超高压技术在鱼类产品保鲜中的应用※

王 娜 潘雅燕 姜 薇

(黄山学院，安徽 黄山 245041)

鱼肉具有高蛋白、低脂肪，营养物质丰富的特点，经常食用有利于人体预防高血压、降低胆固醇。然而，在加工和储存过程中，由于腐败菌和内源酶的作用，脂肪极易氧化变质，发生腐烂，鱼产品的质量迅速下降，并限制了产品的保质期。为了保证鱼类产品食用安全和新鲜度，必须通过适当的保鲜技术来提高鱼类产品的品质，提高鱼制品的经济利用价值。

超高压食品处理技术能够有效减少食品中的微生物总数，在保证产品质量的同时延长食品的货架期，属于一种冷加工食品保鲜技术。目前超高压已在果汁、果冻、果酱、酱菜、鱼糜制品和肉类食品中得到了广泛应用，其对于食品的质地、风味以及蛋白酶活性均有一定的积极影响。因此，也可以在鱼制品加工保鲜中应用超高压技术，以提高其食用安全性。

1 超高压技术的概念及原理

于20世纪70年代末逐渐发展起来的超高压技术(Ultra-high Pressure，UHP)，指在超高压容器中放入包装好的食品后密封，以水或其他流体作为压力传递介质，在合适的温度和静态高压(100MPa～1000MPa)下处理一段时间，能够有效抑制微生物的生长，使食品中生物大分子发生改变，从而保证食品安全和固有品质[1]。

超高压(UHP)不需要热量，具有低能耗、高效率、操作安全以及无二次污染等优点。它的技术原理主要表现为两方面：一方面不会破坏食品原料中原有的共价键，能够使得一些具有小分子结构的营养物质得到保留，保持鱼肉的质量，另一方面，能够改变生物体高分子中的非共价键结构，导致蛋白质变性、酶灭活、淀粉糊化以及细胞致死等，可以延长鱼肉的冷藏时间。

2 超高压对鱼类产品食用品质的影响

超高压在鱼类产品中的应用主要表现为破坏细胞膜、改变细胞形态、灭菌、使酶失活以及改良食品的质构、组织改性等方面。超高压可以减少有害菌的数量，杀灭有害微生物，延长鱼类产品的货架期，提高其商业价值；可以完整地保留小分子物质，保留食品的风味，除了风味、微生物以及营养价值这些指标外，鱼肉的其他品质指标经过超高压加工之后也有一定程度的改变，包括颜色、脂肪氧化以及蛋白变性等等。

2.1 超高压对鱼类产品微生物及货架期的影响

食品经过超高压处理后，有可能会导致酶失活、蛋白质变性、菌体内物质泄漏、细胞膜通透性的改变、微生物细胞形态的不可逆变化及生化反应等，这些因素都会导致微生物失去活性。蛋白质在微生物中的占比很高，约占50%，超高压处理后使得微生物中的蛋白质变性，进而破坏细胞膜的通透性，降低菌群里面微生物的活性。

超高压杀菌效果的好坏，除了与微生物种类和食品成分有关系外，还与压力大小与处理时间有关。罗华彬等人[2]发现超高压处理可显著降低鱼丸贮藏期内的菌落总数，杀菌效果随着处理压力的增加而不断增强。敬琼等人[3]研究了压力、时间和加压次数对鱼籽的杀菌效果，结果发现样品菌落总数随着压力的增加呈下降趋势，同样的压力下，鱼籽中菌落总数随时间的延长有所下降，加压次数影响比较小。Park等人[4]将鲑鱼肉暴露于200MPa、400MPa和600MPa的超高压下，并在4℃储存30天进行质量评估，研究表明当UHP大于400MPa，有助于保存鲑鱼肉，抑制微生物生长。Ramirez-Suarez 等人[5]采用275MPa和310MPa的超高压分别对切碎的长鳍金枪鱼进行2min、4min和6min的处理，研究它们在4℃和-20℃储存下保质期的影响，发现压力保持了较低的微生物水平，可以使破碎的金枪鱼肉在4℃储存22天以上，在-20℃的条件下保存期限可以大于93天。Paarup等人[6]将真空包装的鱿鱼分别于150MPa、200MPa、300MPa和400MPa加压15min，并保存于4℃，研究其感官、化学和微生物变化，感官分析表明，加压的程度越高，鱿鱼的保质期越长。陆海霞等[7]研究了不同温度、不同时间和不同的超高压压力对鱼肉肠中微生物存活量的影响，结果表明超高压处理具有良好的杀菌效果，对鱼肉肠的影响从大到小依次为压力、温度和保压时间，经过超高压处理后，菌落总数、霉菌和酵母菌均有所下降。Yagiz等人[8]研究了高压处理(150MPa和300MPa，15min)和蒸煮对大西洋鲑鱼品质的影响，结果表明高压和蒸煮显著减少了微生物的生长。此外，还有一些超高压在鱼类产品杀菌方面的应用研究见表1。

表1 超高压在鱼类产品杀菌方面的应用

2.2 超高压对鱼类产品质构的影响

质构包括硬度、咀嚼性、弹性和内聚性等，体现了鱼肉的凝胶特性，直接影响着消费者的食用感受，是评价鱼制品品质好坏的指标之一。超高压处理能够引起蛋白质疏水键、离子键、氢键等非共价键的破坏或形成，影响蛋白质构象，并引起蛋白质变性、聚集或胶凝，改变很多蛋白质的功能，进而改变水产品的肌肉结构，影响其质构品质。

王安琪等[10]研究发现随着超高压处理压力的增大，金鲳鱼样品的各项质构数值呈现上升趋势，且显著高于高压蒸汽灭菌和巴氏杀菌之后的样品各项指标，包括硬度、弹性、剪切力、咀嚼性以及回复性等。杨华等人[14]研究发现用超高压处理养殖大黄鱼，其质构品质得到明显改善。Yagiz等人[8]研究发现与对照组和煮熟的大西洋鲑鱼样品相比，超高压压力的增加，样品的硬度、胶黏性和咀嚼性增加，黏性降低。

2.3 超高压对蛋白质和酶活的影响

根据溶解性不同，蛋白质分为三类，分别是肌原纤维蛋白、肌质蛋白和肌浆蛋白，其中肌原纤维蛋白占到了60%～75%，是最主要的蛋白，由肌球蛋白和肌动蛋白组成。Teixeira等[15]人用超高压处理黑鲈鱼，研究发现，经过100MPa、250MPa和400MPa处理，肌浆蛋白的溶解度发生了变化，且随着压力的增大蛋白溶解度越低。郑捷等人[16]研究了超高压对海鲈鱼蛋白质降解程度的影响，研究表明鱼肉中的蛋白质在超高压的作用下会发生变性，且变性程度随着时间的延长会进一步加剧，大分子可能会降解成为小分子的蛋白或者多肽甚至游离氨基酸。

超高压对于酶的研究，总的来说，对于压力比较敏感的酶包括胶原蛋白酶和组织蛋白酶，还有一些酶，比如中性蛋白酶，活性在压力下明显下降。杨华等人[14]研究发现，增大压力，鱼肉组织蛋白酶活力下降，且压力越大下降越快。可以利用超高压对于酶活性的作用对酶进行压力调节，控制压力，激活有益酶，抑制有害酶。

2.4 超高压对脂质氧化的影响

脂质氧化会破坏食品的风味和营养物质，会影响产品的质地、口味、色泽等，造成食品感官质量的下降，影响后期的加工和贮藏。此外，食品中脂质氧化生成的过氧化物会对人体的健康造成危害，比如诱发冠心病、癌症等。由于含高浓度的多不饱和脂肪，鱼的脂类比其他类型的肉类更容易氧化，氧化性酸败是延长鱼产品货架期后消费者是否能够接受的一个重要感官特性。

高压可以对脂肪物质产生可逆的影响，脂质的形态有很多种类型，相对而言，液态的脂质，即油，在经过100MPa～200Mpa的常温处理下成为固体，发生了改变，进而引起结晶，之所以说是可逆的，因为当这种外在的压力解除的时候，该固体仍可以恢复到原样。源自于非酶促反应和酶促反应的脂质氧化可以用TBA(硫代巴比妥酸)值来表示，TBA值越大，表明水产品的脂肪氧化程度越严重，水产品越不新鲜。赵宏强等[9]发现超高压加工处理能够抑制冷藏鲈鱼片的TBA值，且随着压力的增强，抑制效果越明显；能够较好地延缓鱼肉在贮藏期间的脂肪氧化速度，延长货架期。Senturk等人[17]研究了超高压对大西洋鲭鱼的品质和保质期的影响，结果表明能够抑制TBA值的增长速率。

2.5 超高压对鱼类产品保水性的影响

保水性也叫作持水率，是衡量水产品以及肉制品质量的一个重要指标，反映了鱼肉抵抗水流失的能力，消费者关心的鱼类产品的嫩度、质构、多汁性等指标都与其相关，持水性较好的水产品出品率更高、切片性更好。pH值、蛋白质变性、肌原纤维内部和外部空隙大小、肌节长度等因素均会影响持水力的大小。尚校兰等[18]研究了超高压处理对海鲈鱼保水性的影响，发现肌节在超高压的作用下变化明显，有所增长，肌纤维间的空隙加大，适当的压力有利于减少水分的流失，但在500MPa～600MPa过高的压力下，鲈鱼鱼肉的水分流失增大，保水性降低。Lakshmanan等人[19]发现鳙鱼鱼肉经过超高压处理后，持水性有所降低。

2.6 超高压对鱼类产品色差的影响

与传统的热处理相比，超高压技术具有更好地保留食物营养及感官特性的潜力，食品工业也可以使用超高压来创建新的产品质地，因为它会引起食品功能特性的改变。Yagiz等[8]研究了高压处理(150MPa和300MPa，15min)对大西洋鲑鱼品质的影响，结果表明与对照组和在150MPa下处理的样品相比，300MPa的处理显示出较高的L * 值和b * 值，但a * 值较低。罗晓玲等[20]人发现总体上，随着压力的增强亮度值L*增大，超高压处理能够引起鱼糜凝胶色泽的变化，有利于复合马鲛鱼鱼糜白度值的提高。

3 展望

超高压处理有效抑制了微生物的生长、TBA的产生和酶活性，超高压作为有前途的新兴技术可以应用于鱼类产品中，确保储存过程中微生物的安全性以及产品的品质质量。由于超高压的设备成本、投资金额较高，对人员的技术要求也较高，超高压不能够大规模地被应用，如果进一步研究相关的设备、开发新模型、开展新技术以及推广，深入研究超高压的运作机理，将有利于超高压在食品领域中的大规模应用，带动我国食品加工产业的发展，提高市场竞争力。