超高壓加工生鮮牡蠣的研究

揭廣川，趙 偉，楊瑞金，陶 晶，張文斌，華 霄

（1.廣東輕工職業技術學院食品生物工程系，廣東廣州510300；2.江南大學食品科學與安全教育部重點實驗室，江蘇無錫214036；3.江南大學食品學院，江蘇無錫214036）

超高壓加工生鮮牡蠣的研究

揭廣川1，趙 偉2，楊瑞金3，*，陶 晶2，張文斌2，華 霄2

（1.廣東輕工職業技術學院食品生物工程系，廣東廣州510300；2.江南大學食品科學與安全教育部重點實驗室，江蘇無錫214036；3.江南大學食品學院，江蘇無錫214036）

研究了超高壓處理對牡蠣的殺菌效果及其對產品感官性質的影響。研究結果表明，當超高壓達到500MPa后，牡蠣達到商業無菌。600MPa處理的牡蠣在4℃冷藏21d后，總菌落數小于6個對數，仍然符合生鮮牡蠣細菌總數的要求。超高壓對牡蠣中不同蛋白酶具有不同的影響。超高壓處理使牡蠣的硬度、彈性、咀嚼度、粘結性和恢復力均表現出不同程度的下降，而且超高壓處理對牡蠣的色澤產生了一定影響。超高壓處理可引起TBA值顯著升高，表明超高壓引起了牡蠣中脂肪的氧化。

超高壓，牡蠣，殺菌，品質

超高壓技術（High Pressure，HP）是當前倍受關注且各國廣泛開展研究的一項食品高新技術，它是指將軟包裝的食品放入密封的、高強度的壓力容器中，以水或礦物油為傳壓介質，施加100～1000MPa的靜水壓力，并維持一定的時間，從而達到滅菌、物料改性和改變食品某些物理、化學反應速度的效果［1］。近年來，隨著消費者對食品的新鮮、營養、安全和功能的要求越來越高，極大地推動國際上對食品超高壓加工技術的研究與產業化進程。2004年8月，美國農業部食品安全檢驗局（USDA-FSIS）批準了HHP技術應用于即食食品如熟食肉制品。2009年2月，美國 FDA批準了壓力輔助熱殺菌工藝（PATS， pressure-assisted thermal sterilization）可用于低酸性食品殺菌［2-4］。牡蠣是一種深受消費者喜愛的營養價值很高的水產品，其蛋白質含量在10%左右、脂肪含量在1%（w/w）左右，另外還含有豐富的礦物質。我國牡蠣養殖技術已經相當成熟，發展極其迅速。由于牡蠣是一種極易腐爛的產品，其貨架期以及在冷藏和運輸期間的安全狀況受到酶和微生物的嚴重影響。牡蠣養殖業的進一步發展有賴于其深加工，特別是保鮮技術的發展，將超高壓應用于牡蠣的保鮮前景廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

大連灣長牡蠣 購于無錫市北橋特種水產批發市場。

三層復合包裝袋 江陰豪盛包裝廠；UHPF-800 MPa-3L超高壓處理設備 購于內蒙古包頭科發食品機械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 市售生鮮牡蠣，去殼，流水沖洗，去殘留碎殼，瀝干水分，取肉體新鮮、完整的牡蠣個體，按大小重量篩選，分裝（每袋10g左右），雙層真空包裝，然后進行超高壓處理。

超高壓后樣品按1∶10（w/v）與去離子水混合，組織搗碎機搗碎，靜置后測色差和pH。

1.2.2 超高壓處理 將樣品置于高壓處理設備（高壓介質∶癸二酸二辛酯）容器中，所有樣品的處理溫度均為室溫（20℃），保壓時間為10min，壓力上升的速度大約為4MPa/s，卸壓速度約200MPa/s。壓力范圍為100～600MPa，超高壓處理過程樣品溫度控制在35℃以下。

1.2.3 微生物檢測 樣品經超高壓處理后，按照GB/T4789.2-2003方法檢測其菌落總數，取未經超高壓處理的樣品作為對照，以Log cfu/g為單位。

1.2.4 牡蠣蛋白酶水解活力測定 牡蠣蛋白酶水解活力參照 K.Augsupanich等的方法，略有改動。取50g新鮮牡蠣肉與去離子水按1∶10（w/w）混合，打漿，離心（4℃，30min，10000r/min），得到上清液，取0.4mL上清液、1.2mL不同pH的緩沖液、0.4mL牛血紅蛋白標準溶液（1%，w/v）混合，60℃水浴3h，加入2mL 5%的TCA（w/v）終止反應后，再次離心（4℃，5min，10000r/min），取上清液在 280nm下測定吸光度［5］。

pH2.5～8.0的緩沖液采用 Mcllvaine緩沖液（0.2mol/L的磷酸二氫鈉和0.1mol/L的檸檬酸）；pH8.0～9.5的緩沖液采用Tris-HCl緩沖液。

1.2.5 色差分析 采用WSC-S測色色差計（上海精密儀器公司）測定。其中：L值表示亮度，L值越大亮度越大；a值表示有色物質的紅綠偏向，正值越大偏向紅色的程度越大，負值越大偏向綠色的程度越大；b值表示有色物質的黃藍偏向，正值越大偏向黃色的程度越大，負值越大偏向藍色的程度越大。ΔE則表示總色差，計算公式是 ΔE=［（ΔL）2+（Δa）2+（Δb）2］1/2（式中ΔL、Δa、Δb分別表示樣品與標準之間的差值）。所有測試至少三個平行樣。

1.2.6 質構分析 采用 TA.xTzi（英國 Stable Microsystems公司）物性測試儀進行測試。

測試時選取的參數值：測試前速度2mm/s；測試速度3mm/s；測試后速度5mm/s；變形50%；時間5s。

采用P0.5探頭對牡蠣進行分析，該探頭可以測試果膠、人造黃油、肉類等物質的硬度、彈性等感官指標。直接讀取所需數據，探頭對準牡蠣的消化器官所處部位進行測定。所有測試至少三個平行樣。

最終選擇硬度、彈性、咀嚼度、粘結性和恢復力作為評價樣品質構的指標。硬度是指樣品達到一定變形所必需的力，從圖1可見，它是指第一次擠壓樣品時的壓力峰值；彈性是指樣品本身在第一次擠壓過程中變形后的“彈回”程度，而這種“彈回”是在第二次擠壓時測量的，所以兩次擠壓動作的間隙時間十分重要，必須保證產品已“彈回”到最大量度，彈性值是第二次擠壓的測量最大值同第一次擠壓的測量最大值的比；咀嚼度是模擬表示將樣品咀嚼成吞咽時的穩定狀態所需要的能量；膠粘性用于描述半固態測試樣品的黏性特性，數值上用硬度和內聚性的乘積表示；恢復力表示樣品在第一次壓縮過程中回彈的能力，是第一次壓縮循環過程中返回樣品所釋放的彈性能與壓縮時探頭的耗能之比。

圖1 TPA（Texture Profile Analysis）曲線圖

1.2.7 TBA測定 TBA（2-硫代巴比妥酸）的測定方法參照D.Chevalier等的方法，略有改動。取50g超高壓處理后的牡蠣肉與提取液（含0.2mol/L三氯乙酸濃度為12×10-6mol/L的EDTA溶液）按1∶10混合，打漿，離心（4℃，15min，10000r/min），取上清液5mL按1∶1與TBA水溶液（0.02mol/L）混合，置于加塞試管中，沸水浴加熱1h，于室溫下冷卻20min，然后測定混合液在530nm下的吸光度。用去離子水做空白實驗［6］。

用1，1，3，3-四乙基丙烷做標準曲線，TBA值用每克牡蠣肉中含有丙二醛的微克數（MA/g）表示。

2 結果與討論

2.1 超高壓對牡蠣的殺菌效果

圖2為超高壓對牡蠣的殺菌效果。由圖可知，超高壓對牡蠣具有顯著的殺菌效果。100、200、300、400MPa超高壓處理后，牡蠣中細菌總數從原來的7個對數分別下降到4.2、3.5、2.5和0.7個對數；當超高壓超到500MPa后，牡蠣樣品達到商業無菌?？梢?，超高壓對牡蠣中微生物的瞬時殺滅效果顯著。

圖2 超高壓對牡蠣的殺菌效果

圖3顯示了不同壓力處理樣品在0、7、14、21d的總菌數的變化，即超高壓處理牡蠣的微生物貨架壽命。從圖3可看出，超高壓不但對牡蠣中微生物具有理想的瞬時殺滅效果，并且 21d后檢測表明，600MPa處理的樣品的總菌落數對數值不到6，仍然符合日本農林水產省對于生鮮牡蠣細菌總數的要求，表明超高壓處理可以有效延長生鮮牡蠣的貨架期。

2.2 超高壓處理對牡蠣中蛋白酶活力的影響

圖3 超高壓加工牡蠣在4℃冷藏下的微生物貨架壽命

根據K.Augsupanich等的方法，牡蠣提取液與牛血紅蛋白反應后，在280nm下的吸光值的大小與牡蠣蛋白酶水解活力成正比，因此在圖4、圖5中采用吸光值直觀地表征酶活力。圖4顯示，當pH分別為4.5、6和7.5時，牡蠣蛋白酶體現出相對較高的活力，因此在研究壓力對牡蠣蛋白酶的水解活力時選取這3個pH。圖5表明，pH7.5的中性蛋白酶受到壓力的影響最大，吸光值下降了近0.8，而pH4.5和6的酸性蛋白酶受到壓力的影響較小，尤其pH6時，蛋白酶的活力基本不變。不同種類的酶在超高壓作用下活性變化差異很大，同一種類的酶由于來源不同也會有較大的差異，這一現象已經有許多報道。Cano（1997）等研究超高壓作用對草莓醬中過氧化物酶和多酚氧化酶的影響，發現在近300MPa的壓力下，過氧化物酶失活25%，而多酚氧化酶則失活60%。Angsupanich（1998）等在研究鱈魚肉的水解活力時也發現了類似的現象［5，7］。

圖4 牡蠣的蛋白水解活力的最適pH

圖5 超高壓處理對牡蠣蛋白水解活力的影響

2.3 超高壓處理對牡蠣質構的影響

圖6顯示了超高壓處理對于牡蠣質構（硬度Hardness、彈性Springiness、咀嚼度Chewiness、粘結性Cohesiveness、恢復力Resilience）的影響，從圖6可看出，壓力使硬度、彈性、咀嚼度、粘結性和恢復力都出現了不同程度的下降，尤其是彈性從1.00下降到了0.89。一方面由于壓力會使牡蠣本身汁液流出；另一方面某些蛋白酶的活力可能會隨著壓力增大反而有所增加，對牡蠣蛋白的水解起到了軟化的作用；壓力對蛋白質的二硫鍵起作用也是可能的原因［8-9］。

圖6 超高壓處理對牡蠣質構的影響

2.4 超高壓處理對牡蠣色澤的影響

圖7為超高壓處理對牡蠣色澤的影響。從圖7可知，隨著壓力的增加，亮度L、黃度b有所上升，紅度a下降。L值從未經高壓處理時的24.7上升到了30.0，而b值則從1.16上升到了3.06。ΔE值反映了超高壓處理對牡蠣色澤的總體改變程度，隨著壓力的增加，ΔE不斷增大。當壓力超過500MPa，ΔE值增加到6.0以上，表明超高壓處理對牡蠣的色澤產生了一定影響。脂肪氧化是水產品顏色改變的原因之一，水產品中的主要的色素，如蝦青素（astaxanthin），它是一種高度不飽和的類胡蘿卜素，在高壓作用下會降解，導致顏色的變化。而由于壓力的增加，游離金屬離子（如Cu和Fe）的增加也可能會加速脂肪的氧化［10-11］。

圖7 超高壓處理對牡蠣色澤的影響

2.5 超高壓處理對牡蠣TBA值的影響

TBA表示組織中醛類物質的積累，是評價脂類氧化程度的一個指標。圖8顯示，壓力為100MPa的牡蠣的TBA值與未經高壓處理的已經存在很大的差異，且隨著壓力的增加，TBA值不斷增加，這與Angsupanich等人對鱈魚肉的研究結果（400MPa以上處理才會引起鱈魚肉TBA值顯著升高）有所不同，因此就脂肪氧化而言，牡蠣肉似乎比鱈魚肉對超高壓更敏感。Tanaka（1991）等認為，壓力會使蛋白質變性，釋放出一些游離金屬離子，這些離子會促進脂類的氧化［12］。

圖8 超高壓處理對TBA值的影響

3 結論

超高壓對牡蠣的殺菌效果顯著。當超高壓值超過500MPa后，牡蠣樣品達到商業無菌。600MPa處理的牡蠣在4℃冷藏21d后，總菌落數對數值不到6，仍然符合日本農林水產省對于生鮮牡蠣細菌總數的要求。pH7.5的中性蛋白酶受到壓力的影響最大，而pH4.5和6的酸性蛋白酶受到壓力的影響較小。超高壓處理使牡蠣的硬度、彈性、咀嚼度、粘結性和恢復力表現出不同程度的下降，而且超高壓處理對牡蠣的色澤會產生一定影響。超高壓處理可引起TBA值顯著升高，表明超高壓引起了牡蠣中脂肪的氧化。本研究表明，較強超高壓處理（ ＞500MP）對牡蠣具有顯著的殺菌效果，但也引起了牡蠣品質一定程度的下降，因此，有必要研究應用超高壓與其他保鮮柵欄因子（如溫和熱處理、天然抗菌劑）協同提高殺菌效果、降低超高壓強度和最大限度保留牡蠣的品質。

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Study on the ultra high pressure processing of fresh oyster

JIE Guang-chuan1，ZHAO Wei2，YANG Rui-jin3，*，TAO Jing2，ZHANG Wen-bin2，HUA Xiao2
（1.Guangdong Industry Technical College，Department of Food Bioengineering，Guangzhou 510300，China；2.State Key Laboratory of Food Scienceamp;Technology，Jiangnan University，Wuxi 214036，China；3.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214036，China）

The effects of high pressure（HP）on the microbial inactivation and quality of oyster were investigated.The results showed that no microbe in oyster could be detected when the pressure reached 500MPa，and the microbiological shelf-life of oyster processed by 600MPa HP could be extended to 21d at 4℃.The HP processing also had different effects on the inactivation of different kinds of proteases in oyster.The effects of HP processing on the physical and chemical of oyster were also evaluated in this study.As the applied pressure increased，the hardness，springiness，chewiness，cohesiveness，gumminess and resilience decreased to different extents.The HP processing also changed the color of oyster when the pressure exceeded a value.The values of TBA of HP treated oyster increased demonstrated that the occur of oxidation of lipids in oyster induced by HP.

high pressure（HP）；oyster；microbial inactivation；quality

TS254.1

A

1002-0306（2011）01-0071-04

2009-12-31 *通訊聯系人

揭廣川（1964-），男，副教授，研究方向：食品生物技術。

國家科技支撐計劃項目（2008BAD94B06）；江南大學自主科研計劃項目（JUSRP20910）。