盐渍海蜇脱铝工艺的优化及其对海蜇品质的影响

郭　睿,郑明静,林　瑜,罗联忠,曾绍校,*

(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002;2.厦门医学高等专科学校,福建厦门 361008)



盐渍海蜇脱铝工艺的优化及其对海蜇品质的影响

郭睿1,郑明静1,林瑜1,罗联忠2,曾绍校1,*

(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002;2.厦门医学高等专科学校,福建厦门 361008)

由于盐渍海蜇生产加工需要添加明矾,导致其铝残留量过高。为了降低盐渍海蜇中的铝含量,本文研究了盐渍海蜇脱铝的最佳工艺,并分析脱铝前后海蜇成分的变化。结果表明:在动态方式下,当用1%醋酸溶液以1∶5的料液比浸泡海蜇30 min,换水次数为2次时,海蜇铝残留量(湿基)可降低至15.497 mg/kg,符合水产品及其制品中铝残留量的规定。最佳脱铝工艺处理后的海蜇体内钙、锰、铁等金属元素同时显著下降。最佳脱铝工艺可以大幅度降低加工成本,提高海蜇产品品质,为海蜇产品的生产加工提供科学依据。

盐渍海蜇,浸泡,脱铝,铝残留

海蜇(Rhopilemaesculentum)是一种食药两用的传统佳肴,在国内外深受欢迎[1]。因新鲜海蜇易自溶,捕捞后需经“三矾”加工才能贮存[2]。加入明矾虽然可以明显提升海蜇贮藏品质,但会造成海蜇铝残留量过高。而铝在人体内不断累积会引起神经毒性、骨骼毒性及免疫毒性等问题[3],尤其与老年痴呆等疾病存在一定相关性[4-5]。我国水产行业标准SC/T 3210-2001《盐渍海蜇皮和盐渍海蜇头》[6]规定明矾在海蜇中的含量应在产品重量的1.2%～2.2%范围内,换算成铝含量为684～1253 mg/kg。国家卫生和计划生育委员会最近发布的GB/T 2760-2014《食品添加剂使用卫生标准》[7]规定可按生产适量使用明矾,海蜇产品铝残留量应≤500 mg/kg(干样品,以铝计),相较卫生部2011年发布的GB/T 2760-2011[8]海蜇产品铝残留量≤100 mg/kg(干样品,以铝计),更加切合实际生产情况。

目前,国内外海蜇制品普遍铝含量偏高,欧洲市场的海蜇产品平均铝含量为770 mg/kg[9],香港市场的海蜇产品平均铝含量为1200 mg/kg[10]。寻求一种降低海蜇铝残留的方法已成为海蜇产业可持续发展的关键。

盐渍海蜇食用前需要浸泡脱盐,但浸泡脱盐对于降低铝残留的作用有限。Yun-Hwa[11]等用去离子水以料液比1∶20浸泡盐渍海蜇24 h,前12 h每小时换水一次,共换水12次,将海蜇皮铝残留量降至271 mg/kg。叶湖[12-13]等用500 mL 1%醋酸溶液浸泡20 g海蜇6 h,将海蜇铝残留量(湿基)降至57 mg/kg。

为进一步降低海蜇制品中的铝残留量,本文通过研究料液比、脱铝时间、换水次数、脱铝方式(静态和动态)及食用酸对海蜇浸泡脱铝的影响,确定盐渍海蜇脱铝的最佳工艺,并对醋酸降低海蜇中金属元素的机理进行初步探究。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

盐渍海蜇沙蜇,江苏;冰醋酸、盐酸、柠檬酸、苯酚、硫酸均为分析纯,中国国药集团上海化学试剂公司;BSA标准试剂生工生物工程(上海)股份有限公司;硝酸美国 Sigma公司,纯度≥69.999%;D-葡萄糖北京Solarbio公司,纯度≥99.8%;混合元素标准溶液美国Agilent公司:1000 ppm Fe、Ca、Mg和100 ppm Ag、As、Se、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Al、V、Cr、Mn的混合标准液;质谱调谐液:Li(7)、Co(59)、Y(89)、Ce(140)、Tl(205)美国Agilent公司:0.01 g/L;内标溶液为:Li(6)、Sc(45)、Ge(72)、Y(89)、In(115)、Tb(159)、Bi(209)美国Agilent公司:0.1 g/L;超纯水(自备)。

BAS224S型电子分析天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;C-MAG HS4型磁力搅拌器德国IKA公司;MARS5型微波消解仪美国CEM公司;电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS 7700 X,美国Agilent公司;Infinite M1000 PRO型多功能酶标仪瑞士Tecan公司;其他常规实验设备。

1.2实验方法

1.2.1海蜇皮样品前处理选择厚度较为均匀的盐渍海蜇皮,切成长×宽=(2～3) cm×(1～1.5) cm的小片,便于浸泡。

1.2.2海蜇中铝及其他元素含量的检测根据SC/T 3210-2001测定海蜇中的铝含量。

制备好的海蜇样品先用浓硝酸冷消解24 h,再进行微波消解。微波消解仪的工作条件如下(表1)。

表1　微波消解仪设置工作参数Table 1　Microwave digestion instrument working parameters

Agilent ICP-MS 7700X型电感耦合等离子体质谱仪的工作条件如下:高频射发功率1600 W,采样深度7.50 mm,载气流速0.80 L/min,等离子体氩气流量15.0 mL/min,雾化温度2 ℃,样品重复测定3次。

1.2.3超纯水浸泡脱铝用不同处理方式浸泡海蜇样品,测定脱铝效果。影响浸泡脱铝条件的主要因素分为别:浸泡脱铝方式、料液比、单次浸泡脱铝时间及换水次数,每个因素均做3组重复实验。浸泡脱铝方式分为静置方式浸泡脱铝和动态(磁力搅拌)方式浸泡脱铝,单次浸泡脱铝时间分别采用5、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120、180 min,料液比分别采用1∶2、1∶3、1∶5、1∶7和1∶10,换水次数分别采用0、1、2、3、4和5次。

1.2.4不同食用酸浸泡脱铝分别用不同浓度的冰醋酸、柠檬酸和盐酸浸泡海蜇样品,测定脱铝效果。采用超纯水浸泡后的最佳条件(浸泡脱铝方式、料液比、单次浸泡脱铝时间及换水次数)进行不同食用酸浸泡,不同食用酸浓度分别采用0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%和5%。

1.2.5海蜇皮(湿基)溶胀率、含水率、总糖含量及粗蛋白含量的测定

1.2.5.1体积法测定最佳工艺处理前后的海蜇溶胀率

1.2.5.2重量法测定最佳工艺处理前后浸泡液的含水率精确称量(保留到0.00001)浸泡后海蜇的质量,之后置于80 ℃烘箱中烘干至质量不再变化,再次精确称量烘干后的海蜇。

1.2.5.3最佳工艺处理前后海蜇皮总糖含量采用苯酚硫酸法[14]对最佳工艺处理前、后以及超纯水处理海蜇皮的总糖含量进行测定。

1.2.5.4最佳工艺处理前后海蜇皮粗蛋白含量采用Bradford法[15]对最佳工艺处理前、后以及超纯水处理海蜇皮的粗蛋白含量进行测定。

2　结果与分析

2.1料液比及脱铝方式对海蜇铝残留量的影响

根据前期实验,将浸泡时间暂定为30 min。用不同料液比的超纯水及不同浸泡脱铝方式浸泡海蜇样品,制备的样品完全烘干后进行消解,测定结果如图1所示。

图1　不同料液比及不同脱铝方式对海蜇铝残留量的影响Fig.1　The effect of different material liquid ratio and different ways on aluminum residues of jellyfish

由图1可知,料液比1∶2、1∶3及1∶5时,无论是静态方式还是动态方式,铝残留量随着料液比的增加而明显减少;当料液比为1∶5时,采用静置方式的条件下,铝残留量为650.450 mg/kg,且在料液比为1∶7和1∶10时,铝残留量保持相对稳定;采用动态方式的条件下,铝残留量为600.766 mg/kg,且在料液比为1∶7和1∶10时,铝残留量保持相对稳定。故采用动态方式,料液比1∶5为最佳条件。

2.2浸泡时间对海蜇浸泡液中铝含量的影响

在料液比1∶5和动态浸泡脱铝方式条件下,把单次浸泡脱铝时间作为考察条件浸泡海蜇样品,取浸泡液进行测定,测定结果如图2所示。

图2　不同浸泡时间对海蜇浸泡液中铝含量的影响Fig.2　The effect of different soak time on aluminum contents of soak solution

由图2可知,在浸泡时间小于30 min时,海蜇浸泡液中的铝含量随着浸泡时间的增加而增加。而当浸泡时间超过30 min后,浸泡液中的铝含量基本稳定在223 mg/kg左右,说明海蜇浸泡30 min就已达到最佳的脱铝效果。与Yun-Hwa[11]、叶湖[12-13]等的研究结果相比较,本方法大幅度缩短了浸泡时间。

2.3换水次数对海蜇铝残留量的影响

在确定的最佳料液比、脱铝浸泡方式和单次脱铝浸泡时间条件下,把浸泡脱铝换水次数作为考察条件浸泡海蜇样品,检测结果如图3所示。

图3　换水次数对海蜇铝残留量的影响Fig.3　The effect of different change water times on aluminum residues of jellyfish

由图3可知,不换水与换水次数为1、2次时,海蜇铝残留量随着换水次数的增加而快速减少。而当换水次数超过2次后,海蜇铝残留量基本稳定在224.691 mg/kg左右,并对不同换水次数脱铝的测定结果进行显著性分析,发现2、3、4和5次换水之间不存在显著差异(p>0.05)。故换水次数为2次时效果最佳。与Yun-Hwa[11]、叶湖[12-13]等的研究结果相比较,本方法用更少的换水次数将海蜇铝残留降低到了更低的水平。

2.4食用酸对海蜇浸泡脱铝的影响

经过超纯水浸泡脱铝实验确定的最佳条件,采用料液比为1∶5、以搅拌的方式、浸泡时间为30 min且换水2次的条件下,进行不同食用酸在不同浓度条件下的浸泡脱铝实验。将制备的样品完全烘干后进行消解,通过ICP-MS测定,得到的海蜇体内铝残留量如图4所示。

图4　不同食用酸脱铝对海蜇铝残留量的影响Fig.4　The effect of different concentration of edible acid on aluminum residues of jellyfish

由图4可知,用相同浓度的不同食用酸浸泡盐渍海蜇,醋酸的脱铝效果最佳。当醋酸的浓度小于1%时,海蜇铝残留量随着醋酸浓度的增加而明显降低。当醋酸的浓度为1%时,海蜇铝残留量为15.497 mg/kg,且醋酸浓度大于1%的浸泡脱铝效果变化较小,故1%的醋酸溶液脱铝效果最佳。与叶湖[12-13]等用1%醋酸溶液以1∶25的料液比浸泡2 h,将海蜇铝残留量降低至57 mg/kg相比,本研究采用的醋酸浸泡方法不仅降低了加工成本,且将海蜇铝残留量降得更低。

2.5最佳脱铝工艺处理前后海蜇品质的变化

近年来,研究人员对海蜇糖蛋白的结构及活性功能等方面展开了研究,并取得了巨大成就。这些研究包括了海蜇糖蛋白的理化性质、生物活性及免疫活性等方面的内容[16-17],然后对于海蜇糖蛋白在金属络合方面的研究报道并不多。

对最佳脱铝工艺处理前后的海蜇进行感官比较后发现最佳脱铝工艺处理后的海蜇呈淡黄色,表面更加平滑、更富有光泽感,仅脆度有所降低。

采用本文确定的最佳脱铝工艺(在动态方式下,用1%醋酸溶液以料液比1∶5浸泡海蜇30 min,换水次数为2次)处理盐渍海蜇,测定最佳脱铝工艺处理前、后以及超纯水处理海蜇的溶胀率、含水率、总糖含量和粗蛋白含量(表2)。

由表2可知,经最佳脱铝工艺处理的海蜇相较超纯水处理的海蜇,其体积略微增大且持水性无明显差异,但是营养成分含量较接近,说明在较短时间内,当浸泡液pH变化范围小于0.5时(数据未给出),海蜇营养成分含量的变化较小。单继航[18]曾报道,在室温条件(25 ℃)下,海蜇经醋酸溶液浸泡一定时间(>12 h)后发生解体,这一现象与海蜇胶原蛋白网络结构作用有关。而在酸性条件下可溶出的海蜇总糖也可能与海蜇胶原蛋白网络结构作用有关。

表2　最佳脱铝工艺处理对海蜇(湿基)主要成分的影响Table 2　Effect of optimum processing on main ingredients of jellyfish(wet base)

采用上述最佳脱铝工艺处理盐渍海蜇,测定脱铝前后的海蜇体内Al、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Se、Cd和Pb等金属元素的含量(表3),并与超纯水处理海蜇后所测的金属元素含量进行对比。

表3　最佳工艺处理对海蜇金属元素含量的影响Table 3　Effects of optimum processing on composition of jellyfish

由表3可知,在脱铝工艺相同的条件下,超纯水处理海蜇的金属元素含量降低较最佳工艺组少,最佳脱铝工艺处理海蜇的金属元素含量远低于超纯水处理组。

根据硫酸铝钾的脱水机理,认为金属离子从海蜇中析出的原因,可能是金属离子先由离子交换进入弱碱环境下的海蜇体内,并转化成氢氧根胶体:

H++OH-(海蜇体内弱碱性)→H2O

在中性或弱碱性介质(超纯水)浸泡下,氢氧根胶体无法从海蜇中析出;在弱酸性介质(1%醋酸)浸泡下,H+进入海蜇体内,增强其酸性环境,使可逆反应朝着金属离子方向进行,从而使得金属胶体重新转化成金属离子,由海蜇体内析出,并且这一猜想与实验结论相一致[12]。

3　结论

本研究通过实验获得海蜇最佳脱铝工艺为:1%醋酸溶液,料液比为1∶5,浸泡海蜇30 min,换水次数为2次,浸泡的海蜇铝残留量(湿基)最低可降至15.497 mg/kg,远低于现行所有相关标准的规定。

此外,采用最佳工艺可以大幅度减少浸泡用水、酸的用量和浸泡时间，从而降低海蜇产品生产加工的成本,提高海蜇产品品质,为海蜇深加工中的应用提供科学依据。

[1]Jacqueline M,Newman,Jellyfish A Royal Texture Food[J].Flavor & Fortune,2006,13(2):7-8,21.

[2]岑剑伟,李来好,杨贤庆,等.海蜇中明矾(铝)质量分数4种测定方法的比较[J].南方水产,2010,6(3):7-11.

[3]庞洁.铝对人体的毒性及相关食品安全问题研究进展[J].内科,2011,6(5):470-473.

[4]Brian R Stephens,James S Jolliff.Aluminum and Alzheimer’s Disease[J].Diet and Nutrition in Dementia and Cognitive Decline,2015,11(9):1207-1221.

[5]Stephen C Bondy. Prolonged exposure to low levels of aluminum leads to changes associated with brain aging and neurodegeneration[J].Toxicology,2014,315(6):1-7.

[6]中国水产科学研究院黄海水产研究所.SC/T 3210-2001 盐渍海蜇皮和盐渍海蜇头[S].北京:中国标准出版社,2002.

[7]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB/T 2760-2014 中华人民共和国国家标准 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准[S].北京:中国标准出版社,2014.

[8]中华人民共和国卫生部.GB/T 2760-2011 中华人民共和国国家标准 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准[S].北京:中国标准出版社,2011.

[9]Andres A,Priscilla D A,Lorenzo C,et al.Mislabeling of an “unlabelable” seafood sold on the European market:The jellyfish[J].Food Control,2012(26):247-251.

[10]Wong W W K,Chung S W C,Kwong K P,et al.Dietary exposure to aluminium of the Hong Kong population[J].Food Additives & Contaminants,2010,27(4):457-463.

[11]Yun-Hwa P Hsieh,Fui-ming Leong,Karen W Barnes.Inorganic Constituents in Fresh and Processed Cannonball Jellyfish(Stomolophus meleagris)[J].Food Chemistry,1996(44):3117-3119.

[12]叶湖,陈英,赵晓峰,等.海蜇中铝限量标准探讨及安全食用建议[J].中国食品卫生杂志,2013,25(3):268-271.

[13]全国食品工业标准化技术委员会通用检测技术分技术委员会.GB/T 23374-2009 食品中铝的测定 电感耦合等离子体质谱法[S].北京:中国标准出版社,2009.

[14]杨贤庆,刘名求,戚勃,等.龙须菜中总糖含量测定方法的比较研究[J].食品工业科技,2013,34(22):54-57.

[15]董娜,贾艳菊,张晓,等.考马斯亮蓝法测定奶粉真蛋白的研究[J].食品科技,2011,36(11):272-278.

[16]任国艳,刘志龙,郭金英,等.海蜇糖蛋白及其糖肽的体外免疫活性[J].食品科学,2013,34(17):250-253.

[17]任国艳.海蜇口腕部糖蛋白理化性质及生物活性研究[D]. 青岛:中国海洋大学,2008.

[18]单继航.影响即食海蜇品质因素的研究[D]. 无锡:江南大学,2010.

Optimization of extraction technology of reducing the concentration of aluminum in salted jellyfish and effects on its quality

GUO Rui1,ZHENG Ming-jing1,LIN Yu1,LUO Lian-zhong2,ZENG Shao-xiao1,*

(1.Food Science College,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Xiamen Medical College,Xiamen 361008,China)

Alums need to be added to the processing jellyfish,which resulted in high aluminum residue problems. In order to reduce the aluminum content in the salted jellyfish,the effects on dealumination of salted jellyfish using water were studied in this paper and the composition change of dealuminated jellyfish was analyzed. The results showed that under the way of stirring,using 1% acetic acid solution with solid-liquid ratio of 1∶5 for 30 min and changing the water twice,the jellyfish aluminum residue(wet base)can be reduced to 15.497 mg/kg,which met the regulations of the aluminum residue of fishery products and its products. The optimum processing can singnificantly decrease of some metal elements in jellyfish,such as calcium,manganese,iron. The optimum processing can significantly reduce processing costs,improve the quality of jellyfish products and provide the technical support for the production and processing of jellyfish products.

salted jellyfish;soak;dealumination;residual aluminum

2015-08-31

郭睿(1990-)，男，硕士，研究方向：农产品加工及贮藏工程，E-mail：gr_2011@163.com。

曾绍校(1980-)，男，博士，副教授，研究方向：食品科学，E-mail：zsxfst@163.com。

TS201.1

B

1002-0306(2016)05-0273-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.05.045