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1、水产品中超高压技术的作用与展望【摘要】超高压技术作为一种新型的非热加工技术，具有冷杀菌与灭酶功效，能够改善肉制品的保水、质构等品质特性。超高压技术被认为是现代食品工程的高新技术之一。本文介绍了超高压技术在鱼、灯、贝、藻等水产品加工中的应用和超高压处理后的水产品主要营养成分的变化，分析了超高压技术在水产品加工中面临的问题，探讨了超高压技术在水产品加工中的发展方向1。关键词：超高压技术；水产品；营养成分 The role and Prospect of ultra-high pressure technology of aquatic products【Abstract】Ultra high pr

2、essure technology as a new type of non-thermal processing technology, has the cold sterilization and enzyme inactivation efficacy, can improve the meat water holding, structural characteristics. Ultra high pressure technology is considered as one of the high-tech of modern food engineering.Ultra hig

3、h pressure technology is considered as one of the high-tech of modern food engineering. This paper introduces the application of ultra-high pressure technology changes in fish, shellfish, algae, light in the processing of aquatic products and ultra-high pressure water after treatment products main n

4、utritional components, analysis of ultra high pressure technology in the face of aquatic product processing problems, and probes into the developing direction of UHP technology in the processing of aquatic products.Keywords：Ultra high pressure technology; aquatic products; nutritional components前言 肉

5、品是人类食物蛋白的一种主要来源，营养丰富；同时也是微生物生长的优质培养基，容易腐败变质。传统的热力加工方法可有效杀灭微生物，延长肉制品货架期，并促进肉制品风味的形成; 但同时也带来营养成分损失。超高压加工( high pressure processing，HPP) 作为一种冷杀菌技术，在肉制品低温杀菌、灭酶与品质改良等方面显示出不可替代的优越性，已引起国内外学者和肉类食品产业界的高度关注2。西班牙、日、美等发达国家，已实现了水产品、肉制品等超高压加工的产业化。随着食品HPP技术研究的不断推进，HPP将在肉制品凝胶特性改善、新型低温肉制品开发等方面发挥着重要的技术进步作用。目前，非热加工技术2

6、8是食品加工技术领域的研究热点之一。超高压处理作为一种重要的非热加工技术手段，已受到肉制品加工领域国内外学者的高度关注。超高压技术对肉品中内源酶、微生物和食用品质的影响及作用机制使得水产品能保持较好的鲜味，本文综述了这种技术在肉制品中的应用前景进行了展望，旨在推动超高压加工技术在我国肉制品加工中的应用开发3。1 超高压技术超高压技术就是在密闭容器内，用水或其他液体作为介质对食品或其他物料施以200一1000MPa的压力，达到灭菌、改性、加工和保藏的目的4。超高压技术的研究迄今有近百年的历史，但在食品加工中的应用始于20世纪90年代，主要用于果酱、桔子汁及水果蔬菜的加工。作为现代食品工程的高新技

7、术之一，超高压技术目前得到国内外学者的高度重视。这是因为超高压技术不仅能实现在常温或较低的温度下杀灭微生物，而且能使淀粉成糊状，蛋白质成胶凝状，从而获得与加热处理不一样的食品质构。2006年，我国水产品年总产量已达5200多万t，已连续16年产量位居世界首位，且成为世界上唯一养殖产量超过捕捞产量的国家。但作为一个渔业大国，我国水产品加工水平却远远落后于发达国家，主要表现在水产品加工的科技含量低，加工的技术装备落后，深加工产品少等方面川。本文综述了超高压技术在水产品加工的应用研究现状，分析了其面临的问题，并探讨了未来发展的方向。旨在加快这一技术在我国水产品加工中的应用，提高我国水产品加工的技术水

8、平。2 超高压技术对水产品的总作用2. 1 超高压对水产品感官品质的改善 超高压处理可使蛋白质分子中二硫键部分断裂，巯基含量增加，使蛋白质凝胶性能改善，研究发现在200MPa 压力处理牛血清蛋白、大豆蛋白、牡蛎蛋白时其巯基都有激增，而海参蛋白在处理压力为 100MPa 时巯基有激增。由加热或超高压而变性的鱼肉蛋白质，都会在加盐等一定条件下凝固或凝胶化。超高压一般对食品原有的味道及特有的风味没有影响，对食品的色泽会有改变，但有些色素(例如类胡萝卜素、叶绿素、花青素等)对超高压有抵抗能力。2. 2 超高压改善水产品贮藏特性的应用 众所周知，水产品是极易腐败变质的物品，而且一旦鲜度变差其价值下降很多

9、，甚至可能完全丧失其食用价值并造成重大的经济损失。盐藏和冷藏是水产品保藏最常用的方法，但许多水产品经过盐藏、冷藏以后在色泽、风味、质地、新鲜程度上都远不及新鲜产品。影响水产品贮藏性的因素主要有三方面：一是水产品自身从水体中携带的微生物，这些特有腐败微生物往往导致水产品产生三甲胺(TMA)、硫化氢以及硫化物甘蓝样臭味和有异味的挥发性硫化物5；二是由于水产品的脂肪中富含不饱和脂肪酸，在一般的加工贮藏条件下，容易发生氧化反应产生过氧化物，并进一步氧化分解产生醛和酮，这些化合物具有强烈的油哈喇味；三是水产品中的自溶酶作用。高压处理不仅能杀灭水产品中的腐败菌并且能够使与海产品腐败有关的酶失活。酶的化学本

10、质是蛋白质，蛋白质的二级和三级结构的改变与体积变化有关，而超高压有利于体积减小的反应发生，因此酶活性会受到高压的影响。每种酶都存在最低失活压力，低于这个压力酶就不会失活，在特定时间内当压力超过这个值时酶失活速度会加速直到完全失活。超高压处理高脂肪含量的鲑鱼时其绝对氧化值比金枪鱼中的低，是由于其肌肉组织中高含量的类胡萝卜素作为内源性抗氧化系统防止其脂质氧化。有研究表明在高压下高精度的脂肪和油对氧化作用来说相对较稳定。当用506MPa 流体静压处理萃取的沙丁鱼油60min 时，氧化指示剂、过氧化值(POV)和硫代巴比妥酸(TBA)都没有改变。3 超高压技术在虾类加工中的应用淡水小龙虾营养丰富，美味

11、可口。而传统的热杀菌工艺使其营养成分流失，色、香、味等品质下降。谢慧明等6，研究了小龙虾的超高压杀菌技术，考察了不同温度和保压时间协同超高压对金黄色葡萄球菌的作用效果，建立了金黄色葡萄球菌超高压杀菌模型，并利用SPSS对数据进行了相关分析。得出的淡水小龙虾超高压处理的优化条件是:压力>343.24MPa，温度>55，时间>10.95min，经过这种条件处理的产品，可以使其中的金黄色葡萄球菌含量达到进出口卫生标准的要求。4 超高压技术在贝类加工中的应用超高压技术在贝类加工中的应用的典型例子就是牡蜘的加工。超高压技术可以解决牡蝠脱壳和牡蜘灭菌两大难题。超高压可以使牡蜗的闭合肌从壳

12、上脱离，因为当牡砺置于高压下，压力的作用能松弛肌肉纤维和壳组织，解开肉和贝壳之间蛋白质的束缚，可以不借助去壳刀等工具的作用而完全使牡砺自然脱壳7。脱壳的程度取决于压力的高低，241MPa、10min可以使牡蜘脱壳率达88%.而310MPa瞬时处理，脱壳率为100%，但对牡砺的颜色和其他外观特性有所影响。为了减少压力过高的影响，可以采用适当的压力辅以温度协同作用，达到完全脱壳。如牡砺在40下预热巧1min，再进行40、80MPa、min的高压处理，去壳率也可达到100%，而且对牡砺的外观影响不大8。在牡砺超高压灭菌方面，500MPa、30S的处理能使牡砺中副溶血弧菌含量从109CfU/ml降至1

13、0CfU/ml，207一345MPa、2min的处理不仅能够消除S形霍乱菌，还可以使牡蜘肉保持原有的风味和质构，高压处理过的牡蝎在2下可稳定保藏41d，而未经高压处理的对照样品在同样条件下只能保存13d。此外，王瑞等以生鲜毛蛆为原料，研究了不同压力、温度和保压时间对生鲜毛蜡中微生物存活率的影响，确定了生鲜毛蜡超高压杀菌的工艺条件9。结果表明，当温度为20一40，保压时间为5一15min时，压力在300一500MPa范围内，对生鲜毛蜡中各种微生物杀灭作用显著。并最终确定压力500MPa、温度40、保压时间5min为生鲜毛蜡超高压杀菌的最佳工艺。5 超高压技术在鱼类加工中的应用超高压技术在鱼类加工

14、中的应用主要表现在灭酶、灭菌、灭虫和鱼糜制品质构的改良方面。此外，还可用作鱼皮、鱼鳞提胶的辅助手段。据报道，以鲜鲤鱼肉的鱼浆为原料，采用0、100一500MPa高压处理1Omin，处理前后的鱼浆均于5冷库中保藏10。结果显示，经500MPa以上高压处理的鱼浆，其ATPase的活性丧失，鱼浆外观呈现白浊化，加压处理前后鱼浆的K值不变.经350MPa以上高压处理后的鱼浆在冷藏中K值上升明显减缓;加压处理后的鱼浆，细菌总数明显减少，细菌的增殖明显减缓。说明了超高压用于鱼糜的灭菌是可行的。超高压灭菌的机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键，如氢键、二硫键和离子键等，使蛋白质的高级结构破坏，从而导致蛋白质的

15、凝固及酶的失活13，超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内的化学组分产生外流等多种细胞损伤.还可以影响DNA等遗传物质的复制，这些因素综合作用的结果导致了微生物的死亡。Chung等“采用高压制成的太平洋彗鱼鱼糜，发现透明度、强度和张力值都要好于传统加热定型的鱼糜凝胶。将彗鱼糜装入乙烯袋内，以水为介质均匀加压400MPa、10min后，制成的鱼糕透明，咀嚼感坚实，破断强度达12009，弹性可以提高50%11。超高压技术不仅可以用于灭菌、灭酶、改善鱼糜质构，还可以起灭虫作用。孙秀琴等研究结果表明，200MPa的超高压处理，对鱼肉中的肝吸虫囊坳有杀伤效应，经300MPa处理，可将囊勤全部杀死，为生鲜

16、食品的制作提供了新途径。但是，鱼的外观在经500MPa以上的压力处理后发生了变化，如鱼肉弹性下降，这给生鱼片的加工带来了不利的影响。牡砺中副溶血弧菌含量从109cfu/ml降至10cfu/ml，207一345MPa、10min的处理不仅能够消除S形霍乱菌，还可以使牡蜘肉保持原有的风味和质构.高压处理过的牡蝎在2下可稳定保藏41d，而未经高压处理的对照样品在同样条件下只能保存13d。此外，王瑞等以生鲜毛蛆为原料，研究了不同压力、温度和保压时间对生鲜毛蜡中微生物存活率的影响，确定了生鲜毛蜡超高压杀菌的工艺条件12。结果表明，当温度为20一40，保压时间为5一15min时，压力在300一500MPa

17、范围内，对生鲜毛蜡中各种微生物杀灭作用显著。并最终确定压力500MPa、温度40、保压时间5min为生鲜毛蜡超高压杀菌的最佳工艺。6 超高压技术在藻类加工中的应用 生活于海洋里的藻类近万种，但被人们利用的主要是褐藻、红藻和绿藻。在藻类的超高压处理方面，日本对新鲜裙带菜进行了0、100一500MPa 10min的处理，处理前后的裙带菜于10条件下进行保藏，测定了裙带菜处理前后的细菌总数，并观察其组织形态的变化13。研究结果表明:超高压处理大大减少了裙带菜的细菌总数，处理后的裙带菜的细菌增长明显减少。裙带菜在冷藏时的组织软化现象经高压处理明显得到了抑制.超高压处理没有改变裙带菜的外观。7 超高压处

18、理对水产品营养成分的影晌7. 1 超高压对水产品蛋白质的影晌 水产品蛋白质的变化因实际使用的压力而不同。当压力100一200MPa时，蛋白质结构(包括酶)变化是可逆的，低于150MPa的压力可以影响蛋白质的疏水相互作用，使蛋白质的四级结构发生变化.高于500MPa的压力会导致蛋白质发生不可逆反应14。将鲤鱼肌肉用200、350、500MPa的高压处理之后，储存于5条件下，发现用350MPa和15MPa高压处理后肌肉中的5-次黄嗓吟核普水平下降，说明高压使ATP酶失活。另外，来自同种原料的不同种蛋白质，对压力的敏感性表现不同，如鱼类肌肉中的肌球蛋白在100一500MPa高压下发生变性，而肌动蛋白

19、要在300MPa下才发生变性。5.2MPa超离压对水产品脂质的影晌水产品的脂肪中富含不饱和脂肪酸，在一般的加工贮藏条件下，容易发生氧化反应15。因此，解决水产品加工中的脂肪氧化问题始终是不可回避的问题。据报道，当用506MPa流体静压处理萃取的沙丁鱼油6Omin时，过氧化值和硫代巴比妥酸都没有变化。当高于400MPa的压力处理鱼肉时，则大部分鱼产品都会发生脂质氧化反应。这说明纯鱼油在超高压下表现稳定，但分布在水产品中的脂肪及其组织则在超高压作用下会发生变化，出现脂质氧化反应而影响水产品的颜色、气味等品质16。这似乎在一定程度上限制了超高压技术在鱼产品加工中的应用。但是，章银良等研究结果显示，经

20、过高压处理的淡腌海鳗，随着保藏时间的增加，硫代巴比妥酸值逐渐减小，而且压力越大，其减小的值越明显，并得出600MPa处理可以极大地抑制淡腌海鳗脂肪氧化17。因此，超高压对水产品脂质的影响目前还得不出一个规律性的结论，尚需要进一步的研究。7. 2 超高压对水产品水分的影响 水产品的最大特点之一就是水分含量高，而水分在超高压作用下表现为冰点下降。目前，很少见到超高压对水产品中的水分影响的报道，但是根据高压下冰点下降和压力瞬间传递的原理，可知超高压技术用于水产品的快速冻结和解冻是可行的。目前研究不多，需要进行长期的大量的研究18。8 超高压在毛蚶杀菌中的应用 毛蚶是一种生长在海湾泥沙中的软体动物，不

21、但肉味鲜美，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物，并含核黄素、尼克酸、VE 以及多种微量元素。毛蚶整体入药，能补血温中，健脾和胃，适用于血虚脾弱之症。生食毛蚶曾一度风靡，但毛蚶中存在大量微生物且多为致病菌，并对常用抗生素有抗性。1988 年在上海 30 多万人因食用生毛蚶感染甲肝。因此，寻求一种既能有效保留毛蚶营养成分和纤维物质又能杀灭其中的致病菌的新技术势在必行。王瑞等以生鲜毛蚶为研究对象，利用正交试验设计方法研究了不同压力、温度和保压时间对生鲜毛蚶中微生物(细菌、霉菌、酵母菌)存活率的影响，确定了生鲜毛蚶超高压杀菌工艺条件19， 当温度为2040，保压时间为 515min 时，压力在300500MPa 范围内对生鲜毛蚶中各种微生物杀灭作用显著(P 0.01)。最终确定压力 500MPa、温度 40、保压时间 5min 为生鲜毛蚶超高压杀菌工艺20。实验结果表明，超高压技术能够杀灭毛蚶中的微生物，确保了生食毛蚶的安全性，同时为进一步开拓毛蚶市场提供了有效依据。9 超高压技术目前存在的问题超高压处理基本是一个物理过程，采用液态介质处理，具有压力均匀传递、瞬时、高效、耗能低、污染少，对维生素、色素和风味物质等低分子化合物无明