1.禽蛋的形成过程
禽蛋在母禽的生殖器官内形成,整个过程分为两个阶段:首先在卵巢形成卵黄,然后在输卵管中形成蛋白、壳膜和蛋壳,经泄殖腔排出体外(图5-1)。
母禽的卵巢产生卵细胞,经10d左右发育成熟(形成蛋黄),成熟的卵母细胞即发生分裂,释放出卵子即卵黄。卵黄从卵巢释放出来后,立即被输卵管的漏斗部纳入,此处若与精子相遇则完成受精作用。卵黄在漏斗部停留15~18min,随即进入膨大部。膨大部也称蛋白分泌部,有腺体分泌浓蛋白,包围卵黄(表5-1)。由于输卵管蠕动作用,推动卵黄在卵输管内旋转前进。因机械旋转,引起这层浓蛋白扭转而形成系带(卵带)。然后分泌稀蛋白,形成内稀蛋白层,再分泌浓蛋白形成浓蛋白层。卵在蛋白分泌部停留约3h,在这里形成浓厚黏稠状蛋白。蛋白分泌部的蠕动,促使包有蛋白的卵进入峡部(管腰部),在此处停留75min,峡部会分泌一些水和无机盐进入卵中,蛋清蛋白的浓度被稀释很多,同时腺细胞分泌形成内外蛋壳膜。卵进入子宫部,约存留18~20h,由于渗入子宫液,蛋白吸收水分,使蛋白的重量增加一倍,并形成外稀蛋白层,同时使蛋壳膜鼓胀而形成蛋的形状。壳腺分泌含钙化物沉积到蛋壳膜上形成卵壳。产蛋前4~5h子宫壁色素细胞分泌色素涂于壳表面,形成各种色斑。卵在子宫部已形成完整的蛋。蛋到达阴部,约停留20~30min。在脑下垂体后叶分泌的催产素和加压素的作用下,子宫和阴道的肌肉收缩,阴道向泄殖腔外翻,迫使蛋产出体外。蛋总是细端向前移动,但是在其产出之前半小时,它会急速翻转,最终钝端朝前产出(表5-1)。
表5-1 禽蛋的形成部位及功能
2.禽蛋的形成器官
母禽的生殖器官包括卵巢和输卵管,但仅左侧卵巢和输卵管能正常发育,右侧卵巢和输管管在孵化的第7~9d即停止发育并逐步退化。成禽的生殖器官具有显著的季节性变化:生殖季节达到充分发育并具有生殖功能,而在非生殖季节又逐渐萎缩,直到下一个生殖季节再重新生长发育,这种周期性变化也是禽类在长期进化中的一种适应。
图5-2 鸡的内脏分布示意图
(1)卵巢 卵巢位于腹腔左侧、左肺最后方、左肾前叶顶端,以短的卵巢系膜悬吊于腹腔背侧。一个卵巢有数百万枚卵泡,肉眼可见的卵泡有数百至数千个,鸡有1000~3000个,鸭鹅有600~1000个,但其中仅有少数能成熟排卵。常见4~6个依次增大的卵泡与其他小卵泡,在卵巢腹面以短柄与卵巢相连接,呈葡萄状(图5-3)。
图5-3 鸡卵
卵巢主要由结缔组织构成,分为内外两层,内层为髓质,外层为皮质。髓质富含血管、神经,皮质含有很多发育层次不同且大小不等的卵泡。每个卵泡含有一个生殖细胞,即卵母细胞,由一根细梗与卵巢相连。细梗内有动脉血管,在卵泡表面形成微细血管网络,为卵泡提供卵细胞发育所需的营养物质。
卵细胞初期发育缓慢,后期迅速增长。根据卵泡发育程度的不同分为初级卵泡、生长卵泡和成熟卵泡;同时卵细胞的颜色从白色逐渐转变为黄色。黄色的卵细胞通常称为卵黄(形成蛋后叫蛋黄),其黄色来源于饲料中的脂溶性叶黄素。卵细胞的成熟需要9~10d,成熟后,自卵泡缝痕破裂排出卵子掉入输卵管,称为排卵。排卵一般发生在产蛋后半小时。家禽的排卵期比较固定,鸡、鹌鹑一般为24h,鸭一般为25~26h。
(2)输卵管 输卵管是一个长而弯曲的管状器官,起自卵巢正后方,沿腹腔左背侧体壁向后行,止于泄殖道。从前向后,依次为漏斗部、膨大部(蛋白分泌部)、峡部、子宫和阴道5部分(图5-4)。
图5-4 母鸡生殖系统实物图
①漏斗部:漏斗部又称伞部或喇叭口,是蛋进入输卵管的入口,长约9cm,分为漏斗区和管状区。在排卵前后做波浪式蠕动,成熟的卵细胞排出时,被漏斗部张开的边缘包裹。发生过交配的母禽,卵细胞与精子结合形成受精卵。
②膨大部:膨大部又称蛋白分泌部,是输卵管最长的部分,长30~50cm,管壁较厚,管壁外层为肌肉层,内层为黏膜固有层,黏膜有纵褶,布满管状腺和单胞腺,前者分泌稀蛋白,后者分泌浓蛋白。输卵管的蠕动作用促使卵黄沿着管轴以旋转方式下移通过膨大部,由于蛋白内层黏蛋白纤维收到机械的扭转和分离,形成螺旋形的蛋黄系带(钝端顺时针方向旋转,锐端逆时针方向旋转)。系带能固定蛋黄使其位于蛋的中央。膨大部能分泌蛋白、多糖及无机离子等。
③峡部:峡部较短,是输卵管最细的部分,长约10cm。峡部与膨大部具有一条白色分界线。峡部的主要功能是形成内壳膜和外壳膜,从而固定蛋的形状,但比较柔软。软蛋以其长轴为中心旋转前行。受精卵在此处第一次卵裂。
④子宫:子宫是输卵管管径最宽的部位,呈袋状,具有玫瑰色,长8~12cm。壁厚且肌肉发达,内壁分布着可分泌子宫液的管状子宫腺体(壳腺)。卵黄在子宫中停留的时间最长,达到18~20h。软蛋进入子宫后的前6~8h,子宫分泌无机盐(主要是钾盐和碳酸氢盐)溶液。该溶液被软蛋吸收而使蛋白重量增加一倍,冰形成稀薄蛋白层。软蛋体积膨大,蛋壳膜呈紧绷状态。子宫液中的碳酸钙在蛋壳膜表面缓慢沉积,并逐渐加快,经20h蛋壳完全钙化。最后5h,子宫的壳腺分泌产生一些着色物质,沉积在蛋壳表面。
⑤阴道:阴道为输卵管的最后一部分,开口位于泄殖腔的左侧,其肌肉发达有助于母禽将蛋产出体外。蛋通过阴道时,会刺激黏液分泌腺产生一种胶质黏液,具有润滑蛋体的作用,促进蛋体的排出。该黏液遇到冷空气便凝结成膜,称为壳外膜。在阴道部与子宫部的交界处分布着阴道腺(vaginal gland),又称精子腺(sperm host gland),能分泌糖类和脂类物质,用于贮存精子,精子能在该腺存活21d之久。当母禽产蛋时,被挤压出腺管的精子会陆续进入漏斗部与卵子受精。
3.禽蛋营养组分的合成
(1)蛋黄的生物合成 蛋黄中的主要成分是蛋白质和卵黄脂质,在雌激素作用下,由肝脏合成。合成的蛋黄物质被释放进入血液循环,通过血液运输到卵泡,与卵母细胞表面的受体结合,经过内吞作用进入卵细胞。每个卵细胞发育的时间约10d,开始阶段,卵细胞发育缓慢,当卵细胞直径达6mm时,卵子急剧增大。通常由数个卵子同时有序发育,分别处于不同的发育阶段,发育时间相隔1~2d。
蛋黄中的色素来自饲料,母禽进食后,色素会沉积在蛋黄内,由于鸡一般白天进食,因此,白天在蛋黄中沉积的色素多,夜晚沉积的少,而蛋黄仍在持续的生长,导致蛋黄呈现出深浅两种交替的蛋黄层。饲料中的色素种类和含量会影响蛋黄色泽,青饲料和黄色玉米能增进蛋黄色泽,过量的亚麻油粕粉使蛋黄呈绿色。一般煮过的饲料无着色力;干燥的粉料着色力高。
(2)蛋清的生物合成 蛋清的形成全部在输卵管内进行。与蛋黄不同,蛋清的蛋白质主要在输卵管中进行,甾类激素(如雌激素、黄体激素),通过控制输卵管管壁中合成蛋白的细胞中这些蛋清蛋白基因的转录而调节各蛋白质的合成。卵子在膨大部(蛋白分泌部)形成蛋清4层中的3层(系带膜状层、内稀薄蛋白层、中浓厚蛋白层),离开膨大部时,其外观是一层蛋清,分层并不明显。在峡部会分泌一些水和无机盐进入蛋清。在子宫部继续吸收大量的水分和盐分,蛋清重量增加,形成外稀蛋白层,此时蛋清显现出明显的分层。
蛋清中除了蛋白质,还有糖、无机盐等其他物质。蛋清中的糖是由峡部提供并在壳腺部(子宫)进入蛋清的。蛋清中的无机盐主要是在膨大部进入蛋清的,而K+是在壳腺部进入蛋清的。
(3)壳下膜的生物合成 禽卵离开膨大部时,蛋内容物基本形成,接着进入峡部,在峡部形成蛋壳膜,所以峡部也称为壳膜部。壳下膜分为两层,首先形成贴近蛋清的内壳膜,然后形成贴近蛋壳的外壳膜。膜的主要成分是角质蛋白纤维。
(4)蛋壳的生物合成 禽蛋蛋壳的生物合成是一种受时间和空间严格控制的生物矿化过程。
①准备阶段:在峡部,富含蛋白聚糖的有机聚合物按一定周期沉积在壳下膜表面,形成随机分布的乳头核,这些乳头核由于富含蛋白聚糖而带有一定电荷;禽卵进入子宫后,最初8h内迅速吸收水分而膨大,形成蛋的卵形。
②成壳阶段:子宫壳腺分泌大量的Ca2+、HCO3-(远超其CaCO3溶解度)以及构成蛋壳的有机物质。碳酸钙会因为与乳头核电荷相反而被吸引沉积在乳头核上,并逐步沉积呈放射状生长,依次形成乳头层和栅栏层等蛋壳主要部分。
形成蛋壳的钙主要从饲料中获取。若饲料供给不足,则从骨头中调动钙离子,若长期缺钙,就会形成软壳蛋,甚至中止产蛋。缺乏维生素D也会影响钙吸收和蛋壳形成。
③成膜阶段:在产蛋前2h,生物矿化作用停止,形成壳外膜。
1.禽蛋的整体构造
禽蛋由蛋壳、蛋白和蛋黄3大部分组成,其具体结构如图5-5所示。
图5-5 禽蛋的结构示意图
2.蛋壳的构造
蛋壳及膜部分由角质层、蛋壳、壳下膜(壳外膜和壳内膜统称)构成(图5 -6、图5 -7、图5-8)(Hunton,2005)。
(1)角质层 角质层是指鲜蛋表面覆盖的一层膜,又称壳上膜、外壳膜、角质膜,是由一种无定形结构、透明、可溶性的胶质黏液干燥后形成的膜。其主要化学组成为糖蛋白。外蛋壳膜有封闭气孔的作用,完整的膜能阻止蛋内水分蒸发、二氧化碳逸散及外部微生物的侵入,但水洗、受潮或机械摩擦均易使其脱落。因此,该膜对蛋的质量仅能起短时间的保护作用。壳上膜的完整程度可作为判断蛋新鲜度的依据。鸡蛋涂膜保鲜就是人工仿造壳上膜的作用而发展起来的一种禽蛋保鲜方法。
(2)蛋壳 蛋壳是包裹在蛋内容物外面的一层石灰质硬壳,主要由碳酸钙组成,一般厚0.2~1.0mm。具有保持蛋的形状,保护蛋内容物的作用,但质地薄脆,不耐挤压。蛋壳的纵轴比横轴耐压,因此储运时,通常将蛋竖放。
蛋壳主要由基质和方解石晶体构成,二者比例为1∶50。基质由交错的蛋白质纤维和团块组成,分为乳头基质层和海绵基质层,乳头基质层内嵌在壳下膜的蛋白纤维网络中,乳头核心中的蛋白团块与壳下膜的蛋白纤维发生连接。方解石晶体按一定方式堆积在基质网络中,并形成微小的气孔(图5-9)。
图5-6 蛋壳的扫描电镜图
图5-7 蛋壳的结构示意图
图5-8 蛋壳的形成过程
(3)气孔 蛋壳上具有很多气孔,结构不规则呈弯曲状,100~300个/cm2,总数可达10000~20000个,其分布并不均匀,一般钝端较多,锐端较少。鸡蛋的气孔小,鸭蛋和鹅蛋的气孔大。气孔的主要作用是作为通道,沟通蛋内外水分和气体的交换,因此胚胎发育所需要的氧气和产生的二氧化碳及水气可透过气孔排出。气孔似漏斗状,从外向内逐渐变窄,其直径多在1.4~5.6μm,但少数气孔较大,可穿过细菌。刚生出来的蛋,气孔是封闭的,表面光滑;随着时间延长,气孔会逐渐敞开,蛋的表面会越来越粗糙。
蛋存放的时间越长,蛋内水分扩散到蛋外的就越多,导致气室逐渐增大,蛋重逐渐减轻,据此可以判断蛋的新鲜度。气孔具有透湿性,在暗室中通过强光照射,可以观察蛋的内容物情况(图5-10)。
图5-9 蛋壳横截面扫描电镜图
图5-10 蛋壳外膜上的气孔(标尺长度5μm)
3.蛋壳膜的构造
(1)壳下膜 壳下膜又称壳内膜,厚约50μm,分内外两层。外层称为外壳膜,厚4~60μm,紧贴蛋壳;内层称为内壳膜或蛋白膜,厚13~17μm,紧贴蛋白。两层膜的结构大致相同,都是由角质蛋白纤维交织构成的网状结构,但外壳膜结构粗糙,网孔隙较大,微生物可以穿过外壳膜进入蛋内;而蛋白膜纤维纹理紧密细致,网间孔隙小,微生物不能直接穿过内壳膜,只能先分泌蛋白酶分解蛋白纤维后,才能进入蛋内。
壳下膜对微生物的阻挡能力高于蛋壳,可以保护蛋内容物不受微生物入侵,同时保护蛋白不流散。壳下膜具有透水、透气性,不溶于水、酸和盐溶液。
(2)气室 壳下膜的两层蛋壳膜(外壳膜和内壳膜)原本贴合在一起,但禽蛋离体后,蛋内容物冷却收缩,形成负压,使得外部气体进入蛋内。由于钝端气孔较多较大,外界空气从钝端进入相对容易。另外,外壳膜与蛋壳内壁结合紧密,而内壳膜则紧贴蛋白。因此,气体在钝端的两层膜间聚集,使得钝端的两层膜分开,形成一个气室(图5-11)。
图5-11 壳下膜的微观网络结构
禽蛋在产下后6~10min形成气室,24h形成直径1.3~1.5cm的气室。随着存放的时间延长,蛋内的水分会逐渐散失,从而导致气室不断增大。因此,气室的大小反映蛋的新鲜度(图5-12)。
图5-12 气室与鸡蛋等级
4.蛋白的构造
(1)蛋白 蛋白也称蛋清,是一种半透明半流动黏稠胶体物质,位于蛋黄膜和蛋白膜之间,约占蛋质量的45%~60%。蛋白从外向内分为四层,外稀蛋白层,约占23.2%;中浓蛋白层,约占57.3%;内稀蛋白层,约占16.8%;内浓蛋白层,也称系带膜状层,约占2.7%(图5-13)。
浓厚蛋白含有黏蛋白和溶菌酶。黏蛋白能使浓厚蛋白成为一个整体,溶菌酶具有杀菌抑菌能力。蛋在存放过程中,黏蛋白会发生水解,浓厚蛋白会逐渐转变为稀薄蛋白,溶菌酶也会逐渐失去抑菌能力。浓厚蛋白和稀薄蛋白质量之比称为蛋白指数,用于评价蛋的新鲜度,鲜蛋一般为6∶4或5∶5。当蛋贮藏时间过长,蛋内稀薄蛋白含量就会大量增加,从而变为水响蛋。
(2)系带 沿着鸡蛋纵轴方向,在蛋黄两端各有一个连接蛋黄和两端的带状扭曲物,称为系带。系带由浓厚蛋白构成,粗而具有弹性,其作用是将蛋黄固定在蛋的中心。随着蛋存放时间的延长,浓厚蛋白会逐渐变稀,系带也会逐渐变细甚至消失,从而造成蛋黄游动而出现黏壳蛋。因此,系带的状态也可用于鉴别的蛋新鲜度。系带在加工时须除去。
图5-13 蛋清与蛋黄
5.蛋黄的构造
蛋黄由蛋黄膜、蛋黄内容物和胚盘3个部分组成,位于蛋的中心,呈圆球形。
(1)蛋黄膜 蛋黄膜是一层薄但很有韧性的透明薄膜,平均厚度为16μm,质量占蛋黄的2%~3%,包裹整个蛋黄部分,防止蛋黄和蛋白混合。
由于蛋黄含有较多的盐类,渗透压高于蛋白,因此蛋白中的水分不断向蛋黄渗透,使蛋黄体积不断增大,蛋白膜逐渐变薄,其韧性也逐渐下降。当体积增大19%以上时,蛋黄膜就会破裂,蛋内容物外泄,形成散黄蛋。
新鲜的蛋打开后,蛋黄高耸,而陈旧的蛋打开后,蛋黄扁平。因此可以根据蛋黄的凸出程度判断蛋的新鲜度。蛋黄指数是蛋黄的高度和直径之比,用于指示蛋的新鲜度,指数越大代表蛋越新鲜(图5-14)。
图5-14 蛋黄指数检测
(2)胚盘 蛋黄表面有一个直径为2~3mm的白点,未受精的呈圆形,称胚珠;受精的呈靶心形,称胚盘(图5-15)。因为胚盘的密度比蛋黄小,因此浮在蛋黄表面。未受精的蛋相比受精的蛋耐贮藏。当外界的温度高于25℃时,受精的胚盘就会发育,形成血环,并随温度升高而产生树枝状的血丝(图5-16)。
图5-15 胚盘(受精)和胚珠(未受精)
图5-16 发育4d的鸡蛋显示出血丝
(3)蛋内容物 蛋内容物是蛋黄的主体部分,是一种浓厚且不透明的半流动黄色乳状液。胚胎的下部至蛋黄中心有一细长近似白色的部分称蛋黄芯。
新鲜的蛋黄内容物由浅色蛋黄和深色蛋黄交替组成。蛋黄之所以呈现颜色深浅不同的轮状,是由于母禽一般白天进食,因此白天比夜晚有更多的色素沉积在蛋黄内。因此白天形成深色蛋黄,而夜晚形成浅色蛋黄,一昼夜沉积形成的蛋黄层厚度为1.5~2.2mm,如此循环,结果蛋黄内形成7~10个深浅蛋黄交替组成的同心圆。
蛋黄的色泽主要来自饲料里所含的3种色素:叶黄素、β-胡萝卜素以及黄体素。饲料中色素的成分和含量会影响蛋黄的色泽,因此饲料不同,所产的蛋黄色泽也会有所不同(图5-17)。一般浅色蛋黄仅占全蛋黄的5%左右。
图5-17 不同色泽的蛋黄
禽蛋含有水分、蛋白质、脂肪、矿物质、糖类及维生素等成分。禽蛋的化学组成受家禽的种类、畜龄、蛋重、饲养条件和产蛋时间等因素影响,变化较大(表5-2)。
表5-2 禽蛋的化学成分表
1.蛋壳的成分
(1)角质层 角质层大部分成分是非角质蛋白,以及一些糖类(半乳糖、葡萄糖、甘露糖、果糖和戊糖),3.5%的灰分,极少量的脂类和色素。
(2)蛋壳 蛋壳主要由无机物组成,约占整个蛋壳的94%~97%,有机物约占整个蛋壳的3%~6%。无机物主要是碳酸钙(约93%),碳酸镁(约1%),以及少量的磷酸钙、磷酸镁。这些物质以乳头核为起点呈放射状生长,形成两种晶体:方解石晶体,主要成分为CaCO3;白云石晶体,主要成分为CaMg(CO3)2。白云石晶体比方解石晶体硬度大,其分布从外侧向内侧逐步减少。有机物主要为蛋白质,少量的水和脂质(表5-3)。
表5-3 蛋壳的化学组成
蛋壳的色素主要是卟啉类色素:原卟啉Ⅸ,胆绿素Ⅸ和胆绿素Ⅸ的锌离子螯合物。褐色的蛋主要含有原卟啉色素,而蓝色或蓝绿色的蛋主要含有胆绿素Ⅸ及其锌离子螯合物。在孕酮的影响下,色素会聚集在母亲生殖道的壳腺,随蛋壳形成而沉积,在产蛋前3~5h,沉积速度加快。
2.蛋壳膜的成分
蛋壳膜含有约20%的水分和80%的有机物。有机物大部分为蛋白质(硬蛋白为主),少量多糖和脂肪。蛋壳膜中含有丰富的溶菌酶,其含量是浓厚蛋白的4倍。
3.蛋白的成分
蛋白部分的重量约占全蛋重的2/3,主要含有水分、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和糖类。这些成分受家禽种类、品种、饲养条件、生理期等因素影响,差异较大(表5-4)。(www.xing528.com)
表5-4 蛋白的化学组成
(1)水分 蛋白质中的水分除少量与蛋白结合,以结合水形式存在外,大部分水分以溶剂形式存在。蛋白中的水分分布并不均匀,外稀蛋白层含水89%,中厚蛋白层含水84%,内稀蛋白层含水86%,内浓蛋白层(系带膜状层)含水82%。
(2)蛋白质 蛋白中的蛋白质约占蛋白重量的11%~13%,其种类将近40种,主要有卵白蛋白、卵伴白蛋白(卵转铁蛋白)、卵类黏蛋白、卵球蛋白、溶菌酶等。按照蛋白的结合形式,分为简单蛋白类和糖蛋白类,简单蛋白包括卵白蛋白、卵球蛋白和卵伴白蛋白等,糖蛋白是指与碳水化合物结合的蛋白,包括卵黏蛋白和卵类黏蛋白。蛋白质在各层的分布类似,但卵黏蛋白和溶菌酶的含量差异明显,正是这种差异造成各蛋白层凝胶结构的不同(表5-5)。
表5-5 三种蛋白在各层中的分布
(3)碳水化合物 蛋白中的碳水化合物分两种状态:结合态和游离态。结合态的糖与蛋白呈共价结合状态;游离态的糖主要是葡萄糖(98%),其余的是微量的果糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖和核糖。蛋白中的糖类虽然很少,但是能与蛋白产生美拉德反应,因此在生产蛋粉类产品时,要除去这些糖,避免蛋制品产生深色的色泽。
(4)脂质 新鲜蛋白中脂质含量很少,约占0.03%,中性脂质和复合脂质是(7∶1)~(6∶1),主要含有棕榈油酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸以及硬脂酸等。
(5)无机成分 蛋白中的无机成分含量较少,但种类丰富,主要有S、K、Na、Cl。
(6)酶 蛋白中含有溶菌酶、三丁酸甘油酯酶、肽酶、磷酸酶、过氧化氢酶等。
(7)维生素 蛋白中含有的维生素有维生素B2、维生素C、维生素PP等。
4.蛋黄的化学成分
蛋黄富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等多种物质(表5-6)。
表5-6 蛋黄的化学成分
(1)脂质 蛋黄中的脂质约占蛋黄总重的30%左右,中性脂质约为65%,磷脂约为30%,胆固醇约为4%。磷脂主要包括卵磷脂和脑磷脂两类。
除胆固醇外,蛋黄中的脂质受鸡种和饲料的影响,因此可以通过调整饲料来控制蛋黄中脂质的构成。
(2)蛋白质 蛋黄中的蛋白质主要是磷蛋白和脂肪结合而成的脂蛋白,其组成为:低密度脂蛋白65%、高密度脂蛋白16%、卵黄球蛋白10%、卵黄高磷蛋白4%、其他5%。
低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)的脂质含量高达89%,而蛋白质只有11%,因此密度低(0.89g/cm3)。低密度脂蛋白是使蛋黄显示出乳化性,以及蛋黄解冻时凝胶化的组分。
高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)又称卵黄磷脂蛋白(lipovitellin),包括α-卵黄脂磷蛋白和β-卵黄脂磷蛋白两种蛋白质(含量比为1∶1.8)。高密度脂蛋白中蛋白质的含量约为80%,脂质含量约为20%。卵黄脂磷蛋白还具有抗氧化性。
卵黄高磷蛋白(phosvitin)是一种细长的分子,与卵黄磷脂蛋白相互作用,以脂蛋白-卵黄磷脂蛋白复合体的形式存在于卵黄中。卵黄高磷蛋白具有许多特殊性质:可与多价金属离子作用;具有很强的乳化性;较强的抗氧化性;具有一定是杀菌作用;在中性溶液中有很高的电荷。
卵黄球蛋白(livetin)分为α-卵黄球蛋白(血清白蛋白)、β-卵黄球蛋白和γ-卵黄球蛋白3中蛋白。
(3)色素 蛋黄含有较多的色素,其中绝大部分是脂溶性色素,如胡萝卜素、叶黄素,水溶性色素主要是玉米黄色素。每100g蛋黄中含有约0.3mg叶黄素、0.031mg玉米黄素和0.03mg胡萝卜素。
(4)维生素 鲜蛋中的维生素主要存在于蛋黄中,因此蛋黄中的维生素不仅种类多而且含量丰富,特别是维生素A、维生素E、维生素B2、维生素B6和泛酸含量较多(表5-7)。
表5-7 蛋黄的维生素
(5)无机物 蛋黄中含有1%~1.5%的矿物质,其中磷含量最高,其次为钙,还有铁、硫、钾、钠、镁等(表5-8)。
表5-8 蛋黄的无机物
(6)酶 蛋黄中含有淀粉酶、三丁酸甘油酯、蛋白酶、肽酶、胆碱酯酶、磷酸酶、过氧化氢酶等。
禽蛋含有蛋白质、脂肪、类脂质、矿物质及维生素等营养物质,营养成分丰富,且消化吸收率非常高,是一种高营养食品。
1.禽蛋蛋白质的营养特性
禽蛋的蛋白质含量比较高,鸡蛋蛋白含量为11%~13%,鸭蛋为12%~14%,鹅蛋为12%~15%。禽蛋的蛋白含量低于豆类和肉类,但高于其它食物,是一种高蛋白食品。鸡蛋含有人体所需的各种氨基酸,且氨基酸组成模式与人体需求相近,消化吸收率高,其生物价高达94,是理想的优质蛋白(表5-9)。
卵铁转运蛋白对婴儿急性肠炎有治疗作用,对细菌具有广谱抗菌作用。溶菌酶能分解微生物的细胞壁,促进微生物死亡,因此是一种抗菌剂,同时还具有抗癌活性。卵黏蛋白可抑制肿瘤细胞的生长。免疫球蛋白对人或动物有良好的被动免疫保护功能。
表5-9 常见食物的蛋白生物价
2.禽蛋脂肪的营养特性
禽蛋的脂类成分主要集中在蛋黄中,蛋清中的脂类极少。蛋黄的30%以上都是脂类,中性脂质约为65%,磷脂约为30%,胆固醇约为4%。磷脂主要包括卵磷脂和脑磷脂两类。磷脂有助于改善肝脏脂肪和胆固醇代谢,对健康有益。
蛋黄油可从鸡蛋中提取而得,其主要成分有甘油三酯、卵磷脂、脑磷脂、甾醇及少量的游离脂肪酸等。在医学上具有多种应用,具有调节生理机能,促进智力发育和表皮修复等功能。
胆固醇是细胞膜的重要组成成分,并参与一些甾体类激素和胆酸的生物合成。胆固醇在蛋黄中的含量达6.8mg/g。过量摄入容易导致营养失调,因此要适当控制胆固醇的摄入。
3.禽蛋矿物质和维生素的营养特性
禽蛋含有约1%的矿物质,含量较多的为钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫7种。禽蛋中的钙主要分布在蛋壳中,蛋清和蛋白中的钙含量相对较少。鸡蛋含钙大约为35mg/100g,鸭蛋中含钙约为107mg/100g。禽蛋中的铁主要存在于蛋黄中,全鸡蛋中含铁量为4.5mg/100g,蛋黄中含铁量为7mg/100g。禽蛋中磷的含量较高,多以高磷蛋白的形式存在。由于磷在食物中广泛存在,所以磷缺乏比较少见。
禽蛋中富含维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素D以及烟酸,这些维生素主要存在于蛋黄之中,禽蛋中缺乏维生素C。
4.抗营养成分
(1)抗生物素蛋白 抗生物素蛋白是存在于蛋清卵白蛋白中的一种碱性糖蛋白,与生物素具有很强的亲和力。一个抗生物素蛋白具有4个相同的亚基,能结合4个生物素。同时,抗生物素蛋白具有较强的稳定性,耐酸耐碱、对蛋白和水解酶也有相当强的耐性,也有一定的耐热性。
生蛋清当中含有的抗生物素蛋白与生物素结合后,使得生物素失去活性,导致体内生物素缺乏,引起皮炎和舌炎。
(2)胰蛋白酶抑制剂(鸡卵类黏蛋白) 鸡卵类黏蛋白是鸡卵清中的一种糖蛋白,具有强烈的抑制胰蛋白酶的作用,对热和酶解都很稳定。
(3)过敏原物质 禽蛋中的过敏原物质主要包括:卵白蛋白、卵转铁蛋白和溶菌酶。
1.禽蛋的理化特性
(1)禽蛋的重量 禽蛋的重量受品种、年龄、体重、饲养条件等多种因素的影响。一般鸡蛋约52g(32~65g),鸭蛋约85g(70~100g),鹅蛋约180g(160~200g)。贮藏期间,由于水分通过蛋壳气孔蒸发,蛋的重量会有所减轻(图5-18)。
一般初产母禽所产的蛋较轻,经产母禽所产的蛋较重。
图5-18 禽蛋(从左至右:鹅蛋、鸭蛋、鸡蛋、鹌鹑蛋)
(2)禽蛋的颜色 鸡蛋有白壳蛋和褐壳蛋,鸭蛋有白色和青色,鹅蛋有暗白色和浅蓝色。
(3)禽蛋的密度 禽蛋的密度与新鲜度有关。新鲜鸡蛋的密度为1.08~1.09g/cm3,陈蛋的密度是1.025~1.06g/cm3。通过测定蛋的密度,可以鉴定蛋的新鲜度。
蛋白密度为1.039~1.052g/cm3,蛋黄的密度为1.028~1.029g/cm3,蛋壳的密度为1.741~2.134g/cm3。
(4)蛋壳的厚度 蛋壳具有保护作用。一般鸡蛋蛋壳厚度不低于0.33mm,深色蛋壳厚度高于白色蛋壳。鸭蛋蛋壳平均厚度是0.4mm。
(5)禽蛋的pH 新鲜蛋的pH约为7.5,蛋白的pH为6.0~7.7左右,蛋黄的pH为6.5左右。
鸡蛋在贮藏期间,由于二氧化碳不断逸出以及蛋白分解,蛋黄和蛋白pH逐渐升高。蛋白pH上升较快,蛋黄变化较缓慢。产蛋后10d左右,蛋白的pH上升至9.0~9.7。
(6)蛋液的黏度 蛋白分浓厚蛋白和稀薄蛋白,各部分的黏度不同。新鲜鸡蛋蛋白的黏度为3.5 ×10-3~10.5 ×10-3Pa·s,蛋黄为0.11~0.25Pa·s。陈蛋由于蛋白质分解,黏度会降低。
(7)蛋液的表面张力 蛋液中存在大量的蛋白质和磷脂,这些成分可以降低表面张力,因此蛋液的表面张力低于水的表面张力。新鲜鸡蛋的表面张力为50~55N/m,其中蛋白为56~65N/m,蛋黄为45~55N/m。
(8)禽蛋的扩散性和渗透性 由于蛋的内容物不是均一的,化学组成也存在差异。各构成部分的化学成分从高浓度向低浓度进行扩散和渗透,从而使各部分的构成趋向一致。
(9)禽蛋的耐压性 禽蛋的耐压性取决于蛋壳的形状、厚度和均匀性。球形蛋耐压度最大,椭圆形蛋居中,圆筒形蛋最小;蛋壳厚度越大越耐压,反之耐压度越小。禽蛋的纵轴耐压性大于横轴,因此以竖放为佳。
(10)禽蛋的热学性质 鲜蛋蛋白的热凝固温度为62~64℃;蛋黄的热凝固温度为68~72℃,混合蛋的热凝固温度为72~77℃。蛋白的冻结点为-0.48~-0.41℃,蛋黄的冻结点为-0.62~-0.55℃。在禽蛋加工和冷藏时,应注意温度可能带来的不利影响。
蛋白的冻结点为-0.48~-0.41℃,平均为-0.48℃,蛋黄的冻结点为-0.617~-0.545℃,平均为-0.6℃,
(11)禽蛋的透光性 蛋壳上分布有大量的微小气孔,可穿过光线,因此禽蛋具有透光性。用灯光照射蛋时,可以观察蛋内容物特征。
2.禽蛋的功能特性
(1)蛋的凝固性和凝胶化性 蛋的凝固是一种蛋白质分子的结构变化,由流体变成固体或半固体(凝胶)状态。蛋白质的凝固作用分为两个阶段:变性和结块。
变性就是在外界因素作用下,如热、盐、碱及机械作用,蛋白质分子的非共价键被破坏,使分子有规则的结构展开,暴露内部的疏水基团,形成中间体。当外界因素作用不强或时间很短时,中间体可重新折叠成原始状态,称为可逆变性。当外界因素作用强度大或时间长时,中间体会进一步折叠成新的稳定结构,即使撤销外界作用也不会复原,称为不可逆变性。在不变性过程中,蛋白质分子间发生交联,形成新的聚合体。聚合和变性并非是截然分开的两个过程,在变性过程中,即发生相互的聚合,凝胶的最终状态取决于变性和聚合的平衡。
①热凝固:蛋白在57℃长时间加热开始凝固,58℃即呈现混浊,60℃以上即凝固,70℃以上由柔软的凝固状态变为坚硬的凝固状态。
在蛋中添加盐类可以促进蛋的凝固,因为盐可以降低蛋白质分子间的排斥力。蛋在盐水中加热,蛋液凝固完全,且易脱壳。在蛋液中加糖可使凝固温度升高,凝固物变软。加糖后制品的硬度与砂糖添加量成比例下降。
②酸碱凝胶化:蛋白在pH2.3以下或pH12.0以上会形成凝胶。松花蛋生产就是基于碱能使蛋白凝胶这个原理。
鸡蛋卵白蛋白的等电点为pH4.5,这时蛋白质加热最容易凝固变性,反之偏离等电点,则加热时较不易凝固变性。可以利用此特点,在蛋液灭菌时适当提高变性温度,避免蛋白发生凝固变性。
③冷冻胶化:蛋黄在冷冻时黏度剧增,形成弹性胶体,解冻后也不能完全恢复蛋黄原有状态。蛋黄低温冻结时,蛋黄冰点由-0.58℃降至-6℃,水形成冰晶,未冻结的部分的盐溶液剧增,促进蛋白质盐析或变性。
④添加物对凝固变性的影响:加入糖、食盐时,蛋的凝固温度会发生变化。盐具有促进蛋白质凝固的作用,因为盐类能减弱蛋白质分子间的排斥力。糖具有减弱蛋白质凝固的作用,因为糖能使凝固温度升高,并使凝固物变软。加入砂糖后制品的硬度与砂糖添加量成比例下降。
(2)蛋的起泡性 搅打蛋清时,空气进入蛋液中形成泡沫。在气泡形成过程中,首先形成大气泡,随后气泡逐渐变小而数目增多,泡膜弹性逐渐下降,最后泡膜坚实而易脆,失去流动性。通过加热,可以使蛋清固定。球蛋白、伴白蛋白起发泡作用,而卵黏蛋白、溶菌酶则起稳定作用。蛋白的发泡性受酸碱影响很大,在等电点或强酸强碱时,由于蛋白质变性并凝集而起泡力最大。
蛋的起泡性取决于表面张力,表面张力越低越有利于起泡,加入表面活性剂,可以降低表面张力,提高蛋的起泡性。升高温度也能降低表面张力,同时还影响起泡的稳定性。高温(38℃)起泡快,起泡体积大,但是不够稳定,达到最大起泡力后,泡沫会逐渐变小;15℃搅打起泡慢,起泡体积小;起泡力和泡沫稳定性两者都较佳的是21℃左右。
蛋清发泡能力受加工因素影响。蛋白经加热杀菌后,会不可逆地使卵黏蛋白与溶菌酶形成复合体变性,延长气泡所需时间,降低发泡力。
(3)蛋的乳化性 蛋黄具有优异的乳化性。蛋黄中的卵磷脂、胆固醇、脂蛋白均具有乳化力。卵磷脂等既具有能与油结合的疏水基,又具有能与水结合的亲水基,能促使形成水包油型的乳化体系。蛋黄黏稠的连续相能促进乳化液的稳定,若蛋黄用水稀释,乳化固形物下降,则乳化稳定性下降。蛋黄中添加少量食盐、糖,可以提高乳化力;蛋黄发酵后,乳化能力增强;温度也会影响乳化性,凉蛋的乳化性较差,而以16~18℃比较适宜,温度超过30℃降低乳化力;另外,酸、冷冻、干燥、贮藏等都会使乳化力下降。
3.禽蛋的贮运特性
(1)孵育性 低温有利于抑制蛋内微生物和酶的活动,使鲜蛋呼吸作用缓慢,水分蒸发减少,有利于保持鲜蛋营养价值和鲜度。禽蛋贮藏以-1~0℃为宜,当温度增加到10~20℃时品质开始下降,21~25℃时胚胎开始发育,25~28℃时发育加快,37.5~39.5℃时仅3~5d胚胎周围就出现树枝血管。未受精的蛋,气温过高会引起胚珠和蛋黄过大。高温还造成蛋白变稀、水分蒸发、气室增大、质量减轻。据测定,一枚鲜蛋放在9℃环境中,每昼夜失重为1mg;22℃时,失重10mg;37℃时,失重50mg。
(2)怕潮性 潮湿的环境(雨淋、水洗、受潮)会破坏蛋壳表面的胶质薄膜,裸露气孔,湿润的环境有助于细菌进入蛋内繁殖,加快蛋的腐败。因此禽蛋应在通风干燥的环境下进行。
(3)冻裂性 当气温低于-2℃,蛋壳容易被冻裂;-7℃时,蛋液开始冻结。禽蛋冷藏或冬季运输时,应避免温度过低。
(4)吸味性 禽蛋能通过蛋壳气孔进行气体交换,当环境存在异味时,能吸收环境中的异味。因此禽蛋的贮藏环境要干净、无异味。
(5)易碎性 蛋壳质地薄脆,不耐压,磕碰、挤压容易使蛋壳破碎,造成裂纹、流清,变成劣质蛋。
(6)易腐性 禽蛋营养成分丰富,适合微生物生长。若禽蛋受到污染,微生物会从蛋壳表面穿过气孔进入蛋内。在适宜的温度下,微生物会迅速繁殖,加速蛋的腐败变质。
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