高静压处理对鱿鱼品质及货架期稳定性变化的影响

金雅芳 邓 云

（上海交通大学食品科学与工程系，上海 200240）

超高压技术是以水或其他液体作为压力传递介质，将物料置于超高压容器腔中进行100MPa以上高压处理的非热加工方式［1］。与传统热加工方式相比，超高压技术在杀灭物料中部分微生物、使酶失活的同时，还可以保持食品中原有的营养品质、色泽和风味［2，3］。因此，利用超高压来对食品进行灭菌保鲜，提高食品安全性、延长食品的货架期是近年来的加工热点之一［4］。目前，超高压已被用于果汁、果酱、火腿、海鲜等一系列食品的生产中［5］。

与其他肉类相比，海鲜极其容易腐败，而超高压处理在灭菌的同时不影响产品质量，是耐储存海鲜的潜在加工方式。鱿鱼属于头足类（cephalopoda），其蛋白含量高，营养丰富，是最常见的海鲜之一。然而，新鲜鱿鱼因其水分含量极高（＞80%），货架期短［6，7］。因而有必要对鱿鱼进行加工以延长其产品货架期。目前，鱿鱼产品多采用干燥或冷冻的方式来进行加工，以抑制其内源酶活性、控制微生物生长。但是干燥容易引起营养成分的损失和质构、风味的改变［8］，而冻藏中仍容易引起微生物污染，造成风味的恶化甚至带来食品质量安全问题。本研究拟采用超高压技术处理新鲜鱿鱼，研究保藏期间基本组分、pH、微生物等指标的变化，旨在为超高压技术应用于鱿鱼保藏提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

新鲜鱿鱼（Todarodespacificus）从市场上购买后，冰水保存运送至实验室。洗净并除去内脏后，将鱿鱼分装于塑封袋中（PA/CPP复合膜），真空热封；

平板计数琼脂培养基：北京陆桥公司。

1.1.2 主要仪器设备

超高压处理装置：HHP-750型，压力媒介为水，压力容器容量为2L（直径90mm，高度320mm），内蒙古包头科发高压科技有限公司；

真空包装机：AC-220V型，上海胜松机械制造有限公司；

均质机：PT 10-35GT型，瑞士Kinematica公司；

pH计：MP 220型，瑞士梅特勒—托利多公司。

1.2 方法

1.2.1 超高压处理 将鱿鱼置于超高压容器内，于25℃下处理样品，采用的压力分别为200，400，600MPa，处理时间为5，10，20min。升压速度8.3MPa/s，降压时间低于4s。将未经超高压处理的样品作为空白对照。所有处理重复3次。处理后的鱿鱼4℃条件下保存，进行货架期试验。

1.2.2 理化指标检测 水分、蛋白质、脂肪测定分别参照GB/T 5009.3—2010、GB/T 5009.5—2010、GB/T 14772—2008进行；pH测定：取5g鱿鱼样品，加入0.1mol/L KCl溶液45mL，8 000r/min均质3min，静置30min后测定pH。所有检测进行3次。

1.2.3 菌落总数的测定 称取25g鱿鱼样品放入盛有225 mL生理盐水的无菌均质杯内，8 000r/min均质1min。将样品匀液用生理盐水倍比稀释至合适的浓度后，吸取1mL于无菌平皿中，加入平板计数琼脂培养基（30±1）℃培养72 h后计数。结果以lg CFU/g表示。

1.2.4 统计分析 采用SPSS Statistics 19软件对所得到的数据进行统计方差分析，数据用平均值±标准差表示。并通过Duncan’s test（显著水平α＝0.05）进行多重比较。

2 结果与讨论

2.1 超高压处理对鱿鱼理化指标的影响

由表1可知，未经高压处理的对照组测得的新鲜鱿鱼水分、蛋白质和脂肪含量分别为83.5%，14.5%，0.77%左右（湿基）。已有的文献［8］报道显示鱿鱼水分含量为74.0%～84.2%，蛋白含量为13.0%～19.2%，脂肪含量为0.29%～2.0%。不同鱿鱼之间基本组分不同，这与鱿鱼的种类、年龄、性别和生殖状态等相关。经不同高压处理后鱿鱼的基本组分含量见表1，储藏前，超高压处理对水分含量、蛋白质、脂肪无显著影响。

但在4℃下储存10d后，高压处理后的样品水分含量相比于储存前都有所下降（除400MPa，5min处理组，其余处理组P＜0.05），而对照组在储存前后水分含量基本不变。在200MPa时，处理5min，水分含量下降至81.8%，而处理10min后，水分含量进一步下降；20min处理的与10min的没有显著差异。压力高于200MPa（400，600MPa）时，在同一时间下，水分含量随着压力的增大而迅速减少；当压力（400，600MPa）相同时，随着时间的增大，水分含量也显著下降（P＜0.05）。储存10d后，600MPa处理20min后的鱿鱼水分含量最小，为80.3%。这可能是由于高压导致蛋白质持水能力下降造成的［9］。高压下，肌纤维变性、胶原蛋白收缩，蛋白质的持水力下降。随着保藏时间的增加，鱿鱼中的部分水分被挤压出肌肉纤维构成的空间结构［10］。Ortea等［11］的试验也观察到，在鲑鱼冷冻储藏20d的过程中，所有高压处理组（135～200MPa，30s）的水分含量显著下降（P＜0.05），他们认为这是由于鲑鱼超高压导致蛋白的疏水作用和静电相互作用发生变化，从而造成持水力的下降。

超高压及储存前后蛋白质含量没有显著性差异（P＞0.05），即不存在粗蛋白的损失。而在 Cruz-Romero等［12］的研究中，牡蛎和100mL水一同封装，进行100～800MPa，20℃，10min的超高压处理后，牡蛎的蛋白含量与对照组相比，随着压力增大而减小。Kaur等［9］的研究也表明，在270和435MPa，25℃处理5min后，虾的蛋白含量也显著下降（P＜0.05）。这可能是由于超高压破坏了肌原纤维蛋白结构，使蛋白更容易浸出到水中，同时，蛋白质的持水能力增加，使得水分含量增加。而在本研究中，鱿鱼是直接进行真空热封，未在袋内加入蒸馏水，两者的水环境不同，因此，蛋白质没有损失，同时，储藏前，水分含量在超高压前后也没有显著差异。蛋白质的持水能力受到氨基酸组成、蛋白质构象、pH、盐离子、温度等的影响［13，14］。不同试验中所采用的样品前处理、压力大小、温度、贮藏时间和蛋白质来源不同，引起了蛋白质构象和基质环境的差异，从而导致其持水力的不同。

表1 超高压对鱿鱼基本理化指标的影响Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

表1 超高压对鱿鱼基本理化指标的影响Table 1 Effects of HHP on the biochemical characteristics of squid during storage（n＝3）

同一行中，不同的大写字母表示有显著性差异（P＜0.05）；同一列中，不同的小写字母表示有显著性差异（P＜0.05）。

压力/MPa时间/min水分/%（湿基）第0天 第10天蛋白/%（湿基）第0天 第10天脂肪/%（湿基）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

对于绝大部分样品，储存前后脂肪含量没有显著变化（P＞0.05）。但是对于不同时间和压力超高压处理后的结果，10d后，超高压处理后的样品脂肪含量明显大于对照组。Ramirez-Suarez等［15］的研究发现，在310MPa超高压后，金枪鱼（Thunnusalalunga）肌肉中的脂肪含量增加。

2.2 超高压处理对鱿鱼pH的影响

pH可以用于判断新鲜度，是用于海鲜产品质量控制最简便的方法之一。在储藏或加工过程中，由于微生物或酶的作用，氧化还原平衡改变，自由氧和羟基离子的浓度产生影响，从而导致pH的改变［9］。

由图1可知，储藏前，与对照相比，超高压处理后pH没有明显变化（P＜0.05）。这与 Lopez等［16］以200，400MPa处理日本对虾后的结果一致。但在常耀光等［17］的研究中，南美白对虾在（200，400，600，700MPa）10min的高压处理后，相比于对照组，pH均显著上升，且增幅随着压力的增大而增大，这可能与某些蛋白质在高压下构象发生变化相关。超高压处理后，蛋白质发生变性或分解，使某些氨基酸基团暴露，从而改变pH［18］。这不同结果之间的差异可能在于，本试验与Lopez等［16］是将物料直接真空包装后放入高压装置进行处理，而常耀光等［17］将南美白对虾装入PEC蒸煮袋，加入蒸馏水后再进行密封。这说明pH变化与物料周围的水环境相关。

图1 超高压对鱿鱼pH的影响Figure 1 Effects of HHP on the pH of squid during storage

在10d后，对照组处理的鱿鱼pH从6.8上升到7.3。200MPa，5min处理组鱿鱼pH也显著上升（7.1），但幅度比对照组低，其他组储存前后均没有显著差异。在Kaur等［9］的试验中，经100，270MPa，5min处理的样品在储存10d后，pH均有所上升，但是上升幅度不如对照组，和本试验的结果相似。对于海鲜而言，pH＞7.5的样品即被认为已经腐败［9］。在水产品冷冻储存过程中，pH的增加往往是由于微生物或自溶作用导致的。随着微生物的滋生及在内源酶的作用下，蛋白质被分解为小分子胺类物质，氧化三甲胺被分解释放三甲胺，使pH值急剧上升。因此，一般pH的上升和挥发性盐基氮的增加成正比［19］。

2.3 超高压对鱿鱼微生物的影响

在超高压处理前，鱿鱼的菌落总数在3.0lg CFU/g左右。在Paarup等［20］的试验中，洗净且除去内脏的鱿鱼（Todaropsiseblanae）初始菌落总数为4.0lg CFU/g左右。海鲜内源微生物的组成及含量受到捕获位置、季节和品种等的影响，当然也与水环境、处理方法和温度有关。

由图2（a）可知，在超高压处理后，鱿鱼总菌落数随着处理压力和时间的延长而明显下降。200MPa，5min超高压处理后，菌落总数就降至2.39lg CFU/g。而在200，400，600 MPa分别处理20min后，杀菌效率分别为91.1%，95.1%，98.0%，灭菌效果显著（P＜0.05）。超高压已经被广泛认为是一种良好的可用于食品灭菌保藏的非热加工技术。超高压过程中有升压、保压和降压3个阶段，分别导致细胞萎缩、不可逆细胞质传递和细胞破碎［21］。其杀菌的机理是，超高压作用于细菌，破坏细胞膜结构，改变细胞膜通透性，导致细胞质的流失；或者通过改变细胞形态、遗传机制，使酶变性，影响生化反应等途径起到杀菌效果［1，21］。其杀菌的效果与食物组成、微生物种类、保压时间、处理压力和温度等相关。文献［16］显示，300～600MPa的高压可以使多数的细菌与真 菌 失 活。Paarup 等［20］研 究 发 现，经 过 200 ～400MPa，15min超高压处理后，鱿鱼微生物低于检出限。而Hurtado等［22］的试验结果显示，在7℃和40℃经400MPa处理15min时，可以分别使章鱼（Octopusvulgaris）总菌落数降低102CFU/g和104CFU/g左右。超高压的杀菌作用也在其他很多海鲜中被证实，如鲈鱼、熏鲑鱼、金枪鱼等［23，24］。

图2 超高压对鱿鱼菌落总数的影响Figure 2 Effects of HHP on the total viable counts of squid during storage

储藏10d后，未经高压处理的鱿鱼菌落总数上升至7.0lg CFU/g左右（图2（b）），超过了6.0lg CFU/g可接受限［21］。而经过高压处理的鱿鱼，在保存10d后，总菌落数均低于6.0lg CFU/g。其中200MPa，5min鱿鱼的菌落总数上升至5.1lg CFU/g，仅为未经处理鱿鱼的1.2%。且随着高压时间的延长或压力的上升，菌落总数更低。600MPa，20 min处理后的样品，其总菌落数仅为2.4lg CFU/g，比未经处理样品储存前的初始值还要低。这说明超高压对微生物造成了潜在的致命性损伤，影响其扩增能力。但Paarup等［20］的研究表明，微生物在超高压灭活后，经过较长时间的滞后期，其生长会有所恢复。这种滞后期在肠杆菌、乳酸杆菌中均能观察到。因此，进行货架期试验来测定微生物生长具有重要意义［20］。

3 结论

储藏前，超高压对鱿鱼基本组分影响很小，在不同压力和时间的处理后，水分、脂肪、蛋白质含量及pH没有显著变化。但在10d后，超高压处理后的鱿鱼相比于储存前水分含量显著降低（P＜0.05），且随着压力和时间的升高，下降幅度变大。而大部分超高压处理后的样品在储存前后蛋白质和脂肪没有差异。对于未经高压处理的鱿鱼，储存10d后，pH显著上升，200MPa，5min处理的鱿鱼pH也有所增高，而其他压力处理下，pH在储存后没有显著变化（P＞0.05）。超高压可以显著降低鱿鱼中总菌落数，且杀菌率与保压时间、压力成正比，在600MPa，20min的处理后，总菌落数最低。因此，超高压可以保留鱿鱼的营养品质、降低微生物含量、延长货架期，是一种可以保证鱿鱼品质和微生物安全的加工技术。

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