论文：海参超高压保鲜的实验研究.doc

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And an optimum condition for sterilizing fresh trepang was determined. The results show that the condition, such as pressure(300500MPa),pressure hold time(1030min)and PH(6.16.9),to sterilize all kinds of microorganisms in fresh trepang, was remarkable, the optimum condition for sterilizing fresh trepang was detemined to be 500MPa,30min and PH6.5.Keywords: UHP Technology; Fresh trepang; Sterilization;pressure海参含有50多种营养成分，且含量均衡、合理，其含有的海参粘多糖、海参素等活性成分具有提高机体免疫能力、抗疲劳等生理功能1。海参的超高压处理是指利用压媒（通常为液体）使食品在极高的压力（大于100MPa）下产生酶失活、蛋白质变性和微生物灭活等物理化学及生物效应，达到灭菌和改性的物理过程2。在致使食品腐败的诸因素中，微生物和酶起主导作用3，它们会促进代谢作用的进行，产生热、水蒸气和二氧化碳，使食品变质，利用超高压技术处理食品可以杀死大多数的细菌并使酶钝化，从而减缓食品的腐败4。超高压食品处理技术在国内外研究者的不懈努力下，取得了长足的进步，为技术的产业化作出了巨大的贡献5。然而，作为一个新兴产业，超高压食品全面进入人们的日常食谱还有一定的障碍，主要表现在：不同品种食品超高压处理工艺技术参数和资料不完善，需要进行大量的研究和开发6。本文主要研究了在不同处理压力、保压时间条件下超高压处理新鲜海参的灭菌效果；利用正交实验法确定多参数条件下超高压杀菌的最佳工艺参数；在最佳工艺参数条件下对比循环加压和连续加压对海参保鲜效果的影响，确定适合的加压方式。1 超高压处理海参的实验研究1.1 实验设备及试剂本实验的主要设备有HPB-600超高压设备（加压介质为癸二酸二辛脂），包头科发高压科技有限公司；高压蒸汽灭菌锅；恒温培养箱；无菌工作台等。实验中应用的试剂有营养琼脂粉、马铃薯葡萄糖琼脂粉（PDA）、乳糖胆盐发酵管、伊美蓝琼脂平板、乳糖发酵管、EC肉汤、革兰氏染色液、肉侵液肉汤、匹克氏肉汤、血琼脂平板、人血浆、杆菌肽药敏纸片（含0.04单位）。1.2 超高压灭菌实验本实验的目的是检验处理压力和保压时间对杀菌效果的影响，为正交实验提供划分水平的依据。实验流程如图1所示。新鲜海参前处理充填密封产品减压干燥超高压处理 图1 超高压食品处理流程Fig1 The processing of high pressure food将处理过的新鲜海参封装于装满蒸馏水的塑料瓶中，将瓶密封好，置于超高压容器中，按照设计好的处理压力、保压时间进行超高压处理。实验中温度为室温（20oC）。 根据中华人民共和国国家标准食品卫生微生物学检测方法（GB/T4789.2-2003）测定超高压处理海参的菌落总数。1.3 正交实验设计主要考察处理压力、PH值、保压时间三个因素对超高压灭菌效果的影响。依据超高压灭菌实验的结果将上述三个因素按L9(34)正交表进行实验，实验因素及水平见表1。其中新鲜海参的正常PH值为6.17.0。表1 考察因素及水平Tab. 1 Levels of the researched factors考察因素处理压力A（MPa）pH值B保压时间C（min）水平15006.110水平24506.520水平33006.930根据中华人民共和国国家标准食品卫生微生物学检测方法（GB/T4789-2003）对处理海参的菌落总数、大肠杆菌、溶血性链球菌数进行检测。微生物的存活率按下式进行计算：存活率=（经超高压处理后样品中菌落数/未处理样品菌落数）100%1.4 超高压处理海参的保鲜实验海参腐坏变质时，其中蛋白质在细菌及酶的作用下被分解为氨和胺类化合物等碱性物质，使其趋于碱性，pH 值增高，因此海产品中pH 值的升高幅度，在一定程度上可以反映其新鲜程度6。利用正交实验得出的最佳工艺参数，分别在循环加压和连续加压的情况下进行实验研究。对比两种加压方式对海参保鲜效果的影响。2结果与讨论2.1 处理压力对超高压杀菌效果的影响处理压力与菌落总数的关系曲线见图2。由图数据显示，处理压力小于300MPa时，增大处理压力可以显著的减少海参中菌落总数；继续增大压力杀菌曲线的趋势越缓，接近直线。可见在大于450MPa之后，单纯增加压力对于杀菌效果影响不大，综合考虑保压时间的因素确定正交试验中压力为300500MPa。图2 处理压力对海参中菌落总数的影响Fig2 The effects of the processing pressure on Microbial in trepang2.2保压时间对超高压杀菌效果的影响图列出了保压时间与菌落总数的关系。保压时间在10min之内，随着保压时间延长，细菌存活量下降速率大；之后曲线出现平台，随着保压时间延长，细菌存活量下降速率明显减弱，几乎为一条直线。当保压时间大于30min时，保压时间对杀菌效果的影响可以忽略不计。综合考虑处理压力的因素确定正交试验中保压时间为1030min。图3 保压时间对海参中菌落总数的影响Fig3 The effects of the sustaining time on Microbial in trepang2.3正交实验结果正交实验结果见表2。由表2 可知，以细菌总数的存活率为考察指标时，因素A（处理压力）影响较大，B（PH值）、C（保压时间）次之，最佳处理工艺为A1 B2C3；以大肠杆菌的存活率为考察指标时，因素A（处理压力）影响较大，B（PH值）、C（保压时间）次之，最佳处理工艺为A1B1C3。表2 L9(34)正交实验结果Tab.2 The results of the L9(34) orthogonal experiments实验号ABC微生物存活率(%)菌落总数大肠杆菌11110.780.9821220.730.6731330.620.8742211.181.9652320.950.9562130.770.4473312.102.6583121.531.8693231.081.36 菌落总数K10.7101.0271.353K20.9670.9971.070K31.5701.7570.823R0.8600.2630.530 大肠杆菌K10.6101.0931.863K21.1171.3301.160K31.9571.2600.660R1.3470.2371.203进一步做方差分析并进行F检测，得到因素显著性分析结果，见表3。在实验选取参数范围内，由于值对各种微生物存活率的影响最小，因此综合考虑以上分析结果及经济性因素，确定最佳工艺参数为123。表3 正交实验的方差分析表Tab.3 Deviation analysis of the orthogonal experiments变异来源偏差平方和自由度F比显著性菌落总数大肠杆菌菌落总数大肠杆菌F0.05F0.01A1.1692.77622.0851.6471.4580.748B0.4222.19320.7531.3011.4580.748C0.0910.08920.1620.0531.4580.748误差1.685.62总和3.36210.6588按上述优选出的最佳工艺进行三次实验，结果见表4。由表2和表4的数据可得，采用最佳工艺处理海参，细菌的存活率最低，并且致病菌未被检出。验证实验结果与正交实验结果一致，证明此工艺合理。表4 工艺优选验证实验结果Tab.4 The experimental results of optimum conditions样品批号菌落总数大肠杆菌溶血性链球菌霉菌和酵母1未加压10300029003000800加压56030未检出7存活率(%)0.540.2100.872未加压9330031002600860加压45030未检出12存活率(%)0.480.4201.393未加压112000360034001200加压87036未检出11存活率(%)0.7800.92存活率平均值(%)0.6001.062.4加压方式对海参新鲜度的影响实验中的连续加压即按一定的加压速率将压力增加到500MPa，并保压30min；循环加压是指将压力增加到500MPa保压10min，然后泄压，重复两次前面的操作。不同加压方式对灭菌效果的影响见图5。采用两种加压方式处理海参时，海参的PH值为6.5。由图5 可得，采用循环加压的方式处理海参时，海参PH值变化较为舒缓，PH值为7.0的时间要比采用连续加压方式晚5天。由新鲜度的定义可知，采用循环加压的方式处理海参能够有效延长海参的保鲜期。图5 加压方式对海参保鲜效果的影响Fig5 The effects of the s Compression process on fresh-keeping in trepang3结论(1)在一定条件下，增大处理压力和延长保压时间可以显著提高杀菌效果。但是当压力超过300MPa、保压时间超过10min时，这种影响会大大减弱，压力超过500MPa、保压时间大于30min时，压力和时间对杀菌效果基本上无影响。(2)正交实验的结果表明，超高压处理海参的最佳工艺参数是处理压力为500MPa、保压时间30min、PH值为6.5。(3)在相同的条件下，采用循环加压的方式处理海参可以增加细菌的致死率，有效的延长海参的保鲜时间。参 考 文 献1 王彩理,滕瑜,朱伯清.海参的发制和加工J.齐鲁渔业,2006,23(8):38-40.2 邱伟芬,江汉湖.食品超高压杀菌技术及其研究进展J.食品科学,2001,22(5):81-84.3 Institute of Food Techenologists.Kineties of Microbial Inactivation for Alternative Food ProcessingR.U S Food and Drug Administration Center for Food Safety and Applied Nutrition,2000,6,2.4 J.Gomez-Estaca, P.Montero, B.Gimenez, M.C.Gomez-Guillen. Effect of functional edible films and high pressure processing on microbial and oxidative spoilage in cold-smoked sardineJ.Food Chemistry,2007(105):511-520.5 R.Lakshmanana,John A.Parkinsonb,John R.Piggotta,_High-pressure processing and water-holding capacity of fresh and cold-smoked salmon.LWT,2007(40):544-551.6 Amaral Sequeira-Munoz,Dominique Chevalier,Alain LeBail. Physicochemical changes induced in carp (Cyprinus carpio) fillets by high pressure processing at low temperatureJ. Innovative Food Science and Emerging Technologies,2006(7):13-18.作者简介：李庆领（1959），男，教授，博士生导师。宋吉昌（1984），男，硕士研究生青岛市崂山区青岛科技大学（东部）352信箱，邮编266061 * 通讯联系人.哉汤嫩拙釉萎祥漓好吓贰颖央霉逸崖酗喳俄责剂丁盒吉背佣誉担矿扭粳甩符俭蟹卓奈雹佰恃耸颤砾距幸耻卧腾积柄上窑涯宛赚楞攫冉痘达幌惧榷徐诣丙胜帮康冗衬牌绣习怪奖佃禄胃啸企锄剁世按吃娶洛匆绊舱挂囚反胃秦钉稀滥僧