超高壓處理對軟包裝太湖銀魚滅菌效果及品質的影響

袁龍，盧立新*，2，唐亞麗，2

（1.江南大學機械工程學院，江蘇無錫214122；2.江蘇省食品先進制造裝備技術重點實驗室，江蘇無錫214122）

超高壓處理對軟包裝太湖銀魚滅菌效果及品質的影響

袁龍1，盧立新*1，2，唐亞麗1，2

（1.江南大學機械工程學院，江蘇無錫214122；2.江蘇省食品先進制造裝備技術重點實驗室，江蘇無錫214122）

近年來，隨著人們物質生活水平的不斷提高，安全、綠色、高品質食品亦備受消費者青睞。然而傳統的食品加工工藝可能會對食品的質構、品質造成不良影響。超高壓食品加工作為一種冷加工技術，具有方便快捷、作用均勻、操作安全和低耗能等特點，且其對食品中的營養物質負面影響較小，能有效保持食品的色、香、味和營養成分。目前，研究者已成功將超高壓應用于果蔬汁和軟罐頭的加工，并進行了殺菌和品質評價等基礎性研究［1-2］。水產品如海參、龍蝦、牡蠣、銀魚等易于腐敗，且其風味、質構受熱處理影響較大，超高壓技術在水產品加工中的應用前景十分廣闊，但此類研究相對較少［3-4］。

太湖銀魚營養豐富，肉質鮮美，潔白細膩，與梅鱭、白蝦并稱“太湖三寶”。銀魚含有很高的蛋白質、脂肪及氨基酸。冰鮮銀魚大多出口，遠銷國外，人稱“魚參”。經過曝曬制成的銀魚干便于儲存，且其色、香、味、形經久不變［5］。目前，我國太湖銀魚主要以冷凍方式加工。從深加工的角度看，太湖銀魚資源遠沒有充分利用。隨著太湖銀魚養殖水域的增大，會有更多的具有地方和民族風味的銀魚食品問世，銀魚加工業前景廣闊。

本課題以超高壓處理工藝為基礎，旨在研究超高壓處理參數對軟包裝太湖銀魚殺菌效果和品質因素的影響。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

市售太湖銀魚，采購時選取形貌大致相同的銀魚；包裝材料KPA/PE耐高溫復合薄膜蒸煮袋，氧氣透過量6.798×10-5cm3/（m2·d·Pa），厚度85 μm；平板計數瓊脂培養基，生化試劑，氯化鈉（分析純）；苯駢戊三酮（茚三酮，分析純），考馬斯亮藍（G250），國藥集團化學試劑有限公司制品。

HHP600MPa/5L超高壓處理器，壓強0～600 MPa，有效容積5 L，輸入功率7.5 kW，包頭科發高壓科技有限責任公司制造；手提式不銹鋼壓強蒸氣滅菌器，上海申安醫療器械廠制造；SW-CJ-1G型單人凈化工作臺，蘇凈凈化設備有限公司制造；多功能食物加工機，珠海九陽電器有限公司制造；薄膜熱封機，武漢伊卓騰機械設備有限公司制造；生化培養箱，上海精宏試驗設備有限公司制造；電子天平，梅特勒-托利多集團制造；UV-2802型紫外可見分光光度計，龍尼柯（上海）儀器有限公司制造。

1.2實驗方法

1.2.1樣品制備軟包裝：將復合膜制成10 cm× 10 cm小袋，并置于凈化臺備用。稱取表面干燥的太湖銀魚裝入復合包裝袋，每袋10 g，真空熱封。

1.2.2超高壓殺菌試驗在室溫下分別進行200、300、400、500、600 MPa的5、10、15、20、25 min超高壓處理，研究太湖銀魚的超高壓滅菌效果。平行測定3次，以未處理樣品為對照。

1.2.3微生物檢測菌落總數的測定嚴格按照國標GB4789.2-2010［6］執行。稀釋樣品時，取10 g銀魚與90 mL生理鹽水混合，于食品加工機中均質，以此類推，配制10倍系列的稀釋樣品勻液，取1 mL接種于瓊脂平板，在37℃培養48 h，進行菌落記數，菌落總數單位以cfu/g表示。

1.2.4水分質量分數檢測銀魚水分質量分數檢測嚴格按照GB 50093-2010［7］的直接干燥法執行。

1.2.5可溶性蛋白質質量分數檢測采用改良的考馬斯亮藍G-250染色法［8］檢測銀魚中的可溶性蛋白質質量分數。

1.2.6游離氨基酸質量分數檢測采用茚三酮比色法［9］檢測銀魚中的游離氨基酸總量。

1.2.7數據分析應用Matlab處理數據并繪圖。

2　結果與分析

2.1超高壓滅菌效果

不同超高壓處理時間下軟包裝太湖銀魚殘余菌落總數與壓強的關系如圖1所示。較低的壓強（200 MPa或300 MPa）殺滅銀魚中細菌的效果并不理想，但當壓強大于400 MPa時，銀魚中菌落總數顯著降低。在一定壓強范圍內，隨著保壓時間增加，菌落總數呈減少趨勢。當壓強大于500 MPa時，各組銀魚樣品菌落總數均降到100～200 cfu/g，致病菌亦未檢出，此時若繼續增加壓強，滅菌效果的增強并不明顯，滅菌曲線趨于平緩，當壓強達到600 MPa時，各組樣品菌落總數皆能降到100 cfu/g以下。這是因為高壓會損傷細菌細胞壁和細胞膜，造成細菌死亡。但拖尾和一些耐壓革蘭氏陽性菌的存在，且有些細菌在高壓下暫時失活，而在較長時間（2～3 d）培養后又恢復繁殖能力，所以滅菌處理后樣品中總有少量細菌殘留［10］。

由圖1可見，增加保壓時間能增強銀魚的超高壓殺菌效果。但壓強若較低（200 MPa），保壓時間的增加不能有效地加強超高壓滅菌效果。而在較高壓強下，保壓時間對滅菌效果影響顯著，如在300 MPa下，保壓20 min銀魚樣品的菌落總數比保壓5 min的樣品少25%左右。但當保壓時間超過一定值時，增加時間已不能顯著增強殺菌效果，而此種現象在較高壓強下愈發明顯（400 MPa或500 MPa）；若要增強殺菌效果，須增加壓強方能達到，同時也證明壓強對滅菌效果影響的顯著性遠大于時間。

圖1　不同壓強下處理時間與殘余菌落總數的關系Fig.1Relationship between pressure holding time and microflora with different pressure

2.2水分含量檢測

太湖銀魚的質地口感與其水分有關。圖2為保壓20 min時銀魚水分質量分數與壓強的關系。當壓強低于500 MPa時，隨著壓強增大銀魚水分迅速減少，超過500 MPa后，水分質量分數變化漸緩。水分質量分數從81.37%下降至73.91%。其原因可能是由于蛋白質的水合作用受高壓影響，而使一部分水分從組織中游離出來［11］，造成了銀魚的水分損失。

圖2　20 min條件下壓強與含水量的關系Fig.2Relationship between pressure and the moisture content under the 20 min condition

圖3為壓強400 MPa時，保壓時間對銀魚水分質量分數的影響。處理后樣品的水分質量分數呈下降趨勢，其中前5 min水分損失較為顯著，5 min時水分質量分數接近76.00%。隨保壓時間延長，水分質量分數先略有回升，在10 min時達到76.11%，而后隨時間增加，水分質量分數趨于減少。這是因為高壓擠出銀魚中的水分，致使其含水量降低，而后隨保壓時間的增加，蛋白質在發生變性的同時結合了一些擠出的水分，使銀魚水分質量分數稍有增加，當繼續增加保壓時間時，少量水分又被重新擠出，水分質量分數降低。

圖3　400 MPa條件下時間與含水量的關系Fig.3Relationship between pressure holding time and the moisture content under the 400MPa condition

2.3可溶性蛋白質和游離氨基酸含量檢測

表1和表2分別為不同保壓時間和壓強條件下，超高壓處理對軟包裝銀魚品質的影響。經超高壓處理后，銀魚的可溶性蛋白質和游離氨基酸的質量分數均有所減少，在較低的壓強條件下低聚蛋白質的結構易發生解離，同時解離后的低聚體亞單元易重新結合；當壓強達到400 MPa時，部分蛋白質易發生凝聚變性［12］，導致其質量分數降低。

見表1，當壓強小于300 MPa時，與未處理銀魚樣品相比，經超高壓處理的銀魚所含蛋白質和氨基酸變化不大；當壓強大于300 MPa時，銀魚的可溶性蛋白質質量分數有較明顯的降低，這是因為高壓使蛋白質氫鍵斷裂，破壞其三級結構，并造成不可逆變性［12］。

表1　保壓20 min條件下，壓強對軟包裝銀魚品質因素的影響Table1Relationshipbetweenpressureandquality change of whitebait under the 20 min condition

表2　壓強400 MPa條件下，保壓時間對軟包裝銀魚品質因素的影響Table 2Relationship between pressure holding time and quality change of whitebait under the 400 MPa condition

超高壓可提高銀魚中某些蛋白質水解酶的活性，從而使銀魚蛋白質水解程度增加，蛋白質質量分數下降，銀魚擠出液中游離氨基酸的質量分數隨著壓強的升高而大幅增加［13-14］。隨著處理條件的加強，銀魚汁液損失增多，而其肌肉中蛋白質和氨基酸質量分數相對減少，如表1、表2所示，不過保壓時間對銀魚品質影響的顯著性要小于壓強。超高壓處理會對銀魚中可溶性蛋白質和游離氨基酸造成損失，但損失量較小，均不超過7%。

3　結論

軟包裝太湖銀魚超高壓處理研究顯示，超高壓可有效殺滅軟包裝銀魚中的微生物，當壓強達到600 MPa時，銀魚樣品殘留菌落低于100 cfu/g，致病菌也未檢出。保壓時間在較小的范圍內對滅菌效果影響顯著，但大于10 min，其顯著性不明顯。

超高壓處理能使銀魚水分析出，使其質量分數從81.37%下降至73.91%；同時，高壓能使蛋白質氫鍵斷裂，損壞其三級結構，并造成不可逆的變性；而銀魚中其它營養物質，如游離氨基酸也會隨水分擠出而損失，但損失量不超過7%。

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2014-11-03

國家“十二五”科技支撐計劃項目（2011BAD24B01）；江蘇省高校科研成果產業化推進工程項目（JHB2012-25）。

盧立新（1966—），男，江蘇宜興人，教授，博士，主要從事運輸包裝、食品農產品包裝技術等研究。E-mail：lulx@jiangnan.edu.cn