《食品科学》：东北农业大学迟玉杰、迟媛教授等：基于电导率的多指标联合技术在蛋液组分检测中的应用

液蛋指液态鸡蛋，是鸡蛋经过打蛋去壳后将蛋液经一系列处理后包装冷藏代替鲜蛋消费的产品。液蛋可以有效解决沙门氏菌等致病菌隐患，更加符合食品安全性要求。虽然蛋制品领域中可利用人工计算或蛋品质分析仪进行壳蛋的新鲜度测定，但现阶段无法对液蛋（蛋黄液、蛋清液）的新鲜度进行系统检测，导致利用液蛋加工生产时不能准确判 断 产品是否达到可食用标准。 近年来，电导率仪已经应用于水、土壤、液体食品成分和品质的测定，但其在蛋品方向的应用 鲜见报道。

东北农业大学食品学院的窦文浩、迟玉杰*和东北农业大学工程学院的王海岭、迟媛*等人拟通过设立液蛋的贮藏周期，探究随着贮藏时间延长电导率、盐度、TDS、pH值的变化规律，并借鉴传统测定壳蛋新鲜度的方法，寻找新的液蛋新鲜度检测手段，初步建立各项指标检测标准，从而减少工业制备调配蛋液时因蛋液新鲜度差距过大而出现显著误差。同时，利用所建立标准筛选出新鲜度等级最高的鸡蛋，对蛋清液和蛋黄液进行不同配比（梯度1%）得到101组调配蛋液，测定电导率、盐度等理化性质，建立数据库，并对测得样品数据进行拟合，求出各指标回归方程和准确率。可有效解决工业生产中鸡蛋品质差异和调配蛋液无法精确检测配比问题，从而提升产品的口感和品质以满足生产标准和食用要求，并为液蛋新鲜度检测和调配蛋液比例提供重要的方法依据。

1 贮藏期间蛋黄液色泽变化

由于蛋清中只存在微量的显色物质，随着贮藏时间的延长，色泽各指标数值变化不显著。因此对蛋黄液中色泽各指标进行测定，表2为4 ℃不同贮藏时间对色泽指标（L*、a*和b*）的影响。贮藏过程中蛋黄液的L*值、a*值和b*值总体上伴随着时间的延长而逐渐降低（P＜0.05）。在贮藏45 d之后，L*值从68.93±0.11降低到64.05±0.09，说明蛋黄液的亮度不断降低（P＜0.05）；而a*值和b*值分别从12.13±0.05、57.83±0.17分别下降到11.14±0.03、54.91±0.04，表明蛋黄液红色色泽和黄色色泽逐渐变淡（P＜0.05）。由此可得出结论，蛋黄液中的主要色素是类胡萝卜素和叶黄素，由于类胡萝卜素含有不饱和双键，可能在贮藏过程中发生了氧化，进而导致蛋黄液的a*值和b*值降低（P＜0.05）；同时，随着贮藏时间的延长，蛋黄液内部可能滋生出大量细菌，使蛋黄液中部分蛋白质分解和变性，因此导致蛋黄液L*值的明显降低。

2 贮藏期间蛋黄液与蛋清液电导率的变化

选取以电导率为主、HU为辅的方法进行检测，先通过实验分别测出鸡蛋的HU、蛋黄液和蛋清液的电导率，再根据HU为72和60两点处的贮藏时间对应所需电导率。通过实验得到HU、蛋黄液电导率和蛋清液电导率随贮藏时间变化规律如图1所示。随着贮藏时间的延长，HU呈明显的下降趋势，贮藏时间达45 d后，鸡蛋出现散黄现象。蛋黄液和蛋清液的电导率均呈明显上升趋势。产生这种现象的原因是，贮藏初期的蛋液中蛋白质的有序结构使得大多数非极性基团被埋在分子内部，并且通过分子内的疏水作用来维持蛋白质分子的三级结构，随贮藏时间延长，这种有序结构被打破，疏水基团暴露出来；与此同时，蛋液中大部分蛋白质会随着贮藏时间的延长分解为小分子的氨基酸类物质，并且贮藏时间越久，内部细菌繁殖越多，蛋白质分子水解或解旋成肽等，表面羟基、氨基、巯基等基团增加，溶液中可移动电荷量液相应增加，使蛋黄液和蛋清液电导率上升趋势显著。当贮藏时间为25 d时HU为72，蛋黄液的电导率为3.11 mS/cm，蛋清液的电导率为8.89 mS/cm；当贮藏时间为35 d时HU为60，此时蛋黄液的电导率为3.28 mS/cm，蛋清液的电导率为9.12 mS/cm；当贮藏时间为45 d时HU接近40，此时蛋黄液的电导率为3.51 mS/cm，蛋清液的电导率为9.40 mS/ cm。因此，可利用电导率指标对液蛋新鲜程度进行初步评价，蛋黄液和蛋清液电导率分别在3.11 mS/cm和8.89 mS/cm以下时，新鲜程度最高；当二者电导率数分别在3.51 mS/cm和9.40 mS/cm以上时，则处于腐败变质阶段。

3 贮藏期间蛋黄液与蛋清液辅助指标的变化

通过对上述多项指标进行分析讨论，利用pH值、盐度以及TDS对不同贮藏时间下鸡蛋中蛋清液和蛋黄液新鲜度进行测定，寻找可以辅助电导率检测蛋液新鲜度的理想指标。由图2A可知，蛋黄液和蛋清液的pH值随鸡蛋贮藏时间延长呈现相反的线性变化趋势。蛋黄液的pH值从5.96下降到5.41，而蛋清液的pH值从8.37持续上升到9.20，变化幅度较为明显。产生这种现象的原因是，随着鸡蛋贮藏时间延长，分子质量在25～135 kDa范围内的蛋白质会发生分解，而蛋黄液中含有的高密度脂蛋白（HDL）和卵黄球蛋白等蛋白质符合该范围区间，在贮藏后期均会因脂质代谢通路受损而被大量分解，其蛋白质内部呈酸性的巯基大量暴露在表面，使蛋黄液pH值逐渐降低。同时，贮藏时间延长使维持蛋清蛋白正常空间结构的非共价键作用力被打破，蛋清液中分子溶解度增高，导致pH值逐渐升高。

蛋黄液和蛋清液的盐度值（图2B）及TDS值（图2C）都会随着鸡蛋贮藏时间的延长而线性升高。在检测盐度指标时，蛋黄液、蛋清液分别从1.50、4.85 g/kg上升至1.90 g/kg和5.50 g/kg；在检测TDS指标时，蛋黄液、蛋清液分别从1.48、4.20 mg/L上升至1.96 mg/L和4.86 mg/L，上升趋势显著，并且各指标间有明显的相关性。这可能是由于随着贮藏时间延长，蛋液中细菌及微生物的数量呈指数递增，使蛋液中蛋白质分子不断脱离各种官能团形成更多小分子物质，可移动电荷量增加，盐度升高。同时，细菌和微生物与蛋液中水的相互作用变得更加强烈，从而导致蛋液可溶解性物质总量上升，TDS值随之提高。

4 各检测指标与HU Pearson相关性分析

根据液蛋中蛋黄液和蛋清液各项检测指标（电导率、盐度、TDS、pH值）与壳蛋HU的测定进行整合比对，得到Pearson相关性系数。由表3可知，在相同条件下，HU与绝大多数指标间都存在显著的相关性，同时各指标间也具有强相关性。其中HU与蛋黄和蛋清的pH值相关性最低（蛋黄液0.973、蛋清液－0.933），与蛋黄液和蛋清液电导率的相关性较其他指标更高，达到极显著水平（蛋黄 液－0.997、蛋清液0.996）。因此依据与HU的关联强度，把电导率作为检测液蛋中蛋黄液及蛋清液新鲜度的主要指标，并可选择以盐度、TDS及pH值作为辅助指标进行检验验证。

5 液蛋新鲜度评价标准的建立

各检测指标判定蛋黄液及蛋清液新鲜度等级区间如表4所示，并且根据后期对各指标检测结果的验证，不同指标准确率也有明显差异。其中利用电导率检测蛋黄液和蛋清液的准确率最高，分别为91%和89%，相关性分析中电导率指标与HU的相关性也最显著。故将电导率作为主要检测指标，其他3项指标作为辅助指标，在各指标协同检测后准确率上升到94%， 可以证明各指标相结合增加了检测准确性。值得关注的是，4 种检测指标所应用的仪器都具有成本低、易便携等优势，相比于其他检测方法能更快达到设备普及化的目标，在工业或科研实验中判断液蛋新鲜度时，按照实验或加工标准挑选适合的蛋液样品，有利于达到最终预期与结果。

6 调配蛋液比例检测及线性拟合

本实验应用4 种检测技术对鸡蛋筛选后AA级别的不同比例调配蛋液进行检测，得到不同调配蛋液比例的变化情况，并对4 种指标结果进行线性拟合得到回归方程（图3）。随着蛋黄浓度的升高，电导率呈线性下降，具有明显的变化规律，同样在盐度、TDS和pH值指标中也可以发现同样的趋势。产生这种现象的原因是蛋黄和蛋清中蛋白质种类不同，蛋清蛋白质中含有大量球状水溶性糖蛋白质及卵黏蛋白纤维组成的蛋白质体系，可移动电荷量多；而蛋黄中包括HDL、低密度脂蛋白（LDL）和卵黄高磷蛋白等，三者都能与脂质结合在一起，其中HDL易与LDL共沉淀，或与卵黄高磷蛋白通过钙磷桥形成不溶解的复合物，导致蛋白质表面电荷量减少，离子迁移速率减慢，因此溶液的电导率、盐度和TDS数值都不同程度下降。同时，蛋黄质量分数为0%时内部含有的溶菌酶是碱性蛋白酶，碱性环境可以使鸡蛋更好的抵抗外界微生物的入侵，保持鸡蛋不发生腐败变质。而蛋黄的蛋白质与脂质多为中酸性，其pH值也在中性附近，即蛋黄浓度升高，调配蛋液的pH值呈线性下降趋势。

根据4 种指标拟合曲线得到线性回归方程如表5所示。4 种回归方程的F值都小于0.01，说明4 种回归方程线性相关极显著，具有统计学意义。其中盐度R2最低（0.974 5），电导率回归方程R2最高（0.985 8），因此以电导率为最优检测指标，盐度、TDS、pH值作为备用检测指标可有效对调配蛋液比例进行无损快速检测。

7 色差b值及模型拟合度评价

对不同蛋黄蛋清配比下调配蛋液的色泽变化趋势进行测定，并对所得数据进行分析拟合选取准确度最高的拟合方程。本实验筛选的3 种数学模型如表6所示，ExpDecl模型和Asymptotical模型的R 2 值分别为0.974 41和0.988 62，均小于ExpAssoc模型R 2 值（0.993 01）。同时，RMSE也是评价模型的典型指标，ExpvAssoc模型的RMSE明显小于ExpDecl模型和Asymptotical模型，证明ExpAssoc模型的拟合度更好，因此选取ExpAssoc模型作为最佳模型进行模型准确性评价。

将检测组80 个样品的b值按照ExpAssoc模型进行非线性拟合，再将ExpAssoc模型方程写入计算机数据处理软件中，获得预测组21 个样品色差b值的预测结果，同时利用色差仪对21 个样品进行b值测定，求出实际值。检测组和预测组情况如图4所示，通过后期对预测值和实际值进行对比验证，得出ExpAssoc模型平均误差为8.87%，说明该模型可应用于色泽指标检测蛋黄蛋清调配比例。

结论

本研究结果表明应用以电导率为主，盐度、pH值、TDS和色泽为辅的检测技术可实现对调配蛋液配比和液蛋新鲜度的准确测定。应用了4 种检测手段对不同贮藏时期蛋黄液和蛋清液新鲜度的变化趋势进行探究，并根据壳蛋新鲜度的制定标准，建立了关于蛋黄液和蛋清液新鲜度的评价等级。Pearson相关性分析表明，各指标间具有极显著的相关性，可相互进行辅助验证。其中利用电导率指标检测蛋黄和蛋清新鲜度的准确率分别为91%和89%，在其余3 种指标协同检测后准确率提升为94%。同时，通过对新鲜度等级最高的蛋液调配后各指标的检测和数据拟合，发现以电导率作为指标进行检测的准确度最高（R2为0.9858），盐度、pH值和TDS也都具有统计学意义。在色泽模型筛选中，通过检测组和预测组的对比验证，ExpAssoc模型的测试结果平均相对误差为8.87%，表明使用该模型进行比例检测较为准确。因此，基于电导率的多指标联合技术既具有操作简便、检测时间短、检测准确等优点，又可筛选出新鲜度符合制备调配蛋液标准的鸡蛋，为蛋液新鲜度和调配蛋液比例的检测提供参考依据。

从未来发展的角度考虑，基于电导率的多指标联合技术是通过液蛋新鲜度和蛋清蛋黄比例不同而导致内部结构和含量发生变化，以此进行数据拟合和模型构建。不同品种鸡蛋或禽蛋内部物质含量都存在明显差异，检测结果也会各不相同，但此技术针对的是蛋液内部物质含量变化趋势情况，定性不定量，对于其他品种鸡蛋或禽蛋，仍可选取该技术进行检测分析，得到相对应的拟合曲线与构建模型，在蛋制品检测领域具有广阔的应用前景。

作者简介

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通信作者

迟玉杰 教授

东北农业大学食品学院教授，国家蛋鸡产业技术体系岗位科学家，国家市场监督管理总局保健食品审评专家，全国畜牧业标准化技术委员会专家委员。获首届“中国蛋品加工业十大杰出人物”、黑龙江省“龙江科技英才”称号、杰出青年基金获得者、头雁计划骨干成员。曾任国家（农业部）蛋品加工分中心主任，大豆生物学教育部重点实验室大豆加工首席专家。中国营养学会注册营养师，亚洲蛋品协会常务副理事长，中国畜产品加工研究会常务理事，黑龙江省天然产物工程学会副理事长，黑龙江省添加剂生产与应用协会副理事长等。主持完成国家和省部级科研项目32 项，获得省部级及以上科技奖励13 项。出版《蛋制品加工技术》、《保健食品学》、《食品化学》、《食品添加剂》等专著和教材34 部，授权国家发明专利32 件，转让专利技术6 项、技术合作10 项，提供企业技术支持和咨询服务400余次；培训企业技术人员40余次，解析国家食品安全标准、食品加工质量监管体系、新食品原料应用等。参与国家保健食品审评50余次，审评产品3 600余种。

本文《基于电导率的多指标联合技术在蛋液组分检测中的应用 》来源于《食品科学》2024年45卷第5期94-101页，作者： 窦文浩，王海岭，黄子龙，杨福 明，迟媛，迟玉杰 。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20230831-238。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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