改善鸡蛋品质一直受到蛋鸡养殖业的广泛关注,其关注点主要集中于胆固醇的降低,蛋黄颜色的改善,蛋壳质量的提高。鸡蛋除了鲜蛋的直接食用外,近些年来,蛋清蛋白被广泛应用于食品加工的各个领域,所以对鸡蛋蛋清品质的关注具有重要的意义。茶多酚因其多效应的特点而被添加到蛋鸡饲粮中用以研究其提高鸡蛋质量和保健功能的效果。研究表明,茶多酚可在一定程度上提高蛋重,降低蛋黄中胆固醇和丙二醛含量,延缓贮藏过程中鸡蛋哈夫单位的下降[1];茶多酚鸡蛋中蛋白质和脂肪含量高于普通鸡蛋[2]。日本永日农业研究所1997年报告,蛋鸡饲粮中加入0.1%~10.0%(推荐量0.5%~1.0%)的茶粉,饲喂母鸡20~30 d,所产鸡蛋无腥味,蛋白澄清透明,蛋黄嫩黄明亮,鸡蛋重量增加,蛋鸡的产蛋量提高,鸡蛋耐贮藏[3]。这是茶多酚对鸡蛋品质改善中最先提及对蛋白的外观改变的报道,此后未见相关报道。茶多酚的添加是否能改变鸡蛋蛋白品质,改善食用品质还有待进一步的研究。本试验旨在通过饲粮中添加不同水平的茶多酚探讨其对鸡蛋蛋白品质、蛋白凝胶特性及蛋清微量元素含量的影响,为生产高蛋白品质的鸡蛋提供试验依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验所用茶多酚购于安徽红星药业股份有限公司,茶多酚纯度为98.6%,其主要组成见表 1。
试验采用单因素试验设计,设5个茶多酚添加水平, 分别为:0(基础饲粮,对照)、200(TP200)、400(TP400)、600(TP600)和800(TP800) mg/kg(以茶多酚计)。选择720只35周龄处于产蛋高峰期的罗曼蛋鸡,随机分成5组,每组6个重复,每个重复24只鸡。试验预试期2周,正试期8周。预试期所有蛋鸡饲喂与正试期相同的基础饲粮,调整蛋鸡产蛋率,确保产蛋率无显著差异后随机分配到各个组。
1.3 试验饲粮基础饲粮为玉米-豆粕型,其营养水平参考NRC(1994)蛋鸡营养需要和我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004),并结合生产实际来配制,饲粮为粉料。基础饲粮组成及营养水平见表 2。
试验在四川绵阳圣迪乐村宏仁场进行。采用4层阶梯式笼养,每笼6只鸡,连续的4笼为1个重复,每个组的6个重复均匀分布在鸡舍内,并且每个重复的鸡都均匀分布在中间2层。全程粉料饲养,采用光照16 h,舍内温度控制在25 ℃左右,自由饮水,每天喂食2次(09:00和15:00),每天15:30拣蛋并记录称重,定期打扫圈舍卫生。
1.5 测定指标与方法 1.5.1 蛋品质试验第4周和第8周,每个重复选取3枚接近平均蛋重的鸡蛋(n=18),用日本Robotmation蛋品质分析仪(EMT-5200)对蛋白高度、蛋黄颜色和哈夫单位进行测定,蛋壳强度使用Robotmation蛋壳强度仪(EFG-0503)测定,蛋壳厚度用千分尺测量,蛋壳重和蛋黄重准确称量。
1.5.2 蛋白凝胶特性试验第8周,每个重复选取1枚接近平均蛋重的鸡蛋(n=6),分离蛋清后用高速分散机搅拌,静置后弃除底层脐带等杂质,置于4 ℃冰箱中待用。后取于烧杯中,保鲜膜封口,水浴加热一定时间后用冰水浴冷却,放入4 ℃冰箱中后取出备用。利用物性测试仪的P0.5探头,测定鸡蛋清的凝胶特性。
1.5.3 蛋白凝胶网络结构试验第8周,每个重复选取1枚接近平均蛋重的鸡蛋(n=6),分离蛋清后制备凝胶切片,将制备的凝胶切片用0.2%戊二醛溶液固定12 h后,漂洗,然后经浓度为50%、70%、90%和100%(体积比)的乙醇梯度脱水,用醋酸异戊酯置换出乙醇,临界点干燥,经离子溅射仪喷金后,于扫描电子显微镜下观察其网络结构、拍照[4]。
1.5.4 蛋清中蛋白质和微量元素含量试验第8周,每个重复选取1枚接近平均蛋重的鸡蛋(n=6),分离蛋清,冷冻干燥,置于-20 ℃冷冻备测。
蛋白质含量测定:称取0.5 g蛋白风干样,称量纸包好放入蛋白质测定管中,加4.2 g混合催化剂(无水硫酸钠:硫酸铜=50 : 3,体积比),10 mL浓硫酸,420 ℃消化4 h,取出冷却后放入全自动凯氏定氮仪测定[5]。
微量元素含量测定:采用原子吸收光谱仪火焰法测定蛋白中的铜、铁、锌和锰含量,前处理方法参照GB 5413.21—2010《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中钙、铁、锌、钠、钾、镁、铜和锰的测定》[6]。
1.6 数据统计与分析采用SPSS 19.0对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)及线性(linear)、二次(quadratic)分析,差异显著者用Duncan氏法多重比较平均值间的差异显著性,结果用平均值±标准差表示,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。
2 结果与分析 2.1 茶多酚对鸡蛋品质的影响由表 3可知,第4周时,添加茶多酚对蛋重有显著影响(P<0.05),且随着茶多酚添加水平的提高蛋重呈二次曲线变化(P<0.01);与对照组相比,茶多酚添加水平为400 mg/kg时的蛋重提高了6.73%(P<0.05)。第8周时,添加茶多酚对蛋白高度和哈夫单位有显著影响(P<0.05),并且随着茶多酚添加水平的提高,蛋白高度和哈夫单位均呈二次曲线变化(P<0.01);第8周时,与对照组相比,茶多酚添加水平为400和600 mg/kg时的蛋白高度分别提高了15.83%和19.97%(P<0.05),茶多酚添加水平为200、400和600 mg/kg时的哈夫单位分别提高了7.44%、9.91%和11.90%(P<0.05)。随着茶多酚添加水平的提高,浓蛋清重在数值上有一定增加,但各组间差异不显著(P > 0.05)。
由表 4可知,添加茶多酚对凝胶强度、硬度、胶黏性和咀嚼性均有显著影响(P<0.05),且随茶多酚添加水平提高均呈二次曲线变化(P<0.05)。与对照组相比,茶多酚添加水平为400 mg/kg时,蛋白凝胶强度、硬度、胶黏性和咀嚼性分别降低了25.18%、24.42%、26.75%和27.01%(P<0.05)。
茶多酚对蛋白凝胶网络结构的影响如图 1所示。由图可知,添加茶多酚后,蛋白凝胶网络结构有一定的改变。对照组蛋白凝胶网络结构较为紧实致密,网状空隙较小,细胶束聚集较明显;添加200、400和600 mg/kg茶多酚时,其蛋白凝胶呈多孔、疏松和不规则的网状结构,而添加800 mg/kg茶多酚时,其蛋白凝胶网络结构基本与对照组一致。
由表 5可知,添加茶多酚对蛋清中粗蛋白质含量没有显著影响(P>0.05);添加茶多酚使蛋清中铜和锰的含量显著降低(P<0.05),且呈现显著的线性和二次曲线变化(P<0.05),添加茶多酚对蛋清中铁和锌的含量没有显著影响(P>0.05)。
本试验结果表明,添加茶多酚提高了蛋鸡第4周鸡蛋的重量,显著提高了第8周鸡蛋的蛋白高度和哈夫单位,且随茶多酚添加水平的提高,呈二次曲线变化。茶多酚对鸡蛋品质的影响已有较多研究,但研究结果不尽相同。有报道认为饲粮中添加0.5%绿茶提取物和1.5%绿茶粉对蛋品质无显著影响[7],添加40、80、200和400 mg/kg的茶多酚对海兰灰蛋鸡的蛋品质也无显著影响[1];也有报道指出,5%和10%绿茶粉组蛋壳强度、蛋壳厚度和哈夫单位有降低的趋势,且10%绿茶粉组蛋壳厚度显著低于未添加组[8];而何柳青等[9]研究发现,添加0、200和400 mg/kg茶多酚饲喂绿壳蛋鸡28 d后,添加组的哈夫单位与对照组相比有增加的趋势;0.6%绿茶粉可显著提高鸡蛋贮存期的蛋白高度和哈夫单位[10]。Biswas等[11]研究发现,添加0.3%绿茶粉可以提高鸡蛋哈夫单位和蛋白高度。以上研究结果与本试验结果不尽相同,可能与茶多酚样品组成和来源不同有关。但从已有的研究中可以看出,茶多酚对于鸡蛋蛋白品质的改善具有明显效果,其原因可能与茶多酚的抗氧化功能有关。
蛋清蛋白的凝胶特性在工业生产中起着非常重要的作用,在食品工业上可改进食品形态和质地,而且在提高食品持水力、增稠等方面也有广泛地应用。凝胶特性包括强度、黏聚性、回复性、咀嚼性、胶黏性、弹性和保水性,强度和咀嚼性反映鲜蛋蛋清的食用口感,凝胶保水性指加工过程中凝胶对本身或外加入水分的保持能力,其能够反映蛋白质结合水的能力,用来客观评价蛋白质制品的品质[12]。目前,针对如何改变蛋清蛋白凝胶特性的研究较多,大多集中于体外直接通过对蛋清进行处理而进行[13-14],或者研究鸡蛋贮藏条件与时间对蛋清蛋白凝胶特性的影响[15-16],而针对于通过饲粮因素改善蛋清蛋白凝胶特性还鲜有报道。张扬[17]研究报道,添加0.3%的茶多酚提取物能够提高鸡蛋蛋白凝胶保水性、黏聚性、回复性和泡沫稳定性,降低蛋白凝胶强度、咀嚼性和胶性。本试验中,茶多酚添加水平为400 mg/kg时,蛋白凝胶强度、硬度、胶黏性和咀嚼性分别较对照组显著降低。这与前人的研究结果基本一致。其原因与茶多酚提高鸡蛋的哈夫单位有关,于滨等[15]研究表明,哈夫单位和浓蛋白含量与凝胶质构性质呈负相关。表明饲粮中添加适量的茶多酚可以改善鸡蛋蛋清的食用口感,也可以改善蛋清的加工特性。
禽蛋蛋清中含有较高浓度的蛋白质,是蛋白质分散在水中形成的溶胶体。在加热条件下,这种溶胶体会转化成凝胶,蛋白凝胶化是一个复杂的过程,经过蛋白质分子链的伸展、分裂、结合及聚集,相邻的分子通过氢键、二硫键、疏水键、范德华力及静电等作用交联形成三维网状结构,进而将水分和其他成分包络起来形成凝胶[18]。本试验发现添加200、400和600 mg/kg茶多酚,其蛋白凝胶呈多孔、疏松和不规则的网状结构;而对照组和800 mg/kg茶多酚添加组蛋白凝胶网状结构较为紧实致密,网状空隙较小,细胶束聚集较明显。这一结果佐证了200、400和600 mg/kg茶多酚添加组蛋白凝胶的硬度与咀嚼性较对照组和800 mg/kg茶多酚添加组低的结果;而800 mg/kg茶多酚添加组凝胶网状结构变化不明显也与其鸡蛋蛋白高度和哈夫单位变化不明显的结果一致,其原因可能是蛋白凝胶网状结构与蛋白品质和组成相关,当茶多酚添加水平为800 mg/kg时,其对蛋白品质没有显著影响,所以凝胶网状结构变化也不明显。关于饲粮因素导致鸡蛋蛋清空间结构改变的研究目前未见报道。在鸽上的研究发现,鸽蛋水分含量、蛋白质的含量和种类、矿物元素的含量及与蛋白质的结合形式均会造成透明鸽蛋空间结构疏松[19]。而多孔疏松的空间结构使得光的透射性强,从而使蛋白看起来更透明[19]。本试验还发现,添加茶多酚后对鸡蛋蛋白的粗蛋白质含量没有影响,而蛋白中铜和锰的含量显著降低。茶多酚及其他饲料添加剂对鸡蛋中矿物元素含量的影响目前未见报道,其原因有待进一步研究。常玲玲等[19]的研究发现,透明蛋白的矿物元素含量低于不透明蛋白,矿物元素的含量和组成是影响鸽蛋透明度的主要因素之一。而在我们的试验中也观察到饲粮添加茶多酚后鸡蛋蛋清更加清亮透明,煮熟后蛋白口感更好。因此,我们推测茶多酚的添加可能影响了鸡蛋蛋白质的种类和矿物元素的含量,从而引起鸡蛋蛋白品质和凝胶特性的改变。
4 结论① 蛋鸡饲粮添加茶多酚可提高鸡蛋重量、蛋白高度和哈夫单位,降低蛋清蛋白凝胶强度、硬度、胶黏性和咀嚼性,降低蛋白中铜和锰的含量。
② 茶多酚添加后蛋白凝胶呈多孔、疏松和不规则的网状结构。
③ 综合各项指标,茶多酚的添加水平为400 mg/kg时,其改善作用明显。
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