鹽漬海蜇脫鋁工藝的優化及其對海蜇品質的影響

郭　睿,鄭明靜,林　瑜,羅聯忠,曾紹校,*

(1.福建農林大學食品科學學院,福建福州 350002;2.廈門醫學高等專科學校,福建廈門 361008)

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鹽漬海蜇脫鋁工藝的優化及其對海蜇品質的影響

郭睿1,鄭明靜1,林瑜1,羅聯忠2,曾紹校1,*

(1.福建農林大學食品科學學院,福建福州 350002;2.廈門醫學高等專科學校,福建廈門 361008)

由于鹽漬海蜇生產加工需要添加明礬,導致其鋁殘留量過高。為了降低鹽漬海蜇中的鋁含量,本文研究了鹽漬海蜇脫鋁的最佳工藝,并分析脫鋁前后海蜇成分的變化。結果表明:在動態方式下,當用1%醋酸溶液以1∶5的料液比浸泡海蜇30 min,換水次數為2次時,海蜇鋁殘留量(濕基)可降低至15.497 mg/kg,符合水產品及其制品中鋁殘留量的規定。最佳脫鋁工藝處理后的海蜇體內鈣、錳、鐵等金屬元素同時顯著下降。最佳脫鋁工藝可以大幅度降低加工成本,提高海蜇產品品質,為海蜇產品的生產加工提供科學依據。

鹽漬海蜇,浸泡,脫鋁,鋁殘留

海蜇(Rhopilemaesculentum)是一種食藥兩用的傳統佳肴,在國內外深受歡迎[1]。因新鮮海蜇易自溶,捕撈后需經“三礬”加工才能貯存[2]。加入明礬雖然可以明顯提升海蜇貯藏品質,但會造成海蜇鋁殘留量過高。而鋁在人體內不斷累積會引起神經毒性、骨骼毒性及免疫毒性等問題[3],尤其與老年癡呆等疾病存在一定相關性[4-5]。我國水產行業標準SC/T 3210-2001《鹽漬海蜇皮和鹽漬海蜇頭》[6]規定明礬在海蜇中的含量應在產品重量的1.2%～2.2%范圍內,換算成鋁含量為684～1253 mg/kg。國家衛生和計劃生育委員會最近發布的GB/T 2760-2014《食品添加劑使用衛生標準》[7]規定可按生產適量使用明礬,海蜇產品鋁殘留量應≤500 mg/kg(干樣品,以鋁計),相較衛生部2011年發布的GB/T 2760-2011[8]海蜇產品鋁殘留量≤100 mg/kg(干樣品,以鋁計),更加切合實際生產情況。

目前,國內外海蜇制品普遍鋁含量偏高,歐洲市場的海蜇產品平均鋁含量為770 mg/kg[9],香港市場的海蜇產品平均鋁含量為1200 mg/kg[10]。尋求一種降低海蜇鋁殘留的方法已成為海蜇產業可持續發展的關鍵。

鹽漬海蜇食用前需要浸泡脫鹽,但浸泡脫鹽對于降低鋁殘留的作用有限。Yun-Hwa[11]等用去離子水以料液比1∶20浸泡鹽漬海蜇24 h,前12 h每小時換水一次,共換水12次,將海蜇皮鋁殘留量降至271 mg/kg。葉湖[12-13]等用500 mL 1%醋酸溶液浸泡20 g海蜇6 h,將海蜇鋁殘留量(濕基)降至57 mg/kg。

為進一步降低海蜇制品中的鋁殘留量,本文通過研究料液比、脫鋁時間、換水次數、脫鋁方式(靜態和動態)及食用酸對海蜇浸泡脫鋁的影響,確定鹽漬海蜇脫鋁的最佳工藝,并對醋酸降低海蜇中金屬元素的機理進行初步探究。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

鹽漬海蜇沙蜇,江蘇;冰醋酸、鹽酸、檸檬酸、苯酚、硫酸均為分析純,中國國藥集團上海化學試劑公司;BSA標準試劑生工生物工程(上海)股份有限公司;硝酸美國 Sigma公司,純度≥69.999%;D-葡萄糖北京Solarbio公司,純度≥99.8%;混合元素標準溶液美國Agilent公司:1000 ppm Fe、Ca、Mg和100 ppm Ag、As、Se、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Al、V、Cr、Mn的混合標準液;質譜調諧液:Li(7)、Co(59)、Y(89)、Ce(140)、Tl(205)美國Agilent公司:0.01 g/L;內標溶液為:Li(6)、Sc(45)、Ge(72)、Y(89)、In(115)、Tb(159)、Bi(209)美國Agilent公司:0.1 g/L;超純水(自備)。

BAS224S型電子分析天平賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;C-MAG HS4型磁力攪拌器德國IKA公司;MARS5型微波消解儀美國CEM公司;電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS 7700 X,美國Agilent公司;Infinite M1000 PRO型多功能酶標儀瑞士Tecan公司;其他常規實驗設備。

1.2實驗方法

1.2.1海蜇皮樣品前處理選擇厚度較為均勻的鹽漬海蜇皮,切成長×寬=(2～3) cm×(1～1.5) cm的小片,便于浸泡。

1.2.2海蜇中鋁及其他元素含量的檢測根據SC/T 3210-2001測定海蜇中的鋁含量。

制備好的海蜇樣品先用濃硝酸冷消解24 h,再進行微波消解。微波消解儀的工作條件如下(表1)。

表1　微波消解儀設置工作參數Table 1　Microwave digestion instrument working parameters

Agilent ICP-MS 7700X型電感耦合等離子體質譜儀的工作條件如下:高頻射發功率1600 W,采樣深度7.50 mm,載氣流速0.80 L/min,等離子體氬氣流量15.0 mL/min,霧化溫度2 ℃,樣品重復測定3次。

1.2.3超純水浸泡脫鋁用不同處理方式浸泡海蜇樣品,測定脫鋁效果。影響浸泡脫鋁條件的主要因素分為別:浸泡脫鋁方式、料液比、單次浸泡脫鋁時間及換水次數,每個因素均做3組重復實驗。浸泡脫鋁方式分為靜置方式浸泡脫鋁和動態(磁力攪拌)方式浸泡脫鋁,單次浸泡脫鋁時間分別采用5、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120、180 min,料液比分別采用1∶2、1∶3、1∶5、1∶7和1∶10,換水次數分別采用0、1、2、3、4和5次。

1.2.4不同食用酸浸泡脫鋁分別用不同濃度的冰醋酸、檸檬酸和鹽酸浸泡海蜇樣品,測定脫鋁效果。采用超純水浸泡后的最佳條件(浸泡脫鋁方式、料液比、單次浸泡脫鋁時間及換水次數)進行不同食用酸浸泡,不同食用酸濃度分別采用0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%和5%。

1.2.5海蜇皮(濕基)溶脹率、含水率、總糖含量及粗蛋白含量的測定

1.2.5.1體積法測定最佳工藝處理前后的海蜇溶脹率

1.2.5.2重量法測定最佳工藝處理前后浸泡液的含水率精確稱量(保留到0.00001)浸泡后海蜇的質量,之后置于80 ℃烘箱中烘干至質量不再變化,再次精確稱量烘干后的海蜇。

1.2.5.3最佳工藝處理前后海蜇皮總糖含量采用苯酚硫酸法[14]對最佳工藝處理前、后以及超純水處理海蜇皮的總糖含量進行測定。

1.2.5.4最佳工藝處理前后海蜇皮粗蛋白含量采用Bradford法[15]對最佳工藝處理前、后以及超純水處理海蜇皮的粗蛋白含量進行測定。

2　結果與分析

2.1料液比及脫鋁方式對海蜇鋁殘留量的影響

根據前期實驗,將浸泡時間暫定為30 min。用不同料液比的超純水及不同浸泡脫鋁方式浸泡海蜇樣品,制備的樣品完全烘干后進行消解,測定結果如圖1所示。

圖1　不同料液比及不同脫鋁方式對海蜇鋁殘留量的影響Fig.1　The effect of different material liquid ratio and different ways on aluminum residues of jellyfish

由圖1可知,料液比1∶2、1∶3及1∶5時,無論是靜態方式還是動態方式,鋁殘留量隨著料液比的增加而明顯減少;當料液比為1∶5時,采用靜置方式的條件下,鋁殘留量為650.450 mg/kg,且在料液比為1∶7和1∶10時,鋁殘留量保持相對穩定;采用動態方式的條件下,鋁殘留量為600.766 mg/kg,且在料液比為1∶7和1∶10時,鋁殘留量保持相對穩定。故采用動態方式,料液比1∶5為最佳條件。

2.2浸泡時間對海蜇浸泡液中鋁含量的影響

在料液比1∶5和動態浸泡脫鋁方式條件下,把單次浸泡脫鋁時間作為考察條件浸泡海蜇樣品,取浸泡液進行測定,測定結果如圖2所示。

圖2　不同浸泡時間對海蜇浸泡液中鋁含量的影響Fig.2　The effect of different soak time on aluminum contents of soak solution

由圖2可知,在浸泡時間小于30 min時,海蜇浸泡液中的鋁含量隨著浸泡時間的增加而增加。而當浸泡時間超過30 min后,浸泡液中的鋁含量基本穩定在223 mg/kg左右,說明海蜇浸泡30 min就已達到最佳的脫鋁效果。與Yun-Hwa[11]、葉湖[12-13]等的研究結果相比較,本方法大幅度縮短了浸泡時間。

2.3換水次數對海蜇鋁殘留量的影響

在確定的最佳料液比、脫鋁浸泡方式和單次脫鋁浸泡時間條件下,把浸泡脫鋁換水次數作為考察條件浸泡海蜇樣品,檢測結果如圖3所示。

圖3　換水次數對海蜇鋁殘留量的影響Fig.3　The effect of different change water times on aluminum residues of jellyfish

由圖3可知,不換水與換水次數為1、2次時,海蜇鋁殘留量隨著換水次數的增加而快速減少。而當換水次數超過2次后,海蜇鋁殘留量基本穩定在224.691 mg/kg左右,并對不同換水次數脫鋁的測定結果進行顯著性分析,發現2、3、4和5次換水之間不存在顯著差異(p>0.05)。故換水次數為2次時效果最佳。與Yun-Hwa[11]、葉湖[12-13]等的研究結果相比較,本方法用更少的換水次數將海蜇鋁殘留降低到了更低的水平。

2.4食用酸對海蜇浸泡脫鋁的影響

經過超純水浸泡脫鋁實驗確定的最佳條件,采用料液比為1∶5、以攪拌的方式、浸泡時間為30 min且換水2次的條件下,進行不同食用酸在不同濃度條件下的浸泡脫鋁實驗。將制備的樣品完全烘干后進行消解,通過ICP-MS測定,得到的海蜇體內鋁殘留量如圖4所示。

圖4　不同食用酸脫鋁對海蜇鋁殘留量的影響Fig.4　The effect of different concentration of edible acid on aluminum residues of jellyfish

由圖4可知,用相同濃度的不同食用酸浸泡鹽漬海蜇,醋酸的脫鋁效果最佳。當醋酸的濃度小于1%時,海蜇鋁殘留量隨著醋酸濃度的增加而明顯降低。當醋酸的濃度為1%時,海蜇鋁殘留量為15.497 mg/kg,且醋酸濃度大于1%的浸泡脫鋁效果變化較小,故1%的醋酸溶液脫鋁效果最佳。與葉湖[12-13]等用1%醋酸溶液以1∶25的料液比浸泡2 h,將海蜇鋁殘留量降低至57 mg/kg相比,本研究采用的醋酸浸泡方法不僅降低了加工成本,且將海蜇鋁殘留量降得更低。

2.5最佳脫鋁工藝處理前后海蜇品質的變化

近年來,研究人員對海蜇糖蛋白的結構及活性功能等方面展開了研究,并取得了巨大成就。這些研究包括了海蜇糖蛋白的理化性質、生物活性及免疫活性等方面的內容[16-17],然后對于海蜇糖蛋白在金屬絡合方面的研究報道并不多。

對最佳脫鋁工藝處理前后的海蜇進行感官比較后發現最佳脫鋁工藝處理后的海蜇呈淡黃色,表面更加平滑、更富有光澤感,僅脆度有所降低。

采用本文確定的最佳脫鋁工藝(在動態方式下,用1%醋酸溶液以料液比1∶5浸泡海蜇30 min,換水次數為2次)處理鹽漬海蜇,測定最佳脫鋁工藝處理前、后以及超純水處理海蜇的溶脹率、含水率、總糖含量和粗蛋白含量(表2)。

由表2可知,經最佳脫鋁工藝處理的海蜇相較超純水處理的海蜇,其體積略微增大且持水性無明顯差異,但是營養成分含量較接近,說明在較短時間內,當浸泡液pH變化范圍小于0.5時(數據未給出),海蜇營養成分含量的變化較小。單繼航[18]曾報道,在室溫條件(25 ℃)下,海蜇經醋酸溶液浸泡一定時間(>12 h)后發生解體,這一現象與海蜇膠原蛋白網絡結構作用有關。而在酸性條件下可溶出的海蜇總糖也可能與海蜇膠原蛋白網絡結構作用有關。

表2　最佳脫鋁工藝處理對海蜇(濕基)主要成分的影響Table 2　Effect of optimum processing on main ingredients of jellyfish(wet base)

采用上述最佳脫鋁工藝處理鹽漬海蜇,測定脫鋁前后的海蜇體內Al、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Se、Cd和Pb等金屬元素的含量(表3),并與超純水處理海蜇后所測的金屬元素含量進行對比。

表3　最佳工藝處理對海蜇金屬元素含量的影響Table 3　Effects of optimum processing on composition of jellyfish

由表3可知,在脫鋁工藝相同的條件下,超純水處理海蜇的金屬元素含量降低較最佳工藝組少,最佳脫鋁工藝處理海蜇的金屬元素含量遠低于超純水處理組。

根據硫酸鋁鉀的脫水機理,認為金屬離子從海蜇中析出的原因,可能是金屬離子先由離子交換進入弱堿環境下的海蜇體內,并轉化成氫氧根膠體:

H++OH-(海蜇體內弱堿性)→H2O

在中性或弱堿性介質(超純水)浸泡下,氫氧根膠體無法從海蜇中析出;在弱酸性介質(1%醋酸)浸泡下,H+進入海蜇體內,增強其酸性環境,使可逆反應朝著金屬離子方向進行,從而使得金屬膠體重新轉化成金屬離子,由海蜇體內析出,并且這一猜想與實驗結論相一致[12]。

3　結論

本研究通過實驗獲得海蜇最佳脫鋁工藝為:1%醋酸溶液,料液比為1∶5,浸泡海蜇30 min,換水次數為2次,浸泡的海蜇鋁殘留量(濕基)最低可降至15.497 mg/kg,遠低于現行所有相關標準的規定。

此外,采用最佳工藝可以大幅度減少浸泡用水、酸的用量和浸泡時間，從而降低海蜇產品生產加工的成本,提高海蜇產品品質,為海蜇深加工中的應用提供科學依據。

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Optimization of extraction technology of reducing the concentration of aluminum in salted jellyfish and effects on its quality

GUO Rui1,ZHENG Ming-jing1,LIN Yu1,LUO Lian-zhong2,ZENG Shao-xiao1,*

(1.Food Science College,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Xiamen Medical College,Xiamen 361008,China)

Alums need to be added to the processing jellyfish,which resulted in high aluminum residue problems. In order to reduce the aluminum content in the salted jellyfish,the effects on dealumination of salted jellyfish using water were studied in this paper and the composition change of dealuminated jellyfish was analyzed. The results showed that under the way of stirring,using 1% acetic acid solution with solid-liquid ratio of 1∶5 for 30 min and changing the water twice,the jellyfish aluminum residue(wet base)can be reduced to 15.497 mg/kg,which met the regulations of the aluminum residue of fishery products and its products. The optimum processing can singnificantly decrease of some metal elements in jellyfish,such as calcium,manganese,iron. The optimum processing can significantly reduce processing costs,improve the quality of jellyfish products and provide the technical support for the production and processing of jellyfish products.

salted jellyfish;soak;dealumination;residual aluminum

2015-08-31

郭睿(1990-)，男，碩士，研究方向：農產品加工及貯藏工程，E-mail：gr_2011@163.com。

曾紹校(1980-)，男，博士，副教授，研究方向：食品科學，E-mail：zsxfst@163.com。

TS201.1

B

1002-0306(2016)05-0273-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.045