超高压处理对冷藏牡蛎保鲜效果及品质变化的影响

刘远平,史　田,王富龙,杜亚楠,孟祥红2,,毛相朝2,,李钰金,,*

(1.泰祥集团山东省海洋食品营养研究院,山东威海 264300;2.中国海洋大学-泰祥集团国家级工程实践教育中心,山东威海 264300;3.中国海洋大学 食品科学与工程学院,山东青岛 266003)



超高压处理对冷藏牡蛎保鲜效果及品质变化的影响

刘远平1,2,史田2,3，+,王富龙3,杜亚楠3,孟祥红2,3,毛相朝2,3,李钰金1,2,3,*

(1.泰祥集团山东省海洋食品营养研究院,山东威海 264300;2.中国海洋大学-泰祥集团国家级工程实践教育中心,山东威海 264300;3.中国海洋大学 食品科学与工程学院,山东青岛 266003)

本文以牡蛎为原料,研究了不同超高压处理对牡蛎体内微生物、pH、挥发性盐基氮、K值、基本成分的变化情况。实验结果显示,牡蛎经350 MPa超高压处理10 min,贮藏7 d其菌落总数符合生食标准,冷藏货架期延长至14 d;经450 MPa处理10 min的牡蛎贮藏14 d的菌落总数符合生食标准,其冷藏货架期延长至21 d。牡蛎经350 MPa超高压处理10 min贮藏14 d,或经450 MPa超高压处理10 min贮藏21 d后,TVB-N和K值仍然符合新鲜度标准。同时,超高压处理后牡蛎的营养成分基本保持不变,仍能保持其较高的营养价值。

牡蛎,超高压处理,杀菌,品质,生食

牡蛎俗称生蚝、海蛎子等,其肉质细嫩,有“海中牛奶”之称,具有很高的经济价值,是我国乃至世界养殖产业最大的经济贝类,已成为我国沿海渔民的主要经济来源[1]。太平洋牡蛎在我国南北海均有自然分布,由于具有生长速度快、产量高、肥满度高的特点,其产量约占牡蛎总产量的1/3[2]。为保证牡蛎的食用安全,延长牡蛎的保质期,国内常采用干制和高温加热杀菌等方法来控制牡蛎中的微生物,产品以蚝干、烟熏牡蛎为主,但此类产品的营养品质已发生一定的变化,已无生鲜牡蛎的色泽和口感[3]。

超高压技术作为广泛受到各国重视的一项高新技术,既能实现在常温或低温下杀死微生物,又能妥善保持食品固有的色泽、风味和口感,已在果蔬、肉制品、水产品、蛋制品、乳制品、酒类等食品中得到应用[4]。经超高压处理过的水产品可保持其生鲜产品的肉质、色泽和口味等,因而超高压技术在水产品中的研究越来越多。此外,近年来国内外学者对牡蛎保鲜也有多种新型冷藏技术的研究。张观科等[5]研究发现生物保鲜、涂膜保鲜在牡蛎冷藏保鲜过程中能有效减缓脂肪氧化和蛋白质缓解,延缓腐败变质;袁勇军等[6]研究发现臭氧处理可以杀灭牡蛎表面的微生物,能有效的应用于牡蛎的保鲜;曹荣等[7]研究了不同配比的CO2、N2和O2混合气体包装对太平洋牡蛎的气调保鲜效果,发现气调包装能有效延长牡蛎等冷藏货架期。

传统的牡蛎加工多采用热加工方式来保证食用安全,延长牡蛎的货架期,然而热加工处理会加速牡蛎的蛋白质和脂质氧化,造成营养成分损失,对牡蛎的品质产生影响,而超高压处理作为物理冷杀菌技术而得到人们的广泛关注。现有文献大都集中在超高压处理对牡蛎脱壳、灭菌、保鲜等方面的研究,而对其品质变化无深入研究。本文探究超高压处理对牡蛎保鲜效果及品质变化的影响,为牡蛎的超高压保鲜工艺研究提供一定的参考价值。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

太平洋牡蛎购自荣成市水产市场,选取体长10 cm左右的鲜活样品,1 h内运送回实验室并用自来水清洗干净贝壳表面,再用纯净水冲洗3遍,沥干。

HPP.L3-600/0.6型超高压仪天津华泰森淼生物工程技术有限公司;DZ400/2L真空包装机青岛艾讯包装设备有限公司;BSA124S-CW电子天平赛多丽斯科学仪器有限公司;Basic panoramic拍击式均质器西班牙。

1.2实验方法

1.2.1样品制备样品用灭菌手术刀沿牡蛎壳内侧将贝柱割断并脱壳,用灭菌纯净水洗净,所有样品2只/袋进行真空包装备用。将样品分别进行不同超高压处理,作为实验组,处理条件如表1所示,以未做任何处理的样品作为空白对照组。处理后于4 ℃贮藏,每隔7 d取样分别测定各实验组样品的菌落总数、pH、挥发性盐基氮(TVB-N)值、K值、粗蛋白、粗脂肪,而对照组每隔3 d测量以上数据,每次取样2袋绞碎。

表1　不同超高压处理实验条件Table 1　Experiment conditions of different HPP treatments

1.2.2菌落总数测定样品经超高压处理后,按照GB4789.2-2012《食品安全国家标准》食品微生物学检验方法检测其菌落总数,取未经超高压处理的样品作为对照,以lg cfu/g为单位。

1.2.3pH测定按照GB/T5009.45-2003《水产品卫生标准的分析方法》中酸度计法,实验结果取三次测量的平均值。

1.2.4TVB-N值按照SC/T3032-2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》方法,实验结果取三次测量的平均值,以mg N/100 g表示。

1.2.5K值按照SC/T3048-2014《鱼类鲜度指标K值的测定》方法,以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示。

1.2.6粗蛋白测定按照GB5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定其粗蛋白质含量,以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示,以g/100 g表示。

1.2.7粗脂肪测定按照GB5009.6-2003《食品中脂肪的测定》中索氏抽提法,以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示,以g/100 g表示。

2　结果与讨论

2.1超高压处理对牡蛎贮藏期间菌落总数的影响

不同超高压处理后的牡蛎在4 ℃贮藏期间的菌落总数变化情况如图1所示。结果显示,超高压处理对牡蛎有良好的杀菌效果,且压力越高,杀菌效果越显著。未经超高压处理的对照组牡蛎0 d的菌落总数高达5.38个对数,与之后实验规律不符,分析可能为个别牡蛎自身菌落总数过高引起。随着贮藏时间的延长,牡蛎体内细菌大量繁殖,而对照组牡蛎经贮藏6 d后菌落总数达到5.13个对数,超过水产品新鲜度限量标准规定的5.0×105[8]。牡蛎经250 MPa处理,冷藏货架期延长至7 d;350 MPa处理贮藏7 d后菌落总数达到3.92个对数,低于我国水产品生食标准规定的4个对数[9-10],冷藏货架期延长至14 d;而经450 MPa处理的实验组牡蛎贮藏14 d的菌落总数为3.64个对数,仍低于我国水产品生食标准,且其冷藏货架期均延长至21 d。

图1　超高压处理牡蛎贮藏期间菌落总数变化情况Fig.1　Changes of Aerobic plate count in HPP oyster during storage

超高压具有良好的杀菌效果,杀菌效果与压力的大小有关[11]。随着贮藏时间的延长,牡蛎体内菌落总数含量与压力增大呈负相关。超高压灭菌的机制与破坏细菌的细胞壁和细胞膜,抑制酶的活性和DNA等遗传物质有关,高压对细胞膜和细胞壁有一定的影响。在压力作用下,细胞膜的磷脂双层结构的容积随着每一磷脂分子横切面积的缩小而收缩。加压对细胞膜常常表现出通透性的变化和氨基酸摄取的受阻。当压力为20～40 MPa时,细胞壁会发生机械性断裂而松懈;当压力为200 MPa时,细胞壁会因遭到破坏而导致微生物的细胞死亡。超高压可以破坏非共价键,如破坏氢键之类弱结合键,使基本物性变异,产生蛋白质的压力凝固及酶的失活,进而影响代谢,导致其繁殖缓慢[12]。

2.2超高压处理对牡蛎贮藏期间pH变化情况

pH的大小能够反映牡蛎肉中游离氢离子和氢氧根离子浓度的变化情况,通常作为一项比较重要的指标来评价水产品的品质[13]。表2为不同超高压处理后的牡蛎在贮藏期间pH的变化情况。由表格可知,牡蛎经超高压处理后,pH明显升高。研究表明,牡蛎经超高压处理后pH升高可能与其在超高压过程中水分的增加有关[14]。

随着贮藏时间的延长,牡蛎pH呈现先降低后升高的趋势。未经超高压处理的牡蛎在贮藏期间pH变化较大,在第7 d达到最低pH6.56;经250 MPa处理的牡蛎在贮藏期间pH不断下降,至21 d时达到最低pH6.41,随后其pH上升;经350 MPa和450 MPa处理的牡蛎在贮藏28 d后pH仍未上升。

表2　超高压处理牡蛎贮藏期间pH变化情况Table 2　Changes of pH in HPP oyster during storage

研究表明,水产品在贮藏初期pH降低是由于糖原降解产生乳酸,ATP和磷酸肌酸等物质分解产生磷酸等酸性物质。随着贮藏时间的延长,pH升高是由于微生物大量繁殖分解蛋白质而产生胺及氨类等碱性物质[15]。pH上升速度越快,说明样品的腐败变质程度越高。本实验结果表明,牡蛎经超高压处理后,其pH变化趋势与对照组不同,说明超高压能有效延缓微生物的繁殖,延长牡蛎的货架期。

2.3超高压处理对牡蛎贮藏期间TVB-N变化情况

牡蛎在贮藏过程中由于微生物和酶的作用而发生自溶,蛋白质逐渐分解产生胺及氨类等碱性易挥发物质导致其腐败,其含量的多少直接反映水产品的新鲜程度。不同超高压处理后的牡蛎在4 ℃贮藏期间的TVB-N变化情况如图2所示。

由图可知,牡蛎经超高压处理后,TVB-N值明显降低。在贮藏过程中,未经超高压处理的对照组牡蛎的TVB-N在贮藏第9 d达到11.21 mg/100 g,超过我国生鲜牡蛎新鲜度标准<10 mg/100 g[11]。牡蛎经250 MPa和350 MPa超高压处理贮藏14 d后,TVB-N值分别为9.87、9.36 mg/100 g,而经450 MPa超高压处理贮藏28 d后,TVB-N值为9.03 mg/100 g,仍然符合新鲜度标准。且牡蛎经350 MPa和450 MPa超高压处理10 min贮藏28 d后TVB-N值仍低于15 mg/100 g[16],符合我国水产品卫生标准,说明超高压处理能有效抑制牡蛎TVB-N值升高,延长牡蛎保质期。

图2　超高压处理牡蛎贮藏期间TVB-N变化情况Fig.2　Changes of TVB-N in HPP oyster during storage

2.4超高压处理对牡蛎贮藏期间K值变化情况

水产品死亡早期,自身的酶活性仍在活动,早期鲜度取决于其自身生物化学反应。动物一旦生命活动停止,ATP的降解作用就开始,K值为反映水产品的鲜度指标[17]。不同超高压处理后的牡蛎在4 ℃贮藏期间的K值变化情况如图3所示。

由图可知,经超高压处理后牡蛎的K值均降低。未经超高压处理的对照组牡蛎在4 ℃贮藏3 d后K值达到28.07%,超过我国生食水产品优良鲜度K值≤20%[18],贮藏9 d后K值达到54.37%>50%,超过二级鲜度指标[19];经350 MPa超高压处理的牡蛎在贮藏7 d后低于20%,这一结果与微生物在第7 d仍符合生食标准相吻合,贮藏21 d后K值仍低于50%;而经450 MPa超高压处理的牡蛎贮藏14 d后K值为19.89%,仍符合我国水产品优良鲜度K值,贮藏28 d后K值为42.18%,说明超高压处理对牡蛎体内酶活性有一定抑制作用,对牡蛎的保鲜有明显效果。

图3　超高压处理牡蛎贮藏期间K值变化情况Fig.3　Changes of K value in HPP oyster during storage

2.5超高压处理对牡蛎贮藏期间营养成分含量变化情况

表3和表4分别为不同超高压处理后的牡蛎在4 ℃贮藏期间的粗蛋白和粗脂肪含量的变化。由表可知,超高压处理使牡蛎粗蛋白含量略有下降,这可能是由于牡蛎组织中某些盐溶性蛋白在高压作用下析出[20];而脂肪含量略有增加,但增加量并不明显。因此,超高压处理前后牡蛎的营养成分基本保持不变,仍能保持其较高的营养价值。

表3　不同超高压处理牡蛎贮藏期间 粗蛋白含量的影响(g/100 g)Table 3　Changes of protein content in HPP oyster during storage(g/100 g)

表4　不同超高压处理对牡蛎贮藏期间 粗脂肪含量的影响(g/100 g)Table 4　Changes of fat content in HPP oyster during storage(g/100 g)

3　结论

本文以牡蛎为原料,研究了不同超高压处理对牡蛎体内微生物、pH、挥发性盐基氮、K值、基本成分的变化情况。实验结果显示,牡蛎经350 MPa超高压处理10 min,贮藏7 d其菌落总数符合生食标准,冷藏货架期延长至14 d;经450 MPa处理10 min的牡蛎贮藏14 d的菌落总数符合生食标准,其冷藏货架期延长至21 d。牡蛎经350 MPa超高压处理10 min贮藏14 d,或经450 MPa超高压处理10 min贮藏21 d后,TVB-N和K值仍然符合新鲜度标准。同时,超高压处理后牡蛎的营养成分基本保持不变,仍能保持其较高的营养价值。

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Effect of High Pressure Processing(HPP) on the preservation and quality of oyster

LIU Yuan-ping1,2,SHI Tian2,3,+,WANG Fu-long3,DU Ya-nan3,MENG Xiang-hong2,3,MAO Xiang-zhao2,3,LI Yu-jin1,2,3,*

(1.Marine Food Nutrition Research Institute of Shandong Province,Taixiang Group,Weihai 264300,China;2.National Engineering Practice Education Center of Ocean University of China and Taixiang Group,Weihai 264300,China;3.College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

The changes of different high pressure(HPP)conditions on microbial inactivation,pH,total volatile basic nitrogen(TVB-N),K value,the basic ingredients of oyster during chilled storage were investigated. The results showed that when the pressure conditions were 350 MPa for 10 min,the microbiological shelf-life of raw-eaten oyster could be extended to 7 days and the shelf-life of refrigeration could be extended to 14 days,when the pressure conditions reached to 450 MPa for 10 min,the microbiological shelf-life of raw-eaten oyster could be extended to 14 days and the shelf-life of refrigation could be extended to 21 days. When the pressure conditions reached 350 MPa for 10 min,and then storaged for fourteen days,or 450 MPa for 10 min then storage for twenty-one days,both of the TVB-N levels and K values met the standard of fresh oyster. The quality almost remained unchanged before and after HPP on oyster,and the nutritional value was maintained at the same time.

oyster;high pressure processing;microbial inactivation;quality;edible raw food

2016-01-14+并列第一作者

刘远平(1984-)，男，硕士，工程师，研究方向：水产品加工及贮藏工程，E-mail:liu_yp@126.com。

史田(1994-)，女，在读本科，研究方向：食品科学与工程，E-mail:shitian1023@163.com。

李钰金(1966-)，男，在读硕士，工程技术应用研究员，研究方向：食品加工与贮藏，E-mail:r.lyj@163.com。

国家科技支撑计划项目(2012BAD28B05-03)；2012年“高等学校本科教学质量与教学改革工程”建设项目；山东省教学的改革项目(2012130)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)15-0325-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.055