超高壓技術在貝類脫殼加工中的應用

鞏　雪,常　江

(哈爾濱商業大學,黑龍江哈爾濱 150028)

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超高壓技術在貝類脫殼加工中的應用

鞏雪,常江

(哈爾濱商業大學,黑龍江哈爾濱 150028)

貝類是現代備受青睞的海產品,由于其營養豐富而受到消費者的喜愛,貝類的脫殼問題是加工過程的關鍵。超高壓脫殼是一種新興的食品加工技術,它既可以完成脫殼過程,又可以減少貝肉中的有害微生物,是現代比較熱門和常用的脫殼技術。通過對目前脫殼技術的應用狀況進行研究和分析,發現利用超高壓技術對貝類進行脫殼處理,不僅可以獲得較高的脫殼率,還可以獲得完整的貝肉,并保持產品的感官品質和營養價值,延長產品的貨架期,是一種比較適合于貝類脫殼的加工技術。

貝類,脫殼,超高壓,品質

我國是世界最大的貝類養殖國,年產量約占世界貝類總產量的60%[1],貝類主要包括以扇貝為代表的雙殼貝類、鮑魚為代表的單殼貝類及以龍蝦和對蝦為代表的甲殼類,憑借其肉質鮮美,低脂肪、高蛋白質、富含多種礦物元素和維生素、營養價值較高等特點,越來越受到消費者的喜愛[2];作為營養豐富的海洋珍品,貝類產品的制品除了鮮銷產品之外,大部分都被制成了即食食品或干制品,以延長其貨架期,提高銷售的靈活性。現階段,發達國家雙殼貝類的脫殼通常采用加熱脫殼法、微波脫殼法、激光脫殼法和超高壓脫殼法[3]。而我國貝類加工方法和設備還存在較大的差距,貝類脫殼主要是以人工剝離為主,這種加工方式不僅效率低、衛生性難以得到保證,同時,也不易獲得完整的貝肉,使貝類產品的加工受到限制[4]。超高壓技術最早出現于食品殺菌領域,隨著研究的深入,關于超高壓脫殼技術的研究也逐漸增多。通過對貝類產品施加超高壓力,不僅能夠消除食品中的致病菌,還能使閉殼肌的肌肉纖維和殼體的黏連組織在壓力的作用下松懈,使肉和殼之間的蛋白質明膠化,失去彈性和束縛,從而達到輕松脫殼的目的[5],利用超高壓技術進行脫殼的組織獲得率比手工脫殼相比,高了17.26%[6]。因此,對貝類產品超高壓脫殼技術進行研究,能夠為貝類產品超高壓加工技術實現工業化提供重要的理論基礎和技術支持。

1　脫殼技術的研究現狀

目前,國內外對貝類產品脫殼問題的研究主要集中在貝類產品在脫殼過程中其閉殼肌中蛋白質質構的影響、脫殼后產品品質及超高壓力對脫殼率的影響等幾個方面。

1.1超高壓處理對閉殼肌蛋白質質構影響

呂飛等[7]等對貽貝熱壓開殼的脫殼機理進行研究時發現,在脫殼過程中,閉殼肌的肌動球蛋白在熱壓的作用下產生凝膠作用,使蛋白變性,收縮作用減弱,增加了閉殼肌的脆性,達到脫殼的目的;楊徽等[8]對蝦進行了超高壓處理后發現,在超高壓力的作用下,蝦殼與蝦仁之間的黏連組織蛋白發生了變性,使得蝦殼與蝦仁發生了分離而脫殼;崔瑞穎等[9]等研究了超高壓作用下,蛋白質的分子結構、非共價鍵和分子體積的變化,結果表明,蛋白質的分子體積在超高壓力作用下被壓縮變小,在800 MPa的超高壓力作用下,蛋白質的二、三、四級結構均發生改變,其中,蛋白質四級結構對壓力最敏感,三級結構次之,二級結構改變較小,而一級結構未發生變化;胡飛華等[10]研究了對超高壓力對蛋白質二級結構的影響,研究發現,隨著壓力的增加,肌原纖維蛋白的α-螺旋和β-折疊含量下降,而β-轉角含量增加,無規則卷曲含量先增加后降低。劉平等[11]研究發現,當處理壓力為300 MPa時,胰蛋白酶活力最大,結構中的α-螺旋和β-轉角的峰面積比值也達到最大;Chen W,Heymann G等[12]研究發現在8 GPa壓力作用下,蛋白質的一級結構中的氨基酸殘基順序會發生改變,活性降低。

通過上述研究結果表明,超高壓技術之所以可以使殼肉分離,主要是通過超高壓力的作用使閉殼肌的纖維蛋白的二、三、四級結構發生改變,從而引起蛋白質變性,失去彈性,從而使閉殼肌與殼的界面結合力減弱,達到脫殼的目的。

1.2超高壓處理對產品品質及脫殼率的影響

胡小松[13]等人對鮑魚超高壓脫殼的工藝參數進行測定,實驗結果表明,將鮑魚在300 MPa的超高壓力下處理,在達到預定壓力瞬間進行卸壓并取出試樣進行觀測,發現鮑魚的脫殼率可達到100%,且脫殼時間比手工脫殼縮短了72%,同時,通過超高壓力的處理,鮑魚的菌落總數減少至270～350 cfu/g,并明顯提高了鮑魚的持水性,超高壓處理,不僅實現了鮑魚脫殼的工業化生產,還能夠提高鮑魚產品的品質;易俊潔[14]等對南美白對蝦的脫殼工藝進行了研究,結果表明,對南美白對蝦施加300 MPa的超高壓力并保持1 min,可以使脫殼率達到100%,在保持蝦仁完整度的同時,還能降低蝦仁品質的破壞程度,使蝦仁保持較好的色澤、含水量及咀嚼性;李學鵬等[15]對牡蠣超高壓脫殼的效果進行了研究,通過實驗測定和對實驗數據的分析發現,對牡蠣進行超高壓處理能夠得到比較理想的脫殼效果,特別是在300 MPa的壓力條件下保持1 min,脫殼率為100%,獲得完整的牡蠣肉,同時還能改善牡蠣肉的持水性,降低牡蠣肉中的微生物數量,保持較好的感官品質,是一種比較理想的脫殼技術;陳少華等[16]研究了超高壓力對南美白對蝦的脫殼及加工性能的影響,結果表明,和傳統手工脫殼方法相比,對南美白對蝦在200 MPa的超高壓力下處理3 min,可以將蝦脫殼的時間縮短60.43%、蝦仁得肉率提高6.21%,使蝦仁的持水性增至15.20%、汁液流失率降低至0.88%,從而提高蝦仁的加工性能;王敏[17]研究了超高壓對貽貝脫殼及品質的影響,研究表明,將貽貝在300 MPa的超高壓力下保持2 min,可以得到比較理想的脫殼效果,改善貽貝肉的質構;袁超等[18]研究了超高壓處理對冷藏鮑魚保鮮效果與品質變化的影響,實驗結果表明,鮑魚經過400 MPa的超高壓力處理10 min,可以得到改變鮑魚內部的肌肉組織結構,并在30 d后仍然保持新鮮的口感和良好的品質;鮑振東[19]從力學的角度出發對蜆貝的脫殼機理進行了研究,結果表明,在超高壓力的作用下,最大接觸應力出現在閉殼肌與殼中間附近的位置,并且,越靠近邊緣其接觸應力越小,當接觸應力達到一定值時,就可以使蜆肉與殼體分離;王曉謙等[20]基于神經網絡平臺對牡蠣肉超高壓殺菌的工藝條件進行了優化,結果表明最佳工藝參數為350 MPa，保壓20 min;黃萬有等[21]對超高壓處理條件下的蝦仁品質變化動力學進行了研究,研究結果表明,在不同的超高壓力條件下,建立了蝦仁質量損失、硬度、黃度值b*的變化的零級反應動力學模型和水分含量、pH的變化、紅度a*值的變化一級反應動力學模型;Seung-Woo Lee等[22]對牡蠣閉殼肌痕中的肌棱柱層結構的特征進行研究發現,肌棱柱層是從殼頂到閉殼肌痕邊緣的連接結構,它不是由簡單的棱柱層構成的單層結構,而是一種由礦物和有機基質組成的多層復合多層結構;Junjie Yi,等[6]研究了超高壓力對海灣扇貝的脫殼及微生物和閉殼肌物理質量的影響,與傳統的手工剝殼相比,超高壓技術能夠獲得更高的產量,同時可以降低海灣扇貝中的微生物總數,并改善了扇貝的含水量、汁液流失率、pH及色度值,是一種比較有效的實現扇貝高速剝殼的方法;He H等[23]研究了牡蠣脫殼的工藝參數,通過實驗發現,在310 MPa的超高壓力下對牡蠣進行瞬間處理,脫殼率為100%;Hsu[24]等研究了牡蠣超高壓脫殼的工藝參數,研究表明,250 MPa保壓3 min或者300 MPa瞬時處理都可以獲得100%的脫殼率。

研究結果表明,超高壓脫殼技術的應用,不僅可以得到比較高甚至100%的脫殼率,并且可以獲得比較完整的貝肉,還可以最大限度的保持食品本身的營養價值和感官品質,并且,可以殺滅食品中存在的微生物,延長產品的貨架期。

2　展望

目前,國內外研究人員對超高壓脫殼技術的研究和應用主要集中在品質保持、蛋白質變性及脫殼率等方面,對于不同的研究對象,所使用的工藝參數也有所不同,需要經過反復實驗才能獲得比較準確的工藝參數,在今后的研究中,根據不同產品的質構特征建立超高壓脫殼工藝參數的數學模型,可以為超高壓脫殼技術的發展和實現工業化提供一定的技術支持;同時,對于超高壓脫殼機理的深入研究也會為超高壓脫殼技術的產業化提供一定的理論基礎,隨著對超高壓技術研究的不斷深入,會使超高壓脫殼技術的應用領域更加寬廣,工業化生產技術更加成熟。

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Application of ultra high pressure technology in the processing of shellfish shell

GONG Xue,CHANG Jiang

(Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)

Shellfish is the modern popular seafood,they are liked by consumers because of their rich nutrition,and the shelling process of shellfish has became the key problem. The ultra high pressure shelling is a kind of emerging technology of food processing,it is popular and commonly used,not only because it can complete the shelling process but also reduce the harmful microorganisms within shellfish meat. Through the research and analysis on the present application situation of shelling technology found by ultra high pressure technology of shellfish of shelling processing,not only the higher shelling rate could be get,while the completely shellfish meat could be obtained and the sensory quality and nutritional value were kept,the product shelf life was extend,therefor,the UHP was a more appropriate to the processing technology of shellfish shell.

shellfish;shelling;ultra high pressure;quality

2015-12-16

鞏雪(1981-)，女，在讀博士生，講師，主要研究方向為食品保鮮及包裝技術，E-mail:kahnannie@163.com。

TS254.4

A

1002-0306(2016)15-0394-03

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.069