雞蛋貯藏過程中的介電特性和新鮮品質變化

李海峰++賀曉光++張海紅++王松磊

摘要：依據介電特性檢測原理，采用LCR測試儀對常溫條件下雞蛋的介電參數進行檢測，同時利用常規破壞性試驗，在常溫貯藏條件下對雞蛋進行品質追蹤試驗，并采用Excel軟件對測量數據進行分析和二次曲線擬合。結果表明：雞蛋的品質參考值哈夫值、失質量率、蛋黃指數與貯藏天數的相關性均顯著；雞蛋的介電參數（Rp）與貯藏時間具有一定相關性；Rp參數與蛋清pH值之間具有負相關性（r<-0.67）。本研究為雞蛋新鮮品質與介電參數之間相關性的進一步研究提供依據。

關鍵詞：雞蛋；介電特性；新鮮品質；相關性

中圖分類號： TS253.2文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0341-03

收稿日期：2015-10-15

基金項目：寧夏大學自然科學研究基金（編號：ZR1326）。

作者簡介：李海峰（1973—），男，陜西榆林人，碩士，副教授，主要從事農產品檢測及加工研究。E-mail：lihaifeng0426@163.com。

雞蛋包含人體所需的蛋白質、脂肪、礦物質和多種維生素，易于消化和吸收，具有很高的營養價值，是人們日常生活中重要的營養食品。我國是世界上生產蛋類最多的國家，禽蛋供給主要以雞蛋為主，雞蛋、鴨蛋、鵝蛋分別占禽蛋總產量的84%、12%、4%左右[1]。然而，存放時間的延長和其他原因造成了雞蛋品質下降。據有關數據顯示，我國每年收購的雞蛋中，由于腐化變質所造成的損失占收購量的10%以上[2]，其中最主要的原因是雞蛋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，使雞蛋品種混雜、質量參差不齊，導致收購時禽蛋腐敗、變質等現象頻頻出現。如何在雞蛋貯藏過程中檢測品質，杜絕以次充好，做到優質優價，提高經濟效益，已成為當前我國蛋產業亟待解決的問題。

近年來，隨著國內外學者對雞蛋品質檢測及提高雞蛋商品價值的研究，在禽蛋品質無損檢測中出現了以下幾種方法[3]：利用機器視覺進行禽蛋品質分級；利用可視近紅外分光技術檢測禽蛋的內部品質；利用核磁共振技術檢測整蛋內部的物理化學變化；利用聲學特性進行禽蛋裂紋的檢測；其他技術。通過采集禽蛋圖像，根據禽蛋不同品質顯示不同的圖像特征，進而建立禽蛋圖像與品質間關系的數學模型，以達到禽蛋品質檢測的目的。利用禽蛋不同品質下沖擊或振動特性的不同，建立兩者間的相關性等。隨著對雞蛋介電特性基礎理論研究的進一步深化，基于雞蛋介電特性的品質檢測將成為雞蛋電特性研究的重點。利用介電特性可實現農產品的全自動簡便、無損檢測；可充分利用獲得的信息，結果直觀可靠，能夠反映內部品質特征；同時對加工過程進行快速、在線處理，為自動化分級提供理論依據和品質等級評價的算法[4]，具有傳統技術不可比擬的優點。

本研究在總結上述方法原理的基礎上，選用介電特性檢測方法和破壞性試驗，探討雞蛋在不同貯藏時間內的品質變化。

1材料與方法

1.1材料與儀器

供試雞蛋采用購自銀川市西夏區寧陽店的五谷雜糧雞蛋，為同種同齡雞產后的鮮蛋，品種為塞上一寶。

BSZ000S型電子天平（1/100）（塞多利斯北京天平有限公司），HIOKI-3532-50型LCR測試儀（日置電機株式會社），PHS-25型（數顯）pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司），深度游標卡尺（上海恒量量具有限公司）。

1.2試驗方法

1.2.1試驗材料的預處理

從供試雞蛋中挑選表面污染較小、無破殼裂紋、大小形狀均一、質量為53～60 g的同種雞蛋70枚，平均分為A、B、C、D、E、F、G 7組（每組各10枚），置于常溫下貯藏。分別在雞蛋表面進行編號，做好測試標記，以便識別和保持測量方向的一致性。其中，G組用來測定雞蛋的失質量率，A～F組的雞蛋分別于試驗開始后5、10、15、20、25、30 d進行相關數據的檢測。

1.2.2雞蛋介電參數的確定

（1）通過樣本檢測試驗選定試驗電壓為1.5 V。在電壓恒定的情況下，分別于100～1 000 kHz 頻率下測定雞蛋的介電參數，采用10個頻率下介電參數的平均值進行數據分析。（2）對不同貯藏時間雞蛋的介電特性進行研究，分別于試驗開始后5、10、15、20、25、30 d檢測A～F組雞蛋的介電特性，探討介電特性方法檢測雞蛋品質變化的可行性。（3）探討雞蛋品質不斷下降的過程中其對應電學參數的變化。A～F組的雞蛋均在常溫條件下貯藏，每隔5 d對相應組的雞蛋進行檢測，雞蛋檢測時間為30 d。本試驗選取Q參數和Rp參數研究不同貯藏時間下雞蛋品質的變化特性，進而掌握雞蛋新鮮度的變化情況。

1.2.3參考值的測定

哈夫值（HU）的測量：哈夫值是反映雞蛋品質優劣的指標，哈夫值越高表示蛋白黏稠度越好、蛋白品質越高。采用電子天平測定雞蛋的質量，采用深度游標卡尺測量雞蛋的蛋白高度，哈夫值由整蛋的質量和蛋白高度值通過以下公式[5]計算：

[JZ]HU=100×lg（H+7.57-1.7×m0.37）。

式中：H為蛋白高度值，m為所測雞蛋的質量。

雞蛋蛋清的pH值：采用pH計測量雞蛋樣品的酸堿性。對測完介電值的雞蛋進行破壞性試驗，并對破壞后的雞蛋樣品進行蛋黃和蛋白的分離，將分離后的蛋白置于玻璃器皿中，將pH計的探頭置于器皿中以測定蛋白的pH值。檢測之前，先利用pH值緩沖液對儀器進行pH值校正，本試驗采用pH值為4.00、6.86的緩沖液。

雞蛋的失質量率：分別于試驗開始后5、10、15、20、25、30 d 對G組的10個雞蛋稱質量，并計算失質量率。計算公式為：Y失質量率=（第1次稱質量-第n次稱質量）/第1次稱質量×100%。

雞蛋的蛋黃指數：將蛋殼橫向磕破后，內容物全部倒在水平位置的玻璃板上。靜置5 min后，采用游標卡尺測量蛋黃高度和蛋黃直徑，利用以下公式[6]測得蛋黃指數：

[JZ]蛋黃指數=H/D。

式中：H為蛋黃高度（mm），D為蛋黃直徑（mm）。

2結果與分析

2.1雞蛋貯藏時間與哈夫值的變化

哈夫值是反映雞蛋新鮮度的重要指標之一，主要度量蛋白的穩固性（圖1）。

[TPLHF11.tif]

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，雞蛋的哈夫值呈下降趨勢，且變化趨勢明顯。哈夫值變化的原因與展開面積相似，蛋白的水樣化趨勢使濃厚蛋白逐漸減少，導致哈夫值隨之降低。本試驗在常溫條件下進行，較高的溫度能夠促進蛋白的水樣化，從而促進哈夫值的降低。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為0.998 9，貯藏時間與哈夫值的相關性顯著。可通過哈夫值特征方程對雞蛋品質進行預測，還可通過測定雞蛋質量和蛋白高度計算出雞蛋的貯藏天數。

2.2雞蛋貯藏時間與蛋清pH值的變化

蛋清pH值是反映雞蛋品質的重要指標之一，幾乎在雞蛋剛產出便開始變化。由圖2可知，貯藏10 d時蛋清pH值迅速上升至9.50；貯藏10 d后開始緩慢下降，基本維持在 9.0 以上。蛋清pH值的變化反映了雞蛋品質的下降過程；因此，常溫貯藏雞蛋的保鮮期為5 d，超過5 d后雞蛋品質明顯下降。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為0.404 9，貯藏時間與蛋清pH值的相關性不顯著。由圖2還可知，蛋清pH值在貯藏10 d大幅度升高，因此10 d的蛋清pH值可作為雞蛋新鮮品質變化的臨界點。

[TPLHF22.tif]

2.3雞蛋貯藏時間與失質量率的變化

失質量率主要反映雞蛋在貯藏過程中蛋內水分的損失。由圖3可知，常溫貯藏條件下雞蛋的失質量率隨時間的延長而增加。

[TPLHF33.tif]

蛋殼表面分布有用以呼吸的氣孔，隨著貯藏時間的延長，蛋內物質中的水分不斷向外蒸發，導致蛋的質量減輕，失質量率增加。溫度越高則雞蛋失質量速度越快，對其新鮮度的影響越大[7]。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為 0.995 9，貯藏時間與失質量率的相關性顯著。雞蛋質量的減輕還與殼膜和蛋清中的成分、蛋殼多孔率、蛋殼厚度有關[8]。

2.4雞蛋貯藏時間與蛋黃指數的變化

蛋黃指數反映蛋黃的含水量和滲透壓。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，蛋黃指數呈直線下降趨勢。

新鮮蛋打開后蛋黃凸出，這是由于蛋白與蛋黃的水分、鹽類濃度不同，兩者之間形成滲透壓而造成的。蛋白的滲透壓為550 kPa，蛋黃的滲透壓為720 kPa。隨著貯藏時間的延長，蛋白中的水分不斷向蛋黃中滲透，蛋黃中的鹽類則以相反方向滲透[9]。于是，蛋黃的體積不斷增大，且蛋黃膜的彈性減弱，當體積大于一定程度時則破裂，形成散蛋黃。較高的溫度促進水分滲透，從而促進蛋黃滲透壓的降低。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為0.992 9，貯藏時間與蛋黃指數的相關性顯著。可通過蛋黃指數特征方程對雞蛋品質進行預測，還可通過測定雞蛋的蛋黃高度和蛋黃直徑計算出雞蛋的貯藏天數。

2.5雞蛋貯藏時間與介電參數Q的變化

由圖5可知，介質損耗因子隨著貯藏天數的變化沒有明顯規律。這是由于在雞蛋貯藏期間，品質的下降與雞蛋內容物的狀態、化學成分的變化相關。雞蛋內容物并不是均勻一致的，其結構和化學組成存在差異。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為0.509 5，貯藏時間與介質損耗因子的相關性不顯著。

[TPLHF55.tif]

2.6雞蛋貯藏時間與介電參數Rp的變化

由圖6可知，雞蛋并聯等效電路模式的實效電阻隨著貯藏天數的延長呈現出一定變化規律，于試驗開始后5～10 d直線下降，于10～25 d基本保持平穩不變，25 d后繼續上升。對特征變化曲線進行擬合，其相關系數為0.926 2，貯藏時間與Rp參數的相關性顯著。

[FK（W12][TPLHF66.tif]

貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，雞蛋的新鮮程度逐漸降低，雞蛋內容物的狀態發生變化，導致雞蛋內部電阻增大，表現為參數Rp在貯藏期25 d后開始上升。雞蛋的組織、成分、結構、狀態等均與其介電特性密切相關，影響介電特性的最大因素是其內部的電解質變化。雞蛋在貯存過程中，由于蛋白質的變化、蛋黃中鹽分由高濃度向低濃度的擴散、水分的擴散和蒸發等原因，使水在蛋清和蛋黃中的存在形式及含量發生變化，從而在宏觀上影響介電參數的變化。在雞蛋的貯藏過程中，參數Rp與放置時間具有良好的對應關系，可作為表征雞蛋品質的物理參數[10]。

2.7雞蛋貯藏期間介電參數與參考值的相關性

采用Excel軟件對介電參數和參考值進行相關性分析（表1）。

由表1可知，Rp參數與蛋清pH值之間存在負相關性（r<-0.67），而Rp參數與其他參考值均不存在相關性（r<0.67）；Q參數與4個參考值均不存在相關性。

3結論

雞蛋的品質參考值哈夫值、失質量率、蛋黃指數與貯藏天數的相關性均顯著。可通過哈夫值、蛋黃指數來計算雞蛋的貯藏天數，從而判斷雞蛋的新鮮度。雞蛋的介電參數Rp與貯藏時間具有一定的相關性，可通過參數Rp計算雞蛋的貯藏時間，進而判斷雞蛋的新鮮度。參數Rp與蛋清pH值之間存在負相關性，為雞蛋新鮮品質與介電參數間相關性的進一步研究提供了依據。

[HS2][HT8.5H]參考文獻：[HT8.SS][HJ1.71mm]

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