超高压处理对冷藏鲈鱼品质的影响*

徐永霞，刘滢，张朝敏，张德福，李颖畅，励建荣

(渤海大学食品科学研究院，化学化工与食品安全学院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁锦州，121013)

超高压技术(high pressure processing)是20世纪70年代开始兴起的一种新型食品加工技术，是指将食品密封于耐高压的弹性容器中，以流体为传递压力的介质，然后施加高静压(100～1 000 MPa)并维持一段时间，使食品的物化特性和化学反应速度发生变化［1］。超高压保鲜技术主要通过破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活［2］。超高压技术不仅可以在一定程度上抑制微生物生长、脂肪氧化、钝化酶活以延长食品的货架期，而且能够较大程度的保持食品的营养、感官与风味［3-4］。在水产品方面，超高压技术有很多优势，不仅能很好保持鱼肉冻藏过程中的品质，使鱼肉蛋白变性程度及持水力等与冻藏初期的鱼肉接近，还可以改善鱼糜制品的弹性、色泽以及延缓鱼肉在贮藏过程中的脂质氧化［5-7］。

鲈鱼隶属鲈形目，鲈属，在我国沿海以黄海、渤海分布较多，是重要的经济鱼类之一，同时也是我国高档淡水鱼品种之一。鲈鱼肉质较嫩，脂肪含量较高，且骨刺较少［8］。目前国内对鲈鱼的研究主要集中在养殖［9-10］、基因组学［11］和免疫学［12］等方面，而超高压在鲈鱼上的应用研究鲜有报道。本文以新鲜鲈鱼为研究对象，研究了不同压力处理后鲈鱼鱼肉感官、pH值、白度、质构以及持水性等指标的变化，探讨了超高压处理对鲈鱼在冷藏过程中品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鲈鱼(黑鲈)，购于锦州林西街水产市场，规格基本一致，体长为30～40 cm，体重为750 g±50 g。

1.2 仪器与设备

HPP.L2-600/0.6超高压设备(最高压力为600 MPa)，天津市华泰森淼生物工程技术有限公司;PL602-L分析天平，美国METTLER TOLEDO公司;FE 20酸度计，美国METTLER TOLEDO公司;CR-400色差计，日本KONICA MINOLTA公司;TA-XT2i质构仪，英国Stable Micro Systems公司;D-37520冷冻离心机，Thermo Fisher科技有限公司;T25DS25均质机，上海申鹿均质机有限公司;DZ-500/2S真空包装机，诸城市舜康包装机械有限公司。

1.3 实验方法

用榔头敲击鱼头致死后清洗鱼体表面，清洗沥干后取背部肌肉，切成合适大小的肉块［约为(50±5)g］，装入蒸煮袋中进行真空密封，将密封好的鱼肉置于超高压容器中，分别在100、200、300 MPa下保压处理15 min［13］。超高压装置的升压速度平均约为15 MPa/s，泄压过程在2 s内完成，内腔温度保持(20±2)℃。同时以未处理样品作为对照组。将处理好的样品置于4℃冰箱中贮藏，定期取样测定。

1.3.1 感官分析

采用质量指标法［14］(quality index method，QIM)对鱼肉块进行感官评定。具体评分标准见表1。将所有指标的评分结果相加，即形成QI值。QI值为0时表示鱼块的品质最好，QI值的上升则表示鱼肉块品质的劣变。 感官评定人员由6名经过专门训练的实验室人员进行。

表1 鲈鱼QIM感官评定标准Table 1 QIM scheme for sensory evaluation of sea bass

1.3.2 pH值的测定

称取10 g剪碎鱼肉样品于烧杯中，加入经煮沸后冷却的蒸馏水90 mL，均质后过滤，取上清液用酸度计测定其pH值。

1.3.3 白度的测定

使用色差计测定鱼块的亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*。白度的计算如下:

白度 =100-［(100-L*)2+a*2+b*］0.5

1.3.4 质构分析

测定模式为TPA测定。测定指标包括硬度、弹性、咀嚼度。测定时，将样品切成2 cm×2 cm×1 cm的小块。测定具体参数为:测试前速度，2.0 mm/s;测试速度为，1.0 mm/s;测试后速度，1.0 mm/s样品压缩形变量为50%;触发力，5 g;2次压缩时间间隔，5 s;探头类型，P/50;数据的采集速率，200.00 pps。

1.3.5 持水性(WHC)的测定

准确称取5 g剪碎鱼肉，在离心管中放两层滤纸，将剪碎的鱼肉放在滤纸中，1 500 r/min离心15 min，离心后将样品移出，再次称重，包括滤纸上吸收的水分。持水能力计算:

WHC/%=［(m1-m2)/m1］×100

式中:m1，样品质量，g;m2，滤纸吸收水分，g。

1.3.6 细菌总数(TVC)的测定

根据GB/T 4789.2-2010的方法进行平板计数。

1.4 数据处理

所得数据均以平均值±标准差(mean±SD)的形式表示。采用Origin 7.5绘图，SPSS 17.0对各组数据进行方差分析方差分析(ANOVA)和显著性检验。P＜0.01为差异极显著，P＜0.05为差异显著。

2 结果与讨论

2.1 感官评定

鲈鱼在不同超高压处理条件下感官品质的变化情况如图1所示。随着贮藏时间的延长，对照组和不同处理压力鱼肉块的感官品质逐渐降低，样品贮藏20 d时感官评分达到最大值。随着处理压力的增大，鱼肉感官品质有所改善，其中300 MPa处理的鱼肉块的感官得分最低。总体来看，超高压处理组的感官品质均优于对照组。雒莎莎等人［13］研究了超高压处理对鳙鱼品质的影响，也得到类似的研究结果。超高压能明显提高鱼肉的弹性，但由于超高压对鱼肉色泽的影响较大，从而使感官评价不具有代表性。

图1 不同超高压处理条件对冷藏鲈鱼感官品质的影响Fig.1 Sensory evaluation of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

2.2 pH值

经不同超高压处理的鲈鱼在冷藏过程中pH值的变化如图2所示。

图2 不同超高压处理条件对冷藏鲈鱼pH值的影响Fig.2 pH value of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

由图2可知，在冷藏期间鱼肉的pH值呈先下降后上升的趋势。这可能是由于水产动物停止呼吸后，体内的糖原经糖酵解生成乳酸等酸类物质，使肌肉中酸性成分增加，造成肌肉pH值的下降。此后，由于鱼体中的微生物生长繁殖迅速，腐败菌将蛋白质、氨基酸及其值含氮物质分解成胺、氨类等碱性物质，使pH值升高。因此，水产品在贮藏期间肌肉pH值的变化一般呈V字形。此外，随着处理压力的增大，鲈鱼鱼肉pH值逐渐增加，这可能是因为超高压可诱导蛋白质变性，使碱性氨基酸渗出与酸性物质发生反应，或使含氮物质的分解，导致pH值增大。另外，超高压处理可使肌肉组织细胞部分破碎，导致一些碱性氨基酸基团暴露，内部的碱溶性物质外渗，与酸性基团或酸性物质发生中和反应，导致pH增大［15］。

2.3 白度

图3为不同超高压处理条件对鲈鱼在冷藏过程中白度的影响。由图3可知，白度随贮藏时间的延长呈现逐渐上升的趋势。超高压处理对鲈鱼的白度具有一定的影响，随着压力的增大，鲈鱼鱼肉的白度值明显升高。对照组及经100 MPa、200 MPa处理的鱼肉的白度值均在40～44左右，而经300 MPa处理的鱼肉白度值可达到50以上。超高压处理后颜色发生变化主要与肌原纤维蛋白、肌基质蛋白及肌浆蛋白的变性有关。经超高压处理的样品白度值和L*值增大，可能是由于鱼体内部遭受压力使蛋白质发生变性，形成一个均匀不透明的凝胶体，使鱼肉的白度和亮度增加。此外，a*、b*值逐渐降低，可能原因是超高压处理过程中肌红蛋白发生氧化形成高铁肌红蛋白，使得 a*出现下降的趋势［16］。

图3 不同超高压处理条件对冷藏鲈鱼白度的影响Fig.3 Whiteness of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

2.4 质构特性

图4反映了不同压力处理后鱼肉的硬度、弹性和咀嚼度的变化规律。由图4可知，随着贮藏时间的延长，各组样品的硬度、弹性、咀嚼度均呈下降趋势，其原因可能是随着时间的延长，鱼肉中的蛋白质发生降解，物理结构发生变化，汁液流失增加，肌纤维逐渐破坏，从而导致质构下降。鱼肉中微生物的大量生长繁殖，使鱼肉发生腐败变质，会导致硬度和咀嚼性降低，而鱼肉组织中胶原分子结构发生变化，加上酶和微生物的作用，使胶原纤维变得无序、间隙增大，结构变得比较疏松，从而导致肌肉质地软化、弹性下降等品质劣变［17］。

图4 不同超高压处理条件对冷藏鲈鱼鱼肉硬度(a)、弹性(b)和咀嚼度(c)的影响Fig.4 Hardness(a)，springiness(b)and chewiness(c)ofsea bass muscles during refrigerated storage at different HPP treatment

由图4-a可知，随着处理压力的增大，鱼肉的硬度逐渐增大，并且经300 MPa处理的鱼肉硬度明显增大，新鲜鱼肉经300 MPa超高压处理后硬度值达到1 000 N以上，对照组、100和200 MPa处理组的硬度在650～850 N，由此可见，超高压处理对鱼肉硬度的影响较大。Ramirez-Suarez等人［18］研究发现，超高压可以明显提高长鳍金枪鱼鱼肉的硬度，鱼肉硬度上升可能是由于超高压诱导肌球蛋白分子聚集变性引起的。由图4-b可以看出，不同超高压处理下鱼肉的弹性变化趋势不明显。咀嚼度是一项质地综合评价指标，与肌肉硬度、肌肉细胞间凝聚力、肌肉弹性等有关，其所需能量大小也是其他指标综合作用的结果。图4-c表明，鱼肉的咀嚼度随着处理压力的增大而逐渐增大，且各处理组的咀嚼度均高于对照组(P＜0.01)。

2.5 持水性

超高压处理组与对照组的鱼肉在贮藏过程中持水性的变化如图5所示。

随着时间的延长，鱼肉持水能力先上升后下降，WHC在75%～85%，整体变化趋势不明显。这是因为新鲜鲈鱼肌肉组织均匀，肌原纤维排列紧密。经贮藏一段时间后，鱼肉肌原纤维间的空隙逐渐增大，方向性增强，组织结构逐渐断裂，肌肉保水性减弱，持水能力下降，并且鱼肉在冷藏过程中会发生一系列与活体自身不同的反应，如肌肉组织分解引起蛋白质结构的变化等会导致肌肉持水力的下降［3］。由图5可知，鱼肉的持水能力随处理压力的增大逐渐增强。第0天对照组WHC为81%，而处理组可达85%，其原因可能是高压处理后引起鱼肉蛋白质的降解，使肌纤维变长，肌纤维间与肌丝间空隙变大，有利于维持水分的保留，从而降低水分的丢失［19］。一些研究者认为，高于200 MPa压力处理的鱼肉对其持水能力有积极作用［20-21］。

2.6 细菌总数

超高压处理组与对照组的鱼肉在贮藏过程中细菌总数的变化如图6所示。由图6可知，随着时间的延长，鱼肉中的细菌总数呈现逐渐上升的趋势。在初始阶段，对照组和经100、200、300 MPa处理的鱼肉细菌总数分别为 3.15、3.05、3.05和3.11 log CFU/g。超高压处理对鲈鱼的细菌总数有一定的影响，经100 MPa、200 MPa处理的鱼肉的细菌总数明显低于对照组，而经200 MPa处理的鱼肉中细菌总数是最少的。在贮藏第16天时，对照组和经100、200、300 MPa处理的鱼肉细菌总数分别为6.60、5.89、5.24和5.91 log CFU/g。按照GB2741-1994规定，鱼类等水产品的菌落总数(个/g)≤105为一级新鲜度，≤5×105为二级新鲜度，达到106～107时通常表明鱼类已极其腐败，不能食用，此时判定为鱼类货架期终点。由此可知，贮藏期达到16 d时，对照组已腐败，而经100 MPa和300 MPa处理的处理组接近腐败，200 MPa处理组属于二级新鲜度。

图6 不同超高压处理条件对冷藏鲈鱼细菌总数的影响Fig.6 TVC of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

3 结论

超高压处理改善了鲈鱼肉质，超高压处理后鱼肉的硬度和咀嚼度显著提高，同时提高了鱼肉的pH值和持水能力，增加了白度，而对感官评分及弹性的影响较小。此外，随着处理压力的增大，鱼肉的pH值、白度、硬度、弹性和咀嚼度均逐渐增大，持水性逐渐增强。随着贮藏时间的延长，鱼肉的感官品质、硬度、弹性和咀嚼度逐渐降低，白度和细菌总数逐渐升高，pH值先下降后上升，而持水性先上升后下降，且200 MPa处理组细菌总数明显低于对照组和其他2个处理组。

［1］ 张秋勤，徐幸莲，胡萍，等.超高压处理对肉及肉制品的影响［J］.食品工业科技，2008，29(12):267-270.

［2］ Rovere P.Industrial-scale high pressure processing of foods［C］//Hendrickx M，Knorr D.Ultra High Pressure Treatments of Foods.New York:Kluwer Academic，2001:251-268.

［3］ 甘晓玲.超高压处理对南美白对虾虾仁的品质影响［D］.杭州:浙江大学，2012.

［4］ Hsu C P，HUANG H W，WANG C Y.Effects of highpressure processing on the quality of chopped raw octopus［J］.LWT-Food Science and Technology，2014，56(2):303-308.

［5］ Tironi V，De Lamballerie M，Le-Bail A.Quality changes during the frozen storage of sea bass(Dicentrarchus la-brax)muscle after pressure shift freezing and pressure assisted thawing［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2010，11(4):565-573.

［6］ 胡飞华，陆海霞，陈青，等.超高压处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响［J］.水产学报，2010，34(3):329-335.

［7］ Yagiz Y，Kristinsson H G，Balaban M O，et al.Effect of high pressure processing and cooking treatment on the quality of Atlantic salmon［J］.Food Chemistry，2009，116(4):828-835.

［8］ 刘昌华，王艳，章建浩，等.固相微萃取-气质联用法测定鲈鱼风干成熟工艺过程中的挥发性化合物变化［J］.食品科学，2013，34(10):250-254.

［9］ 何志刚，艾庆辉，麦康森，等.鲈幼鱼对饲料中苏氨酸的需要量［J］.水产学报，2012，36(1):124-131.

［10］ Nasopoulou C，Stamatakis G，Demopoulos C A，et al.Effects of olive pomace and olive pomace oil on growth performance，fatty acid composition and cardio protective properties of gilthead sea bream(Sparus aurata)and sea bass(Dicentrarchus labrax)［J］.Food Chemistry，2011，129(3):1 108-1 113.

［11］ Buonocore F，Randelli E，Trusolino P，et al.Molecular characterization，gene structure and antibacterial activity of a g-type lysozyme from the European sea bass(Dicentrarchus labrax L.)［J］.Molecular Immunology，2014，62(1):10-18.

［12］ Scapigliati G，Buonovore F，Randelli E，et al.Cellular and molecular immune responses of the sea bass(Dicentrarchus labrax)experimentally infected with betanodavirus［J］.Fish＆ Shell sh Immunology，2010，28(2):303-311.

［13］ 雒莎莎，童彦，Jahangir MM，等.超高压处理对鳙鱼质构特性的影响［J］.中国食品学报，2012，12(5):182-187.

［14］ Duflos G，Leduc F，N'guessan A，et al.Freshness characterisation of whiting(Merlangius merlangus)using an SPME/GC/MS method and a statistical multivariate approach［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2010，90(15):2 568-2 575.

［15］ 郑捷，尚校兰，刘安军.超高压处理对海鲈鱼鱼肉凝胶形成作用的研究［J］.食品科学，2013，34(19):88-92.

［16］ Grossia A，S?ltoft-Jensen J，Knudsen JC，et al.Synergistic cooperation of high pressure and carrot dietary fibre on texture and colour of pork sausages［J］.Meat science，2011，89(2):195-201.

［17］ 马成林.应用三甲胺评价鱼类新鲜度与比值的研究［J］.食品科学，1993，14(11):16-19.

［18］ Ramirez-Suarez JC，Morrissey MT.Effect of high pressure processing(HPP)on shelf life of albacore tuna(Thunnus alalunga)minced muscle［J］.Innovative Food Science ＆Emerging Technologies，2006，7(12):19-27.

［19］ Campus M.，Addis MF，Cappuccinelli R，et al.Stress relaxation behaviour and structural changes of muscle tissues from gilthead sea bream(Sparus aurata L.)following high pressure treatment［J］.Journal of Food Engineering，2010，96(2):192-198.

［20］ Hwang JS，Lai K M，Hsu KC.Changes in textural and rheological properties of gels from tilapia muscle proteins induced by high pressure and setting［J］.Food Chemistry，2007，104(2):746-753.

［21］ Moreno HM，Cardoso C，Solas M T，et al.Improvement of cold and thermally induced gelation of giant squid(Dosidicus gigas)surimi［J］.Journal of Aquatic Food Product Technology，2009，18(4):312-330.