超高壓加工生鮮牡蠣的研究

揭廣川，趙 偉，楊瑞金，陶 晶，張文斌，華 霄

（1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品生物工程系，廣東廣州510300；2.江南大學(xué)食品科學(xué)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214036；3.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫214036）

超高壓加工生鮮牡蠣的研究

揭廣川1，趙 偉2，楊瑞金3，*，陶 晶2，張文斌2，華 霄2

（1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品生物工程系，廣東廣州510300；2.江南大學(xué)食品科學(xué)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214036；3.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫214036）

研究了超高壓處理對(duì)牡蠣的殺菌效果及其對(duì)產(chǎn)品感官性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)超高壓達(dá)到500MPa后，牡蠣達(dá)到商業(yè)無(wú)菌。600MPa處理的牡蠣在4℃冷藏21d后，總菌落數(shù)小于6個(gè)對(duì)數(shù)，仍然符合生鮮牡蠣細(xì)菌總數(shù)的要求。超高壓對(duì)牡蠣中不同蛋白酶具有不同的影響。超高壓處理使牡蠣的硬度、彈性、咀嚼度、粘結(jié)性和恢復(fù)力均表現(xiàn)出不同程度的下降，而且超高壓處理對(duì)牡蠣的色澤產(chǎn)生了一定影響。超高壓處理可引起TBA值顯著升高，表明超高壓引起了牡蠣中脂肪的氧化。

超高壓，牡蠣，殺菌，品質(zhì)

超高壓技術(shù)（High Pressure，HP）是當(dāng)前倍受關(guān)注且各國(guó)廣泛開(kāi)展研究的一項(xiàng)食品高新技術(shù)，它是指將軟包裝的食品放入密封的、高強(qiáng)度的壓力容器中，以水或礦物油為傳壓介質(zhì)，施加100～1000MPa的靜水壓力，并維持一定的時(shí)間，從而達(dá)到滅菌、物料改性和改變食品某些物理、化學(xué)反應(yīng)速度的效果［1］。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)食品的新鮮、營(yíng)養(yǎng)、安全和功能的要求越來(lái)越高，極大地推動(dòng)國(guó)際上對(duì)食品超高壓加工技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2004年8月，美國(guó)農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗(yàn)局（USDA-FSIS）批準(zhǔn)了HHP技術(shù)應(yīng)用于即食食品如熟食肉制品。2009年2月，美國(guó) FDA批準(zhǔn)了壓力輔助熱殺菌工藝（PATS， pressure-assisted thermal sterilization）可用于低酸性食品殺菌［2-4］。牡蠣是一種深受消費(fèi)者喜愛(ài)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的水產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)含量在10%左右、脂肪含量在1%（w/w）左右，另外還含有豐富的礦物質(zhì)。我國(guó)牡蠣養(yǎng)殖技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，發(fā)展極其迅速。由于牡蠣是一種極易腐爛的產(chǎn)品，其貨架期以及在冷藏和運(yùn)輸期間的安全狀況受到酶和微生物的嚴(yán)重影響。牡蠣養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有賴于其深加工，特別是保鮮技術(shù)的發(fā)展，將超高壓應(yīng)用于牡蠣的保鮮前景廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

大連灣長(zhǎng)牡蠣 購(gòu)于無(wú)錫市北橋特種水產(chǎn)批發(fā)市場(chǎng)。

三層復(fù)合包裝袋 江陰豪盛包裝廠；UHPF-800 MPa-3L超高壓處理設(shè)備 購(gòu)于內(nèi)蒙古包頭科發(fā)食品機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 市售生鮮牡蠣，去殼，流水沖洗，去殘留碎殼，瀝干水分，取肉體新鮮、完整的牡蠣個(gè)體，按大小重量篩選，分裝（每袋10g左右），雙層真空包裝，然后進(jìn)行超高壓處理。

超高壓后樣品按1∶10（w/v）與去離子水混合，組織搗碎機(jī)搗碎，靜置后測(cè)色差和pH。

1.2.2 超高壓處理 將樣品置于高壓處理設(shè)備（高壓介質(zhì)∶癸二酸二辛酯）容器中，所有樣品的處理溫度均為室溫（20℃），保壓時(shí)間為10min，壓力上升的速度大約為4MPa/s，卸壓速度約200MPa/s。壓力范圍為100～600MPa，超高壓處理過(guò)程樣品溫度控制在35℃以下。

1.2.3 微生物檢測(cè) 樣品經(jīng)超高壓處理后，按照GB/T4789.2-2003方法檢測(cè)其菌落總數(shù)，取未經(jīng)超高壓處理的樣品作為對(duì)照，以Log cfu/g為單位。

1.2.4 牡蠣蛋白酶水解活力測(cè)定 牡蠣蛋白酶水解活力參照 K.Augsupanich等的方法，略有改動(dòng)。取50g新鮮牡蠣肉與去離子水按1∶10（w/w）混合，打漿，離心（4℃，30min，10000r/min），得到上清液，取0.4mL上清液、1.2mL不同pH的緩沖液、0.4mL牛血紅蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液（1%，w/v）混合，60℃水浴3h，加入2mL 5%的TCA（w/v）終止反應(yīng)后，再次離心（4℃，5min，10000r/min），取上清液在 280nm下測(cè)定吸光度［5］。

pH2.5～8.0的緩沖液采用 Mcllvaine緩沖液（0.2mol/L的磷酸二氫鈉和0.1mol/L的檸檬酸）；pH8.0～9.5的緩沖液采用Tris-HCl緩沖液。

1.2.5 色差分析 采用WSC-S測(cè)色色差計(jì)（上海精密儀器公司）測(cè)定。其中：L值表示亮度，L值越大亮度越大；a值表示有色物質(zhì)的紅綠偏向，正值越大偏向紅色的程度越大，負(fù)值越大偏向綠色的程度越大；b值表示有色物質(zhì)的黃藍(lán)偏向，正值越大偏向黃色的程度越大，負(fù)值越大偏向藍(lán)色的程度越大。ΔE則表示總色差，計(jì)算公式是 ΔE=［（ΔL）2+（Δa）2+（Δb）2］1/2（式中ΔL、Δa、Δb分別表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)之間的差值）。所有測(cè)試至少三個(gè)平行樣。

1.2.6 質(zhì)構(gòu)分析 采用 TA.xTzi（英國(guó) Stable Microsystems公司）物性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試時(shí)選取的參數(shù)值：測(cè)試前速度2mm/s；測(cè)試速度3mm/s；測(cè)試后速度5mm/s；變形50%；時(shí)間5s。

采用P0.5探頭對(duì)牡蠣進(jìn)行分析，該探頭可以測(cè)試果膠、人造黃油、肉類(lèi)等物質(zhì)的硬度、彈性等感官指標(biāo)。直接讀取所需數(shù)據(jù)，探頭對(duì)準(zhǔn)牡蠣的消化器官所處部位進(jìn)行測(cè)定。所有測(cè)試至少三個(gè)平行樣。

最終選擇硬度、彈性、咀嚼度、粘結(jié)性和恢復(fù)力作為評(píng)價(jià)樣品質(zhì)構(gòu)的指標(biāo)。硬度是指樣品達(dá)到一定變形所必需的力，從圖1可見(jiàn)，它是指第一次擠壓樣品時(shí)的壓力峰值；彈性是指樣品本身在第一次擠壓過(guò)程中變形后的“彈回”程度，而這種“彈回”是在第二次擠壓時(shí)測(cè)量的，所以兩次擠壓動(dòng)作的間隙時(shí)間十分重要，必須保證產(chǎn)品已“彈回”到最大量度，彈性值是第二次擠壓的測(cè)量最大值同第一次擠壓的測(cè)量最大值的比；咀嚼度是模擬表示將樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的能量；膠粘性用于描述半固態(tài)測(cè)試樣品的黏性特性，數(shù)值上用硬度和內(nèi)聚性的乘積表示；恢復(fù)力表示樣品在第一次壓縮過(guò)程中回彈的能力，是第一次壓縮循環(huán)過(guò)程中返回樣品所釋放的彈性能與壓縮時(shí)探頭的耗能之比。

圖1 TPA（Texture Profile Analysis）曲線圖

1.2.7 TBA測(cè)定 TBA（2-硫代巴比妥酸）的測(cè)定方法參照D.Chevalier等的方法，略有改動(dòng)。取50g超高壓處理后的牡蠣肉與提取液（含0.2mol/L三氯乙酸濃度為12×10-6mol/L的EDTA溶液）按1∶10混合，打漿，離心（4℃，15min，10000r/min），取上清液5mL按1∶1與TBA水溶液（0.02mol/L）混合，置于加塞試管中，沸水浴加熱1h，于室溫下冷卻20min，然后測(cè)定混合液在530nm下的吸光度。用去離子水做空白實(shí)驗(yàn)［6］。

用1，1，3，3-四乙基丙烷做標(biāo)準(zhǔn)曲線，TBA值用每克牡蠣肉中含有丙二醛的微克數(shù)（MA/g）表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 超高壓對(duì)牡蠣的殺菌效果

圖2為超高壓對(duì)牡蠣的殺菌效果。由圖可知，超高壓對(duì)牡蠣具有顯著的殺菌效果。100、200、300、400MPa超高壓處理后，牡蠣中細(xì)菌總數(shù)從原來(lái)的7個(gè)對(duì)數(shù)分別下降到4.2、3.5、2.5和0.7個(gè)對(duì)數(shù)；當(dāng)超高壓超到500MPa后，牡蠣樣品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌?？梢?jiàn)，超高壓對(duì)牡蠣中微生物的瞬時(shí)殺滅效果顯著。

圖2 超高壓對(duì)牡蠣的殺菌效果

圖3顯示了不同壓力處理樣品在0、7、14、21d的總菌數(shù)的變化，即超高壓處理牡蠣的微生物貨架壽命。從圖3可看出，超高壓不但對(duì)牡蠣中微生物具有理想的瞬時(shí)殺滅效果，并且 21d后檢測(cè)表明，600MPa處理的樣品的總菌落數(shù)對(duì)數(shù)值不到6，仍然符合日本農(nóng)林水產(chǎn)省對(duì)于生鮮牡蠣細(xì)菌總數(shù)的要求，表明超高壓處理可以有效延長(zhǎng)生鮮牡蠣的貨架期。

2.2 超高壓處理對(duì)牡蠣中蛋白酶活力的影響

圖3 超高壓加工牡蠣在4℃冷藏下的微生物貨架壽命

根據(jù)K.Augsupanich等的方法，牡蠣提取液與牛血紅蛋白反應(yīng)后，在280nm下的吸光值的大小與牡蠣蛋白酶水解活力成正比，因此在圖4、圖5中采用吸光值直觀地表征酶活力。圖4顯示，當(dāng)pH分別為4.5、6和7.5時(shí)，牡蠣蛋白酶體現(xiàn)出相對(duì)較高的活力，因此在研究壓力對(duì)牡蠣蛋白酶的水解活力時(shí)選取這3個(gè)pH。圖5表明，pH7.5的中性蛋白酶受到壓力的影響最大，吸光值下降了近0.8，而pH4.5和6的酸性蛋白酶受到壓力的影響較小，尤其pH6時(shí)，蛋白酶的活力基本不變。不同種類(lèi)的酶在超高壓作用下活性變化差異很大，同一種類(lèi)的酶由于來(lái)源不同也會(huì)有較大的差異，這一現(xiàn)象已經(jīng)有許多報(bào)道。Cano（1997）等研究超高壓作用對(duì)草莓醬中過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶的影響，發(fā)現(xiàn)在近300MPa的壓力下，過(guò)氧化物酶失活25%，而多酚氧化酶則失活60%。Angsupanich（1998）等在研究鱈魚(yú)肉的水解活力時(shí)也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的現(xiàn)象［5，7］。

圖4 牡蠣的蛋白水解活力的最適pH

圖5 超高壓處理對(duì)牡蠣蛋白水解活力的影響

2.3 超高壓處理對(duì)牡蠣質(zhì)構(gòu)的影響

圖6顯示了超高壓處理對(duì)于牡蠣質(zhì)構(gòu)（硬度Hardness、彈性Springiness、咀嚼度Chewiness、粘結(jié)性Cohesiveness、恢復(fù)力Resilience）的影響，從圖6可看出，壓力使硬度、彈性、咀嚼度、粘結(jié)性和恢復(fù)力都出現(xiàn)了不同程度的下降，尤其是彈性從1.00下降到了0.89。一方面由于壓力會(huì)使牡蠣本身汁液流出；另一方面某些蛋白酶的活力可能會(huì)隨著壓力增大反而有所增加，對(duì)牡蠣蛋白的水解起到了軟化的作用；壓力對(duì)蛋白質(zhì)的二硫鍵起作用也是可能的原因［8-9］。

圖6 超高壓處理對(duì)牡蠣質(zhì)構(gòu)的影響

2.4 超高壓處理對(duì)牡蠣色澤的影響

圖7為超高壓處理對(duì)牡蠣色澤的影響。從圖7可知，隨著壓力的增加，亮度L、黃度b有所上升，紅度a下降。L值從未經(jīng)高壓處理時(shí)的24.7上升到了30.0，而b值則從1.16上升到了3.06。ΔE值反映了超高壓處理對(duì)牡蠣色澤的總體改變程度，隨著壓力的增加，ΔE不斷增大。當(dāng)壓力超過(guò)500MPa，ΔE值增加到6.0以上，表明超高壓處理對(duì)牡蠣的色澤產(chǎn)生了一定影響。脂肪氧化是水產(chǎn)品顏色改變的原因之一，水產(chǎn)品中的主要的色素，如蝦青素（astaxanthin），它是一種高度不飽和的類(lèi)胡蘿卜素，在高壓作用下會(huì)降解，導(dǎo)致顏色的變化。而由于壓力的增加，游離金屬離子（如Cu和Fe）的增加也可能會(huì)加速脂肪的氧化［10-11］。

圖7 超高壓處理對(duì)牡蠣色澤的影響

2.5 超高壓處理對(duì)牡蠣TBA值的影響

TBA表示組織中醛類(lèi)物質(zhì)的積累，是評(píng)價(jià)脂類(lèi)氧化程度的一個(gè)指標(biāo)。圖8顯示，壓力為100MPa的牡蠣的TBA值與未經(jīng)高壓處理的已經(jīng)存在很大的差異，且隨著壓力的增加，TBA值不斷增加，這與Angsupanich等人對(duì)鱈魚(yú)肉的研究結(jié)果（400MPa以上處理才會(huì)引起鱈魚(yú)肉TBA值顯著升高）有所不同，因此就脂肪氧化而言，牡蠣肉似乎比鱈魚(yú)肉對(duì)超高壓更敏感。Tanaka（1991）等認(rèn)為，壓力會(huì)使蛋白質(zhì)變性，釋放出一些游離金屬離子，這些離子會(huì)促進(jìn)脂類(lèi)的氧化［12］。

圖8 超高壓處理對(duì)TBA值的影響

3 結(jié)論

超高壓對(duì)牡蠣的殺菌效果顯著。當(dāng)超高壓值超過(guò)500MPa后，牡蠣樣品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌。600MPa處理的牡蠣在4℃冷藏21d后，總菌落數(shù)對(duì)數(shù)值不到6，仍然符合日本農(nóng)林水產(chǎn)省對(duì)于生鮮牡蠣細(xì)菌總數(shù)的要求。pH7.5的中性蛋白酶受到壓力的影響最大，而pH4.5和6的酸性蛋白酶受到壓力的影響較小。超高壓處理使牡蠣的硬度、彈性、咀嚼度、粘結(jié)性和恢復(fù)力表現(xiàn)出不同程度的下降，而且超高壓處理對(duì)牡蠣的色澤會(huì)產(chǎn)生一定影響。超高壓處理可引起TBA值顯著升高，表明超高壓引起了牡蠣中脂肪的氧化。本研究表明，較強(qiáng)超高壓處理（ ＞500MP）對(duì)牡蠣具有顯著的殺菌效果，但也引起了牡蠣品質(zhì)一定程度的下降，因此，有必要研究應(yīng)用超高壓與其他保鮮柵欄因子（如溫和熱處理、天然抗菌劑）協(xié)同提高殺菌效果、降低超高壓強(qiáng)度和最大限度保留牡蠣的品質(zhì)。

［1］張立云，曹霞敏，李靜，等.超高壓對(duì)草毒漿殺菌效果及微生物菌落形態(tài)的影響［J］.食品工業(yè)科技，2009，30：109-112.

［2］魏靜，解新安.食品超高壓殺菌研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)科技，2009，30：363-367.

［3］潘見(jiàn)，曾慶梅，謝慧明，等.草毒汁的超高壓殺菌研究［J］.食品科學(xué)，2004，25：31-34.

［4］張秋勤，徐幸蓮，胡萍，等.超高壓處理對(duì)肉及肉制品的影響［J］.食品工業(yè)科技，2008，29：267-270.

［5］Angsupanich K，Ledward DA.High pressure treatment effects on cod（Gadccs morhua）muscle［J］.Food Chemistry，1998，63（1）：39-50.

［6］Chevalier D，Bail AL，Ghoul M.Effects of high pressure treatment（100-200MPa）atlow temperature on turbot（Scophthalmus maximus）muscle［ J］.Food Research International，2001，34：425-429.

［7］Cano MP，Hernandez A，Ancos BD.High pressure and temperature effects on enzyme inactivation in strawberry and orange produces［J］.J Food Sci，1997，62（1）：85-88.

［8］Pe?asa E，Préstamoa G，Poloc F.Enzymatic proteolysis，under high pressure of soybean whey：Analysis of peptides and the allergen Gly in the hydrolysates［J］.Food Chemistry，2006，99（3）：569-573.

［9］Ramirez-Suarez JC，Morrissey MT.Effect of high pressure processing（HPP）on shelf life of albacore tuna（Thunnus alalunga）minced muscle［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2006（12）：156-165.

［10］Rodriguez-Amaya.Stability of carotenoids during the storage of foods［J］.Chemical，Biological，Physical and Nutritional Aspects，1993：591-628.

［11］Cheah PB，Ledward DA.Catalytic mechanism of lipid oxidation following high pressure treatment in pork fat and meat［J］.Journal of Food Science，1997，62：1135-1138.

［12］Tanaka M，Xueyi Z，Nagashima，et al.Effect of high pressure on the lipid oxidation in sardinemeat［J］.Nippon Suisan Gakkaishi，1991，57：957-963.

Study on the ultra high pressure processing of fresh oyster

JIE Guang-chuan1，ZHAO Wei2，YANG Rui-jin3，*，TAO Jing2，ZHANG Wen-bin2，HUA Xiao2
（1.Guangdong Industry Technical College，Department of Food Bioengineering，Guangzhou 510300，China；2.State Key Laboratory of Food Scienceamp;Technology，Jiangnan University，Wuxi 214036，China；3.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214036，China）

The effects of high pressure（HP）on the microbial inactivation and quality of oyster were investigated.The results showed that no microbe in oyster could be detected when the pressure reached 500MPa，and the microbiological shelf-life of oyster processed by 600MPa HP could be extended to 21d at 4℃.The HP processing also had different effects on the inactivation of different kinds of proteases in oyster.The effects of HP processing on the physical and chemical of oyster were also evaluated in this study.As the applied pressure increased，the hardness，springiness，chewiness，cohesiveness，gumminess and resilience decreased to different extents.The HP processing also changed the color of oyster when the pressure exceeded a value.The values of TBA of HP treated oyster increased demonstrated that the occur of oxidation of lipids in oyster induced by HP.

high pressure（HP）；oyster；microbial inactivation；quality

TS254.1

A

1002-0306（2011）01-0071-04

2009-12-31 *通訊聯(lián)系人

揭廣川（1964-），男，副教授，研究方向：食品生物技術(shù)。

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2008BAD94B06）；江南大學(xué)自主科研計(jì)劃項(xiàng)目（JUSRP20910）。