，油水界面所吸附的蛋白降低所致。

圖4 不同壓力條件下全蛋液乳化穩(wěn)定性隨高靜壓處理時(shí)間的變化Fig.4 Effect of treatment time on emulsion stability index of liquid whole eggs at various HPP levels

由圖4可知，與空白組相比，200、300 MPa處理后蛋液乳化穩(wěn)定性變化不顯著，400、500 MPa處理后蛋液乳化穩(wěn)定性顯著增加，且隨著作用時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，400 MPa處理10 min乳化穩(wěn)定指數(shù)達(dá)到最大，由10.65上升為15.42。乳化穩(wěn)定性的改善可能是低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、脫輔基蛋白展開(kāi)的結(jié)果，蛋白質(zhì)的展開(kāi)會(huì)使分子的柔韌性變強(qiáng)，從而能更快更有效地吸附在油水界面，卵黃蛋白也起著積極的吸附作用。此外，隨著處理壓力過(guò)高，蛋液黏度變大，黏度的升高會(huì)抑制乳狀液分層，從而使測(cè)定數(shù)值偏大[19]。隨處理?xiàng)l件的增強(qiáng)乳化穩(wěn)定性逐漸降低，這可能是因?yàn)楦邏菏沟鞍踪|(zhì)重新聚合，導(dǎo)致分子流動(dòng)性降低[20]。

2.5 高靜壓處理對(duì)全蛋液起泡性質(zhì)的影響

圖5 不同壓力條件下全蛋液起泡性隨處理時(shí)間的變化Fig.5 Effect of treatment time on foaming capacity of liquid whole eggs at various HPP levels

起泡性是蛋白質(zhì)分子表面性質(zhì)的主要表現(xiàn)形式之一，蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈攪拌后，蛋白膜將混入的空氣包圍起來(lái)形成泡沫。由圖5可知，與空白組相比，全蛋液起泡性隨壓力增長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)，200 MPa處理后，全蛋液起泡性無(wú)顯著變化；300、400 MPa處理后，全蛋液起泡性顯著增加，其中300 MPa處理20 min全蛋液起泡性達(dá)到最高為96.67%，400 MPa處理10 min起泡性為94.44%；500 MPa處理后全蛋液起泡性隨作用時(shí)間延長(zhǎng)顯著降低，其中處理20 min起泡性下降了12.44%。蛋液起泡性的變化可能是因?yàn)楦哽o壓處理使蛋清中不同組分的蛋白質(zhì)（卵清蛋白、卵黏蛋白等）得到很好的接觸，各組分能更好地相互作用，促進(jìn)了泡沫的形成，提升了蛋液起泡力[7,19]，也有人認(rèn)為高壓處理使蛋白質(zhì)中隱藏的疏水性基團(tuán)暴露，從而以更快的吸附速率聚合更多蛋白，改善了蛋白起泡性，但當(dāng)超過(guò)一定范圍后，隨著蛋白質(zhì)大量聚合，則會(huì)使起泡性降低[20]。此外，蛋黃的存在也會(huì)影響蛋液的起泡性[21]。

圖6 不同壓力條件下全蛋液泡沫穩(wěn)定性隨處理時(shí)間的變化Fig.6 Effect of treatment time on foam stability of liquid whole eggs at various HPP levels

由圖6可知，相比空白組，隨作用時(shí)間延長(zhǎng)和處理壓力的增大，全蛋液泡沫穩(wěn)定性顯著增加，其中以500 MPa處理20 min泡沫穩(wěn)定性最佳。泡沫穩(wěn)定性的增加可能是因?yàn)楦哽o壓處理改善了全蛋液的黏度，蛋白體系黏度的增加使泡沫變得更加厚實(shí)和堅(jiān)固，從而增強(qiáng)了泡沫穩(wěn)定性。通常泡沫穩(wěn)定性與起泡性變化會(huì)不一致，這主要是因?yàn)槠鹋菪匀Q于蛋白質(zhì)分子的快速擴(kuò)散、對(duì)界面張力的降低等性質(zhì)，而泡沫穩(wěn)定性是由蛋白質(zhì)溶液的流變學(xué)性質(zhì)決定，如蛋白質(zhì)的濃度、膜的厚度等[22]。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，200 MPa處理10 min全蛋液的微生物指標(biāo)已符合GB 2749—2003要求。相比空白組，400、500 MPa處理全蛋液乳化活力及乳化穩(wěn)定指數(shù)顯著提高，且400 MPa處理10 min蛋液乳化活力及乳化穩(wěn)定性最好；經(jīng)高靜壓處理后，全蛋液起泡性顯著提高，且隨壓力增加呈現(xiàn)先增加后減小趨勢(shì)，其中300 MPa處理20 min最佳，400 MPa處理10 min次之，而泡沫穩(wěn)定性隨處理壓力增加顯著增大，500 MPa處理20 min最佳；就總體顏色而言，較低壓力處理蛋液的顏色與新鮮蛋液無(wú)顯著差異，400 MPa處理10～15 min及500 MPa處理5～15 min可顯著改善蛋液亮度，從而使蛋液顏色更鮮亮。綜上，適當(dāng)?shù)某邏禾幚砜墒谷耙哼_(dá)到有效殺菌且改善其品質(zhì)的目的。

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Effect of High Hydrostatic Pressure on Microorganisms and Quality of Fresh Liquid Eggs

BAI Jie1, TAO Guoqin1, PENG Yijiao1, LI Yumei1, LIU Lisha1, Lü Xiaolian2, TIAN Xu1, GUO Hong1,*
(1. Beijing Food Research Institute, Beijing Academy of Food Sciences, Beijing 100162, China; 2. Beijing Er Shang Group Co. Ltd., Beijing 100053, China)

The effects of high hydrostatic pressure processing (HHP) at different pressures for different time periods on inactivation of microorganisms including total aerobic bacteria (TAB) and coliform microfl ora, color, emulsifying properties (emulsifying activity and emulsion stability index), and foaming properties (foamability and foam stability) of liquid whole eggs (LWE) were studied. The results showed that the microbiological quality of LWE was up to the national standard after the processing at 200 MPa for 10 min. As compared with control samples, the emulsifying activity and emulsion stability of LWE were signifi cantly enhanced after the processing at 400 MPa for 10 min, the foaming capacity was increased by HHP at 300 MPa for 20 min or 400 MPa for 10 min. The color of HHP-treated LWE was brighter at 400 MPa for 10–15 min or 500 MPa for 5-15 min. Therefore, proper HHP treatment could achieve the purpose of sterilizing LWE and meanwhile improving its quality.

high hydrostatic pressure (HHP); fresh; liquid egg; microorganism; quality

TS253.4

A

1002-6630（2015）01-0064-05

10.7506/spkx1002-6630-201501012

2014-06-04

國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目（2012GA600001）

白潔（1986—），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)槌邏悍菬峒庸ぜ笆称凤L(fēng)味化學(xué)。E-mail：bj986316@163.com

*通信作者：郭宏（1961—），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)槭称饭こ碳澳し蛛x技術(shù)。E-mail：guohong1961@sina.com