高靜壓處理對(duì)魷魚(yú)品質(zhì)及貨架期穩(wěn)定性變化的影響

金雅芳 鄧 云

（上海交通大學(xué)食品科學(xué)與工程系，上海 200240）

超高壓技術(shù)是以水或其他液體作為壓力傳遞介質(zhì)，將物料置于超高壓容器腔中進(jìn)行100MPa以上高壓處理的非熱加工方式［1］。與傳統(tǒng)熱加工方式相比，超高壓技術(shù)在殺滅物料中部分微生物、使酶失活的同時(shí)，還可以保持食品中原有的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、色澤和風(fēng)味［2，3］。因此，利用超高壓來(lái)對(duì)食品進(jìn)行滅菌保鮮，提高食品安全性、延長(zhǎng)食品的貨架期是近年來(lái)的加工熱點(diǎn)之一［4］。目前，超高壓已被用于果汁、果醬、火腿、海鮮等一系列食品的生產(chǎn)中［5］。

與其他肉類相比，海鮮極其容易腐敗，而超高壓處理在滅菌的同時(shí)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，是耐儲(chǔ)存海鮮的潛在加工方式。魷魚(yú)屬于頭足類（cephalopoda），其蛋白含量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，是最常見(jiàn)的海鮮之一。然而，新鮮魷魚(yú)因其水分含量極高（＞80%），貨架期短［6，7］。因而有必要對(duì)魷魚(yú)進(jìn)行加工以延長(zhǎng)其產(chǎn)品貨架期。目前，魷魚(yú)產(chǎn)品多采用干燥或冷凍的方式來(lái)進(jìn)行加工，以抑制其內(nèi)源酶活性、控制微生物生長(zhǎng)。但是干燥容易引起營(yíng)養(yǎng)成分的損失和質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味的改變［8］，而凍藏中仍容易引起微生物污染，造成風(fēng)味的惡化甚至帶來(lái)食品質(zhì)量安全問(wèn)題。本研究擬采用超高壓技術(shù)處理新鮮魷魚(yú)，研究保藏期間基本組分、pH、微生物等指標(biāo)的變化，旨在為超高壓技術(shù)應(yīng)用于魷魚(yú)保藏提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

新鮮魷魚(yú)（Todarodespacificus）從市場(chǎng)上購(gòu)買后，冰水保存運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室。洗凈并除去內(nèi)臟后，將魷魚(yú)分裝于塑封袋中（PA/CPP復(fù)合膜），真空熱封；

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：北京陸橋公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

超高壓處理裝置：HHP-750型，壓力媒介為水，壓力容器容量為2L（直徑90mm，高度320mm），內(nèi)蒙古包頭科發(fā)高壓科技有限公司；

真空包裝機(jī)：AC-220V型，上海勝松機(jī)械制造有限公司；

均質(zhì)機(jī)：PT 10-35GT型，瑞士Kinematica公司；

pH計(jì)：MP 220型，瑞士梅特勒—托利多公司。

1.2 方法

1.2.1 超高壓處理 將魷魚(yú)置于超高壓容器內(nèi)，于25℃下處理樣品，采用的壓力分別為200，400，600MPa，處理時(shí)間為5，10，20min。升壓速度8.3MPa/s，降壓時(shí)間低于4s。將未經(jīng)超高壓處理的樣品作為空白對(duì)照。所有處理重復(fù)3次。處理后的魷魚(yú)4℃條件下保存，進(jìn)行貨架期試驗(yàn)。

1.2.2 理化指標(biāo)檢測(cè) 水分、蛋白質(zhì)、脂肪測(cè)定分別參照GB/T 5009.3—2010、GB/T 5009.5—2010、GB/T 14772—2008進(jìn)行；pH測(cè)定：取5g魷魚(yú)樣品，加入0.1mol/L KCl溶液45mL，8 000r/min均質(zhì)3min，靜置30min后測(cè)定pH。所有檢測(cè)進(jìn)行3次。

1.2.3 菌落總數(shù)的測(cè)定 稱取25g魷魚(yú)樣品放入盛有225 mL生理鹽水的無(wú)菌均質(zhì)杯內(nèi)，8 000r/min均質(zhì)1min。將樣品勻液用生理鹽水倍比稀釋至合適的濃度后，吸取1mL于無(wú)菌平皿中，加入平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（30±1）℃培養(yǎng)72 h后計(jì)數(shù)。結(jié)果以lg CFU/g表示。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS Statistics 19軟件對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)方差分析，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。并通過(guò)Duncan’s test（顯著水平α＝0.05）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 超高壓處理對(duì)魷魚(yú)理化指標(biāo)的影響

由表1可知，未經(jīng)高壓處理的對(duì)照組測(cè)得的新鮮魷魚(yú)水分、蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為83.5%，14.5%，0.77%左右（濕基）。已有的文獻(xiàn)［8］報(bào)道顯示魷魚(yú)水分含量為74.0%～84.2%，蛋白含量為13.0%～19.2%，脂肪含量為0.29%～2.0%。不同魷魚(yú)之間基本組分不同，這與魷魚(yú)的種類、年齡、性別和生殖狀態(tài)等相關(guān)。經(jīng)不同高壓處理后魷魚(yú)的基本組分含量見(jiàn)表1，儲(chǔ)藏前，超高壓處理對(duì)水分含量、蛋白質(zhì)、脂肪無(wú)顯著影響。

但在4℃下儲(chǔ)存10d后，高壓處理后的樣品水分含量相比于儲(chǔ)存前都有所下降（除400MPa，5min處理組，其余處理組P＜0.05），而對(duì)照組在儲(chǔ)存前后水分含量基本不變。在200MPa時(shí)，處理5min，水分含量下降至81.8%，而處理10min后，水分含量進(jìn)一步下降；20min處理的與10min的沒(méi)有顯著差異。壓力高于200MPa（400，600MPa）時(shí)，在同一時(shí)間下，水分含量隨著壓力的增大而迅速減少；當(dāng)壓力（400，600MPa）相同時(shí)，隨著時(shí)間的增大，水分含量也顯著下降（P＜0.05）。儲(chǔ)存10d后，600MPa處理20min后的魷魚(yú)水分含量最小，為80.3%。這可能是由于高壓導(dǎo)致蛋白質(zhì)持水能力下降造成的［9］。高壓下，肌纖維變性、膠原蛋白收縮，蛋白質(zhì)的持水力下降。隨著保藏時(shí)間的增加，魷魚(yú)中的部分水分被擠壓出肌肉纖維構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)［10］。Ortea等［11］的試驗(yàn)也觀察到，在鮭魚(yú)冷凍儲(chǔ)藏20d的過(guò)程中，所有高壓處理組（135～200MPa，30s）的水分含量顯著下降（P＜0.05），他們認(rèn)為這是由于鮭魚(yú)超高壓導(dǎo)致蛋白的疏水作用和靜電相互作用發(fā)生變化，從而造成持水力的下降。

超高壓及儲(chǔ)存前后蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05），即不存在粗蛋白的損失。而在 Cruz-Romero等［12］的研究中，牡蠣和100mL水一同封裝，進(jìn)行100～800MPa，20℃，10min的超高壓處理后，牡蠣的蛋白含量與對(duì)照組相比，隨著壓力增大而減小。Kaur等［9］的研究也表明，在270和435MPa，25℃處理5min后，蝦的蛋白含量也顯著下降（P＜0.05）。這可能是由于超高壓破壞了肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)，使蛋白更容易浸出到水中，同時(shí)，蛋白質(zhì)的持水能力增加，使得水分含量增加。而在本研究中，魷魚(yú)是直接進(jìn)行真空熱封，未在袋內(nèi)加入蒸餾水，兩者的水環(huán)境不同，因此，蛋白質(zhì)沒(méi)有損失，同時(shí)，儲(chǔ)藏前，水分含量在超高壓前后也沒(méi)有顯著差異。蛋白質(zhì)的持水能力受到氨基酸組成、蛋白質(zhì)構(gòu)象、pH、鹽離子、溫度等的影響［13，14］。不同試驗(yàn)中所采用的樣品前處理、壓力大小、溫度、貯藏時(shí)間和蛋白質(zhì)來(lái)源不同，引起了蛋白質(zhì)構(gòu)象和基質(zhì)環(huán)境的差異，從而導(dǎo)致其持水力的不同。

表1 超高壓對(duì)魷魚(yú)基本理化指標(biāo)的影響Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

表1 超高壓對(duì)魷魚(yú)基本理化指標(biāo)的影響Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

同一行中，不同的大寫(xiě)字母表示有顯著性差異（P＜0.05）；同一列中，不同的小寫(xiě)字母表示有顯著性差異（P＜0.05）。

壓力/MPa時(shí)間/min水分/%（濕基）第0天 第10天蛋白/%（濕基）第0天 第10天脂肪/%（濕基）第0天 第10天0.1 0 83.5±0.8Aa 83.8±1.0Ad 14.5±0.1Aa 14.0±0.2Aa 0.77±0.03Aa 0.77±0.05Aa 5 84.6±0.4Ba 81.8±0.9Abc 13.6±0.1Aa 12.7±0.3Aa 0.78±0.04Aa 0.82±0.08Aab 200 10 83.2±0.1Ba 81.4±0.5Aabc 14.7±0.5Aa 13.7±0.4Aa 0.76±0.08Aa 0.81±0.11Aab 20 84.5±0.4Ba 81.4±0.9Aabc 13.5±0.6Aa 12.4±0.1Aa 0.73±0.01Aa 0.83±0.01Aab 5 83.2±1.2Aa 82.4±1.1Acd 13.5±1.8Aa 12.2±0.1Aa 0.78±0.01Aa 0.82±0.02Aab 400 10 83.7±1.2Ba 81.3±0.6Aabc 14.3±0.1Aa 13.7±2.2Aa 0.76±0.01Aa 0.83±0.03Aab 20 84.5±0.5Ba 80.5±0.4Aab 13.5±0.1Aa 12.4±0.4Aa 0.75±0.07Aa 0.93±0.07Abc 5 83.5±1.4Ba 81.6±0.4Aabc 14.5±0.1Aa 13.2±0.4Aa 0.83±0.05Aa 0.93±0.01Abc 600 10 84.0±1.6Ba 80.7±0.7Aab 13.7±0.5Aa 12.8±0.3Aa 0.73±0.01Aa 1.01±0.03Bc 20 82.6±1.4Ba 80.3±1.1Aa 14.5±0.8Aa 12.3±0.3Aa 0.81±0.10Aa 1.05±0.04Ac

對(duì)于絕大部分樣品，儲(chǔ)存前后脂肪含量沒(méi)有顯著變化（P＞0.05）。但是對(duì)于不同時(shí)間和壓力超高壓處理后的結(jié)果，10d后，超高壓處理后的樣品脂肪含量明顯大于對(duì)照組。Ramirez-Suarez等［15］的研究發(fā)現(xiàn)，在310MPa超高壓后，金槍魚(yú)（Thunnusalalunga）肌肉中的脂肪含量增加。

2.2 超高壓處理對(duì)魷魚(yú)pH的影響

pH可以用于判斷新鮮度，是用于海鮮產(chǎn)品質(zhì)量控制最簡(jiǎn)便的方法之一。在儲(chǔ)藏或加工過(guò)程中，由于微生物或酶的作用，氧化還原平衡改變，自由氧和羥基離子的濃度產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致pH的改變［9］。

由圖1可知，儲(chǔ)藏前，與對(duì)照相比，超高壓處理后pH沒(méi)有明顯變化（P＜0.05）。這與 Lopez等［16］以200，400MPa處理日本對(duì)蝦后的結(jié)果一致。但在常耀光等［17］的研究中，南美白對(duì)蝦在（200，400，600，700MPa）10min的高壓處理后，相比于對(duì)照組，pH均顯著上升，且增幅隨著壓力的增大而增大，這可能與某些蛋白質(zhì)在高壓下構(gòu)象發(fā)生變化相關(guān)。超高壓處理后，蛋白質(zhì)發(fā)生變性或分解，使某些氨基酸基團(tuán)暴露，從而改變pH［18］。這不同結(jié)果之間的差異可能在于，本試驗(yàn)與Lopez等［16］是將物料直接真空包裝后放入高壓裝置進(jìn)行處理，而常耀光等［17］將南美白對(duì)蝦裝入PEC蒸煮袋，加入蒸餾水后再進(jìn)行密封。這說(shuō)明pH變化與物料周圍的水環(huán)境相關(guān)。

圖1 超高壓對(duì)魷魚(yú)pH的影響Figure 1 Effects of HHP on the pH of squid during storage

在10d后，對(duì)照組處理的魷魚(yú)pH從6.8上升到7.3。200MPa，5min處理組魷魚(yú)pH也顯著上升（7.1），但幅度比對(duì)照組低，其他組儲(chǔ)存前后均沒(méi)有顯著差異。在Kaur等［9］的試驗(yàn)中，經(jīng)100，270MPa，5min處理的樣品在儲(chǔ)存10d后，pH均有所上升，但是上升幅度不如對(duì)照組，和本試驗(yàn)的結(jié)果相似。對(duì)于海鮮而言，pH＞7.5的樣品即被認(rèn)為已經(jīng)腐?。?］。在水產(chǎn)品冷凍儲(chǔ)存過(guò)程中，pH的增加往往是由于微生物或自溶作用導(dǎo)致的。隨著微生物的滋生及在內(nèi)源酶的作用下，蛋白質(zhì)被分解為小分子胺類物質(zhì)，氧化三甲胺被分解釋放三甲胺，使pH值急劇上升。因此，一般pH的上升和揮發(fā)性鹽基氮的增加成正比［19］。

2.3 超高壓對(duì)魷魚(yú)微生物的影響

在超高壓處理前，魷魚(yú)的菌落總數(shù)在3.0lg CFU/g左右。在Paarup等［20］的試驗(yàn)中，洗凈且除去內(nèi)臟的魷魚(yú)（Todaropsiseblanae）初始菌落總數(shù)為4.0lg CFU/g左右。海鮮內(nèi)源微生物的組成及含量受到捕獲位置、季節(jié)和品種等的影響，當(dāng)然也與水環(huán)境、處理方法和溫度有關(guān)。

由圖2（a）可知，在超高壓處理后，魷魚(yú)總菌落數(shù)隨著處理壓力和時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯下降。200MPa，5min超高壓處理后，菌落總數(shù)就降至2.39lg CFU/g。而在200，400，600 MPa分別處理20min后，殺菌效率分別為91.1%，95.1%，98.0%，滅菌效果顯著（P＜0.05）。超高壓已經(jīng)被廣泛認(rèn)為是一種良好的可用于食品滅菌保藏的非熱加工技術(shù)。超高壓過(guò)程中有升壓、保壓和降壓3個(gè)階段，分別導(dǎo)致細(xì)胞萎縮、不可逆細(xì)胞質(zhì)傳遞和細(xì)胞破碎［21］。其殺菌的機(jī)理是，超高壓作用于細(xì)菌，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，改變細(xì)胞膜通透性，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的流失；或者通過(guò)改變細(xì)胞形態(tài)、遺傳機(jī)制，使酶變性，影響生化反應(yīng)等途徑起到殺菌效果［1，21］。其殺菌的效果與食物組成、微生物種類、保壓時(shí)間、處理壓力和溫度等相關(guān)。文獻(xiàn)［16］顯示，300～600MPa的高壓可以使多數(shù)的細(xì)菌與真 菌 失 活。Paarup 等［20］研 究 發(fā) 現(xiàn)，經(jīng) 過(guò) 200 ～400MPa，15min超高壓處理后，魷魚(yú)微生物低于檢出限。而Hurtado等［22］的試驗(yàn)結(jié)果顯示，在7℃和40℃經(jīng)400MPa處理15min時(shí)，可以分別使章魚(yú)（Octopusvulgaris）總菌落數(shù)降低102CFU/g和104CFU/g左右。超高壓的殺菌作用也在其他很多海鮮中被證實(shí)，如鱸魚(yú)、熏鮭魚(yú)、金槍魚(yú)等［23，24］。

圖2 超高壓對(duì)魷魚(yú)菌落總數(shù)的影響Figure 2 Effects of HHP on the total viable counts of squid during storage

儲(chǔ)藏10d后，未經(jīng)高壓處理的魷魚(yú)菌落總數(shù)上升至7.0lg CFU/g左右（圖2（b）），超過(guò)了6.0lg CFU/g可接受限［21］。而經(jīng)過(guò)高壓處理的魷魚(yú)，在保存10d后，總菌落數(shù)均低于6.0lg CFU/g。其中200MPa，5min魷魚(yú)的菌落總數(shù)上升至5.1lg CFU/g，僅為未經(jīng)處理魷魚(yú)的1.2%。且隨著高壓時(shí)間的延長(zhǎng)或壓力的上升，菌落總數(shù)更低。600MPa，20 min處理后的樣品，其總菌落數(shù)僅為2.4lg CFU/g，比未經(jīng)處理樣品儲(chǔ)存前的初始值還要低。這說(shuō)明超高壓對(duì)微生物造成了潛在的致命性損傷，影響其擴(kuò)增能力。但Paarup等［20］的研究表明，微生物在超高壓滅活后，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的滯后期，其生長(zhǎng)會(huì)有所恢復(fù)。這種滯后期在腸桿菌、乳酸桿菌中均能觀察到。因此，進(jìn)行貨架期試驗(yàn)來(lái)測(cè)定微生物生長(zhǎng)具有重要意義［20］。

3 結(jié)論

儲(chǔ)藏前，超高壓對(duì)魷魚(yú)基本組分影響很小，在不同壓力和時(shí)間的處理后，水分、脂肪、蛋白質(zhì)含量及pH沒(méi)有顯著變化。但在10d后，超高壓處理后的魷魚(yú)相比于儲(chǔ)存前水分含量顯著降低（P＜0.05），且隨著壓力和時(shí)間的升高，下降幅度變大。而大部分超高壓處理后的樣品在儲(chǔ)存前后蛋白質(zhì)和脂肪沒(méi)有差異。對(duì)于未經(jīng)高壓處理的魷魚(yú)，儲(chǔ)存10d后，pH顯著上升，200MPa，5min處理的魷魚(yú)pH也有所增高，而其他壓力處理下，pH在儲(chǔ)存后沒(méi)有顯著變化（P＞0.05）。超高壓可以顯著降低魷魚(yú)中總菌落數(shù)，且殺菌率與保壓時(shí)間、壓力成正比，在600MPa，20min的處理后，總菌落數(shù)最低。因此，超高壓可以保留魷魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、降低微生物含量、延長(zhǎng)貨架期，是一種可以保證魷魚(yú)品質(zhì)和微生物安全的加工技術(shù)。

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