论文部分内容阅读
摘 要：鸡蛋的气室对于鸡蛋的保存、评价鸡蛋的新鲜度有重要应用价值，也为胚胎发育提供氧气。对于蛋气室的形成原因，普遍接受的是热胀冷缩理论。探索表明，气室的形成除了跟热胀冷缩有关外，还跟气压、壳膜结构有关。弄清楚蛋气室形成的原因，对于气室的利用及制造人工气室、鸡蛋保鲜等方面具有重要参考价值，对于进一步了解生物膜的结构与作用有重要意义。
关键词：气室形成;温度;气压;壳膜结构
中图分类号：S831.1 文献标识码：A 文章编号：1673-1085（2021）2-0053-03
1 气室的作用
光照鸡蛋，会发现里面有一部分是空的，这个空腔的学名叫气室，处于蛋的壳膜和内壳膜之间，即两层壳膜之间。关于气室的作用，目前主要有两种说法：一是当蛋被孵化的时候，还没有出壳儿的小鸡需要呼吸，小鸡呼吸的就是气室里的空气，即为发育中的胚胎提供氧气;二是鸡蛋保存过程，由于环境温度的影响，蛋液会有热胀冷缩的现象，有了这个气室，就可以避免蛋壳被胀破。然而，实践发现，气室的大小并不是一成不变的，刚产出不久的鸡蛋，它的气室高度，直径都很小，然而随着鸡蛋存放时间的增加，气室的高度和直径也会不断增加。且鸡蛋储存温度越高，气室直径增加越明显，蛋的哈夫单位（检测蛋新鲜度的一个指标）下降越快，4℃冰箱保存可有效抑制鸡蛋的呼吸，减慢哈夫单位值的下降，延长蛋的储存时间[1]。因此，气室的大小也是无损检测、判断鸡蛋新鲜度和品质的一个重要依据[2]，气室还是设计自动集蛋、自动包装机械系统的一个导向指标[3，4];还可通过气室注射给胚胎药物、益生菌和激素等物质，研究其对胚胎及雏鸡出壳后生长性能的影响情况[5，6]。
2 气室的形成机制
2.1 热胀冷缩理论 自然存放的鸡蛋，无论是横着放，还是钝端、小头端在上的放置鸡蛋，其气室基本都在鸡蛋的钝端。刚产出的鸡蛋是没有气室的，在产出几个小时内，才形成气室。那么，鸡蛋的气室是如何形成的呢？对于鸡蛋气室的形成，大家普遍接受的是热胀冷缩理论。即鸡蛋在产出后，由于环境温度往往低于鸡体内的温度（约41～42 ℃），蛋清和蛋黄收缩的幅度大，而蛋壳收缩的幅度小，因而在蛋壳膜和蛋白面壳膜之间形成了分离的空腔—气室。如果是热胀冷缩原因，那么为何鸡蛋的气室都在钝端（大头端）形成而不在其他地方形成呢？甚至是圆形或两端大小一致的椭圆形鸡蛋，也只有一端形成气室，而不是两端或其他地方形成气室？
文献报道[7]，蛋壳上约有7000多个肉眼看不见的小孔，大多数分布在气室附近，外面的空气通过这些小孔进入鸡蛋壳内部，供胚胎发育及未出壳的小鸡呼吸[8]。是因为鸡蛋钝端的气孔多、蛋壳薄、蛋液冷缩的快，因而气室在此形成的吗？为了验证这个推测，随机取鸡刚产下的、还未形成气室的12个鸡蛋，分成4组，每组3个。第1组，将3个蛋的尖端放入冷水中，直到看到气室形成;第2组，将3个蛋的钝端放入冷水中，直到看到气室形成;第3组，将3个蛋的整个放入冷水中，直到看到气室形成;第4组，将3个蛋室温自然放置：一个尖端朝下，一个钝端朝下，一个横放。前3组均是室温约15 ℃的冷水中（冬天），并记录气室出现的时间和位置，结果见表1。
由表1结果可见，10 min之内，前两组都有2个蛋形成了可见气室，第3组只有一个蛋有气室，第4组没有明显气室形成。约1 h左右，除第3组只有一个蛋形成气室外，其余组全部形成气室，而且气室都在蛋的钝端形成。表明热胀冷缩理论不能很好地阐明蛋的气室形成原因。
2.2 气压因素 那么是否是因为气孔周围的小孔多，气体压力大，因而“压”出了气室？为了验证这种说法，我们随机将刚产出、还没有形成气室、完好的鸡蛋，在蛋壳上随机敲出一个小孔或敲烂壳，20 min左右后，这些鸡蛋破孔的地方就出现了卵壳膜回缩凹陷的情况，出现了类似气室的结构空间，而蛋钝头端未见气室。而刺破了接触蛋液的膜的鸡蛋沒有形成气室样结构，钝头端也未见气室。且在产蛋鸡舍里随机挑出的鸡刚产出不久的几十个由于各种原因导致蛋壳破损的鸡蛋，95%是在破损的地方形成气室样结构后，钝头端未见再有气室，见图1。
这表明了：一是气压在鸡蛋气室形成方面起到重要作用;二是蛋液的体积会变小，即回缩。
如果气压在蛋的气室形成方面起主要作用，那么气室的形成应该跟蛋放置的方式有关，垂直放置的鸡蛋，下端受到蛋液的压力大，下端理论上应该很难形成气室。表1的结果表明，气室形成跟蛋放置的方式没有关系，不管是蛋小头朝下、钝头朝下还是横放，自然形成的气室均在钝端。
上述试验暗示了气压和热胀冷缩都对气室形成有重要影响，但都不能全面揭示气室形成的原因。把蛋横向敲烂后，气室仍然存在，向内略凸，而不是憋下去，说明了气室内的气压在敲烂鸡蛋倒出蛋液后比外面的气压要略高。观察3 h后，气室形状几乎没有变，表明气室内的压力没有改变。当把气室上方的壳及外壳膜戳破后，气室内壳膜在朝上放置后明显朝壳的方向凹下去。难道是构成气室的壳膜对气体的进出具有方向性，即由外向内流动？如果是这样，那么胚胎呼吸产生的二氧化碳又是怎样排出去的呢？探索发现，把清水或饱和盐水倒入气室膜上，室温放置大约1 h左右，倒掉水，发现气室内壳膜凹陷，气室消失。倒干水，自然放置约4 h，气室又重新出现，说明气室膜有足够延展性。然而，这些现象的真正机理需要对壳膜的结构进一步研究。
3 人工气室的利用
由于气压对气室形成有重要影响，只要在蛋未形成气室前，在蛋的任意地方制造破孔就能形成气室样结构，那么我们就可以在鸡蛋的任何位置人工形成气室，这将极大的方便需要利用禽蛋进行操作的实验，例如进行转基因鸡研究时对胚盘的操作，或许可以不用进行换壳操作，从而提高转基因鸡的成功率。人工气室，还可能方便胚胎层面的其他研究工作，如鸡胚绒毛尿囊膜接种等[9]。 蛋的結构组织见图2。
4 小结
综合分析，蛋气室的形成与温度改变（热胀冷缩）、气压都有重要相关性，也可能还跟蛋壳膜上的结构、两层壳膜之间的结合等多种因素相关。全面了解气室形成的机制，可能对于转基因鸡的研究、胚胎发育及生物膜的应用有重要启示，对于蛋类保鲜方法的开发探索也具有参考意义。
参考文献：
[1] 刘美玉，连海平，任发政.不同贮藏温度对鸡蛋呼吸强度及品质的影响[J].食品科学.2011（6）：270-274.
[2] 黄好强，张立恒，刘健，等.鸡蛋的外观性状与其质量的关系[J].现代牧业，2018，2（02）：46-49.
[3] 温鹿，许敏，么艳香，等.禽蛋气室导向机械系统的设计[J].科技视界（机械与电子），2014，（16）：108-109.
[4] 齐亮，赵茂程，李忠，等.无损检测鸡蛋新鲜度技术研究进展[J].中国家禽，2020，42（06）：89-95.
[5] 贾良梁，E.D.Peebles.家禽胚蛋注射技术的应用研究（综述）—益生菌和益生元篇[J].国外畜牧学（猪与禽），2020，40（02）：1-2.
[6] 贾良梁，E D Peebles.家禽胚蛋注射技术的应用研究（综述）—激素篇[J].国外畜牧学（猪与禽），2020，40（01）：7-9.
[7] 小鸡仔的孵化秘密[J].家禽科学，2018（12）：36.
[8] 鸡蛋里的空腔，是因为热胀冷缩形成的吗？[J].少儿科学周刊（少年版），2019，（01）：17.
[9] 冯桂芬.鸡胚人工气室形成方法的改进[J].浙江畜牧兽医，1997，（03）：47.
Exploring the Secret of Egg Gas Chamber Formation
JIANG Lingyan1， LIAO Houcheng2
（1.Guangxi Agricultural Vocational College ，nanning 53007，China;
2.Guangxi Yuanfeng animal husbandry Group Co.， Ltd，lingshan 535400，China）
Absract：Egg chamber can be utilized to evaluate the grade of freshness of chick egg. It can provide chick embryo with oxygen during hatching. About the reason for the formation of egg chamber， it is generally accepted that the theory of heat expansion and cold contraction. The exploration showed that the formation of the air chamber is not only related to thermal expansion and cold contraction， but also to air pressure and shell membrane structure. It is of great significance for the usage to understand the mechanism for the formation of egg chamber. It is also important for us to further study the structure and function of biofilm.
Keywords： Egg chamber formation; Temperature; Air pressure; Biofilm structure
□
关键词：气室形成;温度;气压;壳膜结构
中图分类号：S831.1 文献标识码：A 文章编号：1673-1085（2021）2-0053-03
1 气室的作用
光照鸡蛋，会发现里面有一部分是空的，这个空腔的学名叫气室，处于蛋的壳膜和内壳膜之间，即两层壳膜之间。关于气室的作用，目前主要有两种说法：一是当蛋被孵化的时候，还没有出壳儿的小鸡需要呼吸，小鸡呼吸的就是气室里的空气，即为发育中的胚胎提供氧气;二是鸡蛋保存过程，由于环境温度的影响，蛋液会有热胀冷缩的现象，有了这个气室，就可以避免蛋壳被胀破。然而，实践发现，气室的大小并不是一成不变的，刚产出不久的鸡蛋，它的气室高度，直径都很小，然而随着鸡蛋存放时间的增加，气室的高度和直径也会不断增加。且鸡蛋储存温度越高，气室直径增加越明显，蛋的哈夫单位（检测蛋新鲜度的一个指标）下降越快，4℃冰箱保存可有效抑制鸡蛋的呼吸，减慢哈夫单位值的下降，延长蛋的储存时间[1]。因此，气室的大小也是无损检测、判断鸡蛋新鲜度和品质的一个重要依据[2]，气室还是设计自动集蛋、自动包装机械系统的一个导向指标[3，4];还可通过气室注射给胚胎药物、益生菌和激素等物质，研究其对胚胎及雏鸡出壳后生长性能的影响情况[5，6]。
2 气室的形成机制
2.1 热胀冷缩理论 自然存放的鸡蛋，无论是横着放，还是钝端、小头端在上的放置鸡蛋，其气室基本都在鸡蛋的钝端。刚产出的鸡蛋是没有气室的，在产出几个小时内，才形成气室。那么，鸡蛋的气室是如何形成的呢？对于鸡蛋气室的形成，大家普遍接受的是热胀冷缩理论。即鸡蛋在产出后，由于环境温度往往低于鸡体内的温度（约41～42 ℃），蛋清和蛋黄收缩的幅度大，而蛋壳收缩的幅度小，因而在蛋壳膜和蛋白面壳膜之间形成了分离的空腔—气室。如果是热胀冷缩原因，那么为何鸡蛋的气室都在钝端（大头端）形成而不在其他地方形成呢？甚至是圆形或两端大小一致的椭圆形鸡蛋，也只有一端形成气室，而不是两端或其他地方形成气室？
文献报道[7]，蛋壳上约有7000多个肉眼看不见的小孔，大多数分布在气室附近，外面的空气通过这些小孔进入鸡蛋壳内部，供胚胎发育及未出壳的小鸡呼吸[8]。是因为鸡蛋钝端的气孔多、蛋壳薄、蛋液冷缩的快，因而气室在此形成的吗？为了验证这个推测，随机取鸡刚产下的、还未形成气室的12个鸡蛋，分成4组，每组3个。第1组，将3个蛋的尖端放入冷水中，直到看到气室形成;第2组，将3个蛋的钝端放入冷水中，直到看到气室形成;第3组，将3个蛋的整个放入冷水中，直到看到气室形成;第4组，将3个蛋室温自然放置：一个尖端朝下，一个钝端朝下，一个横放。前3组均是室温约15 ℃的冷水中（冬天），并记录气室出现的时间和位置，结果见表1。
由表1结果可见，10 min之内，前两组都有2个蛋形成了可见气室，第3组只有一个蛋有气室，第4组没有明显气室形成。约1 h左右，除第3组只有一个蛋形成气室外，其余组全部形成气室，而且气室都在蛋的钝端形成。表明热胀冷缩理论不能很好地阐明蛋的气室形成原因。
2.2 气压因素 那么是否是因为气孔周围的小孔多，气体压力大，因而“压”出了气室？为了验证这种说法，我们随机将刚产出、还没有形成气室、完好的鸡蛋，在蛋壳上随机敲出一个小孔或敲烂壳，20 min左右后，这些鸡蛋破孔的地方就出现了卵壳膜回缩凹陷的情况，出现了类似气室的结构空间，而蛋钝头端未见气室。而刺破了接触蛋液的膜的鸡蛋沒有形成气室样结构，钝头端也未见气室。且在产蛋鸡舍里随机挑出的鸡刚产出不久的几十个由于各种原因导致蛋壳破损的鸡蛋，95%是在破损的地方形成气室样结构后，钝头端未见再有气室，见图1。
这表明了：一是气压在鸡蛋气室形成方面起到重要作用;二是蛋液的体积会变小，即回缩。
如果气压在蛋的气室形成方面起主要作用，那么气室的形成应该跟蛋放置的方式有关，垂直放置的鸡蛋，下端受到蛋液的压力大，下端理论上应该很难形成气室。表1的结果表明，气室形成跟蛋放置的方式没有关系，不管是蛋小头朝下、钝头朝下还是横放，自然形成的气室均在钝端。
上述试验暗示了气压和热胀冷缩都对气室形成有重要影响，但都不能全面揭示气室形成的原因。把蛋横向敲烂后，气室仍然存在，向内略凸，而不是憋下去，说明了气室内的气压在敲烂鸡蛋倒出蛋液后比外面的气压要略高。观察3 h后，气室形状几乎没有变，表明气室内的压力没有改变。当把气室上方的壳及外壳膜戳破后，气室内壳膜在朝上放置后明显朝壳的方向凹下去。难道是构成气室的壳膜对气体的进出具有方向性，即由外向内流动？如果是这样，那么胚胎呼吸产生的二氧化碳又是怎样排出去的呢？探索发现，把清水或饱和盐水倒入气室膜上，室温放置大约1 h左右，倒掉水，发现气室内壳膜凹陷，气室消失。倒干水，自然放置约4 h，气室又重新出现，说明气室膜有足够延展性。然而，这些现象的真正机理需要对壳膜的结构进一步研究。
3 人工气室的利用
由于气压对气室形成有重要影响，只要在蛋未形成气室前，在蛋的任意地方制造破孔就能形成气室样结构，那么我们就可以在鸡蛋的任何位置人工形成气室，这将极大的方便需要利用禽蛋进行操作的实验，例如进行转基因鸡研究时对胚盘的操作，或许可以不用进行换壳操作，从而提高转基因鸡的成功率。人工气室，还可能方便胚胎层面的其他研究工作，如鸡胚绒毛尿囊膜接种等[9]。 蛋的結构组织见图2。
4 小结
综合分析，蛋气室的形成与温度改变（热胀冷缩）、气压都有重要相关性，也可能还跟蛋壳膜上的结构、两层壳膜之间的结合等多种因素相关。全面了解气室形成的机制，可能对于转基因鸡的研究、胚胎发育及生物膜的应用有重要启示，对于蛋类保鲜方法的开发探索也具有参考意义。
参考文献：
[1] 刘美玉，连海平，任发政.不同贮藏温度对鸡蛋呼吸强度及品质的影响[J].食品科学.2011（6）：270-274.
[2] 黄好强，张立恒，刘健，等.鸡蛋的外观性状与其质量的关系[J].现代牧业，2018，2（02）：46-49.
[3] 温鹿，许敏，么艳香，等.禽蛋气室导向机械系统的设计[J].科技视界（机械与电子），2014，（16）：108-109.
[4] 齐亮，赵茂程，李忠，等.无损检测鸡蛋新鲜度技术研究进展[J].中国家禽，2020，42（06）：89-95.
[5] 贾良梁，E.D.Peebles.家禽胚蛋注射技术的应用研究（综述）—益生菌和益生元篇[J].国外畜牧学（猪与禽），2020，40（02）：1-2.
[6] 贾良梁，E D Peebles.家禽胚蛋注射技术的应用研究（综述）—激素篇[J].国外畜牧学（猪与禽），2020，40（01）：7-9.
[7] 小鸡仔的孵化秘密[J].家禽科学，2018（12）：36.
[8] 鸡蛋里的空腔，是因为热胀冷缩形成的吗？[J].少儿科学周刊（少年版），2019，（01）：17.
[9] 冯桂芬.鸡胚人工气室形成方法的改进[J].浙江畜牧兽医，1997，（03）：47.
Exploring the Secret of Egg Gas Chamber Formation
JIANG Lingyan1， LIAO Houcheng2
（1.Guangxi Agricultural Vocational College ，nanning 53007，China;
2.Guangxi Yuanfeng animal husbandry Group Co.， Ltd，lingshan 535400，China）
Absract：Egg chamber can be utilized to evaluate the grade of freshness of chick egg. It can provide chick embryo with oxygen during hatching. About the reason for the formation of egg chamber， it is generally accepted that the theory of heat expansion and cold contraction. The exploration showed that the formation of the air chamber is not only related to thermal expansion and cold contraction， but also to air pressure and shell membrane structure. It is of great significance for the usage to understand the mechanism for the formation of egg chamber. It is also important for us to further study the structure and function of biofilm.
Keywords： Egg chamber formation; Temperature; Air pressure; Biofilm structure
□