超高压技术在贝类脱壳加工中的应用

巩　雪,常　江

(哈尔滨商业大学,黑龙江哈尔滨 150028)



超高压技术在贝类脱壳加工中的应用

巩雪,常江

(哈尔滨商业大学,黑龙江哈尔滨 150028)

贝类是现代备受青睐的海产品,由于其营养丰富而受到消费者的喜爱,贝类的脱壳问题是加工过程的关键。超高压脱壳是一种新兴的食品加工技术,它既可以完成脱壳过程,又可以减少贝肉中的有害微生物,是现代比较热门和常用的脱壳技术。通过对目前脱壳技术的应用状况进行研究和分析,发现利用超高压技术对贝类进行脱壳处理,不仅可以获得较高的脱壳率,还可以获得完整的贝肉,并保持产品的感官品质和营养价值,延长产品的货架期,是一种比较适合于贝类脱壳的加工技术。

贝类,脱壳,超高压,品质

我国是世界最大的贝类养殖国,年产量约占世界贝类总产量的60%[1],贝类主要包括以扇贝为代表的双壳贝类、鲍鱼为代表的单壳贝类及以龙虾和对虾为代表的甲壳类,凭借其肉质鲜美,低脂肪、高蛋白质、富含多种矿物元素和维生素、营养价值较高等特点,越来越受到消费者的喜爱[2];作为营养丰富的海洋珍品,贝类产品的制品除了鲜销产品之外,大部分都被制成了即食食品或干制品,以延长其货架期,提高销售的灵活性。现阶段,发达国家双壳贝类的脱壳通常采用加热脱壳法、微波脱壳法、激光脱壳法和超高压脱壳法[3]。而我国贝类加工方法和设备还存在较大的差距,贝类脱壳主要是以人工剥离为主,这种加工方式不仅效率低、卫生性难以得到保证,同时,也不易获得完整的贝肉,使贝类产品的加工受到限制[4]。超高压技术最早出现于食品杀菌领域,随着研究的深入,关于超高压脱壳技术的研究也逐渐增多。通过对贝类产品施加超高压力,不仅能够消除食品中的致病菌,还能使闭壳肌的肌肉纤维和壳体的黏连组织在压力的作用下松懈,使肉和壳之间的蛋白质明胶化,失去弹性和束缚,从而达到轻松脱壳的目的[5],利用超高压技术进行脱壳的组织获得率比手工脱壳相比,高了17.26%[6]。因此,对贝类产品超高压脱壳技术进行研究,能够为贝类产品超高压加工技术实现工业化提供重要的理论基础和技术支持。

1　脱壳技术的研究现状

目前,国内外对贝类产品脱壳问题的研究主要集中在贝类产品在脱壳过程中其闭壳肌中蛋白质质构的影响、脱壳后产品品质及超高压力对脱壳率的影响等几个方面。

1.1超高压处理对闭壳肌蛋白质质构影响

吕飞等[7]等对贻贝热压开壳的脱壳机理进行研究时发现,在脱壳过程中,闭壳肌的肌动球蛋白在热压的作用下产生凝胶作用,使蛋白变性,收缩作用减弱,增加了闭壳肌的脆性,达到脱壳的目的;杨徽等[8]对虾进行了超高压处理后发现,在超高压力的作用下,虾壳与虾仁之间的黏连组织蛋白发生了变性,使得虾壳与虾仁发生了分离而脱壳;崔瑞颖等[9]等研究了超高压作用下,蛋白质的分子结构、非共价键和分子体积的变化,结果表明,蛋白质的分子体积在超高压力作用下被压缩变小,在800 MPa的超高压力作用下,蛋白质的二、三、四级结构均发生改变,其中,蛋白质四级结构对压力最敏感,三级结构次之,二级结构改变较小,而一级结构未发生变化;胡飞华等[10]研究了对超高压力对蛋白质二级结构的影响,研究发现,随着压力的增加,肌原纤维蛋白的α-螺旋和β-折叠含量下降,而β-转角含量增加,无规则卷曲含量先增加后降低。刘平等[11]研究发现,当处理压力为300 MPa时,胰蛋白酶活力最大,结构中的α-螺旋和β-转角的峰面积比值也达到最大;Chen W,Heymann G等[12]研究发现在8 GPa压力作用下,蛋白质的一级结构中的氨基酸残基顺序会发生改变,活性降低。

通过上述研究结果表明,超高压技术之所以可以使壳肉分离,主要是通过超高压力的作用使闭壳肌的纤维蛋白的二、三、四级结构发生改变,从而引起蛋白质变性,失去弹性,从而使闭壳肌与壳的界面结合力减弱,达到脱壳的目的。

1.2超高压处理对产品品质及脱壳率的影响

胡小松[13]等人对鲍鱼超高压脱壳的工艺参数进行测定,实验结果表明,将鲍鱼在300 MPa的超高压力下处理,在达到预定压力瞬间进行卸压并取出试样进行观测,发现鲍鱼的脱壳率可达到100%,且脱壳时间比手工脱壳缩短了72%,同时,通过超高压力的处理,鲍鱼的菌落总数减少至270～350 cfu/g,并明显提高了鲍鱼的持水性,超高压处理,不仅实现了鲍鱼脱壳的工业化生产,还能够提高鲍鱼产品的品质;易俊洁[14]等对南美白对虾的脱壳工艺进行了研究,结果表明,对南美白对虾施加300 MPa的超高压力并保持1 min,可以使脱壳率达到100%,在保持虾仁完整度的同时,还能降低虾仁品质的破坏程度,使虾仁保持较好的色泽、含水量及咀嚼性;李学鹏等[15]对牡蛎超高压脱壳的效果进行了研究,通过实验测定和对实验数据的分析发现,对牡蛎进行超高压处理能够得到比较理想的脱壳效果,特别是在300 MPa的压力条件下保持1 min,脱壳率为100%,获得完整的牡蛎肉,同时还能改善牡蛎肉的持水性,降低牡蛎肉中的微生物数量,保持较好的感官品质,是一种比较理想的脱壳技术;陈少华等[16]研究了超高压力对南美白对虾的脱壳及加工性能的影响,结果表明,和传统手工脱壳方法相比,对南美白对虾在200 MPa的超高压力下处理3 min,可以将虾脱壳的时间缩短60.43%、虾仁得肉率提高6.21%,使虾仁的持水性增至15.20%、汁液流失率降低至0.88%,从而提高虾仁的加工性能;王敏[17]研究了超高压对贻贝脱壳及品质的影响,研究表明,将贻贝在300 MPa的超高压力下保持2 min,可以得到比较理想的脱壳效果,改善贻贝肉的质构;袁超等[18]研究了超高压处理对冷藏鲍鱼保鲜效果与品质变化的影响,实验结果表明,鲍鱼经过400 MPa的超高压力处理10 min,可以得到改变鲍鱼内部的肌肉组织结构,并在30 d后仍然保持新鲜的口感和良好的品质;鲍振东[19]从力学的角度出发对蚬贝的脱壳机理进行了研究,结果表明,在超高压力的作用下,最大接触应力出现在闭壳肌与壳中间附近的位置,并且,越靠近边缘其接触应力越小,当接触应力达到一定值时,就可以使蚬肉与壳体分离;王晓谦等[20]基于神经网络平台对牡蛎肉超高压杀菌的工艺条件进行了优化,结果表明最佳工艺参数为350 MPa，保压20 min;黄万有等[21]对超高压处理条件下的虾仁品质变化动力学进行了研究,研究结果表明,在不同的超高压力条件下,建立了虾仁质量损失、硬度、黄度值b*的变化的零级反应动力学模型和水分含量、pH的变化、红度a*值的变化一级反应动力学模型;Seung-Woo Lee等[22]对牡蛎闭壳肌痕中的肌棱柱层结构的特征进行研究发现,肌棱柱层是从壳顶到闭壳肌痕边缘的连接结构,它不是由简单的棱柱层构成的单层结构,而是一种由矿物和有机基质组成的多层复合多层结构;Junjie Yi,等[6]研究了超高压力对海湾扇贝的脱壳及微生物和闭壳肌物理质量的影响,与传统的手工剥壳相比,超高压技术能够获得更高的产量,同时可以降低海湾扇贝中的微生物总数,并改善了扇贝的含水量、汁液流失率、pH及色度值,是一种比较有效的实现扇贝高速剥壳的方法;He H等[23]研究了牡蛎脱壳的工艺参数,通过实验发现,在310 MPa的超高压力下对牡蛎进行瞬间处理,脱壳率为100%;Hsu[24]等研究了牡蛎超高压脱壳的工艺参数,研究表明,250 MPa保压3 min或者300 MPa瞬时处理都可以获得100%的脱壳率。

研究结果表明,超高压脱壳技术的应用,不仅可以得到比较高甚至100%的脱壳率,并且可以获得比较完整的贝肉,还可以最大限度的保持食品本身的营养价值和感官品质,并且,可以杀灭食品中存在的微生物,延长产品的货架期。

2　展望

目前,国内外研究人员对超高压脱壳技术的研究和应用主要集中在品质保持、蛋白质变性及脱壳率等方面,对于不同的研究对象,所使用的工艺参数也有所不同,需要经过反复实验才能获得比较准确的工艺参数,在今后的研究中,根据不同产品的质构特征建立超高压脱壳工艺参数的数学模型,可以为超高压脱壳技术的发展和实现工业化提供一定的技术支持;同时,对于超高压脱壳机理的深入研究也会为超高压脱壳技术的产业化提供一定的理论基础,随着对超高压技术研究的不断深入,会使超高压脱壳技术的应用领域更加宽广,工业化生产技术更加成熟。

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Application of ultra high pressure technology in the processing of shellfish shell

GONG Xue,CHANG Jiang

(Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)

Shellfish is the modern popular seafood,they are liked by consumers because of their rich nutrition,and the shelling process of shellfish has became the key problem. The ultra high pressure shelling is a kind of emerging technology of food processing,it is popular and commonly used,not only because it can complete the shelling process but also reduce the harmful microorganisms within shellfish meat. Through the research and analysis on the present application situation of shelling technology found by ultra high pressure technology of shellfish of shelling processing,not only the higher shelling rate could be get,while the completely shellfish meat could be obtained and the sensory quality and nutritional value were kept,the product shelf life was extend,therefor,the UHP was a more appropriate to the processing technology of shellfish shell.

shellfish;shelling;ultra high pressure;quality

2015-12-16

巩雪(1981-)，女，在读博士生，讲师，主要研究方向为食品保鲜及包装技术，E-mail:kahnannie@163.com。

TS254.4

A

1002-0306(2016)15-0394-03

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.069