□ 曾鳳仙 周道志 湛江國聯(lián)水產開發(fā)股份有限公司

水產品的營養(yǎng)價值十分豐富，是人們日常生活的重要食物來源之一，特別是魚類，其體內蛋白質含量高，且不會引起人發(fā)胖，因而人們平時生活中對其有著較高的需求量和質量要求。但是，如果加工方法不合理，就會使水產品的營養(yǎng)物質大量流失，還可能使蛋白質發(fā)生變質，甚至產生影響人體健康、不利于人體吸收的毒素。美國物理學家Bridgman[1]于1914年時發(fā)現，超高壓技術能使酶失去活性，使蛋白質凝固，還能殺死細菌，就此拉開了人類對超高壓技術的應用研究。到了1986年，時任日本京都大學教授的林立丸則提出了在食品加工中應用超高壓技術。通過數十年時間的發(fā)展，日本有關超高壓技術在食品加工領域的理論研究得到不斷完善，已然處在世界領先地位[2]。而我國關于超高壓技術的研究相對較晚，需要我們不斷積極探索。

1 超高壓技術與其工作原理簡述

超高壓技術最早是被用于牛奶的殺菌與延長貨架期，但由于受到設備制造等方面的限制，到了20世紀90年代，日本成功生產出了超高壓果醬之后，這一技術才得以迅猛發(fā)展。而我國超高壓技術起步較晚，絕大部分研究都是2000年之后的。超高壓處理的理論基礎，主要是Pascal原理和le Chatelier原理，在超高壓處理食品時，分子構象改變和化學反應平衡等都會向著體積減少的方向發(fā)展，而食品物料則會受到統(tǒng)一處理，無壓力梯度且速度快[3]。超高壓技術相較于傳統(tǒng)熱加工優(yōu)勢可謂明顯，如最少添加、時間短、均勻等，通常只會較少地影響到生物的維生素、揮發(fā)性物質和共價鍵，僅會破壞維持生物大分子高級結構的非共價鍵，并且其處理效果和物料大小、形狀沒有關系，是如今非熱加工技術中產業(yè)化程度最高的。伴隨當前超高壓技術“最小化加工”優(yōu)勢的凸顯，以及此項技術和設備在食品方面的快速發(fā)展，在水產品加工中超高壓技術的應用范圍將進一步擴大。

2 超高壓技術在水產加工中的具體應用

2.1 在魚類加工中的應用

滅蟲、滅菌、滅酶與改良魚糜制品質構，是魚類加工中應用超高壓技術的主要表現，此技術在魚鱗提膠、魚皮提膠上也發(fā)揮著輔助作用。根據相關研究顯示，將鮮鯉魚肉的魚漿作為原料，壓力100～500 MPa、溫度0 ℃、時間10 min進行處理，完成處理后保存于5 ℃的冷庫中。結果顯示，魚漿經超過200 MPa高壓處理后，外觀呈現白濁化，喪失了ATPase活性，魚漿的K值與加壓處理前沒有差異[4]；而魚漿經過超過350 MPa的高壓處理后，在冷藏中K值上升能見到變慢，且魚漿中的細菌繁殖顯著減緩，數量也明顯減少。這足以說明，魚糜借助超高壓進行滅菌是有效、可行的。

超高壓滅菌就是通過對菌體蛋白中的非共價鍵進行破壞，如離子鍵、二硫鍵、氫鍵等，破壞了蛋白質的高級結構，進而使酶失去活性、蛋白質凝固。超高壓還能使菌體內的化學組出現外流等多種細胞損傷，造成菌體細胞膜破裂，還能對DNA等遺傳物質的復制形成影響，從而殺死了微生物。Chung等人[5]使用高壓進行太平洋慧魚魚糜地制作，發(fā)現相較于傳統(tǒng)加熱定型的魚糜凝膠，張力值、強度與透明度都有所提升。用乙烯袋包裹慧魚糜，以水為介質經壓力400 MPa、時間10 min之后，所制成的魚糕彈性可提升50%，破斷強度可達到1 200 g，有著堅實的咀嚼感。

2.2 在貝類加工中的應用

以牡蠣為例，在高壓之下，牡蠣能完成自然脫殼，而壓力的強度決定著脫殼的程度：在壓強241 MPa、時間2 min時，牡蠣能達到88%的脫殼率；在310 MPa壓強下進行瞬時處理，則能達到100%的脫殼率，但會一定影響到牡蠣的顏色與其他外觀特性。為了避免過高壓力造成的影響，應選用合理的壓力，并輔以溫度一同協(xié)助，達到完全脫殼的效果。比如，在壓力80 MPa、時間5 min、溫度40℃下進行處理，也能獲得100%的脫殼率，且較少影響到牡蠣的外觀。牡蠣在壓力500 MPa、時間30 s的高壓處理下，不能有效降低副溶血弧菌含量，而在壓力205～345 MPa、時間2 min的處理下，既有助于S形霍亂菌的消除，又有助于牡蠣肉保持原有的質構與風味,沒有經過高壓處理的牡蠣能保存約13 d，但經過高壓處理的在2℃下，則能保藏約40 d[6]。此外，王瑞等[7]將生鮮毛蚶作為原料，對不同時間、溫度、壓力下，生鮮毛蚶中微生物的存活率進行研究，最終確定生鮮毛蚶超高壓殺菌的工藝條件，即在壓力300～500 MPa、時間5～15 min、溫度20～40 ℃范圍內，能夠有效殺滅生鮮毛蚶中的多種微生物。其最佳工藝則是壓力500 MPa、時間5 min、溫度在40 ℃。

2.3 在海參保藏中的應用

海參體內含有多種生理活性物質，低脂肪、高蛋白，營養(yǎng)價值很高，是十分常見的一種水產品。以往采用傳統(tǒng)方法加工海參，只能夠將其加工成干海參或是鹽漬海參，如此在一定程度上破壞了海參原有的營養(yǎng)價值，嚴重流失了海參的活性成分。而應用超高壓技術進行海參的保藏，則能夠減少微生物數量，延長保質期。在鄧記松[8]的實驗研究中，在250 MPa壓力下的海參實驗樣品，其微生物菌落總數，在5 d內得到了較為良好的抑制，而在壓強達到300 MPa時，減緩微生物增殖的效果更為顯著。在有關海參自溶酶的實驗中，當壓強低于250 MPa，且時間＜15 min時，自溶酶不減少反而增加，而當將壓力提高至250 MPa，時間控制在15 min時，則有效降低了海參的自溶酶活性[9]。再從溫度上進行分析，在壓力為400 MPa、時間20 min下的海參自溶酶，伴隨溫度地提升，酶呈現增長趨勢，在溫度達到40 ℃時，其酶的活性便到達峰值，之后慢慢開始下降。從酶的活性變化來講，在60 ℃或是24 ℃時，抑制酶的效果最為良好。結合溫度、時間、壓力幾方面綜合情況而言，在壓力450～500 MPa、時間20 min、溫度為4 ℃的情況下，跟蹤監(jiān)測海參的自溶酶活性，20 d之內酶活性處于最低狀態(tài)，變化最小。這就說明，通過上述條件在海參處理中應用超高壓技術，能夠在海參營養(yǎng)含量不受影響的情況下，使還剩的保鮮期最多延長20 d。

2.4 在水產品冷凍及解凍中的應用

現代水產與水產制品加工原料的主要保存方式之一，就是冷藏。而其中冷凍與解凍是其產后加工處理不可或缺的一環(huán)，對冷凍水產品最終的食用價值、品質起到很大影響。

2.4.1 超高壓應用于水產品快速冷凍

冷凍是水產品保存中最常見的手段，而冷凍水產品的品質則受到冰晶大小和形成位置的直接影響。在傳統(tǒng)冷凍中，冷空氣傳導速率較慢，冰晶形成從表面向中心逐漸移動，冰晶大且不均勻，導致細胞破裂，進而給產品的風味和品質形成不利影響。而由于超高壓可創(chuàng)造超冷度的特點，在近年來成為了實現水產品快速高品質冷度的潛在工具。壓力轉移凍結（PSF），是當前研究中比較多的模式，在這一過程中，水產品在200 MPa下進行冷卻，當達到略高于該壓力條件下的水冰點溫度（通常為-18℃）時，瞬間釋放壓力，這時水產品的相轉變溫度快速提升，進而迅速加大了相轉變溫度和水產品溫度的直接溫度差，即時生產大量細小且均勻的冰晶，實現了真正速凍，減少了因細胞組織破壞而出現的品質變差[10]。

2.4.2 超高壓應用于水產品快速解凍

壓力輔助解凍（PAT）可理解為PSF的逆過程，它通過提高冷凍品相轉變溫度和熱源間的溫度差，使熱源傳遞增加，進而達到快速解凍的目的。王國棟[11]對空氣、水解凍及超高壓，對-20 ℃蝦的解凍效果進行了對比研究，得出相較于傳統(tǒng)的水解凍與空氣解凍，在壓力100、150、200 MPa的條件下，PAT解凍時間縮短了34.3%、42.9%、51.4%，解凍時間縮短效果明顯。而在Schubring等[12]的研究中，黑線鱈、鮭魚、鱈魚等在壓力200 MPa、溫度13 ℃的條件下，與15 ℃水解凍時間相比較，縮短了約50%，且硬度增加，減少了汁液流失率。

3 結語

水產品是人類獲取所需營養(yǎng)的主要途徑，是生活中十分重要的食物之一，伴隨社會的不斷發(fā)展，人們對于水產品的質量要求也會更高。但若仍采用傳統(tǒng)的水產品加工方法，則難以充分保存住水產的營養(yǎng)，甚至還可能破壞水產品的營養(yǎng)價值。然而，在水產加工中有效應用超高壓技術，則能改善這一情況。為此，在近幾年中超高壓技術在水產品的加工與保存中得到了越來越廣泛地應用，但由于這一技術的設備成本較高，因而在今后的研究中，需將注意力投入到技術成本的縮減上，從而推動這一技術的良性發(fā)展。