水产品加工工艺

超高压对水产品加工的应用研究现状

高东，食品学院，食科一班 20100801310004

摘要：在生活中，水产品加工产品无处不在，而这些水产品的加工方法很多，比如：臭氧加工，超高压加工和微胶囊加工技术都可以对水产品进行不同的加工，并且每种技术特点不同，故对水产品的作用也不同。本文主要介绍超高压对水产品加工的应用研究现状做综述，并对超高压技术的机理以及超高压在水产品中对微生物，鱼蛋白，水产品的外观和形态等影响的综述。还对提高水产品贮藏能力，改善水产品品质的应用及其研究现状的综述。

关键词：超高压;；水产品；应用现状；

1.超高压处理的作用机理与特点

超高压处理就是在一定的压力和一定的温度下在密闭的环境中对食品进行加工处理的过程。高压处理过程中，物料在液体介质中体积被压缩,超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能使形成的生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化，使蛋白质凝固、淀粉等变性,酶失活或激活,细菌等微生物被杀死，也可用来改善食品的组织结构或生成新型食品。[1]

2.超高压技术在食品领域中的进展

近年来,超高压技术在食品加工领域中的应用在国外发展迅猛。1986年日本率先完成工业化试验,1989年第1批超高压加工的果酱应市,目前又将超高压技术应用海洋鱼类的食品加工上。[1]而我国在这方面的研究起步较晚,但研究起点比较高。浙江大学化工机械研究所与杭州商学院食品工程研究所联合建成了一套600MPa压力的超高压食品加工试验系统,并在国外对食品研究的基础上, 2个研究所不断拓宽研究方向。

3.高压处理在水产品加工中的应用

水产品的加工较为特殊,要求具有水产品原有的风味、色泽、良好的口感与质地。常用的热处理、干制处理均不能满足要求。研究表明：超高压处理可保持水产品原有的新鲜风味。如,在600MPa下处理10min,可使水产品中的酶完全失活,其结果是对甲壳类水产品,外观呈红色,内部为白色,并完全呈变性状态,细菌量大大减少,但仍保持原有生鲜味。[2] 高压和超高压处理的食品，由于只是对生物高分子物质立体结构中非共价键结合产生影响，因此对食品中维生素等营养成分和风味物质没有任何影响，并且加压处理后的食品某些物性发生改变，使食品能够具有较好的品质;与热反应相反，压力可以在瞬间传到食品的中心，压力传递均匀，处理均一性好，运转费用低。[2]因此，水产品的高压加工有着广阔的应用前景，目前主要应用在以下几方面:

对水产品微生物的影响：实验证明，高压可以引起细胞形状、细胞膜及细胞壁的结构和功能的变化，细胞膜的变化可能是压力引起微生物死亡最主要的原因之一。不同的微生物对压力具有不同的抗性，微生物细胞的存活率与所采用的压力大小有直接关系。不同的微生物对压力具有不同的抗性，微生物细胞的存活率与所采用的压力大小有直接关系。[3] 对鱼肉蛋白质的影响：鱼类肌肉中的主要蛋白是肌原纤维蛋白和肌

浆蛋白。肌原纤维蛋白是决定肌肉结构的主要蛋白，而肌浆蛋白是水溶性非结构蛋白。肌原纤维蛋白构成鱼肉全部蛋白质的65%一80%。它们由收缩性的肌动蛋白和肌球蛋白、限制蛋白、弹性蛋白和其它一些较小的蛋白组成。Balny等研究发现，肌球蛋白在100一200Mpa 高压下发生变性，而肌动蛋白则在300MP。下才发生变性，在800MPa的高压下仅有极少量的蛋白质没有变性。[3]

对海产品的外形和色泽的影响等：高压一般不改变食品的风味、色泽、维生素含量以及食品的营养价值。在鳄鱼和鳍鱼上唯一引起注意的色泽变化是由于蛋白质的变性而使原来半透明的颜色变的无光泽，这些变化在对鳍鱼进行100一200Mp的高压处理后就会发生。[3]

对鱼肉酶活性的影响：超高压对酶的影响和对微生物的影响并不一样。高压既可使酶失活，也可将某些在常压下受到控制的酶激活，从而提高一些酶的活性。高压可以影响到ATP 酶的活性，ATP酶存在于细胞膜上，是一种蛋白酶，在物质运输、能量转换和信息传递等方面具有重要作用。ATP在鱼肉中通过脱去磷酸而降解成为各种化合物，它们其中一些化合物是中间产物，而另一些则会在储藏过程中积聚于鱼体内。这些化合物的含量可以用来评估鱼肉的新鲜程度。shoji等将鲤鱼肌肉用200，350和500Mpa的高压处理之后，储存于5℃条件下，发现用350MPQ和500MPQ高压处理后肌肉中的5一次黄喋吟核昔(ATP分解中间产物)水平下降了，这表明了高压使蛋白质变性，酶失活和ArP降解。高压通过对某些酶的作用而影响海洋食品的品质，这些酶是胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、组织蛋白酶、胶原蛋白酶。在100一400Mpa压力下，这些酶都是易变性的。[3]胰蛋白酶比胰凝乳蛋白酶更易失活，胰蛋白酶和竣基肤酶Y的活性在高压下能够受到抑制，而嗜热菌蛋白酶和纤维素酶在还有对水产品的脂质，和质构的影响等。

4. 超高压技术对产品加工的进展

水产品是人类重要的食物来源之一，营养价值高，其中鱼类含有丰富的蛋白质，属于完全蛋白，软体类(如牡蛎、扇贝、乌贼)含有的氨基酸全部为必需氨基酸，所以水产品是人类获取营养的一大事物。但传统水产品加工方法更多的是通过加热热汤的方法进行加工，这些方法是通过破坏非共价键使蛋白质变性，同时也破坏了共价键使维生素、色素和风味物质等低分子物质发生质变，使大量营养物质和生物活性成分流失还会产生不利吸收和健康的毒素。在海产品深加工的废水中含有大量鱼蛋白，其中鱼糜加工厂废水中鱼蛋白含量最高，造成了大量营养成分的流失。超高压的应用研究由来已久，1914 年，高压物理学家Bridgman 首先发现，超高压会使蛋白质凝固和酶失活，还能杀死微生物。超高压在食品工业上的应用，是由日本京都大学林立丸教授于1986 年提出的。[4]目前，日本在超高压食品加工方面居于国际领先地位，并且已拥有大量的食品超高压处理实验机械和生产设备。日本MeidiYa 公司于1990 年4 月生产了第一个高压食品—果酱，明治屋食品公司将草莓、猕猴桃、苹果酱软包装后，在室温下以400～600MPa 的压力处理10～30min，达到杀菌目的，同时保持了果实原有的色香味，VC 保留量也大大提高；日本的松本正等人对 5 种小菜真空包装后以300～400MPa 的压力处理，杀死酵母菌，提高了产品的保存性，实现了腌菜向低盐化方向发展。在美国及欧洲，许多国家先后对高压食品加工的原理、方法、技术细节及应用前景进行了广泛的研究，研究的深度和广度不断扩大。[4]超高压处理技术被认为是生物制品与食品非热杀菌技术中最有潜力和发展前途的一种。

目前，高压加工在商业化水产品上应用还很少，研究数据和资料很有限。随着近年来超高压技术在食品领域里的迅速发展以及超高压处理食品的显著优点，超高压技术在水产品中尤其高附加值的水产品中的应用研究越来越深入。由于超高压杀菌是一门新兴技术,为了获得较好的灭菌效果,必须优化试验参数,只有积累大量可靠的数据才能保证超高压食品的安全性,超高压灭菌技术才能实现商品化。高压技术在我国还处于起步阶段,与世界先进水平相比,有相当大的差距,与国内市场要求也极不相适应。鉴于超高压食品符合21世纪新型食品的简便、卫生、天然和营养丰富的消费要求,作为高科技产品必然有着巨大的潜在市场和广阔的发展前景。为此我国应不失时机地跟上国际潮流,加快超高压技术的研究和应用。

5.对超高压的一些看法和建议

在现在我们加工食品用最多的是一些加热杀菌，或者是加一些试剂加工等一些常规的方法。这些方法有的时候耗能高，污染大，对食品的破坏性比较大，从而会严重的影响了食品的风味。[5]而超过压技术：瞬时高效，耗能低，污染少，故而对产品的伤害就小。[5]所以把超高压用在水产品加工里是一种趋势更是一种任务。但是超高压要想得到发展还得解决一些问题如：

（1）超高压装置成本高，制约其工业化推广；

（2）设备工作容器较小，批处理量少，且多属于间隙式操作，很难满足生产需要；

（3）影响超高压处理效果的因素复杂多样，包括压力、时间、温度、施压方式及原料的特性等，需要进行长期大量的研究。

建议：（1）投入相对较多的人力和财力研究超高压装置技术

（2）培养一些超高压技术加工人才，特别是加工厂的技术人员的培养。

（3）加大对超高压技术在食品加工中的运用，特别是水产品加工，因为水产品是一种比较难加工难保藏的物品。

文献摘要：

[1] 郭雅翠超高压在食品工业中的应用和进展吉林省质量技术监督中等职业学校,吉林长春13002 2008-08-18

[2] 陆海霞，励建荣，李学鹏，毛逸涛超高压技术及其在水产品保鲜的作用（浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江省食品安全重点实验室杭州310035）

[3] 纵伟1，梁茂雨2，申瑞玲1超高压技术对水产品的影响（1郑州轻工业学院河南，郑州4500022,；漯河市食品工业学校河南，漯河，462000）

[4] 郝梦甄，胡志和超高压技术在水产品中的应用（天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津300134）2011-09-26

[5] 许钟，杨宪时超高压在水产品加工中的研究和应用现状（山东省海洋实验研究所烟台市264000）