袁龍，盧立新*，2，唐亞麗，2

（1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫214122；2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122）

超高壓處理對(duì)軟包裝太湖銀魚(yú)滅菌效果及品質(zhì)的影響

袁龍1，盧立新*1，2，唐亞麗1，2

（1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫214122；2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122）

近年來(lái)，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，安全、綠色、高品質(zhì)食品亦備受消費(fèi)者青睞。然而傳統(tǒng)的食品加工工藝可能會(huì)對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)、品質(zhì)造成不良影響。超高壓食品加工作為一種冷加工技術(shù)，具有方便快捷、作用均勻、操作安全和低耗能等特點(diǎn)，且其對(duì)食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)面影響較小，能有效保持食品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分。目前，研究者已成功將超高壓應(yīng)用于果蔬汁和軟罐頭的加工，并進(jìn)行了殺菌和品質(zhì)評(píng)價(jià)等基礎(chǔ)性研究［1-2］。水產(chǎn)品如海參、龍蝦、牡蠣、銀魚(yú)等易于腐敗，且其風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)受熱處理影響較大，超高壓技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用前景十分廣闊，但此類研究相對(duì)較少［3-4］。

太湖銀魚(yú)營(yíng)養(yǎng)豐富，肉質(zhì)鮮美，潔白細(xì)膩，與梅鱭、白蝦并稱“太湖三寶”。銀魚(yú)含有很高的蛋白質(zhì)、脂肪及氨基酸。冰鮮銀魚(yú)大多出口，遠(yuǎn)銷國(guó)外，人稱“魚(yú)參”。經(jīng)過(guò)曝曬制成的銀魚(yú)干便于儲(chǔ)存，且其色、香、味、形經(jīng)久不變［5］。目前，我國(guó)太湖銀魚(yú)主要以冷凍方式加工。從深加工的角度看，太湖銀魚(yú)資源遠(yuǎn)沒(méi)有充分利用。隨著太湖銀魚(yú)養(yǎng)殖水域的增大，會(huì)有更多的具有地方和民族風(fēng)味的銀魚(yú)食品問(wèn)世，銀魚(yú)加工業(yè)前景廣闊。

本課題以超高壓處理工藝為基礎(chǔ)，旨在研究超高壓處理參數(shù)對(duì)軟包裝太湖銀魚(yú)殺菌效果和品質(zhì)因素的影響。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

市售太湖銀魚(yú)，采購(gòu)時(shí)選取形貌大致相同的銀魚(yú)；包裝材料KPA/PE耐高溫復(fù)合薄膜蒸煮袋，氧氣透過(guò)量6.798×10-5cm3/（m2·d·Pa），厚度85 μm；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，生化試劑，氯化鈉（分析純）；苯駢戊三酮（茚三酮，分析純），考馬斯亮藍(lán)（G250），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司制品。

HHP600MPa/5L超高壓處理器，壓強(qiáng)0～600 MPa，有效容積5 L，輸入功率7.5 kW，包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司制造；手提式不銹鋼壓強(qiáng)蒸氣滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠制造；SW-CJ-1G型單人凈化工作臺(tái)，蘇凈凈化設(shè)備有限公司制造；多功能食物加工機(jī)，珠海九陽(yáng)電器有限公司制造；薄膜熱封機(jī)，武漢伊卓騰機(jī)械設(shè)備有限公司制造；生化培養(yǎng)箱，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司制造；電子天平，梅特勒-托利多集團(tuán)制造；UV-2802型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，龍尼柯（上海）儀器有限公司制造。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1樣品制備軟包裝：將復(fù)合膜制成10 cm× 10 cm小袋，并置于凈化臺(tái)備用。稱取表面干燥的太湖銀魚(yú)裝入復(fù)合包裝袋，每袋10 g，真空熱封。

1.2.2超高壓殺菌試驗(yàn)在室溫下分別進(jìn)行200、300、400、500、600 MPa的5、10、15、20、25 min超高壓處理，研究太湖銀魚(yú)的超高壓滅菌效果。平行測(cè)定3次，以未處理樣品為對(duì)照。

1.2.3微生物檢測(cè)菌落總數(shù)的測(cè)定嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)GB4789.2-2010［6］執(zhí)行。稀釋樣品時(shí)，取10 g銀魚(yú)與90 mL生理鹽水混合，于食品加工機(jī)中均質(zhì)，以此類推，配制10倍系列的稀釋樣品勻液，取1 mL接種于瓊脂平板，在37℃培養(yǎng)48 h，進(jìn)行菌落記數(shù)，菌落總數(shù)單位以cfu/g表示。

1.2.4水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)銀魚(yú)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)嚴(yán)格按照GB 50093-2010［7］的直接干燥法執(zhí)行。

1.2.5可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)采用改良的考馬斯亮藍(lán)G-250染色法［8］檢測(cè)銀魚(yú)中的可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.2.6游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)采用茚三酮比色法［9］檢測(cè)銀魚(yú)中的游離氨基酸總量。

1.2.7數(shù)據(jù)分析應(yīng)用Matlab處理數(shù)據(jù)并繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1超高壓滅菌效果

不同超高壓處理時(shí)間下軟包裝太湖銀魚(yú)殘余菌落總數(shù)與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示。較低的壓強(qiáng)（200 MPa或300 MPa）殺滅銀魚(yú)中細(xì)菌的效果并不理想，但當(dāng)壓強(qiáng)大于400 MPa時(shí)，銀魚(yú)中菌落總數(shù)顯著降低。在一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)，隨著保壓時(shí)間增加，菌落總數(shù)呈減少趨勢(shì)。當(dāng)壓強(qiáng)大于500 MPa時(shí)，各組銀魚(yú)樣品菌落總數(shù)均降到100～200 cfu/g，致病菌亦未檢出，此時(shí)若繼續(xù)增加壓強(qiáng)，滅菌效果的增強(qiáng)并不明顯，滅菌曲線趨于平緩，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到600 MPa時(shí)，各組樣品菌落總數(shù)皆能降到100 cfu/g以下。這是因?yàn)楦邏簳?huì)損傷細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，造成細(xì)菌死亡。但拖尾和一些耐壓革蘭氏陽(yáng)性菌的存在，且有些細(xì)菌在高壓下暫時(shí)失活，而在較長(zhǎng)時(shí)間（2～3 d）培養(yǎng)后又恢復(fù)繁殖能力，所以滅菌處理后樣品中總有少量細(xì)菌殘留［10］。

由圖1可見(jiàn)，增加保壓時(shí)間能增強(qiáng)銀魚(yú)的超高壓殺菌效果。但壓強(qiáng)若較低（200 MPa），保壓時(shí)間的增加不能有效地加強(qiáng)超高壓滅菌效果。而在較高壓強(qiáng)下，保壓時(shí)間對(duì)滅菌效果影響顯著，如在300 MPa下，保壓20 min銀魚(yú)樣品的菌落總數(shù)比保壓5 min的樣品少25%左右。但當(dāng)保壓時(shí)間超過(guò)一定值時(shí)，增加時(shí)間已不能顯著增強(qiáng)殺菌效果，而此種現(xiàn)象在較高壓強(qiáng)下愈發(fā)明顯（400 MPa或500 MPa）；若要增強(qiáng)殺菌效果，須增加壓強(qiáng)方能達(dá)到，同時(shí)也證明壓強(qiáng)對(duì)滅菌效果影響的顯著性遠(yuǎn)大于時(shí)間。

圖1　不同壓強(qiáng)下處理時(shí)間與殘余菌落總數(shù)的關(guān)系Fig.1Relationship between pressure holding time and microflora with different pressure

2.2水分含量檢測(cè)

太湖銀魚(yú)的質(zhì)地口感與其水分有關(guān)。圖2為保壓20 min時(shí)銀魚(yú)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)的關(guān)系。當(dāng)壓強(qiáng)低于500 MPa時(shí)，隨著壓強(qiáng)增大銀魚(yú)水分迅速減少，超過(guò)500 MPa后，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化漸緩。水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)從81.37%下降至73.91%。其原因可能是由于蛋白質(zhì)的水合作用受高壓影響，而使一部分水分從組織中游離出來(lái)［11］，造成了銀魚(yú)的水分損失。

圖2　20 min條件下壓強(qiáng)與含水量的關(guān)系Fig.2Relationship between pressure and the moisture content under the 20 min condition

圖3為壓強(qiáng)400 MPa時(shí)，保壓時(shí)間對(duì)銀魚(yú)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。處理后樣品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，其中前5 min水分損失較為顯著，5 min時(shí)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近76.00%。隨保壓時(shí)間延長(zhǎng)，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)先略有回升，在10 min時(shí)達(dá)到76.11%，而后隨時(shí)間增加，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨于減少。這是因?yàn)楦邏簲D出銀魚(yú)中的水分，致使其含水量降低，而后隨保壓時(shí)間的增加，蛋白質(zhì)在發(fā)生變性的同時(shí)結(jié)合了一些擠出的水分，使銀魚(yú)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍有增加，當(dāng)繼續(xù)增加保壓時(shí)間時(shí)，少量水分又被重新擠出，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。

圖3　400 MPa條件下時(shí)間與含水量的關(guān)系Fig.3Relationship between pressure holding time and the moisture content under the 400MPa condition

2.3可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量檢測(cè)

表1和表2分別為不同保壓時(shí)間和壓強(qiáng)條件下，超高壓處理對(duì)軟包裝銀魚(yú)品質(zhì)的影響。經(jīng)超高壓處理后，銀魚(yú)的可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有所減少，在較低的壓強(qiáng)條件下低聚蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)易發(fā)生解離，同時(shí)解離后的低聚體亞單元易重新結(jié)合；當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到400 MPa時(shí)，部分蛋白質(zhì)易發(fā)生凝聚變性［12］，導(dǎo)致其質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。

見(jiàn)表1，當(dāng)壓強(qiáng)小于300 MPa時(shí)，與未處理銀魚(yú)樣品相比，經(jīng)超高壓處理的銀魚(yú)所含蛋白質(zhì)和氨基酸變化不大；當(dāng)壓強(qiáng)大于300 MPa時(shí)，銀魚(yú)的可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)有較明顯的降低，這是因?yàn)楦邏菏沟鞍踪|(zhì)氫鍵斷裂，破壞其三級(jí)結(jié)構(gòu)，并造成不可逆變性［12］。

表1　保壓20 min條件下，壓強(qiáng)對(duì)軟包裝銀魚(yú)品質(zhì)因素的影響Table1Relationshipbetweenpressureandquality change of whitebait under the 20 min condition

表2　壓強(qiáng)400 MPa條件下，保壓時(shí)間對(duì)軟包裝銀魚(yú)品質(zhì)因素的影響Table 2Relationship between pressure holding time and quality change of whitebait under the 400 MPa condition

超高壓可提高銀魚(yú)中某些蛋白質(zhì)水解酶的活性，從而使銀魚(yú)蛋白質(zhì)水解程度增加，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，銀魚(yú)擠出液中游離氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著壓強(qiáng)的升高而大幅增加［13-14］。隨著處理?xiàng)l件的加強(qiáng)，銀魚(yú)汁液損失增多，而其肌肉中蛋白質(zhì)和氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)減少，如表1、表2所示，不過(guò)保壓時(shí)間對(duì)銀魚(yú)品質(zhì)影響的顯著性要小于壓強(qiáng)。超高壓處理會(huì)對(duì)銀魚(yú)中可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸造成損失，但損失量較小，均不超過(guò)7%。

3　結(jié)論

軟包裝太湖銀魚(yú)超高壓處理研究顯示，超高壓可有效殺滅軟包裝銀魚(yú)中的微生物，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到600 MPa時(shí)，銀魚(yú)樣品殘留菌落低于100 cfu/g，致病菌也未檢出。保壓時(shí)間在較小的范圍內(nèi)對(duì)滅菌效果影響顯著，但大于10 min，其顯著性不明顯。

超高壓處理能使銀魚(yú)水分析出，使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)從81.37%下降至73.91%；同時(shí)，高壓能使蛋白質(zhì)氫鍵斷裂，損壞其三級(jí)結(jié)構(gòu)，并造成不可逆的變性；而銀魚(yú)中其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如游離氨基酸也會(huì)隨水分?jǐn)D出而損失，但損失量不超過(guò)7%。

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2014-11-03

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD24B01）；江蘇省高校科研成果產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)工程項(xiàng)目（JHB2012-25）。

盧立新（1966—），男，江蘇宜興人，教授，博士，主要從事運(yùn)輸包裝、食品農(nóng)產(chǎn)品包裝技術(shù)等研究。E-mail：lulx@jiangnan.edu.cn