< 超高压处理对牡蛎(<i>Crassostrea gigas</i>)杀菌及贮藏品质的影响 MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$', '$'], ['\\(', '\\)']]}});
  渔业科学进展  2016, Vol. 37 Issue (5): 157-161  DOI: 10.11758/yykxjz.20150729001
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引用本文 

赵峰, 袁超, 刘远平, 宿志伟, 李钰金, 周德庆. 超高压处理对牡蛎(Crassostrea gigas)杀菌及贮藏品质的影响[J]. 渔业科学进展, 2016, 37(5): 157-161. DOI: 10.11758/yykxjz.20150729001.
ZHAO Feng, YUAN Chao, LIU Yuanping, SU Zhiwei, LI Yujin, ZHOU Deqing. Effects of High-Pressure Treatment on Microbial Inactivation and the Quality of Oyster (Crassostrea gigas)[J]. Yuye Kexue Jinzhan, 2016, 37(5): 157-161. DOI: 10.11758/yykxjz.20150729001.

基金项目

国家科技支撑计划课题(2015BAD17B01)和国家自然科学基金(31201372)共同资助

作者简介

赵峰,E-mail: zhaofeng2011@ysfri.ac.cn

通讯作者

周德庆,研究员,E-mail: zhoudq@ysfri.ac.cn

文章历史

收稿日期:2015-07-29
收修改稿日期:2015-10-29
超高压处理对牡蛎(Crassostrea gigas)杀菌及贮藏品质的影响
赵峰1, 袁超1,2, 刘远平3, 宿志伟1,2, 李钰金3, 周德庆1     
1. 中国水产科学研究院黄海水产研究所 青岛 266071;
2. 上海海洋大学食品学院 上海 201306;
3. 荣成泰祥食品股份有限公司 荣成 264300
摘要: 以牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,研究了不同超高压处理条件对牡蛎体内微生物的消减作用,分析了冷藏过程中挥发性盐基氮(TVB-N)和pH值的变化情况,对比了热加工和超高压处理对牡蛎滋味的影响。结果显示,经300 MPa处理15 min、 400 MPa处理10、 15 min和500 MPa处理5、 10和15 min后,牡蛎体内的菌落总数均有2个对数以上的减少,表明超高压处理能有效消减牡蛎体内的微生物;牡蛎经300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min,在4℃冷藏条件下保存,货架期延长至15 d;超高压处理能有效抑制牡蛎在4℃贮藏过程中挥发性盐基氮的产生,牡蛎经300 MPa处理15 min,冷藏20 d后TVB-N值仍小于10 mg/100 g,符合生鲜牡蛎要求;滋味方面,与加热处理相比,超高压处理后牡蛎更接近生鲜牡蛎,尤其300 MPa处理15 min的牡蛎同生鲜牡蛎最为接近。研究表明,选取300 MPa处理15 min作为牡蛎加工的最佳处理条件,即能有效消减牡蛎体内的微生物,同时能很好地保持牡蛎品质。
关键词: 牡蛎    超高压处理    杀菌    生食    品质    
Effects of High-Pressure Treatment on Microbial Inactivation and the Quality of Oyster (Crassostrea gigas)
ZHAO Feng1, YUAN Chao1,2, LIU Yuanping3, SU Zhiwei1,2, LI Yujin3, ZHOU Deqing1     
1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071 ;
2. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306 ;
3. Rongcheng Taixiang Food Products Co., Ltd., Rongcheng 264300
Corresponding author: ZHOU Deqing, EE-mail: zhoudq@ysfri.ac.cn
Abstract: Oyster (Crassostrea gigas) is popular seafood with delicious taste and rich nutrients. The produce of oyster in China was as large as 4, 352, 000 tons in 2014. In this study we investigated the effects of high pressure processing (HPP) and cold storage on microbial inactivation, the total volatile basic nitrogen (TVB-N), and the pH of oysters. Tastes of oysters after HPP and heat processing were compared. It was found that there was an over 2-lg reduction in the total number of bacterial colonies after 300 MPa processing for 15 min. Similar results were observed under conditions such as 400 MPa for 10 min or 15 min, and 500 MPa for 5 min, 10 min or 15 min. Particularly when treated at 500 MPa for 10 min, no colony in oysters could be detected. The results above indicated that HPP treatment could effectively suppress the microorganisms in oysters. The shelf life of raw-eaten oysters could be extended to 15 days when stored at 4℃ after HPP treatments such as 300 MPa for 15 min, 400 MPa for 10 min, and 500 MPa for 5 min. TVB-N was also effectively inhibited by HPP treatments. The TVB-N level remained < 10 mg/100 g in 20 days when stored at 4℃ after HPP at 300 MPa for 15 min. Oysters treated with HPP had significantly higher pH value and hardness compared to the untreated (P < 0.05), and the springiness was also increased. The electric nose test detected no significant difference in taste between HPP-treated and the untreated oysters. However, the taste of heat-treated oysters was apparently different from those of HPP-treated and the untreated. These results indicated that HPP treatment might be an effective non-thermal processing technology. HPP with proper conditions could efficiently extend the shelf life of raw-eaten oysters and improve their quality.
Key words: Oyster    High-pressure processing    Microbial inactivation    Raw-eaten    Quality    

牡蛎(Crassostrea gigas),俗称海蛎子,富含大量的锌、牛磺酸以及对人体有益的氨基酸,是一种优质的海产贝类,具有较高的营养和经济价值,有“海底牛奶”之称(王晓谦等, 2015a)。中国是牡蛎养殖大国,2014年我国牡蛎养殖量为435.20万t (中华人民共和国农业部渔业渔政管理局, 2015)。牡蛎属于滤食性贝类,生长位置比较固定,易受环境污染而富集有害微生物,牡蛎肉体组织较软,易损伤和腐败变质,传统的贮藏方式以冷冻为主,但部分细菌仍可以在低温条件下繁殖,造成牡蛎品质下降和营养损失(Cruz-Romero et al, 2008)。

食品超高压处理是将食品置于压力系统中,以水或其他液体作为传压介质,采用100 MPa以上的压力处理,以达到杀菌、钝酶或改善食品功能特性的目的(邓立等, 2007)。研究表明,超高压处理既能够有效杀灭食品中存在的致病微生物(励建荣等, 2002; 姜斌等, 2009)。超高压处理已经在果汁、饮料、肉类食品和乳制品中得到广泛应用(赵玉生等, 2008; 朱晓红等, 2012; 田晓琴等, 2006)。在水产品加工方面,Kural等(2008)研究表明,超高压处理对牡蛎中致病副溶血弧菌有很好的消减效果。Hsu等(2010)研究了超高压在牡蛎开壳及品质保障方面的优势。

目前,国内外对牡蛎超高压杀菌技术已有研究,分析了不同超高压处理条件对牡蛎的脱壳效果、对微生物的消减作用等(李学鹏等, 2014; 王晓谦等, 2015ab; 张晓等, 2015),但对不同条件超高压处理后或牡蛎贮藏过程中品质变化方面的研究较少。本研究探讨了不同压力条件处理对牡蛎体内微生物的消减效果,分析了超高压处理后在4℃冷藏过程中牡蛎体内微生物的生长变化规律和品质的变化情况,获得能有效消减牡蛎体内微生物、延长货架期,同时能较好保持牡蛎品质的最佳工艺条件,以期为牡蛎的超高压保鲜工艺的建立提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 实验材料

牡蛎购自山东省青岛市水产批发市场,购买时选取10 cm左右的鲜活样品,用自来水清洗干净贝壳表面,再用纯净水冲洗3遍,沥干。单只带壳牡蛎置于聚乙烯塑料袋中,加入20 ml无菌海水,热封口后备用。

1.2 主要仪器与设备

HPP.L2-500/2型超高压仪器(天津华泰森淼生物工程技术有限公司);ASTREE电子舌(法国Alpha M.O.S公司)。

1.3 实验方法 1.3.1 样品处理

生牡蛎去壳后,用无菌水冲洗,取6只牡蛎为1组。超高压处理:取包装好的牡蛎分别在100、200、300、400和500 MPa条件下,处理5、10和15 min;热处理:取包装好的牡蛎在100℃热水中煮10 min。处理后于4℃冰箱贮藏。

1.3.2 菌落总数测定

样品经超高压处理后,按照GB 4789.2-2010方法测定其菌落总数。

1.3.3 TVB-N值

按照SC/T3032-2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》方法进行挥发性盐基氮(TVB-N)的测定,以未经超高压处理的样品作为对照,实验结果取3次测量的平均值。

1.3.4 pH测定

按照GB/T 5009.45-2003《水产品卫生标准的分析方法》中酸度计法,取10.0g左右的绞碎样品,加入新煮沸后冷却的水至100 ml,摇匀,静置30 min后离心,取约50 ml滤液于100 ml烧杯中,用pH计测量,以未经超高压处理的样品作为对照,实验结果取3次测量的平均值。

1.3.5 滋味测定

ASTREE电子舌,配7根化学选择性传感器,参比电极为Ag/AgCl,802型搅拌器。使用氯化钠、谷氨酸钠以及盐酸标准液对电子舌进行校正。传感器每秒采集1次数据,选取每根传感器在第120秒的响应值进行数据分析。以未经超高压处理的样品和沸水蒸煮样品作为对照。

1.3.6 数据分析

采用SPSS 17.0进行Ducan’s多重性检验,P < 0.05代表差异性显著,P>0.05代表差异性不显著,数值以“均值±标准差”表示。

2 结果与分析 2.1 超高压处理对牡蛎的杀菌效果

不同超高压压力和作用时间对微生物的消减效果不同。图 1为经不同压力和保压时间处理后牡蛎体内菌落总数的变化情况,其中,0 MPa为未经超高压处理样品中的菌落数,作为初始菌落数。由图 1可知,牡蛎体内的微生物随压力增大和保压时间延长而减少。300 MPa处理15 min,400 MPa处理10 min和15 min,500 MPa处理5、10和15 min后,菌落总数均有超过2个对数的下降,其中,经500 MPa处理10和15 min后,牡蛎体内微生物达到未检出水平。考虑到设备使用的承受能力和实际生产中成本控制的要求,根据实验结果,选取300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min作为后续实验条件,对比不同压力条件处理后的牡蛎在贮藏过程中的品质变化情况。

图 1 不同压力和时间对牡蛎杀菌效果 Figure 1 Microbial inactivation of oysters under different pressure and duration of time
2.2 超高压处理后牡蛎在4℃贮藏过程中菌落总数的变化情况

不同超高压条件处理后的牡蛎在4℃贮藏20 d的过程中菌落总数变化情况见图 2。结果显示,随着贮藏时间的延长,未经超高压处理的牡蛎体内微生物大量繁殖,在贮藏5 d后菌落总数达到5.8×105CFU/g,超过水产品新鲜度限量标准规定的5.0×105CFU/g (中华人民共和国农业部, 2006)。经300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min,贮藏15 d菌落总数分别为9.3×103、6.5×103和8.5×103 CFU/g,低于我国水产品生食标准规定的104CFU/g (中华人民共和国农业部, 2006; 北京市质量技术监督局, 2008),贮藏20 d后菌落总数分别为3.39×105、4.17×105和3.89×105CFU/g,仍符合水产品新鲜度限量标准5.0×105 CFU/g。研究结果表明,超高压处理能杀灭样品中的大部分微生物。

图 2 不同处理条件下牡蛎4℃贮藏过程中菌落总数变化 Figure 2 Aerobic plate counts in oysters in 4℃ storage after high-pressure treatment under different conditions

超高压具有良好的杀菌作用,杀菌效果与压力的大小有关(Kruk et al, 2011)。随着贮藏时间的延长,牡蛎体内菌落总数与压力增大和保压时间延长呈负相关,这可能是因为:一方面,超高压处理能够破坏细菌的细胞壁和细胞膜蛋白,导致细胞膜的通透性增大,引起细菌的死亡(童钰等, 2012);另一方面,超高压直接影响细菌体内酶的活力,进而影响代谢,导致其繁殖缓慢。

2.3 超高压处理对牡蛎挥发性盐基氮的影响

在贮藏过程中,蛋白质会因微生物作用而分解产生氨及胺类等碱性易挥发物质,导致牡蛎的品质下降。不同压力处理条件的牡蛎在4℃贮藏过程中TVB-N值的变化情况见表 1。牡蛎经超高压处理后,TVB-N值显著降低(P < 0.05),未经超高压处理的牡蛎在贮藏10 d后的TVB-N值达到12.10 mg/100 g,超过我国生鲜牡蛎新鲜度标准( < 10 mg/100 g) (GB-2733-2005),而经300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min,在贮藏20 d后,TVB-N值分别为9.81、9.68和7.15 mg/100 g,仍然符合新鲜度标准,说明超高压处理能有效抑制牡蛎TVB-N值增加,延长保质期。

表 1 不同处理条件对冷藏牡蛎TVB-N值的影响 Table 1 Effects of different treatment on TVB-N of oysters during storage at 4℃ (unit: mg/100 g)
2.4 超高压处理对牡蛎pH值的影响

pH值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,通常作为一项重要的指标来评价水产品的品质。表 2为不同压力处理条件下的牡蛎在贮藏期间pH值的变化情况。牡蛎经超高压处理后,pH显著升高(P < 0.05)。牡蛎经超高压处理后pH升高可能与其在超高压过程中持水量相对增加有关(Hsu et al, 2010)。

表 2 不同处理条件对冷藏牡蛎pH值的影响 Table 2 Effects of different treatment on the pH of oysters during storage at 4℃

未经超高压处理的牡蛎随贮藏时间的延长,牡蛎pH呈先降低后升高的趋势,在贮藏期间pH值变化较大,在第5天达到最低pH值(6.23),而经300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min的牡蛎pH值减少较缓慢,在贮藏20 d后pH仍未上升。已有研究表明,水产品在贮藏初期pH值降低是因为糖原酵解产生乳酸,ATP和磷酸肌酸等物质分解产生磷酸等酸性物质(章银良等, 2007)。随着贮藏时间的延长,pH值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(Goulas et al, 2007)。本研究结果表明,牡蛎经超高压处理后,其pH值变化趋势与对照组显著不同(P < 0.05),说明超高压能有效延缓微生物的繁殖,延长牡蛎的货架期,这一结果与TVB-N值测定结果相一致。

2.5 超高压处理对牡蛎滋味的影响

新鲜风味是牡蛎深受消费者欢迎的主要原因,而在风味系统中,滋味是最重要也是最根本的因素。利用电子舌可以对不同滋味的样品进行有效区分,从而判定牡蛎在处理过程中滋味的改变情况。超高压处理对牡蛎滋味的影响见图 3。第一主成分与第二主成分贡献率之和为84.24%,区分度良好,说明不同处理条件和压力对牡蛎的滋味有不同影响。牡蛎经超高压处理后,滋味分布比较集中,与生鲜牡蛎的滋味接近,与热处理的牡蛎的滋味较远,其中,300 MPa处理15 min,牡蛎滋味最接近生鲜牡蛎。实验结果显示,与热处理相比,超高压处理对牡蛎滋味的影响较小,即能更好地保持牡蛎原有的生鲜滋味。

图 3 超高压和热处理对牡蛎滋味的影响 Figure 3 Effects of high-pressure treatment and thermal treatment on the taste of oysters
3 结论

在4℃贮藏条件下,与对照组相比,300 MPa处理15 min、400 MPa处理10 min和500 MPa处理5 min的超高压条件能使牡蛎的TVB-N值处于较低水平,pH值变化缓慢,表明超高压能有效延缓牡蛎腐败变质,具有较好的保质、保鲜效果。电子舌分析结果显示,超高压处理对牡蛎原有滋味影响较小,在有效杀灭微生物的前提下,保持了牡蛎生鲜的口感,其中,300 MPa处理15 min的牡蛎口感同生鲜牡蛎最为相近。综上考虑,经300 MPa处理15 min可作为牡蛎超高压处理的最佳工艺条件,在这一条件下,牡蛎贮藏期可达20 d,同时牡蛎的品质也得到了较好的保障。

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