超高压处理对软包装太湖银鱼灭菌效果及品质的影响

袁龙，卢立新*，2，唐亚丽，2

（1.江南大学机械工程学院，江苏无锡214122；2.江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214122）

超高压处理对软包装太湖银鱼灭菌效果及品质的影响

袁龙1，卢立新*1，2，唐亚丽1，2

（1.江南大学机械工程学院，江苏无锡214122；2.江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214122）

近年来，随着人们物质生活水平的不断提高，安全、绿色、高品质食品亦备受消费者青睐。然而传统的食品加工工艺可能会对食品的质构、品质造成不良影响。超高压食品加工作为一种冷加工技术，具有方便快捷、作用均匀、操作安全和低耗能等特点，且其对食品中的营养物质负面影响较小，能有效保持食品的色、香、味和营养成分。目前，研究者已成功将超高压应用于果蔬汁和软罐头的加工，并进行了杀菌和品质评价等基础性研究［1-2］。水产品如海参、龙虾、牡蛎、银鱼等易于腐败，且其风味、质构受热处理影响较大，超高压技术在水产品加工中的应用前景十分广阔，但此类研究相对较少［3-4］。

太湖银鱼营养丰富，肉质鲜美，洁白细腻，与梅鲚、白虾并称“太湖三宝”。银鱼含有很高的蛋白质、脂肪及氨基酸。冰鲜银鱼大多出口，远销国外，人称“鱼参”。经过曝晒制成的银鱼干便于储存，且其色、香、味、形经久不变［5］。目前，我国太湖银鱼主要以冷冻方式加工。从深加工的角度看，太湖银鱼资源远没有充分利用。随着太湖银鱼养殖水域的增大，会有更多的具有地方和民族风味的银鱼食品问世，银鱼加工业前景广阔。

本课题以超高压处理工艺为基础，旨在研究超高压处理参数对软包装太湖银鱼杀菌效果和品质因素的影响。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

市售太湖银鱼，采购时选取形貌大致相同的银鱼；包装材料KPA/PE耐高温复合薄膜蒸煮袋，氧气透过量6.798×10-5cm3/（m2·d·Pa），厚度85 μm；平板计数琼脂培养基，生化试剂，氯化钠（分析纯）；苯骈戊三酮（茚三酮，分析纯），考马斯亮蓝（G250），国药集团化学试剂有限公司制品。

HHP600MPa/5L超高压处理器，压强0～600 MPa，有效容积5 L，输入功率7.5 kW，包头科发高压科技有限责任公司制造；手提式不锈钢压强蒸气灭菌器，上海申安医疗器械厂制造；SW-CJ-1G型单人净化工作台，苏净净化设备有限公司制造；多功能食物加工机，珠海九阳电器有限公司制造；薄膜热封机，武汉伊卓腾机械设备有限公司制造；生化培养箱，上海精宏试验设备有限公司制造；电子天平，梅特勒-托利多集团制造；UV-2802型紫外可见分光光度计，龙尼柯（上海）仪器有限公司制造。

1.2实验方法

1.2.1样品制备软包装：将复合膜制成10 cm× 10 cm小袋，并置于净化台备用。称取表面干燥的太湖银鱼装入复合包装袋，每袋10 g，真空热封。

1.2.2超高压杀菌试验在室温下分别进行200、300、400、500、600 MPa的5、10、15、20、25 min超高压处理，研究太湖银鱼的超高压灭菌效果。平行测定3次，以未处理样品为对照。

1.2.3微生物检测菌落总数的测定严格按照国标GB4789.2-2010［6］执行。稀释样品时，取10 g银鱼与90 mL生理盐水混合，于食品加工机中均质，以此类推，配制10倍系列的稀释样品匀液，取1 mL接种于琼脂平板，在37℃培养48 h，进行菌落记数，菌落总数单位以cfu/g表示。

1.2.4水分质量分数检测银鱼水分质量分数检测严格按照GB 50093-2010［7］的直接干燥法执行。

1.2.5可溶性蛋白质质量分数检测采用改良的考马斯亮蓝G-250染色法［8］检测银鱼中的可溶性蛋白质质量分数。

1.2.6游离氨基酸质量分数检测采用茚三酮比色法［9］检测银鱼中的游离氨基酸总量。

1.2.7数据分析应用Matlab处理数据并绘图。

2　结果与分析

2.1超高压灭菌效果

不同超高压处理时间下软包装太湖银鱼残余菌落总数与压强的关系如图1所示。较低的压强（200 MPa或300 MPa）杀灭银鱼中细菌的效果并不理想，但当压强大于400 MPa时，银鱼中菌落总数显著降低。在一定压强范围内，随着保压时间增加，菌落总数呈减少趋势。当压强大于500 MPa时，各组银鱼样品菌落总数均降到100～200 cfu/g，致病菌亦未检出，此时若继续增加压强，灭菌效果的增强并不明显，灭菌曲线趋于平缓，当压强达到600 MPa时，各组样品菌落总数皆能降到100 cfu/g以下。这是因为高压会损伤细菌细胞壁和细胞膜，造成细菌死亡。但拖尾和一些耐压革兰氏阳性菌的存在，且有些细菌在高压下暂时失活，而在较长时间（2～3 d）培养后又恢复繁殖能力，所以灭菌处理后样品中总有少量细菌残留［10］。

由图1可见，增加保压时间能增强银鱼的超高压杀菌效果。但压强若较低（200 MPa），保压时间的增加不能有效地加强超高压灭菌效果。而在较高压强下，保压时间对灭菌效果影响显著，如在300 MPa下，保压20 min银鱼样品的菌落总数比保压5 min的样品少25%左右。但当保压时间超过一定值时，增加时间已不能显著增强杀菌效果，而此种现象在较高压强下愈发明显（400 MPa或500 MPa）；若要增强杀菌效果，须增加压强方能达到，同时也证明压强对灭菌效果影响的显著性远大于时间。

图1　不同压强下处理时间与残余菌落总数的关系Fig.1Relationship between pressure holding time and microflora with different pressure

2.2水分含量检测

太湖银鱼的质地口感与其水分有关。图2为保压20 min时银鱼水分质量分数与压强的关系。当压强低于500 MPa时，随着压强增大银鱼水分迅速减少，超过500 MPa后，水分质量分数变化渐缓。水分质量分数从81.37%下降至73.91%。其原因可能是由于蛋白质的水合作用受高压影响，而使一部分水分从组织中游离出来［11］，造成了银鱼的水分损失。

图2　20 min条件下压强与含水量的关系Fig.2Relationship between pressure and the moisture content under the 20 min condition

图3为压强400 MPa时，保压时间对银鱼水分质量分数的影响。处理后样品的水分质量分数呈下降趋势，其中前5 min水分损失较为显著，5 min时水分质量分数接近76.00%。随保压时间延长，水分质量分数先略有回升，在10 min时达到76.11%，而后随时间增加，水分质量分数趋于减少。这是因为高压挤出银鱼中的水分，致使其含水量降低，而后随保压时间的增加，蛋白质在发生变性的同时结合了一些挤出的水分，使银鱼水分质量分数稍有增加，当继续增加保压时间时，少量水分又被重新挤出，水分质量分数降低。

图3　400 MPa条件下时间与含水量的关系Fig.3Relationship between pressure holding time and the moisture content under the 400MPa condition

2.3可溶性蛋白质和游离氨基酸含量检测

表1和表2分别为不同保压时间和压强条件下，超高压处理对软包装银鱼品质的影响。经超高压处理后，银鱼的可溶性蛋白质和游离氨基酸的质量分数均有所减少，在较低的压强条件下低聚蛋白质的结构易发生解离，同时解离后的低聚体亚单元易重新结合；当压强达到400 MPa时，部分蛋白质易发生凝聚变性［12］，导致其质量分数降低。

见表1，当压强小于300 MPa时，与未处理银鱼样品相比，经超高压处理的银鱼所含蛋白质和氨基酸变化不大；当压强大于300 MPa时，银鱼的可溶性蛋白质质量分数有较明显的降低，这是因为高压使蛋白质氢键断裂，破坏其三级结构，并造成不可逆变性［12］。

表1　保压20 min条件下，压强对软包装银鱼品质因素的影响Table1Relationshipbetweenpressureandquality change of whitebait under the 20 min condition

表2　压强400 MPa条件下，保压时间对软包装银鱼品质因素的影响Table 2Relationship between pressure holding time and quality change of whitebait under the 400 MPa condition

超高压可提高银鱼中某些蛋白质水解酶的活性，从而使银鱼蛋白质水解程度增加，蛋白质质量分数下降，银鱼挤出液中游离氨基酸的质量分数随着压强的升高而大幅增加［13-14］。随着处理条件的加强，银鱼汁液损失增多，而其肌肉中蛋白质和氨基酸质量分数相对减少，如表1、表2所示，不过保压时间对银鱼品质影响的显著性要小于压强。超高压处理会对银鱼中可溶性蛋白质和游离氨基酸造成损失，但损失量较小，均不超过7%。

3　结论

软包装太湖银鱼超高压处理研究显示，超高压可有效杀灭软包装银鱼中的微生物，当压强达到600 MPa时，银鱼样品残留菌落低于100 cfu/g，致病菌也未检出。保压时间在较小的范围内对灭菌效果影响显著，但大于10 min，其显著性不明显。

超高压处理能使银鱼水分析出，使其质量分数从81.37%下降至73.91%；同时，高压能使蛋白质氢键断裂，损坏其三级结构，并造成不可逆的变性；而银鱼中其它营养物质，如游离氨基酸也会随水分挤出而损失，但损失量不超过7%。

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2014-11-03

国家“十二五”科技支撑计划项目（2011BAD24B01）；江苏省高校科研成果产业化推进工程项目（JHB2012-25）。

卢立新（1966—），男，江苏宜兴人，教授，博士，主要从事运输包装、食品农产品包装技术等研究。E-mail：lulx@jiangnan.edu.cn