張根生，孫維寶，岳曉霞，呂云雄

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150028）

雞蛋含有人體營養(yǎng)所需的所有氨基酸，也是水溶性和脂溶性維生素的來源[1]。液態(tài)雞蛋屬于蛋制品，指的是鮮雞蛋去殼后的包含雞蛋清和雞蛋黃的液體狀雞蛋，具有便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加工利用的優(yōu)點(diǎn)。由于液態(tài)雞蛋失去了蛋殼和膜的保護(hù)，并且蛋清和蛋黃混合后抑制溶菌酶活性，減少了雞蛋自身抑菌能力，使得液態(tài)雞蛋更易受微生物污染。此外液態(tài)雞蛋富含多種營養(yǎng)成分，會(huì)促進(jìn)腐敗和致病微生物生長繁殖[2-3]。從液態(tài)雞蛋中檢出的微生物有：腸炎沙門氏菌（Salmonella enterica）、鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhymurium）、大腸埃希氏菌（Escherichia coli）、李斯特菌（Listeria）和葡萄球菌（Staphylococcus）等[4-8]。食品企業(yè)多采用巴氏殺菌法來殺滅液態(tài)雞蛋中的有害微生物，但這一熱加工技術(shù)會(huì)對其品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響[9]，并且一些耐熱微生物在熱殺菌后仍可以存活[10]。

超高壓屬于非熱殺菌技術(shù)，通常以水為傳壓介質(zhì)，使用100～1000 MPa的高壓，對柔性材料密封包裝的食品進(jìn)行加壓殺菌[11-12]?，F(xiàn)有資料普遍認(rèn)為超高壓主要通過破壞細(xì)胞膜細(xì)胞壁[13]、破壞蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)[14]、影響酶活[15]、影響遺傳機(jī)制[16]和改變細(xì)胞形態(tài)[17]來殺滅食品中的有害微生物。該技術(shù)一方面能夠在-5～50 ℃下有效殺大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特菌等常見有害微生物，滿足微生物限量要求，并延長保質(zhì)期。另一方面，高壓不會(huì)改變共價(jià)鍵，對食品質(zhì)量的關(guān)鍵成分破壞性較?。徊粫?huì)使熱不穩(wěn)定營養(yǎng)素（維生素）變質(zhì)；不會(huì)改變低分子量化合物（風(fēng)味化合物）[18]。此外，高壓條件還不利于美拉德反應(yīng)或酶促褐變[19]。因此經(jīng)超高壓殺菌后的食品，其感官品質(zhì)和營養(yǎng)特性僅會(huì)略有改變。

目前，學(xué)者們做了大量液態(tài)雞蛋超高壓殺菌保鮮的研究，本文綜述了超高壓技術(shù)對液態(tài)雞蛋中微生物的殺滅效果，對液態(tài)雞蛋理化特性和功能特性影響的研究現(xiàn)狀，分析了目前存在的問題并提出了對策。

1 超高壓對液態(tài)雞蛋微生物的影響

1.1 超高壓對液態(tài)雞蛋中菌落總數(shù)的影響

近幾年，關(guān)于超高壓對液態(tài)雞蛋中菌落總數(shù)影響的研究方法可分為未建立和建立染菌模型兩類。未建立染菌模型，即未人為添加微生物，菌落總數(shù)為液態(tài)雞蛋中原有微生物數(shù)。夏遠(yuǎn)景等[20]對液態(tài)雞蛋進(jìn)行超高壓殺菌后發(fā)現(xiàn)，致死率隨壓力和保壓時(shí)間的增加而增加，pH為6.4時(shí)，400 MPa保壓20 min可將菌落總數(shù)降至符合國標(biāo)要求的水平；馬先紅[21]發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓5 min后，菌落總數(shù)減少了約4.5個(gè)數(shù)量級，也能達(dá)到國標(biāo)要求的水平；類似的，蘇婭等[22]發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓15 min可將菌落總數(shù)降低至符合國標(biāo)要求；Tóth等[23]研究發(fā)現(xiàn)200～250 MPa保壓5 min后將菌落總數(shù)降低1～3 lg CFU/mL；白潔等[24]發(fā)現(xiàn)在更低的壓力條件下，200 MPa保壓10 min即可將菌落總數(shù)控制在國標(biāo)要求范圍內(nèi)。這些研究得出的結(jié)論初步證明了超高壓殺菌的有效性。但受雞場衛(wèi)生條件和運(yùn)輸環(huán)境衛(wèi)生條件影響，不同鮮雞蛋的染菌程度不同，所以上述研究得出的殺菌條件出入較大。

有學(xué)者通過建立染菌模型來解決這一問題。建立染菌模型指的是人為刻意添加一定數(shù)量的微生物，使液態(tài)雞蛋中菌落總數(shù)達(dá)到較高水平（多為超過國標(biāo)），以此評價(jià)超高壓殺菌效果。楊瑞香[25]通過建立染菌模型（染菌數(shù)為簡單隨機(jī)抽樣獲取的50枚鮮雞蛋的平均菌落總數(shù)），發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓15 min后菌落總數(shù)由4×104CFU/mL降至12 CFU/mL。Nemeth等[26-27]建立高染菌模型（菌落總數(shù)為108CFU/mL），發(fā)現(xiàn)200～400 MPa保壓3～14 min后，菌落總數(shù)顯著減少，最低約為100 CFU/mL；張根生等[28]也建立了高染菌模型（菌落總數(shù)為106CFU/mL），發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓7.5 min后，菌落總數(shù)達(dá)到國標(biāo)微生物限量要求。更進(jìn)一步地，還有學(xué)者借鑒柵欄技術(shù)，將超高壓協(xié)同其他殺菌技術(shù)或條件對液態(tài)雞蛋進(jìn)行殺菌。如凌欣等[29]結(jié)合弱酸性電位水，200～500 MPa保壓5～8 min，發(fā)現(xiàn)殺菌效果優(yōu)于巴氏殺菌；12.5 W超聲預(yù)處理40 min后、300 MPa保壓10 min，菌落總數(shù)減少了2.5 lg CFU/mL[30]。現(xiàn)有的研究已證實(shí)了超高壓殺滅液態(tài)雞蛋中菌落總數(shù)的有效性，并且在研究方法上也有了一定的完善。

1.2 超高壓對沙門氏菌的影響

超高壓對細(xì)胞表面造成物理損傷，改變細(xì)胞形態(tài)特征，使細(xì)胞膜或細(xì)胞壁部分崩解，細(xì)胞質(zhì)流出，最終殺滅沙門氏菌[31]。現(xiàn)有關(guān)于殺滅液態(tài)雞蛋中沙門氏菌也均在建立染菌模型的基礎(chǔ)上評價(jià)殺菌效果。在上世紀(jì)末，Ponce等[32]發(fā)現(xiàn)350～450 MPa保壓5～15 min可將沙門氏菌數(shù)降低0.8～8 lg CFU/mL（徹底殺滅）。值得關(guān)注的是，該研究用胰蛋白胨大豆瓊脂、煌綠磺胺吡啶瓊脂和沙門氏菌志賀氏菌瓊脂檢測同一殺菌條件下腸炎沙門氏菌在不同的培養(yǎng)基上的生長情況，發(fā)現(xiàn)在不同的培養(yǎng)基上呈現(xiàn)出了不同的殺滅效果，胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基上呈現(xiàn)的殺滅效果最差。Yuste等[33]也發(fā)現(xiàn)了類似的情況，在400 MPa、5 min下胰蛋白胨大豆瓊脂、木糖賴氨酸去氧膽酸瓊脂和薄瓊脂層培養(yǎng)基中均未檢出鼠傷寒沙門氏菌，經(jīng)過腦心浸液肉湯富集培養(yǎng)后才能檢出，出現(xiàn)了亞致死損傷現(xiàn)象，遺憾的是其他研究并未注意到這一問題。如Nemeth等[26]使用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基檢測在200～400 MPa保壓3～1.7 min后沙門氏菌的殺滅情況，發(fā)現(xiàn)減少了4.5～6.11 lg CFU/mL。在張根生等[28]的研究中，使用亞硫酸鉍瓊脂，發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓7.5 min可將沙門氏菌殺滅至無法檢出。但近幾年的研究也有一定的發(fā)展，通過借鑒柵欄技術(shù)，將超高壓協(xié)同其他殺菌方式，實(shí)現(xiàn)在較低壓力強(qiáng)度下殺滅沙門氏菌。Bari等[34]在50 ℃下350 MPa保壓11.4 min，期間使用壓力脈沖每次2 min、共4次處理后，沙門氏菌數(shù)降低8 lg CFU/mL（徹底殺滅）；Isiker等[35]發(fā)現(xiàn)在20 ℃下250 MPa保壓5 min后經(jīng)0.5%（v/v）H2O2處理1 h可使腸炎沙門氏菌減少7～8 lg CFU/mL（徹底殺滅）；Huang等[36]發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用超高壓，可使沙門氏菌數(shù)減少0.43～2.20 lg CFU/mL，在超高壓（20 ℃下138 MPa保壓4～8 min）協(xié)同超聲（55 ℃下40 W處理5 min）后，沙門氏菌數(shù)減少3.23 lg CFU/mL。綜上，超高壓對殺滅沙門氏菌有較好效果，研究方法上可以借鑒柵欄技術(shù)與其他殺菌手段結(jié)合，但也應(yīng)該注意完善評價(jià)殺菌效果的方法，液態(tài)雞蛋營養(yǎng)豐富，會(huì)促進(jìn)亞致死的微生物復(fù)活，有必要使用高營養(yǎng)的培養(yǎng)基來檢測生殘菌數(shù)量，否則會(huì)高估實(shí)際殺菌效果。

1.3 超高壓對大腸桿菌的影響

超高壓會(huì)造成大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)改變、細(xì)胞膜破裂和穿孔、細(xì)胞脂質(zhì)膜的雙層被壓縮、細(xì)胞流動(dòng)性降低、細(xì)胞質(zhì)聚集或離子泄漏、降低Na+K+-ATPase和Ca2+Mg2+-ATPase活性，降低不飽和脂肪酸（主要為C16：1）含量，進(jìn)而殺滅大腸桿菌[37]。早些年的研究發(fā)現(xiàn)，5～25 ℃下250～400 MPa保壓0.38～14.77 min可殺滅0.2～8 lg CFU/mL（無法檢出），由于大腸桿菌細(xì)胞壁較厚、有較強(qiáng)的抗壓性[38-39]，所以在200 MPa時(shí)殺滅數(shù)較低。類似地，Yuste等[33]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20 ℃下200～400 MPa保壓1～5 min可降低2.03～5.5 lg CFU/mL（徹底殺滅）；楊瑞香[25]發(fā)現(xiàn)在300 MPa保壓15 min可殺滅4.6 lg CFU/mL（殘菌數(shù)已符合國標(biāo)要求）；張根生等[28]發(fā)現(xiàn)在300 MPa保壓7.5 min可殺滅至無法檢出。然而與上述研究結(jié)論不同的是，白潔等[24]發(fā)現(xiàn)200 MPa保壓5 min后無法檢出大腸桿菌，認(rèn)為大腸桿菌對壓力敏感，其原因未知。隨著研究的不斷深入，殺滅液態(tài)雞蛋中大腸桿菌的研究也與其他殺菌方式結(jié)合進(jìn)行協(xié)同殺菌，如Monfort等[40]發(fā)現(xiàn)，在液態(tài)雞蛋中添加2%檸檬酸三乙酯后，20 ℃下300 MPa保壓3 min大腸菌群降低超過5 lg CFU/mL。綜上，多數(shù)研究認(rèn)為在300 MPa以上的壓力才能對大腸桿菌有較好的殺滅效果，并且在與其他方法協(xié)同處理后，可在較低壓力強(qiáng)度下使大腸菌群符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.4 超高壓對李斯特菌的影響

超高壓通過引起細(xì)胞內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)形態(tài)變化、破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜、降解膜蛋白來殺滅李斯特菌[41]。Lee等[42]研究發(fā)現(xiàn)在5～25 ℃下400 MPa保壓14.77 min可將李斯特菌殺滅至無法檢出；在20 ℃，300～500 MPa下保壓1～5 min可殺滅李斯特菌0.39～5 lg CFU/mL。Nemeth等[26-27]研究發(fā)現(xiàn)在200～400 MPa下保壓3～17 min可殺滅李斯特菌0.7～2.1 lg CFU/mL。因?yàn)槔钏固鼐歉锾m氏陽性菌，細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高且其分子交聯(lián)度較緊密，對機(jī)械力有一定抵抗力，所以呈現(xiàn)出來的殺滅效果較差。對比后可以得出短時(shí)高壓比長時(shí)低壓能殺滅更多的李斯特菌。此外，也有學(xué)者研究了協(xié)同殺菌對李斯特菌的影響，在Monfort等[40]的研究中，添加2%的檸檬酸三乙酯后，20 ℃下300 MPa保壓3 min，殺滅數(shù)大于5 lg CFU/mL。綜上，雖然李斯特菌具有一定的抗壓性，降低殺菌效果，但可以通過添加協(xié)同劑來增強(qiáng)殺菌效果。

1.5 超高壓對其他微生物的影響

除了上述微生物外，學(xué)者們對其他殺滅微生物也進(jìn)行了一定研究。Yuste等[33]研究了對金黃葡萄球菌和小腸結(jié)腸炎耶爾森菌的影響，發(fā)現(xiàn)在20 ℃下、300～500 MPa保壓1～5min后，分別減少了0.26～0.38 lg CFU/mL和0.32～3.34 lg CFU/mL，證實(shí)了革蘭氏陰性菌對壓力更敏感，更易受影響。Lee等[42]研究了對熒光假單胞菌和多粘類芽孢桿菌的影響，發(fā)現(xiàn)在5～25 ℃下、250～400 MPa保壓14.77 min后，菌群數(shù)均減少了5 lg CFU/mL。在Nemeth等[26-27]的研究中，200～400 MPa保壓3～17 min后，金黃葡萄球菌減少了0.92～2.63 lg CFU/mL，認(rèn)為壓力誘導(dǎo)微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)性損傷和代謝損傷，降低了菌數(shù)。

2 超高壓對液態(tài)雞蛋理化特性的影響

2.1 超高壓對蛋白變性的影響

目前，應(yīng)用于研究壓力對蛋白質(zhì)影響的技術(shù)有差示掃描量熱法、凝膠電泳法、傅里葉紅外光譜、圓二色譜、紫外光譜、熒光光譜、核磁共振光譜等。不同學(xué)者在超高壓對蛋白質(zhì)的影響方面存在爭議，Tóth等[23]以蛋清為原料，研究了200～350 MPa壓力下蛋白質(zhì)變性情況，差示掃描量熱分析結(jié)果表明處理后的蛋清蛋白未變性。而Hoppe等[43]報(bào)道稱壓力使水進(jìn)入蛋白質(zhì)分子，進(jìn)而誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性。Andrassy等[44]報(bào)道稱250～400 MPa的壓力會(huì)導(dǎo)致蛋清蛋白凝聚變性；Yamamoto[45]也報(bào)道稱300 MPa的壓力會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝聚變性。張根生等[28]研究發(fā)現(xiàn)300 MPa保壓7.5 min后蛋白變性率約為25%。此外Frydenberg等[46]報(bào)道稱變性后的蛋白質(zhì)經(jīng)稀釋可能會(huì)促進(jìn)未折疊蛋白質(zhì)重新折疊成天然狀態(tài)。綜上，在已知的有效殺菌條件下液態(tài)雞蛋蛋白質(zhì)是否變性尚未有統(tǒng)一的結(jié)論，且缺乏關(guān)于壓力誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性的系統(tǒng)可靠的研究。國內(nèi)對超高壓處理后液態(tài)雞蛋、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化方面的研究也較少。

2.2 超高壓對蛋白溶解度的影響

現(xiàn)有關(guān)于液態(tài)雞蛋蛋白溶解性的研究均發(fā)現(xiàn)溶解性隨著壓力的增加而降低[47]。對此，學(xué)者普遍認(rèn)為是壓力破壞三、四級結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)展開，從而使蛋白分子間的相互作用力大于蛋白質(zhì)和水之間的作用力[48]。雖然已有研究表明壓力會(huì)對卵清蛋白結(jié)構(gòu)造成影響[49]，但這些研究的樣本是從雞蛋中分離純化后再經(jīng)壓力處理，單從蛋白角度來說，這種研究可靠、分析合理，但雞蛋復(fù)雜的成分會(huì)降低壓力對蛋白的影響[50]，所以液態(tài)雞蛋蛋白溶解性降低的機(jī)理有待深入研究。

2.3 超高壓對其他理化特性的影響

目前，在對粘度的研究中，用于測定粘度儀器的有流變儀[31,40]和普通的粘度計(jì)[28]，研究結(jié)論均為液態(tài)雞蛋經(jīng)超高壓處理后，粘度隨壓力升高而增加[47-48]。在對色度的研究中，顏色測定結(jié)果的表達(dá)形式有多種，如白度、色度、色差等，但測定結(jié)果普遍為L值隨壓力升高而增加[25]，即亮度增加；a值（紅/綠）隨壓力升高而降低，即偏綠；b值（黃/藍(lán)）隨壓力升高而升高[27-29]，即偏黃?？傮w而言，液態(tài)雞蛋經(jīng)超高壓處理后，顏色泛白、偏黃[51-53]。關(guān)于表面巰基含量的研究中，Wang等[53]研究發(fā)現(xiàn)巰基含量在100 MPa時(shí)最高，在200～400 MPa下不斷降低；楊瑞香[25]也得出了類似的結(jié)論，在100 MPa內(nèi)巰基含量先增加，但隨著壓力在升高，200～400 MPa下巰基開始被包埋，巰基含量降低?？傃灾簯B(tài)雞蛋受壓后表面巰基含量先增加，在200 MPa后出現(xiàn)逐漸降低。表面疏水性隨著壓力的增加，蛋白結(jié)構(gòu)被破壞，維持三級結(jié)構(gòu)的疏水相互作用減弱作用、同時(shí)疏水集團(tuán)被包埋[25,47]，疏水性區(qū)域減小[54-55]，蛋白的疏水性降低[56-57]。對凝膠性能的研究發(fā)現(xiàn)，壓力促進(jìn)了蛋白聚集、產(chǎn)生凝膠，同時(shí)改變?nèi)苣z-凝膠轉(zhuǎn)變的線性粘彈性行為。楊瑞香[25]發(fā)現(xiàn)凝膠強(qiáng)度隨壓力增大而增加。Singh等[57]對此作了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)液態(tài)雞蛋在所使用的頻率范圍（0.1～10 Hz）內(nèi)表現(xiàn)出固態(tài)行為。壓力和保壓時(shí)間對液態(tài)雞蛋凝膠化有顯著影響；雞蛋成分在凝固、變性時(shí)呈現(xiàn)出液-固凝膠轉(zhuǎn)變；隨著稠度行為的增加和流動(dòng)行為指數(shù)的降低，流體表現(xiàn)為假塑性流體；隨著壓力強(qiáng)度的增加，液態(tài)雞蛋從流動(dòng)的類液體行為逐漸過渡到半粘性行為，再到高粘性行為[51,57]。關(guān)于超高壓對液態(tài)雞蛋發(fā)泡性能的影響，以往的研究認(rèn)為起泡性和發(fā)泡穩(wěn)定性隨著壓力水平強(qiáng)度的增加而增加[25,56-57]，但最新的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓力在300～400 MPa范圍內(nèi)，起泡性隨壓力增加而降低。這與以往的研究結(jié)論不同，對此，該學(xué)者認(rèn)為是設(shè)備泄壓速率不同，出現(xiàn)空化效應(yīng)，降低巰基暴露，進(jìn)而影響起泡性[28]。綜上，液態(tài)雞蛋蛋白受壓后結(jié)構(gòu)變化影響發(fā)泡性能的機(jī)理也有待進(jìn)一步深入研究。學(xué)者們研究了壓力對液態(tài)雞蛋乳化性、乳化穩(wěn)定性、乳化活性指數(shù)的影響，普遍發(fā)現(xiàn)隨著壓力的升高，乳化性[25]、乳化穩(wěn)定性[40,57]、乳化活性指數(shù)降低[58-60]。Andrassy等[44]使用電子鼻研究受壓后液態(tài)雞蛋產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物，發(fā)現(xiàn)樣品的質(zhì)量點(diǎn)與初始對照樣品的質(zhì)量點(diǎn)相似，認(rèn)為沒有異味產(chǎn)生。

3 結(jié)語

目前已有大量研究證實(shí)了超高壓技術(shù)對殺滅液態(tài)雞蛋中沙門氏菌和大腸桿菌等有害微生物有較好殺滅效果，同時(shí)對液態(tài)雞蛋理化特性和功能特性有一定的影響。但也存在評價(jià)殺菌的方法不全面，未考慮亞致死損傷的外生物、缺乏研究壓力對液態(tài)雞蛋中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的研究，更重要的是缺乏與熱巴氏殺菌作比較的研究。所以之后的研究可以借鑒現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，建立染菌模型，將超高壓協(xié)同其他殺菌技術(shù)，使用高營養(yǎng)的培養(yǎng)基研究殺菌效果；液態(tài)雞蛋超高壓處理后分離純化蛋白，進(jìn)行蛋白結(jié)構(gòu)研究，探討對理化特性和功能特性影響的機(jī)理。超高壓技術(shù)屬于非熱加工技術(shù)，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ谶M(jìn)一步完善后，應(yīng)用到液態(tài)雞蛋生產(chǎn)加工中，必將會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。