（食品科学专业论文）牡蛎冻藏新工艺研究.pdf

福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 中文摘要 为了建立褶牡蛎 c r a s s o s t r e a p l i c a t u l a ( g m e l i n ) 冻藏保鲜工艺参数和控制冻藏期 间的品质，本研究采用自行设计的臭氧发生装置，气调包装方法和冷库冻藏方式对褶 牡蛎进行保鲜。本研究旨在提供褶牡蛎保鲜工艺以及预测牡蛎品质变化的模型，并为 牡蛎品质变化的机理研究提供初步的理论依据。研究结果如下： ( 1 ) 臭氧水减菌研究结果表明：单因素试验确定料水比为1 ：6 。利用高浓度臭氧 水进行杀菌时，臭氧水温度影响不显著( p o 0 5 ) ，臭氧处理浓度( p o 0 1 ) 和处 理时间( 0 0 5 氧气 浓度( x 2 ) 盐水浓度( x 1 ) ，贮藏环境的氧气含量和贮藏温度对牡蛎冻藏期间脂 肪氧化都有极显著( p o 0 1 ) 的影响，而处理盐水的浓度也有显著( o 0 1 p 0 0 5 ) 影响。 各因素对脂肪氧化t b a 值的影响回归方程为： y r b = o 3 7 8 2 2 + 0 0 0 2 6 7 x i + 0 0 5 5 5 7 x 2 - 0 0 9 3 1 4 x a + 0 0 2 1 8 1 x t 2 + o 0 2 2 3 4 x 2 2 0 0 0 5 5 9 x 3 2 + 0 0 1 3 1 2 x i x 2 一o 0 0 8 6 2 x i x 3 。本文得到牡蛎气调冻藏工艺为：氧气0 ，氮气1 0 0 ， 处理盐水浓度1 0 ，贮藏温度越低越好，可以采用2 0 以下的温度。 ( 3 ) 采用不同气体包装( c 0 2 、n 2 ) 及涂膜贮藏进行试验，结果表明：在一2 0 。c 的 条件下冻藏，有利于减少c a “- - a t p a s e 失活，盐溶性蛋白质变性，t v b n 值，t b a 值增 加，l 值降低、a 值和b 值的上升，总颜色差异a x e 值的变化也比较慢。贮藏延长了 p h 值最低点的到达，后期可以减少游离氨基氮含量的上升。分析结果表明：在低温 冻藏的条件下，涂膜、气调包装对蛋白质的影响主要是通过阻隔氧气，减缓蛋白质变 性和脂肪氧化，从而达到保鲜的目的。不同处理都延长了牡蛎的保鲜期，但是在2 0 时，充n 2 包装可以达到6 个月，充c o ：包装和涂膜保鲜期约为5 个月。n ：气调包装 处理组的效果最好，而c 0 2 气调包装处理组的效果次之，是由于c 仉的间接酸性条件 造成蛋白质变性。 ( 4 ) 应用化学反应动力学原理，建立了色泽变化和品质变化的动力学模型：总色 差a e 值指标符合l o g i s t i c 模型，t v b n 值和t b a 值则符合零级反应模型，t v b n 值 和t b a 值具有极高的相关性( r 2 o 9 9 ) 。应用a r r h e n i u s 方程，可预测不同温度下 的反应速率。为预测在给定温度和时间下产品的感官和食用品质变化、确定合适的 贮藏温度及贮藏时间提供科学依据。 关键词；褶牡蛎：冻藏；工艺；臭氧杀菌：气调包装；数学模型 塑堡查塑查兰堡主兰垒丝主 竺堑堡翌堑三苎婴塞 a b s t r a c t i no r d e rt od e t e r m i n et h ef r e e z i n gp a r a m e t e r sa n dg u a r a n t e et h eq u a l i t i e so ff r o z e n c r a s s o s t r e ap l i c a t u l a ，t h ec o l ds t e r i l i z a t i o ns y s t e mw i t ho z o n eg e n e r a t o ra n dm o d i f i e d a t m o s p h e r ep a c k a g et e c h n o l o g yw a se m p l o y e d t h et e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r s ，t h e q u a l i t i e sa n dc o l o rc h a n g ek i n e t i c so fc r a s s o s t r e ap l i c a t u l aw e r ee x p l o r e dd u r i n gf r o z e n s t o r a g e t h ea l lr e s u l t sw e r es h o w e d a sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ew e i g h tr a t i o1 ：6o fo y s t e ra n do z o n ew a t e rs o l u t i o ni nt h eb a c t e r i a k i l l i n g e x p e r i m e n tw a sp r o v e dt ob et h eo p t i m a l t h es t e r i l i z a t i o ni n f l u e n c e so fd i s s o l v e do z o n e c o n c e n t r a t i o n ( p 0 0 1 ) a n dt r e a t i n gt i m e ( o 0 5 o 0 5 ) i no y s t e rc o m p a r i n gw i t ht h ec o n t r 0 1 ( 2 ) t h eh i g h e ro x y g e np e r c e n t a g eo fm a pp r o d u c e dt h eh i g h e rav a l u ea n dbv a l u e a n dt h el o w e rlv a l u e ，a n da c c e l e r a t e dt h eo y s t e rs u r f a c ec o l o rt u r n i n gi n t ot a w n ya n d l e s s e n e dt h es u r f a c eb r i g h t n e s s f u r t h e r m o r e ，t h ed e g r e eo ff a to x i d a t i o nw a sc l o s e d r e l a t i v et o s t o r a g et e m p e r a t u r e ( x 3 ) o x y g e nc o m p o n e n t ( x 2 ) a n ds a l t w a t e r c o n c e n t r a t i o n ( x j ) t h r o u g h t h e q u a d r a t i cr e g r e s s i o no fo r t h o g o n a la n dr o t a t i o n a l c o m b i n a t i o nd e s i g n t h ee f f e c t so fa l lo f t h ea b o v ef a c t o r so nt b av a l u ew h i c h u s u a l l yw a s u s e dt oe v a l u a t et h ed e g r e eo ff a to x i d a t i o nw e r ed r a w na sf o l l o w i n ge q u a t i o n ： y t b a = o ，3 7 8 2 2 + 0 0 0 2 6 7 x l + o 0 5 5 5 7 x 2 0 0 9 3 t 4 x 3 + 0 0 2 1 8 1 x 1 2 + 0 0 2 2 3 4 x 2 2 - 0 0 0 5 5 9 x 3 2 + 0 0 1 3 | 2 x i x 2 0 0 0 8 6 2 x 1 x 3 s t o r a g et e m p e r a t u r eq o 0 1 ) h a dt h em o s ts i g n i f i c a n te f f e c to nf a to x i d a t i o n ，f o l l o w e db y o x y g e nc o n t e n t ( p o 0 1 ) a n ds a l tw a t e rc o n c e n t r a t i o n ( 0 o l p o 0 5 ) t h ed e g r e eo ff a t o x i d a t i o nw a sl e s s e n e de f f e c t i v e l yw h e nt h eo x y g e n ，n i t r o g e na n ds a l tw a t e rc o n c e n t r a t i o n w a so 1 0 0 a n d l 0 r e s p e c t i v e l y , e v e n m o r ea t l o w e r t h a n 一2 0 c ( 3 ) m o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k a g e ( w i t hc 0 2o rn 2a l o n e ) o rc o a t i n g ，a n dt h e n 2 0 ( 2 s t o r a g ec o u l dn o to n l ye f f e c t i v e l yi n h i b i tt h el o s so fc a 2 + - a t p - a s ea c t i v i t i e s ，t h e d e g e n e r a t i o no f e p n ，t h er a i s eo f t v b na n dt b av a l u e ，t h er e d u c t i o no f lv a l u e ，t h er a i s e o faa n dbv a l u e ，a n dt h ec h a n g eo ft o t a lc o l o rd i f f e r e n c e ( e ) v a l u ei no y s t e r ，b u ta l s o d e l a y e dt h ea r r i v a lo fm i n i m u mp hv a l u e ，a n d i n h i b i tt h ef a a nr a i s ea tl a t es t o r a g e i i 福建农林大学硕士学位论文牡蛎冻藏新工艺研究 t h u s ，t h ep r o t e i nd e n a t u r a t i o na n df a to x i d a t i o ni no y s t e rw a ss l o wd o w na n dt h es h e l f - l i f e o fo y s t e rw a sp r o l o n g e du pt o6m o n t h sw i t hn 2p a c k a g e ，5m o n t h sw i t hc 0 2p a c k a g eo r c o a t i n gt r e a t m e n t ( 4 ) b a s e do nt h et h e o r yo fc h e m i c a lk i n e t i c s ，t h ek i n e t i cm o d e lf o rt h ec h a n g e so f c o l o ra n dq u a l i t i e si no y s t e rw a ss t u d i e dd u r i n g s t o r a g e t h ec h a n g e so ft o t a lc o l o r d i f f e r e n c e ( e ) v a l u ef o l l o w e dal o g i s t i cm o d e l ，w h i l et h a to ft v b nv a l u ea n dt b a v a l u ew e l ld e s c r i b e db yas i m p l ez e r o o r d e rm o d e l t h e r ew a sac l e a rp o s i t i v ec o r r e l a t i o n b e t w e e nt v b nv a l u ea n dt b av a l u e ( r 2 0 9 9 ) t h ea r r h e n i u se q u a t i o nd e p e n d i n go n t e m p e r a t u r ew e l ld e s c r i b e da n dp r e d i c t e dt h er a t ec o n s t a n t sf o rb o t hc o l o ra n dc h e m i c a l i n d e xc h a n g e s a c c o r d i n gt ot h i sm o d e l s ，t h ep o s s i b i l i t yt op r e d i c tt h ec h a n g e so fs e n s o r y o r g a na n de d i b l eq u a l i t i e sw a sa v a i l a b l eu n d e rc e r t a i ng i v e nt e m p e r a t u r eo rt i m ec o n d i t i o n s ， a n dt h e nt h eo p t i m a ls c h e m ec a nb eo u t l i n e d k e yw o r d s ：c r a s s o s t r e ap l i c a t u l a ( g m e l i n ) ，f r o z e ns t o r a g e ，t e c h n o l o g y , o z o n e s t e r i l i z a t i o n ，m a t h e m a t i cm o d e l i i i 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯 他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签 论文使用授权的说明 日期：矽舌石、； 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 不保密，本论文属于不保密。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名 指导教师亲 日期： 日期：2 彤多刁 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 第一章文献综述 1 概述 牡蛎属软体动物门( m o l l u s c a ) ，瓣鳃纲( l a n e l l i b r a n e h i a ) ，异柱目( a n i s o m y a r i a ) ， 牡蛎科( o s t r e i d a e ) 。牡蛎收载于本草纲目，并谓其贝壳及其贝壳内之软体，皆供药用 m ，历版中国药典对牡蛎皆有收载。1 。我省地处东南沿南，滩涂甚多，盛产牡蛎。就 其品种而言，我省所产的牡蛎有近江牡蛎( o s t r e sr i v u a l a r i sg o u l d ) ，褶牡蛎 c r a s s o s l r e ap l i c a t u l a ( g m e t i n ) 、长牡蛎( c r a s s o s 打e ag i g a st h u n b e r g ) 、太平洋牡蛎 ( c r a s s o s t r e a g i g a s ) 等，而北方主要以大连湾牡蛎( c r a s s o s t r e at a l i e n w h a n e n s i s ) 为主。 中国汉朝就开始插竹养牡蛎，至今己有2 0 0 0 多年的历史。随着牡蛎中营养功效 成分的不断确定，人们对牡蛎的重视程度也不断提高，因此，对牡蛎的研究从养殖、 加工、保鲜向保健等方面延伸。 1 1 牡蛎的主要成分 牡蛎具有很高的营养价值，就其所含的蛋白质而言，氨基酸组成均衡，为优质蛋 白质，具有很高的营养保健功能“1 。近年来，牡蛎中高含量的牛磺酸，更是引起营养 学家和临床学者的重视“1 。其中含有丰富的蛋白质、氨基酸、糖原、微量元素及维生 素等“1 。一般来说，干肉中含有蛋白质4 5 - - 5 2 ，脂肪7 一1 1 ，总糖1 9 一 3 8 。 1 1 1 水分 水在牡蛎体内与其他几种成分相比含量最高，约占8 2 左右。通过水的作用，使 d n a 、蛋白质等生物高分子保持着特殊的高级结构。和其他生物体一样，牡蛎体内的 水按其存在状态可分为自由水和结合水。自由水可以作为溶剂输送营养和代谢产物， 可在体内自由流动，参与维持电解质平衡和调节渗透压，自由水在干燥时易蒸发，在 冷冻时易冻结。结合水通过与蛋白质和碳水化合物的羧基、羟基、氨基等形成氢键而 结合，难以被蒸发和冻结”1 。 1 1 2 氨基酸 牡蛎中含有丰富的氨基酸和蛋白质。从牡蛎中除了可分离得到2 0 种常用氨基酸 外，还可得到氨基丙酸、氨基丁酸、鸟氨酸、牛磺酸、m y t i l i n sa 和m y t i l i n sb 等多 种氨基酸”3 。这些氨基酸多以游离状态存在于牡蛎的组织和器官中，有重要的生理活 性。牡蛎中氨基酸以牛磺酸含量较高而引人注目”1 。牛磺酸是一种含硫氨基酸。有研 究表明。1 “，牛磺酸对婴儿的视网膜和中枢神经的正常发育具有重要的生理作用。对 人体的去毒、抗氧化、稳定生物膜功能和调节渗透压也有重要的作用。牡蛎肉提取物 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 的医疗保健效用很大程度上与牛磺酸有关。 1 1 3 脂肪酸和类脂类化合物 牡蛎中所有类脂类化合物因种类的不同而不同，一般占湿重的2 左右，并含有 一定量的高度不饱和脂肪酸，如二十二碳六烯酸( d h a ) 和二十碳五烯( e p a ) ，这两种 脂肪酸占脂肪总量的2 0 4 ，反映了海产贝类的特点。不饱和脂肪酸与人体内的生理 功能有密切的关系，! t l i e p a 和d h a 可以防治血管疾病，如改变血液参数、抑制血小板聚 集、降血脂、降血压及防治动脉粥样硬化，并有增强智力等作用，药用价值很高“”3 。 但是也由于这种高度的不饱和性，给牡蛎保鲜和加工带来极大的困难。 1 1 4 糖类 糖类化合物广泛存在于牡蛎的组织和器官中其中的单糖和二糖多与氨基酸、脂 肪酸等多种化合物结合在一起，以糖脂或磷脂的形式存在。牡蛎肉中含大量糖原，糖 原是细胞进行新陈代谢的能源，补充糖原可改善机体心脏及血液循环功能，并能增进 肝脏的功能，且具有保肝作用。牡蛎中的糖原还可直接为机体吸收利用，从而能减轻 胰腺负担，故对糖尿病十分有益。“。 1 1 5 维生素 维生素在牡蛎肌肉中的含量与陆生动物相比并无特别之处，但在牡蛎的肝脏中， 维生素a 的含量特别高，占总维生素量的7 2 1 0 。另外还含有维生素b ，维生素b 。，尼 可酸，维生素e 等“3 。 1 1 6 矿物质 牡蛎中含有丰富的矿物质，尤其是硒、锌等微量元素含量丰富。有研究表明“”， 牡蛎中无机盐锌的含量居人类食物之首，1 0 0 克牡蛎肉中含锌4 7m g ，为海参的7 6 倍、 瘦猪肉3 0 倍，苹果的5 0 0 倍。锌是儿童生长发育的必需微量元素，对抗衰老、防治儿 童营养不良或缺铁性贫血的治疗，均能收到明显的疗效。随着对牛磺酸的研究的深人， 发现人体内牛磺酸和锌、硒有着某种相互协调的关系。而牡蛎中这三种物质的含量皆 比一般食品高，这更提高了其开发利用的价值眦“1 。 1 2 牡蛎在贮藏过程中的品质变化 1 2 1 含氮物质的变化 牡蛎在贮藏期间氨基酸呈增加趋势，其主要原因是蛋白质在分解过程中的产生氨 基酸、肽类和挥发性含氮物“”。当牡蛎进入自溶期时，牡蛎体内的微生物开始大量繁 殖，产生氨、甲胺和- - e p 胺等挥发性盐基氮( t v b n ) ，积累到一定的程度时，牡蛎便 进入腐败期，不能食用。 塑垄窒苎查堂堡主堂堡笙奎 塾塑堡塑堑三苎堕壅 牡蛎贮藏初期t v b n 含量较低，然后呈缓慢上升趋势，而在贮藏后期上升速度较 快。前期t v b n 含量变化缓慢的原因可能是由于a m p 脱氨基作用释放出氨基态氮引起 t v b n 升高，虽然不能排除有其它物质的脱氨基作用，但三甲胺( t m a ) 或二甲胺( d m a ) 引起t v b n 增加的可能性不大，因为甲壳类中氧化三甲胺( t m a o ) 含量并不高，这可能 与微生物的活动有关，当然也不排除有关肌肉酶促进f a a n 的生成和对f m n 的分解之 间的动态平衡。在贮藏后期，由于大量的氨基酸受微生物分解，产生脱氨基作用，因而 t v b n 的含量迅速增加“6 1 。 1 2 2 脂肪变化 牡蛎在贮藏期间脂肪主要发生氧化和水解两种形式的变化。脂肪水解反应是因为 牡蛎内脏含有脂肪水解酶和磷脂水解酶，牡蛎在贮藏过程中这些酶会引起脂肪的水 解，水解后生成的游离酸能够促进蛋白质的变性，并且游离酸与氧结合的速度大于脂 肪酸与氧结合的速度，这样就更多更快地产生小分子的醛和醇，使牡蛎的香味和品质 受到严重的影响“”。脂蛋白过氧化体系研究新鲜牡蛎水提液的抗氧化活性，表明新鲜 牡蛎水提液具有较强的清除自由基能力，并有一定的抗脂质过氧化作用。 1 2 3 酶对牡蛎生理的影响 牡蛎在贮藏期间引起品质变化的酶主要有碱性磷酸酶，过氧化氢酶、脂肪氧化酶 和超氧化物歧化酶。磷酸酶能催化磷酸单脂的水解和磷酸基团的转移反应，它直接参 与磷代谢，并与d n a 、r n a 、蛋白质、脂质代谢有关。“。陈巧等1 对牡蛎磷酸酶热稳 定性的研究表明：其在4 5 以下较为稳定，5 0 以上明显失活。有文献”3 “1 认为，过 氧化氢酶的主要作用是催化h ：0 2 分解为h ：0 和0 。，使得h ：0 。不至于与0 。在铁螫合物作用 下反应生成非常有害的o h ，即可以减少自由基和过氧化脂质的形成，能对机体起到 重要的保护作用。脂肪氧化酶对脂肪有严重的破坏作用，牡蛎在贮藏期间脂肪氧化酶 会与底物结合生成过氧化物，过氧化物的分解产物一般带有臭味、涩味和酸味。超氧 化物歧化酶专一清除超氧阴离子自由基“”，它在牡蛎抗氧化损伤防御体系中起着主要 的作用，曾利荣”1 等对超氧化物歧化酶的热稳定性进行了研究，认为铜锌超氧化物歧 化酶在较高温度下保持稳定。 1 2 4 风味和色泽的变化 牡蛎中非挥发性的风味物质有含氮化合物，包括游离氨基酸、季铵盐类( t m a 0 ) 和甜菜碱等，牡蛎中含有甘氨酸甜菜碱8 0 5 0 m g k g 1 。季铵盐类( t i a o ) 在微生物的 作用下容易还原生成三甲胺( t d a ) ，它在水中的气味闽值很低，已被认为与鱼贝类 肉异常风味有关。牡蛎中挥发性的风味主要有醇、醛、酮、呋哺、含氮化台物、含硫 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 化合物、碳氢化合物、酯和酚类等，这些挥发性的成分往往与牡蛎的腐败变质气味有 很大的关系，有些可用来辨别牡蛎的新鲜程度”“2 。 有研究认为3 ，牡蛎在贮藏过程中的色泽变化来源于红色胡萝h 素。牡蛎生长过 程摄食了富含红色胡萝h 素的海藻体，在冷藏过程中，牡蛎在细菌及自身酶作用下发 生组织崩溃而使含有的红色胡萝h 素从蛋白质复合体渗出而使牡蛎呈黄色。 1 2 5 微生物作用 牡蛎在贮藏期间由于微生物的繁殖以及所产生的毒素的积累，会给牡蛎的品质造 成很大的影响。引起牡蛎品质变化的微生物主要是细菌”“，如李斯特菌、沙门氏菌、 肠类弧菌、葡萄球菌、致病大肠杆菌等。这些细菌都是以3 7 c 左右为最适温度的中温 性细菌，多数在1 0 c 以下不能繁殖，所以在5 以下存放比较安全。除了细菌以外， 霉菌也会对牡蛎的品质造成影响，霉菌中含有分解油脂的脂肪酶和氧化不饱和脂肪酸 的脂氧化酶。 2 牡蛎保鲜技术研究现状 目前牡蛎保鲜的主要技术有：涂膜保鲜、保鲜剂结合微冻保鲜、冻藏保鲜、臭氧 处理保鲜和高压处理保鲜。 2 , 1 涂膜保鲜技术 涂膜保鲜就是在开壳牡蛎表面涂上一层大分子的液态膜，经沥干后成为层很薄 很均匀的膜，从而抑制牡蛎的生理活性和微生物对它的作用。大分子膜液吸附在微生 物细胞表面，阻止了营养物质向细胞内运输，从而起到杀菌和抑菌作用。“”3 。也有学 者认为“”像壳聚糖一类的膜是作为种螯合剂，选择性地螯合对微生物生长起关键作 用的金属离子，从而抑制微生物的生长和产毒，使其具有防腐保鲜功能。目前应用的 涂膜材料主要有壳聚糖、魔芋葡甘聚糖，海藻酸钠等o “。 2 2 保鲜剂结合微冻保鲜技术 鱼类微冻保鲜是在冻结点到一5 v 范围内冻结，渔获物的结冰率一般低于5 0 ， 冰晶对鱼类肌体的物理损伤很小，而微生物的生长几乎完全受到抑制1 ，此机理对于 含水率高而且肉质脆嫩的水产品可能较为合适。吴永沛。”以褶牡蛎为原料，在微冻( 一3 i ) 条件下，分别用e d t a 、苯甲酸钠、山梨酸、五倍子酸、肉桂酸、三聚磷酸钠、 食盐处l j 1 1 0 m i n ，沥干1 0 m i n 后包装，结果表明七种保鲜剂都具有一定程度的抑菌作用。 同样用糖类、盐类溶液来漂洗牡蛎，达到控制牡蛎汁液流失的相关研究在国外已有所 报道m ”】。 4 福建农林大学硕士学位论文牡蛎冻藏新工艺研究 2 3 冻藏保鲜技术 冻藏保鲜是指牡蛎冻结后置于一1 8 。c 以下进行保鲜，其显著优点是可以极大限 度地延长保质期，但冷冻容易造成牡蛎组织结构不同程度上的破坏，这些变化以不同 的方式影响组织内部酶的活性，造成冷冻产品脂肪氧化、色泽变化，解冻后重量损失， 氨基酸和牛磺酸流失等问题。要解决这些问题，必须从牡蛎本身成分的物理化学性质 出发，采用先进的冷冻设备，减少冰晶的伤害，通过试验确定适合的冻结速度、冻藏 温度及其他的相关工艺参数。叶盛权等。”对牡蛎冷冻的工艺和参数进行了探讨，将新 鲜牡蛎在一4 5 。c 下冻结3 0 m i n ，一2 5 。c 下保藏，然后在i o 。c 下解冻1 h ，其牛磺酸、总游 离氨基酸含量几乎不变，t v b n 值变化缓慢，保藏3 个月后仍然保持较好的风味品质。 又有文献。1 研究表明，在冻结速度为1 6 c m h ，冻藏温度为一3 0 。c 的条件下，其保质期 可以达到1 1 个月。 2 4 臭氧保鲜技术 臭氧保鲜是利用其强氧化性，对牡蛎表面的微生物进行作用，减少牡蛎贮藏期间 因微生物作用而引起的品质变化。用臭氧水进行4 8 h 净化处理后，太平洋牡蛎中的大 肠杆菌减小约2 3 个对数值。有研究表明，太平洋牡蛎的最佳净化条件为：温度1 5 、换水率3 次、贝水质量比为1 ：4 。海水中o 。浓度为o 1 - 0 2 m g l 时具有明显的杀 菌作用洲。 2 5 高压处理保鲜技术 高压处理是通过破坏食品微生物组织来延长食品的货架期，对食品的质量不会有 很大的影响a 自2 0 0 0 年起，在美国高压处理方法已经开始商业化，并初见成效。美国 摩梯氏梯公司在2 0 0 4 年采用高压法成功开发保鲜生牡蛎产品，大大延长牡蛎产品货架 期。新西兰海洋渔业研究所将带壳的牡蛎在1 0 0 。c 、压力1 3 k g c m 2 下将灭菌后的牡蛎 真空铝铂吸塑包装，这种新工艺可以有效地杀灭牡蛎的细菌，而且保持牡蛎原有的味 道“4 ” 3 臭氧和气调技术在水产品保鲜中的应用 3 1 臭氧技术在水产品中的应用 近年来臭氧在水产业上的利用发展最为迅速，臭氧技术以其安全、高效等优势成 为一种杀菌新技术，并被广泛地接受。 3 1 1 臭氧的杀菌机理 臭氧对空气中和水溶液中的微生物都有较为明显的杀菌效果。关于臭氧灭菌或抑 菌机理研究尚无统一的定论，笔者综合前人的研究归纳为以下几个结论。 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 其一：通过其分解放出新生态氧并在空间扩散，能迅速穿过真菌、细菌等微生物 的细胞壁、细胞膜，使细胞膜受到损伤，并继续渗透到膜组织内，使菌体蛋白质变性、 酶系统破坏、正常的生理代谢过程失调和中止，导致菌体休克死亡而被杀灭，达到消 毒、灭菌、防腐的效果”“。 其二：臭氧作为气体消毒剂，其杀菌作用主要为强氧化作用。对于细菌和霉菌类 的微生物，s c o t t 、l a s h e r 和m u r r a y 等“4 、“1 认为臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成 分受损，导致细胞渗透性的变化，最终导致溶菌。k i m 等“”的研究表明臭氧破坏了病 毒的核糖核酸( r n a ) ，使之失活。臭氧在溶液体系中由臭氧分子直接反应和臭氧分解 成( h o ) 和( h o 。) 等自由基的反应，以及附带生成的2 次氧化剂的反应“”。 以上关于臭氧杀菌机理的共同点在于臭氧都是作为一个强氧化剂的前提条件而 存在的。不同点在于臭氧是直接作用于微生物的细胞壁或细胞膜上使其发生溶菌死亡 或是穿过细胞壁或细胞膜而作用于微生物内部的蛋白质、酶等，破坏正常的生理代谢， 最终使微生物死亡。 3 1 2 臭氧对水中微生物的杀灭作用 对水产品加工中存在较多的大肠菌( e , c o l i ) 、霍乱菌( v i b r i o ) 、荧光菌 ( p s e u d o m o n a s f l u o r e s c e n s ) 等革兰氏阴性菌，臭氧的杀菌效果非常好“0 1 。对水中 梭状芽孢菌，只要臭氧处理量达到4 5 m g 几，水温i o 。c ，处理6 8 m i n 可以完全杀死 细菌。而杆菌芽孢与其他微生物相比，对臭氧有较强的抵抗能力，需要长时间处理才 能显示杀菌效果，在水中处理时，臭氧的含量要达到0 5 m g l ，水温2 0 。c ，时间3 4 h 才能杀死细菌n ”。 3 1 3 臭氧水在水产品保鲜加工中的应用现状 国外早在1 9 3 6 年就开始对臭氧杀菌技术进行研究，s a l m o n 等。”用臭氧化水洗涤 鱼类及对贝类进行消毒净化。随后很多学者也在水产品上进行了研究8 1 ”3 。 目前国内用臭氧处理的鱼种比较多，包括鳗鱼、比目鱼、章鱼、鱿鱼、金枪鱼等。 贝类有毛蚶、魁蚶、杂色蚶、蛏、文蛤等。虾蟹类主要是虾仁。臭氧不仅能有效地杀 灭鱼贝类表面的微生物，可以有效保持鱼贝类的鲜度，可以有效分解鱼贝类及加工品 的异臭等，方敏等“”等研究了臭氧水杀灭鱼体表细菌的条件。研究结果表明，臭氧水 杀灭鱼体表细茵的最佳条件为采用冲洗的处理方式，臭氧水浓度为5 m g l ，水量与鱼 量的比例为5 ：l ，处理时间为l o m i n 。另外臭氧还能用于降解水产品中的农残“。 目前研究较多的是臭氧降解果蔬表面的农残。“州。农药的结构式中含有磷氧双键、 碳碳双键或苯环结构。在臭氧强大的氧化作用下，双键断裂，苯环开环，农药的分子 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 结构被破坏。臭氧氧化农药的产物是酸类、醇类、胺类或相应的氧化物等低分子化合 物。这种打断连接键和基团氧化的双重作用使得上述物质的分子结构发生彻底改变， 从而起到解毒、降农残的作用”。孙爱东呻1 等做了臭氧在出口小龙虾生产中降解氯霉 素、农残及杂菌应用的研究，研究结果表明将臭氧技术运用在小龙虾生产工艺上，不 仅可以起到杀菌作用，而且对农残、氯霉素都具有较好的降解效果，同时它还具有作 用时间短、无残留、运营成本低廉等特点。 3 1 4 臭氧水用于水产品保鲜加工处理的影响因素 水量与水产品处理量之间的比例关系、臭氧水浓度、处理时间、水温、酸碱度、 有机物等对臭氧杀菌效果有很大影响，其主要表现如下： 3 1 4 1 臭氧水浓度对杀菌效果的影响 渔获后的水产品表面带有细菌，臭氧可以充分发挥其杀菌优势，但水产品本身也 是由有机质构成，也有可能成为臭氡的作用对象，因此在利用臭氧处理水产品的时候， 应注意臭氧的浓度，以免对水产品造成不利的影响。郝淑贤”分别用0 5 5 m g l 、l i1 4 m g l 、1 7 8m g l 、3 8 7m g l 、6 1 3m g l 浓度的臭氧水处理鱼和虾，研究结果表明， 随着臭氧水浓度的增加，其杀菌能力增强，但与臭氧单独作用于单一菌体溶液的杀菌 效果存在较大的差异呻1 。方敏等“3 1 用臭氧水处理鱼片则可使细菌数大大减少。浓度从 3 2 4m g l 增加到6 4 8 m g l ，开始时细菌数有所减少，即杀菌效果增强，当浓度为5 m g l 时，细菌数减少约2 个对数值；随后，细菌数趋于平衡。对于浓度的研究，由于水产 品材料的不同，所用的浓度差别较大，低的可用0 1 m g l ，高的可用3 0 m g l “。总 之浓度越高对细菌作用也越强。 3 1 _ 4 2 臭氧水温度、处理时间和酸碱度对臭氧杀菌效果的影响 用臭氧处理水产品，温度低则杀菌效果好。当处理温度低于i o 。c 时，杀菌能力 较强；而高于l o 。c 时，杀菌能力明显降低。因为在相对较高的温度条件下，臭氧易分 解成氧气，有效臭氧水浓度降低，灭菌效果明显下降，处理时间则要相应地延长。有 研究表明”，臭氧水浓度较低( 0 。3m g l ) 时温度对其杀菌效果有影响。随温度的 升高，杀灭率略有降低( p 1 0 6m g l ) ，温度的影响 不明显。 浓度和p h 值对臭氧杀菌效果也有影响。王芳等。”的研究表明，臭氧水在低浓度时 ( 0 4m g l ) ，p h 值对其杀菌效果有影响，随p h 值升高，杀灭率略有下降( p t 0 7m g l ) ，p h 的影响不明显。 以上因素之间存在交互作用，究其原因，有认为是臭氧的溶解度差异引起的1 ， 7 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 温度影响臭氧的溶解性，通常情况下温度越低，其溶解臭氧的能力越强，也有认为随 着p 啪q 上升，臭氧的作用效率降低所致“”。 3 1 4 3 处理方式对臭氧杀菌效果的影响 郝淑贤“”将鱼片浸泡在静止臭氧水和流动臭氧水中做对比实验，研究臭氧对杀菌 效果的影响。研究结果表明，在浸泡的臭氧水中，随着作用时间的延长，杀菌效果没 有显著变化。而在流动臭氧水中，随着时间的延长，杀菌效果明显提高。有些研究也 得出同样的结论”3 。臭氧在静止的水中，由于自身降解的缘故，在很短时间内，臭 氧就几乎完全消耗。在流动的水相中，与样品作用的臭氧水处于较高的浓度，对微生 物的杀菌效果比较好。 3 1 4 4 杂质对臭氧杀菌效果的影响 臭氧处理水产品不仅要考虑臭氧水的浓度还要考虑臭氧与水产品处理量之间的 比例关系。处理的水产品本身所带的菌和杂质等消耗定数量的臭氧。如果臭氧与处 理量之间的比例太小，由于杂质消耗掉臭氧，则杀菌不彻底：如果臭氧与处理量之间 的比例太大，可能引起不必要的品质伤害和浪费资源。至于各种水产品合适的臭氧处 理比例还需要进一步研究。 臭氧可以氧化水中的有机物和无机物，将有些无机化合物直接氧化。臭氧的强氧 化能力也可以氧化有机物，如烯烃、炔烃具有不饱和键的化合物和具有芳香族碳环的 分子，而氨、环已胺等则较难被氧化“”。有研究表明旧3 ，有机物对臭氧水的杀菌效果 影响较大，小牛血清含量在1 0 时，杀灭率已显著降低。b ur l e s o n 等旧1 的研究表明， 在磷酸盐缓冲液中的微生物，能被臭氧迅速灭活；而在污水中者，作用较长时间也不 能全部灭活。 3 2 气调保鲜技术在水产品中的应用 3 2 1 气调保鲜用于水产品的作用原理 水产品气调包装采用的气体是c o ：、n ：或真空包装。用气调包装来保鲜水产品能 够保持好的颜色，防止脂肪氧化：抑制微生物，延长保鲜时间。例如，鱼贝类中的高 度不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸( d h a ) 和二十碳五烯酸( e p a ) 的功能性，已经广泛 引起人们的关注，但是在鱼贝类的贮藏保鲜过程中，这些脂肪酸特别容易被氧化，由 此而产生的低级脂肪酸、羰基化合物具有令人生厌的酸臭味，这种不良的氧化作用可 以用隔绝空气的气调包装来避免“”。氧气不仅能作用于脂肪，有研究认为m 1 冻藏期间 蛋白质中的二硫键被氧化而变性的。 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 3 2 2 水产品气调保鲜的研究 气调保鲜技术被广泛应用于农产品贮藏、畜产品、水产品保鲜。气调可以有效控 制氧化和抑制微生物等以达到保鲜的目的。水产品的气调包装的气体主要由0 2 、n 2 和c 0 2 三种成分组成，多脂鱼类的气体成分多采用分别为4 0 $ f i6 0 的n 2 和c 0 2 进行保鲜，但不同的鱼类所用的气体成分和气体比例是差别比较大，如表1 - 1 所示”“。 采用c 0 2 和n 2 混合气体包装，于不同温度贮藏时，鱼糜制品中微生物类群发生明显 变化，水产品加工制品的货架期延长3 4 倍m 3 。江津津等。”对罗氏沼虾的气调保鲜 结果表明，高浓度c 0 2 和低浓度0 2 的混合气体可以有效地延长保鲜期。 表1 1国外新鲜海产品气调包装气体混合比和货架期 t a b 1 1t h ea t o m o s p h e r ec o m p o n e n tw i t hm a pi nf r e hs e a f o o da n di t ss h e l f - l i f e 4 本研究的目的和意义 牡蛎是一种世界性的贝类，在我省沿海产量也很丰富，总产量在贝类中居首位。 牡蛎与其他贝类，如蛤，蛏，蚶等有一个重要的区别在于它是去壳销售的，而且蛋白 质含量较高，因此牡蛎软体组织容易受微生物的侵染而腐败变质。对牡蛎进行冻藏前 的杀菌处理、控制冻藏期间的品质以及建立动力学模型预测品质变化，为牡蛎保鲜提 供最科学的工艺参数就是本项目前研究目的。 本研究采用臭氧杀菌技术结合气调保鲜方法，以褶牡蛎为研究对象，旨在确定合 适的臭氧水浓度、最优的气体条件等，以达到牡蛎保鲜的目的。在此基础上，本研究 还能根据市场供应需求，确定贮藏时间和贮藏温度与牡蛎品质之间的关系，建立色泽 指标和化学指标的判断系统，提高牡蛎冻藏的经济效益。 9 福建农林大学硕士学位论文 牡蛎冻藏新工艺研究 5 研究内容 ( 1 ) 臭氧杀菌技术参数的确定 通过单因素和正交试验，研究臭氧水量、臭氧水浓度、臭氧水温度、处理时间、 p h 值对臭氧杀菌效果的影响，并最终确定牡蛎杀菌技术参数。 ( 2 ) 牡蛎冻藏期间抑制脂肪氧化研究 采用二次回归通用旋转组合设计，研究盐水处理、冻藏温度、冻藏环境的氧气含 量对牡蛎脂肪氧化的影响，建立上述影响因素与脂肪氧化之间的数学模型。同时，为 冻藏牡蛎气调包装工艺提供初步参数。 ( 3 ) 气调包装对冻藏牡蛎品质的影响 对比不同的气体成分( 分别为n 2 和c 0 2 ) 与涂膜处理对冻藏后牡蛎的蛋白质、 脂肪、色泽、不合格率等指标的影响，确定适宜的气体条件。 ( 4 ) 牡蛎新鲜度和色泽变化动力学初步研究 在优选的气调包装气体条件下，研究不同温度下，牡蛎新鲜度指标( t v b n 、t b a ) 和色泽指标( l 、a 、b 、e ) 的变化，应用h r r h e n i u s 方程建立温度对上述指标反应 速率的影响模型，并用该模型预测冻藏期和品质变化。 6 研究目标 ( 1 ) 研制出可以用于有效处理的试验设备，探讨臭氧水短时间处理牡蛎的影响因素， 并确定杀菌最佳工艺条件。 ( 2 ) 建立脂肪氧化的数学模型，确定因素最佳条件来达到抑制脂肪氧化的目的。 ( 3 ) 掌握气调包装牡蛎冻藏期间的品质( 蛋白质、脂肪、色泽等) 变化规律，提供气 调包装气体条件。 ( 4 ) 建立色泽和化学指标的动力学模型，达到用模型预测指标变化和冻藏期的目的。 1 0 福建农林大学硕士学位论文牡蛎冻藏新工艺研究 前言 牡蛎( o y s t e r ) 又名蚝、白蚝，因含高蛋白，又素有“海洋牛奶”之称。目前市 场上牡蛎的销售以开壳牡蛎为主，开壳后的牡蛎不仅因缺少保护组织而容易遭受微生 物的侵染，而且开