芦荟凝胶结合茴香与青柠皮精油可食性涂膜对冷藏鸡蛋货架期及微生物安全性的增强作用

《Food Science & Nutrition》：Enhancing the Shelf Life and Microbial Safety of Refrigerated Eggs Using Edible Coatings of Aloe Vera Gel Combined With Fennel and Lime Peel Essential Oils

　　

为了探究以芦荟凝胶（100%）为基质、添加不同浓度（0、500和1000?ppm）的茴香精油（fennel essential oil）和青柠皮精油（lime peel essential oil）所制备的可食性涂膜对冷藏温度（5°C）下鸡蛋在三个储存时期（1、15和30天）内某些品质与微生物特性的影响，本研究采用完全随机设计的析因实验，设置三次重复。在储存期间，测定了失重率（%）、哈夫单位（Haugh unit）、蛋壳厚度、蛋白与蛋黄pH值、蛋白发泡能力以及总细菌数。结果显示：经过30天储存后，未涂膜的对照组失重最高（4.81%），而所有涂膜处理组的失重均显著较低（3.35%–3.36%）。哈夫单位最高值出现在涂覆含1000?ppm茴香精油（65.74）和1000?ppm青柠皮精油（65.40）的芦荟凝胶的处理组，而最低值出现在对照组（54.17）。在第15天和第30天，对照组的蛋白和蛋黄pH值均高于其他实验处理组。实验处理对蛋壳厚度无显著影响（p?>?0.05）。储存结束时，总微生物计数最高的是对照组（5.40 log CFU/g），最低的是芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油（4.16 log CFU/g）和芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油（4.17 log CFU/g）处理组。总体而言，可以得出结论：使用芦荟凝胶结合茴香精油和青柠皮精油（尤其是1000?ppm浓度）进行涂膜，可作为有效的组合方式，用于降低储存期间鸡蛋的微生物负荷并维持其内部内容物的品质。

论文解读

一、研究背景与目的

鸡蛋因其高蛋白质含量和丰富的营养价值而成为人类日常饮食的重要组成部分。然而，鸡蛋极易发生物理和微生物腐败变质。蛋壳表面分布着近万个微小气孔，这些气孔不仅导致水分和二氧化碳的持续散失，造成重量减轻和内部品质下降，同时也为微生物的侵入提供了通道，从而严重缩短了鸡蛋的货架期并带来食品安全风险。为应对这一问题，采用可食性涂膜技术被认为是一种有效策略，通过在蛋壳表面形成一层薄薄的屏障，能够减少气体交换和水分流失，并阻止微生物渗透。近年来，利用天然生物聚合物基可食性涂膜已成为研究热点。芦荟凝胶因其良好的成膜性、抗氧化性和抗菌潜力而被广泛关注，而植物精油如茴香精油和青柠皮精油则具有强效的天然抗菌活性。然而，将芦荟凝胶与这两种精油复合应用于鸡蛋保鲜的研究尚属空白。因此，本研究旨在探讨含有茴香和青柠皮精油的芦荟凝胶可食性涂膜对冷藏条件下鸡蛋品质保持和微生物稳定性的提升效果。

二、研究方法概述

研究人员从伊朗吉罗夫特当地零售中心获取300枚新鲜白壳鸡蛋（平均重量62.39±0.1?g），经筛选后随机分为六组。采用水蒸气蒸馏法分别提取干燥墨西哥青柠皮和茴香种子粉末的精油，并从芦荟叶片中分离获得100%浓度的芦荟凝胶。配制五种涂膜液：纯芦荟凝胶、芦荟凝胶+500?ppm茴香精油、芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油、芦荟凝胶+500?ppm青柠皮精油、芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油。将各组鸡蛋浸入相应涂膜液中两次（每次1分钟）后室温晾干，并以未涂膜组为对照。所有样品于5°C储存30天，分别在第1、15和30天测定物理特性（失重率、哈夫单位、蛋壳厚度）、化学指标（蛋白pH、蛋黄pH、蛋白发泡能力）及微生物指标（总细菌计数）。数据采用SPSS 27.0进行析因方差分析和邓肯多重比较检验。

三、研究结果

3.1 失重率

随着储存时间延长，所有样品的失重率均显著增加。第30天时，未涂膜对照组的失重率最高（4.81%），而所有涂膜处理组的失重率均显著低于对照组（3.35%–3.36%），但各涂膜处理组之间无显著差异。这表明涂膜主要通过封闭蛋壳气孔、减少水分和CO₂散失来抑制失重，而精油的额外疏水效应在此条件下并未进一步增强保水性能。

3.2 哈夫单位

哈夫单位随储存时间延长而逐渐下降。第30天时，芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油组（65.74）和芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油组（65.40）的哈夫单位最高，而未涂膜对照组最低（54.17）。涂膜通过减缓CO₂逸出、延缓蛋白pH上升和保护卵黏蛋白网络结构，有效保持了蛋白黏稠度和新鲜度。

3.3 蛋壳厚度

各处理组和储存时间对蛋壳厚度均无显著影响。虽然数值上略有下降趋势，但差异不具统计学意义。这表明涂膜主要作为表面屏障发挥作用，而非改变蛋壳本身的矿化结构。

3.4 蛋白pH

储存过程中蛋白pH持续升高。第30天时，未涂膜对照组的蛋白pH最高（8.26），而芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油组（7.60）和芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油组（7.64）最低。涂膜作为半透性屏障减少了CO₂损失，从而延缓了蛋白碱化过程。

3.5 蛋黄pH

蛋黄pH同样随储存时间延长而升高。第30天时，对照组蛋黄pH最高（6.91），芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油组最低（6.54），其次为芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油组（6.57）。涂膜处理有效抑制了蛋黄pH的过度上升，这可能与减少水分从蛋白向蛋黄迁移有关。

3.6 蛋白发泡能力

蛋白发泡能力随储存时间延长而下降，但涂膜处理组的下降幅度小于对照组。第30天时，所有涂膜组的发泡能力（约7.50–7.53?mL/g）均显著高于对照组（6.28?mL/g）。涂膜通过维持较低的蛋白pH和较高的蛋白完整性，保护了卵黏蛋白的发泡功能。

3.7 总微生物计数

所有处理组的总微生物计数均随储存时间增加。第30天时，对照组的总菌数最高（5.40 log CFU/g），而芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油组（4.16 log CFU/g）和芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油组（4.17 log CFU/g）最低。涂膜本身作为物理屏障阻挡微生物入侵，同时芦荟凝胶中的蒽醌类、皂苷等化合物以及精油中的柠檬烯、反式茴香脑等活性成分发挥了协同抗菌作用，显著降低了微生物负荷。

四、讨论与结论

研究人员在讨论中指出，涂膜处理通过封闭蛋壳气孔形成半透性屏障，有效降低了水分蒸发和CO₂损失，从而抑制了失重、蛋白pH升高和哈夫单位下降，这与已有关于可食性涂膜改善鸡蛋品质的研究结果一致。蛋壳厚度未受显著影响，表明涂膜的作用机制并非改变蛋壳本身结构。蛋白发泡能力的保持归因于涂膜对蛋白pH升高的延缓，从而保护了卵黏蛋白的泡沫稳定性。在微生物控制方面，涂膜不仅起到物理屏障作用，芦荟凝胶与两种精油所含的多种抗菌活性物质（如柠檬烯、γ-松油烯、反式茴香脑等）协同作用，有效抑制了细菌生长，其中1000?ppm精油处理组表现出最强的抑菌效果。

研究结论明确指出：使用芦荟凝胶结合茴香精油或青柠皮精油（特别是1000?ppm浓度）对鸡蛋进行涂膜处理，可通过减少水分和CO₂散失来降低失重、更好地维持哈夫单位和降低总微生物计数，从而有效延长冷藏鸡蛋的货架期并保持其内部品质。尽管这些结果是在实验室条件下获得的，但芦荟凝胶+1000?ppm茴香精油或芦荟凝胶+1000?ppm青柠皮精油涂膜可被视为一种有前景的天然涂膜方案，用于在冷藏储存中延长鸡蛋货架期并维持鸡蛋品质。