1、 本科毕业论文 （ 20 届） 超高压对水产品品质的影响 所在学院 专业班级 食品科学与工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 摘要 1 ABSTRACT2 1 前言 3 1.1 概述 3 1.2 梅童鱼 3 1.3 超高压技术的作用原理 4 1.4 超高压技术 在食品 中的应用 4 1.5 超高压技术 在 水产品鱼类加工 中 的应 用 4 2 实验材料、主要仪器与试剂 5 2.1 实验材料 5 2.2 主要 试剂 5 2.3 主要 仪器 6 3 实验方法 与步骤 6 3.1 工艺流程 6 3.2 评定指标 7 4 实验结果及讨论 9 4.1 灭菌效果 9 4.2 感官评
2、定 10 4.3 鱼肉弹性 1 0 4.4 鱼骨硬度 1 2 4.5 脂肪氧化 13 4.6 pH13 5 小结 1 4 参考文献 15 致谢 17 1 摘要 梅童鱼 肉嫩刺软，肉味鲜美 ， 其 鱼 肉 富含磷质，是养脑的滋补品 ， 小鱼类中的上品 ，此外，还 含有丰富的蛋白质、脂肪及矿物元素。 本文以 经调味（盐、黄酒、鸡精、色拉油）的最佳高压酥化的梅童 鱼 为原料，研究了在不同压力条件 （ 300MPa、 400MPa、500MPa） 和不同保压时间 （ 10min、 20min、 30min） 超高压后，其 感官包括骨刺软硬程度和鱼肉咀嚼性有何变化，测定骨刺硬度和鱼肉弹性，以及脂肪氧化值
3、、 pH 值等指标。结果显示：在 300MPa 和 400MPa 压力下，处理组的鱼肉弹性较未高压处理的对照组有所增大，且随时间 呈先增加后降低的趋势，而 500MPa 压力下的处理组鱼肉弹性下降；超高压处理并不能对处理组的鱼骨起软化作用，反而使得鱼骨硬度有所增加； 超高压处理后处理组的TBARS 值较于未经高压处 理的对照组增加，即超高压使得脂肪氧化加速； 超高压处理能提高鱼肉的 pH 值。 关键词 超高压；梅童鱼；质构；脂肪氧化； pH 2 Effects of ultra high pressure treatment on aquatic products AbstractCollic
4、hthys lucidus has tender flesh and soft fishbone, which is meaty delicious and rich in phospholipids . It is a tonic to keep the brain and a small fish in the top grade. In addition, it still contains rich protein, fat and mineral elements. In this article,taking the best high-pressure crisped Colli
5、chthys lucidus which is seasoned by flavorings (salt, rice wine, chicken essence, salad oil) as raw materials, I study about the senses including how soft or hard of the fishbone and how the fish chewed, then Measuring the hardness of fishbone and the springiness of fish ,the value of the fat oxidat
6、ion and PH under different pressure conditions (300MPa, 400MPa, 500MPa) and different pressure-keeping time (10min, 20min, 30min) . The results showed that the springiness of treatment group is higher than the control group under 300MPa and 400MPa, with the trend increased and then decreased with ti
7、me. However, the springiness of fish goes down under 500Mpa. High pressure treatment can not play the fishbone softening, but makes an increase in hardness of the fishbone. The high pressure treatment group show a higher value of TBARS than the control group treated without high pressure, that Ultra
8、high-pressure makes fat oxidation acceleration. Ultrahigh pressure treatment can improve the value of pH. Key words Ultra high pressure; Collichthys lucidus ;texture; fat oxidation 3 1 引 言 1.1 概述 我国沿海和内陆水域辽阔，有着丰富的水产品资源，是个渔业大国。水产品包括一切来自于温、冷水域或咸水、淡水的鳍鱼类、甲壳类以及其它软体动物类。 水产品的 市场和消费群体 每年 逐步扩大，需求量逐年增加。 农业部渔
9、业局局长赵兴武称， 2010 年全国水产品总产量 可 达到 5350 万吨，同比增长 4.6%。 中国水产品的加工目前己形成一大批包括鱼糜制品加工、冷冻制品加工、干制品加工、鱼油及海鲜保健食品在内的现代化水产品加工企业，其消费市场无疑前景广阔。 水产品肉质 丰满清爽，富含高蛋白， 20-50%水溶性蛋白质，是人们摄取蛋白质的主要食物来源之一 1，此外，含有丰富的高度不饱和脂肪酸、维生素及微量元素等营养与保健的成分，还含有大量的呈味物质赋予了水产品特殊的鲜甜美味。 水产品因 特殊的风味与其 营养 及 药用价值 ，深受世人喜爱。 然而，也正由于水产品营养物质丰富，水分含量较高，组织柔嫩，若任其自然
10、放置，极易变质腐败，失去食用价值。传统水产品冷冻与冷藏的方法因其长时间和远距离运输未能取得很好的保鲜效果。每年大约有占总水产品量的 25%是由于腐败而损失掉，极大部分是由化学和微生物腐 败引起的。此外，人们为了追求水产品原有的质构、口感和风味，经常生食或者轻微煮熟食用水产品，未能彻底灭菌或杀灭寄生虫，导致食源性疾病频频发生和蔓延。 但作为一个水产品生产大国，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深加工产品少科学技术含量低，加工的技术装备落后等方面 2。不仅安全问题频频曝光，而且水产品营养的流失，肉质变硬口感不佳，鲜味流失食之无味等问题也急需解决。 随着经济的发展和人们生
11、活水平的提高，人们对水产品的安全和营养 、 鲜度 风味 和 保健功能 越来越重视。因而 水产品的加工颇为特殊， 要求保持水产品原有的色泽、风味、良好的质地与口感。 目前， 超高压食品技术处理 作为一种新兴技术浮出水面， 超高压食品加工技术可以很科学地解决这些问题，不但可以排除安全隐患，而且能保持水产品原有的营养成分、功能成分不被破坏，最大限度地保持水产品原有的感官品质、质构与新鲜风味。 国内外的研究，大多数围绕对生鲜水产品直接进行超高压处理，进而观察其微生物状况或是成分、质构的变化，而本文的研究是以 高压酥化的半成品为对象 ， 再采用超高压处理，通过正交试验 优化，测定其质构包括鱼肉弹性和鱼骨
12、硬度，脂肪氧化值和 PH 值等，研究经高压酥 化的梅童鱼超高压后与超高压之前在品质上有何变化 。 1.2 梅童鱼 梅童鱼，又名“梅鱼”、“大棘头” , 为石首鱼科梅童，属海洋中的中上层洄游性鱼类 ,主要 分布于日本和朝鲜西侧海区及中国沿海 ， 尤其是舟山，其蕴藏量极为丰富 。 梅童鱼体形细长， 肉嫩刺软，肉味鲜美 ， 其 鱼 肉 富含磷质，是养脑的滋补品 ， 小鱼类中的上品 。此外，还 含有丰富的蛋白质、脂肪及矿物元素 。 新鲜的梅童鱼鱼肉表面肉白色 ,具有光泽，捕捞后多用于鲜食或加工鱼干制品 ,也可加工成鱼粉、鱼糜产品。它是多脂类鱼类，不饱和脂肪酸含量高。 4 1.3 超高压技术的作用原理
13、食品超高 压技术又称静水压技术，是一项纯物理冷加工技术，它是指将经软包装的食品原料置于密封的耐高压容器内，常以水或矿物油作为传递压力的媒介，在常温下或较低温度下用极高的静压 (一般为 100I000MPa)处理一定时间，致使食品中的蛋白质变性、酶失活、淀粉糊化等，并杀死食品中的细菌等微生物，从而达到食品灭菌、保藏和加工、改变物性的目的。 超高压加工食品是一个物理过程，在加工过程中遵循两个基本原理，即帕斯卡原理和LeChatelier,s 原理 3。因而 在高压容器内，液体介质各处静压可以瞬间均匀地传递到整个食品，此外， 超高压对形成蛋白质等生物高分子物质以及维生素、色素和风味物质等低分子物质的
14、共价键不会产生任何影响，故此超高压可以很好地保持食品原有的营养价值、鲜度和天然风味 4-5。 与传统的热处理方法相比，超高压加工食品具有独特的优点，主要表现在： 超高压技术对食品作用均一、时间短、操作安全以及耗能低、而且无体积和形状限制等；超高压处理弥补冷藏引起的缺陷，如色泽变化和弹性变化等，抑制酶变反应；对风味物质、色素等小分子物质的天然结构不产生影响，高压后的食品依然能保持原有的生鲜风味和营养成分；通过组织结构的变性，可得到新物性 食品，因此，被称为“当今世界十大类高科技之一”的超高压技术 显示出巨大的优越性。 1.4 超高压技术 在食品中的应用 20 世纪 80 年代末，国外出现了食品超
15、高压加工技术，超高压食品的产业化至今也有 20多年。日本明治屋食品公司首次将超高压技术应用于食品杀菌研究 6，目前，超高压食品加工方面，日本依旧居于国际领先地位。 而在其先后欧美等国家对高压食品加工原理、 方法及其应用前景也开展了广泛的研究。日本、韩国、欧美的超高压食品均处在不断研究、不断商品化的阶段。 2010 年“高压食品”在全世界的市场规模可达 40 亿美元。目 前，世界范围内已有多种食品用于商业化的超高压生产，如鳄梨调味酱、果酱、果汁和肉制品等，但主要还是在美国、欧洲和日本。 一般食品高压加工为 400MPa 左右，它能完成几乎所有固体和液体食品的加工、保鲜和杀菌任务。其中超高压处理灭
16、菌效果已完全被食品业界所肯定。 中国对超高压生物和食品科学和技术进行了 17 年的研究，对超高压在食品制造中应用研究尚处于起步阶段，我国仅仅处于实验室研究阶段，尚未步入产业化阶段。加快开展超高压食品研究，特别是加强超高压加工对热敏感的食品或药品的研究有着极为重要的意义。 影响超高压对食品加工 的主要因素有压力、保压时间、 pH、温度、食品成分等。 1.5 超高压技术 在 水产品鱼类加工 中的应用 1995 年日本就开始与高压杀菌相关的技术对水产品进行广泛的应用研究，而目前在我国，高压加工在商业化水产品上应用还很少。国内最早应用超高压技术进行关于水产品加工研究的是励建荣等 7。 1987 年，京
17、都大学的林力丸先生倡议高压加工技术在食品中的应用，此后日本掀起了5 对高压加工技术的研究热潮，他们研究了高压条件下微生物在不同食品中的变化情况，压力对鱼及其制品的质地和风味的影响。 芬兰是较早将高压加工技术应用于加工鱼等 水产品的国家。芬兰的研究组织 VTT 还研究了在水产加工过程中高压加工技术的应用。研究结果表明，高压加工技术在延长鱼及其制品的货架期和改善鱼及其制品的质地方面是一种及其有价值的加工工艺。 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、腌制或干制处理均不能满足要求。对水产品进行超高压处理，可以有效保持水产品的鲜味，延长保藏时间，改善保藏效
18、果，为水产品的深加工提供新途径。超高压在水产品鱼类加工中的应用一般集中在生鲜水产品灭菌保鲜、水产品深加工方面，主要表现在灭酶、灭菌和改善产 品组织状态包括鱼糜制品质构的改良方面，高压解冻，还可用作鱼皮、鱼鳞提胶的辅助手段等，具体表现在以下几方面： （一）冷杀菌技术 目前，高压保鲜技术己经在多数水产品保鲜中得到了广泛的应用，达到了长期保鲜水产品的目的。在国内外首创关于超高压对鲜鱼肉的微生物以及寄生虫的杀灭效果应用的研究是孙秀琴 8，该研究表明，用 300MPa 压力以上的超高压处理，鱼肉不但可以保持原有的营养成分和生鲜风味，而且还可以彻底杀灭鲜鱼肉中的微生物和寄生虫。超高压处理灭菌效果已完全被食
19、品业界所肯定。研究表明超高压是解决生食水产品最有效的方 法。 （二）提高鱼糜品质 在日本，大洋渔业公司研究所将超高压技术应用于生产鱼糕，发现在杀菌后其鱼糜的风味、口感都很理想。 Chung 等 9 也报道了太平洋鳕鱼鱼糜经超高压处理，它的张力值、透明度和强度与传统加热定型的鱼糜凝胶相比都要好。 （三）高压速冻和不冻冷藏 高压速冻可有效地提高冻结速度，缩短冷冻时间，从而产生尽可能小的冰晶，避免冰晶组织产生不可逆破坏和变性。 （四）对鱼皮提胶技术的改良及在鱼露生产中的应用 对鱼皮的提胶技术对于高压处理多从其对蛋白和酶的作用角度出发，而鱼露的生产是利用高压能促进蛋白质水 解及其对微生物的抑制作用。
20、2 实验材料、 主要 试剂与仪器 2.1 实验材料 最佳高压酥化的梅童鱼，最佳高压酥化梅童鱼的工艺条件： 5%氯化钙和 1%柠檬酸混合物浸泡 2.5h，真空干燥包装后，于 121下加热加压 30min。 2.2 主要试剂 试剂（规格） 厂家 无水氯化钙 （分析纯 A.R） 中国医药集团上海化学试剂有限公司 柠檬酸 （分析纯 A.R） 中国医药集团 上海化学试剂有限公司 三氯乙酸 （分析纯 A.R） 中国医药集团上海化学试剂有限公司 6 氢氧化钠 （分析纯 A.R） 中国医药集团上海化学试剂有限公司 2-硫代巴比妥酸 （分析纯 A.R） 中国医药集团上海化学试剂有限公司 2.3 主要仪器 仪器名
21、称 型号 厂家 超高压食品加工设备 UHPF-800-MPa-3L 型 包头市科发新型机械有限公司 质构仪 10-0082-09 型 Mecmesin 均质机 PRO250 型 USA 冰箱 LC-122D 型 海尔集团 真空包装机 DZ-500/4SC 型 青岛艾讯包装设备有限公司 低速离心机 TD5A-WS 型 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司 高速离心机 Eppendorf 5424 型 电子分析天平 PB2002-N 型 北京赛多利斯仪器系统有限公司 紫外分光光度计 UV-210C 型 上海爱朗仪器有限公司 精密 级数字式 酸度 计 PHS-3C 型 上海 虹益 仪器 仪表 有限公司 3
22、 实验方法与步骤 3.1 工艺流程 最佳高压酥化的梅童鱼 调味真空包装超高压加工恒温保藏感官评定及测定质构、脂肪氧化值、 pH 值 3.1.1 调味 盐、黄酒、鸡精、色拉油加入 高压酥化梅童鱼，即 121加压加热 30min 后的梅童鱼，调味至均匀。 3.1.2 真空包装 按每袋四条经调味的梅童鱼装到真空包装袋里，用真空包装机抽真空包装，以供超高压处理。每个条件下分两批装，一批供感官评定及质构测定，一批供脂肪氧化值和 PH 值的检测。分别贴上标签，产品从调味到包装完成不超过 0.5h。包装时注意真空包装袋口不能有油渍，以免不能抽尽空气及未能完全密封进入微生物。 3.1.3 超高压处理 取真空包
23、装好的梅童鱼于 300 MPa、 400 MPa、 500 MPa3 个不同压力和 10min、 20min、30min3 个不同保压时间下，正交分 9 组实验组 进行超高压处理。将真空包装好的梅童鱼样品放入高压发生器的进样腔里，超高压设备工作压力的波动范围 5MPa，升压速度100MPa/min，解压时间 15s，传压介质为水，达到保压时间后卸压，取出样品鱼，超高压设备流程如图 1 所示。完成后用干毛巾擦拭包装表面。同时做好空白对照组。 7 图 1 超高压设备流程 3.1.4 样品的保藏与取样 将超高压处理后的梅童鱼样品于恒温保藏，根据实验要求对各组进行取样，每个指标测定平行 3 次。 3.
24、2 评定指标 3.2.1 感官 感官评定即主观评定，利用感官品尝鉴别的方法对食品进行评判分析，这也是国内外多年来一直沿用的方法。该实验采用的感官评定指标为鱼肉的咀嚼性和骨刺的软硬程度。 3.2.2 质构 质构是肉的重要食用品质指标，是来源于食品结构的一组物理特性。 1926 年， Warner 发明了测量肉制品质地的仪器，从那以后，国际上，食品的质地 (Texture)测量已由模糊的感官评价逐步过渡到使用仪器进行准确的量值表述 10-12。质构仪解决了食品口感测定及物理性质上的难题。质构仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质地特性， 其结果具有较高的客观性与灵敏性 13，并可对结果进行准确的量
25、化处理，以量化的指标来客观全面地评价食品，从而避免了人为因素对食品品质评价结果的主观影响。 1967 年左右， TPA 的质构分析方法就已建立，它起源于 Szczesniak 对食品质构参数的定义，随后， Bourne 在 Instron 测试仪上两次通过了压缩标准形状样品，实践了 TPA 方法 14。 TPA 质构分析方法目前已作为食品质构的仪器分析与主观评定的桥梁，也可与主观分析并行，作为分析质构剖面的客观方法 15。 TPA 质构测试可被称作两次咀嚼测试 (Two Bite Test)，它主要是通过模拟人类口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，测定质构过程中，质构仪与微机相连，通过电脑界面
26、输出质构测试曲线，从该曲线中可得到一系列质构特性参数如硬度、粘性、内聚性、弹性、胶粘性、8 耐咀性等 16-17 进行分析，这些质构指标在一定程度上反映了肉的质地特性和组织结构变化，而这些结果通常与感官评定的结果具有很好的相关性 18。 1998 年， K.Angsupanich 等人将鳕鱼分别用 0,200,400,600 和 800 MPa 超高压处理，再用直径为 38 mm 的柱型探头对黏性 、粘着性、硬度、弹性、粘附性和咀嚼性进行了测定，得出结论：在 0200 MPa 下黏性、粘着性增加，在 200400 MPa 下黏性、咀嚼性、硬度和粘附性增加，在 400800 MPa 下硬度和粘附
27、性下降 19。 本实验 TPA 程序测试： 用 Mecmesin 的 产型号为 10-0082-09 的 质构仪对样品进行质构测定 ,采用直径为 20mm 的平底柱形探头 P20。测试条件设置如下 : Test mode： Load cell capacity=100N； Distance for probe to return to fit sample=15mm； %Deformation=60%； Test speed=30mm/min； Trigger force（触发力） =0.6N； Hold time between cycles=2s。每项测试重复 3 次。 （一） 鱼肉弹性
28、鱼肉含有丰富的蛋白质 ,蛋白质及其水化层形成网状结构 ,可抵抗一定的外力 ,这种抵抗力即表现为鱼肉的弹性，因而，鱼的弹性大小可以衡量鱼肉的加工性能的好坏。 水产品食品在加工过程中，造成水产品及其制品的弹性、硬度等质构特性发生变化的主要原因是蛋白质的变化 20。蛋白质是食品中最 重要的成分，它不仅在营养上具有重要的意义，而且还往往决定着食品的质构和风味，具有很多特殊的机能特性。 弹性的定义是样品经过第一次压缩之后再恢复的程度。样品恢复的高度可在第二次压缩过程中测得，停隔的时间越长，恢复的高度就会越大。因此，我们可以发现两次压缩测试之间的停隔时间对弹性的测定是及其重要的。弹性有几种表示的方式，最典
29、型运用最多的数值就是第二次压缩中所测定到的样品的恢复高度与第一次压缩过程中变形量之比。 （ 二 ） 鱼骨硬度 硬度值指第一次穿冲样品时的压力峰值，硬度值不一定刺入最深处，尽管对于大多数样品情况如此 。骨硬度 hardness 是指骨对变形的阻力 , 它并不代表骨强度。 3.2.3 脂肪氧化值 依据鱼体中含脂量的多少，通常可将鱼类分为三类：多脂鱼 (含脂量在 5%以上 )、中脂鱼 (含脂量 1%-5%)和少脂鱼 (含脂量 1%以下 ) 21，梅童鱼属多脂鱼类。与动植物相比，鱼类制品脂肪碳链较长，脂肪酸成分复杂，所占不饱和双链数 2-4 个，最多可达 6 个，即富含多不饱和脂肪酸 , 其中 EPA
30、 和 DHA 含量较高，这些不饱和脂肪酸极不稳定，双键极易氧化。因此。脂肪氧化是鱼类产品发生变质的主要原因，品质下降会造成鱼肉质地、风味 变差。 丙二醛 (MDA)是不饱和脂肪酸由于过氧自由基引发的脂质过氧化反应的最终产物之一，其含量可反映机体组织细胞脂质过氧化作用的强度。丙二醛与硫代巴比妥酸（ TBA）会发生呈色反应，生成一种紫红色化合物，并在 532nm 处有特征吸收，其吸收强度和丙二醛的浓度在一定范围内呈线性关系，所以可用此反应来测定脂肪氧化程度。此方法为丙二醛法之一，也称 TBA 法，是自 1944 年由 Kohn 和 Liversedge22提出后，即应用于生物材料和食品中脂类氧化的检测和定量，它的应用程度居所有测试方法之首，该方法法操作简便，不需特 殊仪器，并且与其他各法均呈高度密切相关。
