高靜壓處理對魷魚品質及貨架期穩定性變化的影響

金雅芳 鄧 云

（上海交通大學食品科學與工程系，上海 200240）

超高壓技術是以水或其他液體作為壓力傳遞介質，將物料置于超高壓容器腔中進行100MPa以上高壓處理的非熱加工方式［1］。與傳統熱加工方式相比，超高壓技術在殺滅物料中部分微生物、使酶失活的同時，還可以保持食品中原有的營養品質、色澤和風味［2，3］。因此，利用超高壓來對食品進行滅菌保鮮，提高食品安全性、延長食品的貨架期是近年來的加工熱點之一［4］。目前，超高壓已被用于果汁、果醬、火腿、海鮮等一系列食品的生產中［5］。

與其他肉類相比，海鮮極其容易腐敗，而超高壓處理在滅菌的同時不影響產品質量，是耐儲存海鮮的潛在加工方式。魷魚屬于頭足類（cephalopoda），其蛋白含量高，營養豐富，是最常見的海鮮之一。然而，新鮮魷魚因其水分含量極高（＞80%），貨架期短［6，7］。因而有必要對魷魚進行加工以延長其產品貨架期。目前，魷魚產品多采用干燥或冷凍的方式來進行加工，以抑制其內源酶活性、控制微生物生長。但是干燥容易引起營養成分的損失和質構、風味的改變［8］，而凍藏中仍容易引起微生物污染，造成風味的惡化甚至帶來食品質量安全問題。本研究擬采用超高壓技術處理新鮮魷魚，研究保藏期間基本組分、pH、微生物等指標的變化，旨在為超高壓技術應用于魷魚保藏提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

新鮮魷魚（Todarodespacificus）從市場上購買后，冰水保存運送至實驗室。洗凈并除去內臟后，將魷魚分裝于塑封袋中（PA/CPP復合膜），真空熱封；

平板計數瓊脂培養基：北京陸橋公司。

1.1.2 主要儀器設備

超高壓處理裝置：HHP-750型，壓力媒介為水，壓力容器容量為2L（直徑90mm，高度320mm），內蒙古包頭科發高壓科技有限公司；

真空包裝機：AC-220V型，上海勝松機械制造有限公司；

均質機：PT 10-35GT型，瑞士Kinematica公司；

pH計：MP 220型，瑞士梅特勒—托利多公司。

1.2 方法

1.2.1 超高壓處理 將魷魚置于超高壓容器內，于25℃下處理樣品，采用的壓力分別為200，400，600MPa，處理時間為5，10，20min。升壓速度8.3MPa/s，降壓時間低于4s。將未經超高壓處理的樣品作為空白對照。所有處理重復3次。處理后的魷魚4℃條件下保存，進行貨架期試驗。

1.2.2 理化指標檢測 水分、蛋白質、脂肪測定分別參照GB/T 5009.3—2010、GB/T 5009.5—2010、GB/T 14772—2008進行；pH測定：取5g魷魚樣品，加入0.1mol/L KCl溶液45mL，8 000r/min均質3min，靜置30min后測定pH。所有檢測進行3次。

1.2.3 菌落總數的測定 稱取25g魷魚樣品放入盛有225 mL生理鹽水的無菌均質杯內，8 000r/min均質1min。將樣品勻液用生理鹽水倍比稀釋至合適的濃度后，吸取1mL于無菌平皿中，加入平板計數瓊脂培養基（30±1）℃培養72 h后計數。結果以lg CFU/g表示。

1.2.4 統計分析 采用SPSS Statistics 19軟件對所得到的數據進行統計方差分析，數據用平均值±標準差表示。并通過Duncan’s test（顯著水平α＝0.05）進行多重比較。

2 結果與討論

2.1 超高壓處理對魷魚理化指標的影響

由表1可知，未經高壓處理的對照組測得的新鮮魷魚水分、蛋白質和脂肪含量分別為83.5%，14.5%，0.77%左右（濕基）。已有的文獻［8］報道顯示魷魚水分含量為74.0%～84.2%，蛋白含量為13.0%～19.2%，脂肪含量為0.29%～2.0%。不同魷魚之間基本組分不同，這與魷魚的種類、年齡、性別和生殖狀態等相關。經不同高壓處理后魷魚的基本組分含量見表1，儲藏前，超高壓處理對水分含量、蛋白質、脂肪無顯著影響。

但在4℃下儲存10d后，高壓處理后的樣品水分含量相比于儲存前都有所下降（除400MPa，5min處理組，其余處理組P＜0.05），而對照組在儲存前后水分含量基本不變。在200MPa時，處理5min，水分含量下降至81.8%，而處理10min后，水分含量進一步下降；20min處理的與10min的沒有顯著差異。壓力高于200MPa（400，600MPa）時，在同一時間下，水分含量隨著壓力的增大而迅速減少；當壓力（400，600MPa）相同時，隨著時間的增大，水分含量也顯著下降（P＜0.05）。儲存10d后，600MPa處理20min后的魷魚水分含量最小，為80.3%。這可能是由于高壓導致蛋白質持水能力下降造成的［9］。高壓下，肌纖維變性、膠原蛋白收縮，蛋白質的持水力下降。隨著保藏時間的增加，魷魚中的部分水分被擠壓出肌肉纖維構成的空間結構［10］。Ortea等［11］的試驗也觀察到，在鮭魚冷凍儲藏20d的過程中，所有高壓處理組（135～200MPa，30s）的水分含量顯著下降（P＜0.05），他們認為這是由于鮭魚超高壓導致蛋白的疏水作用和靜電相互作用發生變化，從而造成持水力的下降。

超高壓及儲存前后蛋白質含量沒有顯著性差異（P＞0.05），即不存在粗蛋白的損失。而在 Cruz-Romero等［12］的研究中，牡蠣和100mL水一同封裝，進行100～800MPa，20℃，10min的超高壓處理后，牡蠣的蛋白含量與對照組相比，隨著壓力增大而減小。Kaur等［9］的研究也表明，在270和435MPa，25℃處理5min后，蝦的蛋白含量也顯著下降（P＜0.05）。這可能是由于超高壓破壞了肌原纖維蛋白結構，使蛋白更容易浸出到水中，同時，蛋白質的持水能力增加，使得水分含量增加。而在本研究中，魷魚是直接進行真空熱封，未在袋內加入蒸餾水，兩者的水環境不同，因此，蛋白質沒有損失，同時，儲藏前，水分含量在超高壓前后也沒有顯著差異。蛋白質的持水能力受到氨基酸組成、蛋白質構象、pH、鹽離子、溫度等的影響［13，14］。不同試驗中所采用的樣品前處理、壓力大小、溫度、貯藏時間和蛋白質來源不同，引起了蛋白質構象和基質環境的差異，從而導致其持水力的不同。

表1 超高壓對魷魚基本理化指標的影響Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

表1 超高壓對魷魚基本理化指標的影響Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

同一行中，不同的大寫字母表示有顯著性差異（P＜0.05）；同一列中，不同的小寫字母表示有顯著性差異（P＜0.05）。

壓力/MPa時間/min水分/%（濕基）第0天 第10天蛋白/%（濕基）第0天 第10天脂肪/%（濕基）第0天 第10天0.1 0 83.5±0.8Aa 83.8±1.0Ad 14.5±0.1Aa 14.0±0.2Aa 0.77±0.03Aa 0.77±0.05Aa 5 84.6±0.4Ba 81.8±0.9Abc 13.6±0.1Aa 12.7±0.3Aa 0.78±0.04Aa 0.82±0.08Aab 200 10 83.2±0.1Ba 81.4±0.5Aabc 14.7±0.5Aa 13.7±0.4Aa 0.76±0.08Aa 0.81±0.11Aab 20 84.5±0.4Ba 81.4±0.9Aabc 13.5±0.6Aa 12.4±0.1Aa 0.73±0.01Aa 0.83±0.01Aab 5 83.2±1.2Aa 82.4±1.1Acd 13.5±1.8Aa 12.2±0.1Aa 0.78±0.01Aa 0.82±0.02Aab 400 10 83.7±1.2Ba 81.3±0.6Aabc 14.3±0.1Aa 13.7±2.2Aa 0.76±0.01Aa 0.83±0.03Aab 20 84.5±0.5Ba 80.5±0.4Aab 13.5±0.1Aa 12.4±0.4Aa 0.75±0.07Aa 0.93±0.07Abc 5 83.5±1.4Ba 81.6±0.4Aabc 14.5±0.1Aa 13.2±0.4Aa 0.83±0.05Aa 0.93±0.01Abc 600 10 84.0±1.6Ba 80.7±0.7Aab 13.7±0.5Aa 12.8±0.3Aa 0.73±0.01Aa 1.01±0.03Bc 20 82.6±1.4Ba 80.3±1.1Aa 14.5±0.8Aa 12.3±0.3Aa 0.81±0.10Aa 1.05±0.04Ac

對于絕大部分樣品，儲存前后脂肪含量沒有顯著變化（P＞0.05）。但是對于不同時間和壓力超高壓處理后的結果，10d后，超高壓處理后的樣品脂肪含量明顯大于對照組。Ramirez-Suarez等［15］的研究發現，在310MPa超高壓后，金槍魚（Thunnusalalunga）肌肉中的脂肪含量增加。

2.2 超高壓處理對魷魚pH的影響

pH可以用于判斷新鮮度，是用于海鮮產品質量控制最簡便的方法之一。在儲藏或加工過程中，由于微生物或酶的作用，氧化還原平衡改變，自由氧和羥基離子的濃度產生影響，從而導致pH的改變［9］。

由圖1可知，儲藏前，與對照相比，超高壓處理后pH沒有明顯變化（P＜0.05）。這與 Lopez等［16］以200，400MPa處理日本對蝦后的結果一致。但在常耀光等［17］的研究中，南美白對蝦在（200，400，600，700MPa）10min的高壓處理后，相比于對照組，pH均顯著上升，且增幅隨著壓力的增大而增大，這可能與某些蛋白質在高壓下構象發生變化相關。超高壓處理后，蛋白質發生變性或分解，使某些氨基酸基團暴露，從而改變pH［18］。這不同結果之間的差異可能在于，本試驗與Lopez等［16］是將物料直接真空包裝后放入高壓裝置進行處理，而常耀光等［17］將南美白對蝦裝入PEC蒸煮袋，加入蒸餾水后再進行密封。這說明pH變化與物料周圍的水環境相關。

圖1 超高壓對魷魚pH的影響Figure 1 Effects of HHP on the pH of squid during storage

在10d后，對照組處理的魷魚pH從6.8上升到7.3。200MPa，5min處理組魷魚pH也顯著上升（7.1），但幅度比對照組低，其他組儲存前后均沒有顯著差異。在Kaur等［9］的試驗中，經100，270MPa，5min處理的樣品在儲存10d后，pH均有所上升，但是上升幅度不如對照組，和本試驗的結果相似。對于海鮮而言，pH＞7.5的樣品即被認為已經腐敗［9］。在水產品冷凍儲存過程中，pH的增加往往是由于微生物或自溶作用導致的。隨著微生物的滋生及在內源酶的作用下，蛋白質被分解為小分子胺類物質，氧化三甲胺被分解釋放三甲胺，使pH值急劇上升。因此，一般pH的上升和揮發性鹽基氮的增加成正比［19］。

2.3 超高壓對魷魚微生物的影響

在超高壓處理前，魷魚的菌落總數在3.0lg CFU/g左右。在Paarup等［20］的試驗中，洗凈且除去內臟的魷魚（Todaropsiseblanae）初始菌落總數為4.0lg CFU/g左右。海鮮內源微生物的組成及含量受到捕獲位置、季節和品種等的影響，當然也與水環境、處理方法和溫度有關。

由圖2（a）可知，在超高壓處理后，魷魚總菌落數隨著處理壓力和時間的延長而明顯下降。200MPa，5min超高壓處理后，菌落總數就降至2.39lg CFU/g。而在200，400，600 MPa分別處理20min后，殺菌效率分別為91.1%，95.1%，98.0%，滅菌效果顯著（P＜0.05）。超高壓已經被廣泛認為是一種良好的可用于食品滅菌保藏的非熱加工技術。超高壓過程中有升壓、保壓和降壓3個階段，分別導致細胞萎縮、不可逆細胞質傳遞和細胞破碎［21］。其殺菌的機理是，超高壓作用于細菌，破壞細胞膜結構，改變細胞膜通透性，導致細胞質的流失；或者通過改變細胞形態、遺傳機制，使酶變性，影響生化反應等途徑起到殺菌效果［1，21］。其殺菌的效果與食物組成、微生物種類、保壓時間、處理壓力和溫度等相關。文獻［16］顯示，300～600MPa的高壓可以使多數的細菌與真 菌 失 活。Paarup 等［20］研 究 發 現，經 過 200 ～400MPa，15min超高壓處理后，魷魚微生物低于檢出限。而Hurtado等［22］的試驗結果顯示，在7℃和40℃經400MPa處理15min時，可以分別使章魚（Octopusvulgaris）總菌落數降低102CFU/g和104CFU/g左右。超高壓的殺菌作用也在其他很多海鮮中被證實，如鱸魚、熏鮭魚、金槍魚等［23，24］。

圖2 超高壓對魷魚菌落總數的影響Figure 2 Effects of HHP on the total viable counts of squid during storage

儲藏10d后，未經高壓處理的魷魚菌落總數上升至7.0lg CFU/g左右（圖2（b）），超過了6.0lg CFU/g可接受限［21］。而經過高壓處理的魷魚，在保存10d后，總菌落數均低于6.0lg CFU/g。其中200MPa，5min魷魚的菌落總數上升至5.1lg CFU/g，僅為未經處理魷魚的1.2%。且隨著高壓時間的延長或壓力的上升，菌落總數更低。600MPa，20 min處理后的樣品，其總菌落數僅為2.4lg CFU/g，比未經處理樣品儲存前的初始值還要低。這說明超高壓對微生物造成了潛在的致命性損傷，影響其擴增能力。但Paarup等［20］的研究表明，微生物在超高壓滅活后，經過較長時間的滯后期，其生長會有所恢復。這種滯后期在腸桿菌、乳酸桿菌中均能觀察到。因此，進行貨架期試驗來測定微生物生長具有重要意義［20］。

3 結論

儲藏前，超高壓對魷魚基本組分影響很小，在不同壓力和時間的處理后，水分、脂肪、蛋白質含量及pH沒有顯著變化。但在10d后，超高壓處理后的魷魚相比于儲存前水分含量顯著降低（P＜0.05），且隨著壓力和時間的升高，下降幅度變大。而大部分超高壓處理后的樣品在儲存前后蛋白質和脂肪沒有差異。對于未經高壓處理的魷魚，儲存10d后，pH顯著上升，200MPa，5min處理的魷魚pH也有所增高，而其他壓力處理下，pH在儲存后沒有顯著變化（P＞0.05）。超高壓可以顯著降低魷魚中總菌落數，且殺菌率與保壓時間、壓力成正比，在600MPa，20min的處理后，總菌落數最低。因此，超高壓可以保留魷魚的營養品質、降低微生物含量、延長貨架期，是一種可以保證魷魚品質和微生物安全的加工技術。

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