超高壓處理對冷藏牡蠣保鮮效果及品質變化的影響

劉遠平,史　田,王富龍,杜亞楠,孟祥紅2,,毛相朝2,,李鈺金,,*

(1.泰祥集團山東省海洋食品營養研究院,山東威海 264300;2.中國海洋大學-泰祥集團國家級工程實踐教育中心,山東威海 264300;3.中國海洋大學 食品科學與工程學院,山東青島 266003)

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超高壓處理對冷藏牡蠣保鮮效果及品質變化的影響

劉遠平1,2,史田2,3，+,王富龍3,杜亞楠3,孟祥紅2,3,毛相朝2,3,李鈺金1,2,3,*

(1.泰祥集團山東省海洋食品營養研究院,山東威海 264300;2.中國海洋大學-泰祥集團國家級工程實踐教育中心,山東威海 264300;3.中國海洋大學 食品科學與工程學院,山東青島 266003)

本文以牡蠣為原料,研究了不同超高壓處理對牡蠣體內微生物、pH、揮發性鹽基氮、K值、基本成分的變化情況。實驗結果顯示,牡蠣經350 MPa超高壓處理10 min,貯藏7 d其菌落總數符合生食標準,冷藏貨架期延長至14 d;經450 MPa處理10 min的牡蠣貯藏14 d的菌落總數符合生食標準,其冷藏貨架期延長至21 d。牡蠣經350 MPa超高壓處理10 min貯藏14 d,或經450 MPa超高壓處理10 min貯藏21 d后,TVB-N和K值仍然符合新鮮度標準。同時,超高壓處理后牡蠣的營養成分基本保持不變,仍能保持其較高的營養價值。

牡蠣,超高壓處理,殺菌,品質,生食

牡蠣俗稱生蠔、海蠣子等,其肉質細嫩,有“海中牛奶”之稱,具有很高的經濟價值,是我國乃至世界養殖產業最大的經濟貝類,已成為我國沿海漁民的主要經濟來源[1]。太平洋牡蠣在我國南北海均有自然分布,由于具有生長速度快、產量高、肥滿度高的特點,其產量約占牡蠣總產量的1/3[2]。為保證牡蠣的食用安全,延長牡蠣的保質期,國內常采用干制和高溫加熱殺菌等方法來控制牡蠣中的微生物,產品以蠔干、煙熏牡蠣為主,但此類產品的營養品質已發生一定的變化,已無生鮮牡蠣的色澤和口感[3]。

超高壓技術作為廣泛受到各國重視的一項高新技術,既能實現在常溫或低溫下殺死微生物,又能妥善保持食品固有的色澤、風味和口感,已在果蔬、肉制品、水產品、蛋制品、乳制品、酒類等食品中得到應用[4]。經超高壓處理過的水產品可保持其生鮮產品的肉質、色澤和口味等,因而超高壓技術在水產品中的研究越來越多。此外,近年來國內外學者對牡蠣保鮮也有多種新型冷藏技術的研究。張觀科等[5]研究發現生物保鮮、涂膜保鮮在牡蠣冷藏保鮮過程中能有效減緩脂肪氧化和蛋白質緩解,延緩腐敗變質;袁勇軍等[6]研究發現臭氧處理可以殺滅牡蠣表面的微生物,能有效的應用于牡蠣的保鮮;曹榮等[7]研究了不同配比的CO2、N2和O2混合氣體包裝對太平洋牡蠣的氣調保鮮效果,發現氣調包裝能有效延長牡蠣等冷藏貨架期。

傳統的牡蠣加工多采用熱加工方式來保證食用安全,延長牡蠣的貨架期,然而熱加工處理會加速牡蠣的蛋白質和脂質氧化,造成營養成分損失,對牡蠣的品質產生影響,而超高壓處理作為物理冷殺菌技術而得到人們的廣泛關注。現有文獻大都集中在超高壓處理對牡蠣脫殼、滅菌、保鮮等方面的研究,而對其品質變化無深入研究。本文探究超高壓處理對牡蠣保鮮效果及品質變化的影響,為牡蠣的超高壓保鮮工藝研究提供一定的參考價值。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

太平洋牡蠣購自榮成市水產市場,選取體長10 cm左右的鮮活樣品,1 h內運送回實驗室并用自來水清洗干凈貝殼表面,再用純凈水沖洗3遍,瀝干。

HPP.L3-600/0.6型超高壓儀天津華泰森淼生物工程技術有限公司;DZ400/2L真空包裝機青島艾訊包裝設備有限公司;BSA124S-CW電子天平賽多麗斯科學儀器有限公司;Basic panoramic拍擊式均質器西班牙。

1.2實驗方法

1.2.1樣品制備樣品用滅菌手術刀沿牡蠣殼內側將貝柱割斷并脫殼,用滅菌純凈水洗凈,所有樣品2只/袋進行真空包裝備用。將樣品分別進行不同超高壓處理,作為實驗組,處理條件如表1所示,以未做任何處理的樣品作為空白對照組。處理后于4 ℃貯藏,每隔7 d取樣分別測定各實驗組樣品的菌落總數、pH、揮發性鹽基氮(TVB-N)值、K值、粗蛋白、粗脂肪,而對照組每隔3 d測量以上數據,每次取樣2袋絞碎。

表1　不同超高壓處理實驗條件Table 1　Experiment conditions of different HPP treatments

1.2.2菌落總數測定樣品經超高壓處理后,按照GB4789.2-2012《食品安全國家標準》食品微生物學檢驗方法檢測其菌落總數,取未經超高壓處理的樣品作為對照,以lg cfu/g為單位。

1.2.3pH測定按照GB/T5009.45-2003《水產品衛生標準的分析方法》中酸度計法,實驗結果取三次測量的平均值。

1.2.4TVB-N值按照SC/T3032-2007《水產品中揮發性鹽基氮的測定》方法,實驗結果取三次測量的平均值,以mg N/100 g表示。

1.2.5K值按照SC/T3048-2014《魚類鮮度指標K值的測定》方法,以重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的算術平均值表示。

1.2.6粗蛋白測定按照GB5009.5-2010《食品中蛋白質的測定》中凱氏定氮法測定其粗蛋白質含量,以重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的算術平均值表示,以g/100 g表示。

1.2.7粗脂肪測定按照GB5009.6-2003《食品中脂肪的測定》中索氏抽提法,以重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的算術平均值表示,以g/100 g表示。

2　結果與討論

2.1超高壓處理對牡蠣貯藏期間菌落總數的影響

不同超高壓處理后的牡蠣在4 ℃貯藏期間的菌落總數變化情況如圖1所示。結果顯示,超高壓處理對牡蠣有良好的殺菌效果,且壓力越高,殺菌效果越顯著。未經超高壓處理的對照組牡蠣0 d的菌落總數高達5.38個對數,與之后實驗規律不符,分析可能為個別牡蠣自身菌落總數過高引起。隨著貯藏時間的延長,牡蠣體內細菌大量繁殖,而對照組牡蠣經貯藏6 d后菌落總數達到5.13個對數,超過水產品新鮮度限量標準規定的5.0×105[8]。牡蠣經250 MPa處理,冷藏貨架期延長至7 d;350 MPa處理貯藏7 d后菌落總數達到3.92個對數,低于我國水產品生食標準規定的4個對數[9-10],冷藏貨架期延長至14 d;而經450 MPa處理的實驗組牡蠣貯藏14 d的菌落總數為3.64個對數,仍低于我國水產品生食標準,且其冷藏貨架期均延長至21 d。

圖1　超高壓處理牡蠣貯藏期間菌落總數變化情況Fig.1　Changes of Aerobic plate count in HPP oyster during storage

超高壓具有良好的殺菌效果,殺菌效果與壓力的大小有關[11]。隨著貯藏時間的延長,牡蠣體內菌落總數含量與壓力增大呈負相關。超高壓滅菌的機制與破壞細菌的細胞壁和細胞膜,抑制酶的活性和DNA等遺傳物質有關,高壓對細胞膜和細胞壁有一定的影響。在壓力作用下,細胞膜的磷脂雙層結構的容積隨著每一磷脂分子橫切面積的縮小而收縮。加壓對細胞膜常常表現出通透性的變化和氨基酸攝取的受阻。當壓力為20～40 MPa時,細胞壁會發生機械性斷裂而松懈;當壓力為200 MPa時,細胞壁會因遭到破壞而導致微生物的細胞死亡。超高壓可以破壞非共價鍵,如破壞氫鍵之類弱結合鍵,使基本物性變異,產生蛋白質的壓力凝固及酶的失活,進而影響代謝,導致其繁殖緩慢[12]。

2.2超高壓處理對牡蠣貯藏期間pH變化情況

pH的大小能夠反映牡蠣肉中游離氫離子和氫氧根離子濃度的變化情況,通常作為一項比較重要的指標來評價水產品的品質[13]。表2為不同超高壓處理后的牡蠣在貯藏期間pH的變化情況。由表格可知,牡蠣經超高壓處理后,pH明顯升高。研究表明,牡蠣經超高壓處理后pH升高可能與其在超高壓過程中水分的增加有關[14]。

隨著貯藏時間的延長,牡蠣pH呈現先降低后升高的趨勢。未經超高壓處理的牡蠣在貯藏期間pH變化較大,在第7 d達到最低pH6.56;經250 MPa處理的牡蠣在貯藏期間pH不斷下降,至21 d時達到最低pH6.41,隨后其pH上升;經350 MPa和450 MPa處理的牡蠣在貯藏28 d后pH仍未上升。

表2　超高壓處理牡蠣貯藏期間pH變化情況Table 2　Changes of pH in HPP oyster during storage

研究表明,水產品在貯藏初期pH降低是由于糖原降解產生乳酸,ATP和磷酸肌酸等物質分解產生磷酸等酸性物質。隨著貯藏時間的延長,pH升高是由于微生物大量繁殖分解蛋白質而產生胺及氨類等堿性物質[15]。pH上升速度越快,說明樣品的腐敗變質程度越高。本實驗結果表明,牡蠣經超高壓處理后,其pH變化趨勢與對照組不同,說明超高壓能有效延緩微生物的繁殖,延長牡蠣的貨架期。

2.3超高壓處理對牡蠣貯藏期間TVB-N變化情況

牡蠣在貯藏過程中由于微生物和酶的作用而發生自溶,蛋白質逐漸分解產生胺及氨類等堿性易揮發物質導致其腐敗,其含量的多少直接反映水產品的新鮮程度。不同超高壓處理后的牡蠣在4 ℃貯藏期間的TVB-N變化情況如圖2所示。

由圖可知,牡蠣經超高壓處理后,TVB-N值明顯降低。在貯藏過程中,未經超高壓處理的對照組牡蠣的TVB-N在貯藏第9 d達到11.21 mg/100 g,超過我國生鮮牡蠣新鮮度標準<10 mg/100 g[11]。牡蠣經250 MPa和350 MPa超高壓處理貯藏14 d后,TVB-N值分別為9.87、9.36 mg/100 g,而經450 MPa超高壓處理貯藏28 d后,TVB-N值為9.03 mg/100 g,仍然符合新鮮度標準。且牡蠣經350 MPa和450 MPa超高壓處理10 min貯藏28 d后TVB-N值仍低于15 mg/100 g[16],符合我國水產品衛生標準,說明超高壓處理能有效抑制牡蠣TVB-N值升高,延長牡蠣保質期。

圖2　超高壓處理牡蠣貯藏期間TVB-N變化情況Fig.2　Changes of TVB-N in HPP oyster during storage

2.4超高壓處理對牡蠣貯藏期間K值變化情況

水產品死亡早期,自身的酶活性仍在活動,早期鮮度取決于其自身生物化學反應。動物一旦生命活動停止,ATP的降解作用就開始,K值為反映水產品的鮮度指標[17]。不同超高壓處理后的牡蠣在4 ℃貯藏期間的K值變化情況如圖3所示。

由圖可知,經超高壓處理后牡蠣的K值均降低。未經超高壓處理的對照組牡蠣在4 ℃貯藏3 d后K值達到28.07%,超過我國生食水產品優良鮮度K值≤20%[18],貯藏9 d后K值達到54.37%>50%,超過二級鮮度指標[19];經350 MPa超高壓處理的牡蠣在貯藏7 d后低于20%,這一結果與微生物在第7 d仍符合生食標準相吻合,貯藏21 d后K值仍低于50%;而經450 MPa超高壓處理的牡蠣貯藏14 d后K值為19.89%,仍符合我國水產品優良鮮度K值,貯藏28 d后K值為42.18%,說明超高壓處理對牡蠣體內酶活性有一定抑制作用,對牡蠣的保鮮有明顯效果。

圖3　超高壓處理牡蠣貯藏期間K值變化情況Fig.3　Changes of K value in HPP oyster during storage

2.5超高壓處理對牡蠣貯藏期間營養成分含量變化情況

表3和表4分別為不同超高壓處理后的牡蠣在4 ℃貯藏期間的粗蛋白和粗脂肪含量的變化。由表可知,超高壓處理使牡蠣粗蛋白含量略有下降,這可能是由于牡蠣組織中某些鹽溶性蛋白在高壓作用下析出[20];而脂肪含量略有增加,但增加量并不明顯。因此,超高壓處理前后牡蠣的營養成分基本保持不變,仍能保持其較高的營養價值。

表3　不同超高壓處理牡蠣貯藏期間 粗蛋白含量的影響(g/100 g)Table 3　Changes of protein content in HPP oyster during storage(g/100 g)

表4　不同超高壓處理對牡蠣貯藏期間 粗脂肪含量的影響(g/100 g)Table 4　Changes of fat content in HPP oyster during storage(g/100 g)

3　結論

本文以牡蠣為原料,研究了不同超高壓處理對牡蠣體內微生物、pH、揮發性鹽基氮、K值、基本成分的變化情況。實驗結果顯示,牡蠣經350 MPa超高壓處理10 min,貯藏7 d其菌落總數符合生食標準,冷藏貨架期延長至14 d;經450 MPa處理10 min的牡蠣貯藏14 d的菌落總數符合生食標準,其冷藏貨架期延長至21 d。牡蠣經350 MPa超高壓處理10 min貯藏14 d,或經450 MPa超高壓處理10 min貯藏21 d后,TVB-N和K值仍然符合新鮮度標準。同時,超高壓處理后牡蠣的營養成分基本保持不變,仍能保持其較高的營養價值。

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Effect of High Pressure Processing(HPP) on the preservation and quality of oyster

LIU Yuan-ping1,2,SHI Tian2,3,+,WANG Fu-long3,DU Ya-nan3,MENG Xiang-hong2,3,MAO Xiang-zhao2,3,LI Yu-jin1,2,3,*

(1.Marine Food Nutrition Research Institute of Shandong Province,Taixiang Group,Weihai 264300,China;2.National Engineering Practice Education Center of Ocean University of China and Taixiang Group,Weihai 264300,China;3.College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

The changes of different high pressure(HPP)conditions on microbial inactivation,pH,total volatile basic nitrogen(TVB-N),K value,the basic ingredients of oyster during chilled storage were investigated. The results showed that when the pressure conditions were 350 MPa for 10 min,the microbiological shelf-life of raw-eaten oyster could be extended to 7 days and the shelf-life of refrigeration could be extended to 14 days,when the pressure conditions reached to 450 MPa for 10 min,the microbiological shelf-life of raw-eaten oyster could be extended to 14 days and the shelf-life of refrigation could be extended to 21 days. When the pressure conditions reached 350 MPa for 10 min,and then storaged for fourteen days,or 450 MPa for 10 min then storage for twenty-one days,both of the TVB-N levels and K values met the standard of fresh oyster. The quality almost remained unchanged before and after HPP on oyster,and the nutritional value was maintained at the same time.

oyster;high pressure processing;microbial inactivation;quality;edible raw food

2016-01-14+并列第一作者

劉遠平(1984-)，男，碩士，工程師，研究方向：水產品加工及貯藏工程，E-mail:liu_yp@126.com。

史田(1994-)，女，在讀本科，研究方向：食品科學與工程，E-mail:shitian1023@163.com。

李鈺金(1966-)，男，在讀碩士，工程技術應用研究員，研究方向：食品加工與貯藏，E-mail:r.lyj@163.com。

國家科技支撐計劃項目(2012BAD28B05-03)；2012年“高等學校本科教學質量與教學改革工程”建設項目；山東省教學的改革項目(2012130)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)15-0325-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.055