1、 本科毕业论文 （ 20 届） 超高压技术处理蟹糊的研究 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 - 2 - 目 录 摘要 1 ABSTRACT2 1 前言 3 1.1 概述 3 1.2 超高压对蟹糊品质影响的研究现状 4 1.3 超高压处理对改变蟹糊品质的意义 4 2 实验材料、主要仪器与试剂 5 2.1 实验材料 5 2.2 主要仪器 5 2.3 主要试剂 5 3 实验方法 5 3.1 蟹糊的制备 5 3.2 蟹糊超高压实验 5 3.3 pH 测定方法 6 3.4 感官评定 6 3.5 蛋白质含量测定 6 3.6 菌落总数测定 6 4 实验结果
2、与讨论 7 4.1 超高压处理前后感官比较 7 4.2 压力对蟹糊的灭菌效果的影响 7 4.3 保压时间对蟹糊的灭菌效果的影响 8 4.4 处理次数对蟹糊的灭菌效果的影响 8 4.5 超高压处理蟹糊工艺正交优化 9 5 小结 1 0 参考文献 11 致谢 12 1 摘要 本文采用超高压技术处理蟹糊，主要研究了超高压处理过程中的工艺参数包括压力、保压时间、加压次数对蟹糊处理后菌落总数和 蛋白质含量的影响。单因素实验结果表明，一定压力大小下达到足够保压时间和次数，即可达到预期杀菌效果，且对蛋白质含量影响不大。通过 L9(33)正交试验得到超高压处理蟹糊的最佳工艺为：压力 400 MPa，保压时间
3、10 min，加压 2 次，在优化的条件下，超高压灭菌后菌落总数在 1700 cfu/g 以下，蛋白质含量损失控制在14%-15%左右，达到国家要求的标准。 关键词 超高压；蟹糊；菌落总数；正交设计；蛋白质含量 2 Crab paste the autoclave Abstract In this study, ultra high pressure technology was applied to the sterilization of crab paste. The effects of pressure, pressure-holding time and pressure time
4、s on both the protein content and total number of bacterial colony was studied. The results from single-factor experiments indicated desired sterilization effect but little protein content variation could be achieved when crab paste was treated for sufficient pressure-holding time and treating times
5、 under certain pressure. By L9 (34) orthogonal experiment, the optimum processing conditions was obtained as follows: pressure size, 400MPa; holding time, 10 min; treating times, 2. Under the optimized conditions, total number of bacterial colony was below 1700 cfu/g and the total loss of protein co
6、ntent was approximately 14% -15%, which is in accordance with the country criteria (total number of bacterial colony5000 cfu/g), indicating that the treatment of sterilization of crab paste by ultra high pressure technology was highly effective and feasible. Key words Ultral-high pressure; Crab past
7、e; Total number of bacterial colony; orthogonal design; Protein content; 3 1 前言 1.1 概述 蟹糊是一种以新鲜 海 蟹或者其他蟹为原料，经斩碎、分割成糊状腌制，再加上适量的料酒、味精等调味品调味， 经过高压灭菌， 最后装瓶而成的 海 产腌制品。由于 风 味鲜美、营养价值 丰富，为 大 众所喜食。又因其加工简便，利润可观，这类食品产销数量也不断增加，但是近 几 年来也 引起 了 多 起蟹糊制品引起的食源性疾 病。为此，很多地 方 已将瓶装蟹糊作为地方特种食品加强卫生监督管理。蟹糊致病原因是由于该类产品加工过程中，手工
8、操作多，易受微生物尤其是致病性微生物的污染，同时由于为即食食品不宜添加防腐剂，故易诱发食源性疾病，一般的热处理加工又极易影响蟹糊的口感。新的国家卫生标准 GB10136-2005腌制生食动物性水产品卫生标准中规定 1，腌制生食动物性水产品的菌落总数 5000 cfu/g 。因梭子蟹的生长环境和解剖特点，经过腌制加工的蟹糊很难达到这一要求，这也成为了蟹糊制品在生产上的瓶颈。 蟹糊是一种营养丰富的特种水产 品，含有多种维生素，其中维生素 A 高于其它陆生及水生动物，维生素 B2 是肉类的 5-6 倍，比鱼类高出 6-10 倍，比蛋类高出 2-3 倍 2。维生素 B1及磷的含量比一般鱼类高出 6-1
9、0 倍 3。每 100 克螃蟹可食部分含蛋白质 17.5 克，脂肪 2.8 克，磷 182 毫克，钙 126 毫克，铁 2.8 毫克 4。 蟹糊 不仅具有丰富的营养价值，而且具有较高的药用价值。据本草纲目等载：螃蟹具有舒筋益气、理胃消食、通经络、散诸热、散瘀血之功效。蟹肉味咸性寒，有清热、散瘀、滋阴之功，可治疗跌打损伤、筋伤骨折、过敏性皮炎。蟹壳煅灰，调以蜂蜜 ，外敷可治黄蜂蜇伤或其它无名肿毒。蟹肉对于高血压、动脉硬化、脑血栓、高血脂及各种癌症有较好的疗效 5。同时，又是儿童天然滋补品，经常食用可以补充儿童身体必需的各种微量元素。 1991 年 4 月世界上第 1 个高压食品 果酱（ 7 个风
10、味系列）在日本问世，并取得非常好的试售效果，引起了日本国内的轰动，被人们誉为 21 世纪食品。超高压属于一项纯物理冷加工技术，它主要是利用高压下介质（一般为水）的高挤压作用、高渗透及卸压时的膨胀作用，杀灭食品中的微生物、钝化酶或使其部分失活、使蛋白质变性、使淀粉糊化或部分糊化。超高压处理 过程具有瞬时压缩、作用均匀、操作安全、能耗低，有利于生态环境的保护等优点 6。在崇尚天然、低加工食品的今天，超高压食品处理技术的研究具有现实意义。食品超高压技术是近年来研究的热点，目前该技术已被应用到肉类、乳品、蛋类以及果蔬制品的加工中，在水产品处理中也有一定运用 7。 蟹糊制品营养丰富，但是加工保鲜条件比较
11、苛刻，易被微生物污染，且加热处理会使蟹糊的口感、感官等品质上影响较大。采用超高压杀菌技术进行保鲜具有一定的研究价值。本文以蟹糊瓶装制品为对象， 研究了不同加压时间、温度、压力大小时超 高压对成品蟹糊灭菌的效果，将其作为正交试验水平范围的依据；利用正交试验法确定多参数条件下杀菌的最佳工艺参数 8。 1.2 超高压技术进行水产品品质改良的研究现状 当 前，超高压技术己经多数水产品品质改 革 中得到了广泛的应用，达到了灭菌、延长保藏水产品的目的。蟹糊等甲壳类水产品从环境中有选择的聚集细菌和病毒，且蟹糊制品是未经加热处理的生制品，这样就导致疾病的传播。按照传统的方法，蟹糊水产品经过热处理后4 味道、感
12、官上都发生变化，所以不被广大消费者所接受。而经过超高压处理后，贝类能够保持其原有的感官、味道、组织和营养成分 9。 超高 压处理与加热处理相比，加压处理能够保持食品中的风味物质、维生素、色素等不发生变化，使味道鲜美，营养成分损失少，因此这项新的技术的开发，正受到世界上很多国家的关注和重视。 研究表明， 250 MPa 的压力能够限制水产品致病菌的活性。国内已有以淡腌海鳗为对象进行超高压处理，随着处理压力的提高，挥发性盐基氮明显下降，压力越高越有利于抑制微生物，但对产品的色泽有明显影响；压力增加至 400MPa、 600 MPa，三甲胺的含量增加很少，超高压有利于抑制氧化三甲胺的还原作用； 20
13、0 MPa 时与对照样品细菌总数值没有区别，400MPa 时具有明显的抑制微生物的作用， 600 MPa 时随着保藏时间的延长细菌总数值增加很少 10。 经高压处理后 pH 值呈下降趋势。经超高压处理水产品的货架期研究表明，经高压处理后水分和脂肪含量都比对照样品高；处理后保藏于 4 的环境中，前 4 天 pH值显著增加，第 4到 11 天 pH 值没有明显变化，然后显著下降接近初始水平；低温下高压处理水产品，随着压力提高保压时间延长，自由脂肪酸（ FFA）值也增加，这可能是脂肪水解引起的。可能是压力引起血红素蛋白变性释放金属离子促使脂肪的自动氧化 11。 1.3 超高压处理对改 变蟹糊品质的意
14、义内容 当前的蟹糊加工都是以热处理为主要手段，但是热处理技术并不适合蟹糊加工，致使食用蟹糊时发生疾病。蟹糊在进行热处理时由于受高热的影响会产生许多重大的缺陷，归纳起来主要有以下几方面： 1、加热处理使蟹糊化学成分发生重大变化； 2、加热处理破坏蟹糊原有天然风味和感官； 3、加热处理严重损害蟹糊的营养价值 12。 与传统的热处理方法比较，超高压技术弥补了这些缺陷。超高压技术处理蟹糊可以使灭菌均匀、瞬时、高效、酶失去活性，而形成蛋白质的氨基酸构造不发生变化；使蟹糊的色素、香味成分等低分子化合物不会发生 变化，保持其原有性质。延长蟹糊的保藏时间。另外，超高压处理过程是一个纯物理过程，有独具特色的优点
15、： 1、经超高压处理后，最大程度地保持了蟹糊其原有的营养成分，并容易被人体消化吸收； 2、经过超高压处理的蟹糊无细菌 “回生 ”现象，灭菌效果良好，有利于蟹糊长期保存，灭菌效果已完全被食品业界所肯定； 3、超高压处理蟹糊在风味和感官特性上能较好的保存原有状态 13。 本文主要研究以市售梭子蟹为原料，制成蟹糊后加以超高压处理，通过分析超高压处理时压力、保压时间、加压次数等因素对蟹糊菌落总数与蛋白质含量的指标，确定最佳超高压处理蟹糊工艺。通过 L9 (34)正交实验得到最佳的压力、保压时间、加压次数。使最终工艺能达到最优杀菌效果且保存蟹糊蛋白质含量不被破坏，感官品质与营养品质得到保存 14。 2
16、实验材料、主要仪器与试剂 2.1 实验材料 新鲜市售梭子蟹，个体在每个 200g 左右，采购自舟山市 北门 菜场。 2.2 主要仪器 5 实验设备 型号 生产厂家 超高压灭菌仪 UHPF-800-MPa-3L 包头市科技新型高新技术食品机械 有限公司 电子分析天平 BS110S 北京赛多利斯天平有限公司 精密 pH 计 pHS-3C 上海精 密科学仪器有限公司 震荡恒温培养箱 HZQ-F160A 上海一恒科技有限公司 压力蒸汽灭菌器 LDZX4081 上海申安医疗器械厂 电热恒温鼓风干燥箱 GRX-9023A 上海一恒科技有限公司 微量凯氏定氮仪 自行装置 2.3 主要试剂 实验试剂 （ 规格
17、 ） 厂家 浓 H2SO4（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 K2SO4（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 10%CuSO4（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 50%NaOH（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 2%硼酸（ 分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 甲基红 甲基蓝混合指示剂 上海美兴化工有限公司 HCl（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 牛肉膏（生化试剂） 北京奥博星生物技术责任有限公司 琼脂（生化试剂） 北京奥博星生物技术责任有限公司 蛋白胨（生化试剂） 北京奥博星生物技术责任有限公司 NaCl（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司
18、3 实验方法 3.1 蟹糊的制备 将新鲜的市售 梭子 蟹去壳、去鳃 清洗 沥干 取出蟹膏 切块 斩压成糊 将蟹膏、蟹糊拌和 调料调味拌匀 冷藏室保鲜 24 小时 3.2 蟹糊超高压实验 将冷藏好的蟹糊取出，用电子天平称取蟹糊每份 150 克，分装于塑料袋中，共计 18 份。挤压出空气后密封，尽可能不留气泡在内。为保证每组实验样品中微生物种类、数量一致，每次实验用 蟹糊 均一次性制备，制备后 12 小时内处理检测完成。 将分装好的蟹糊留取一份为空白对照样本，其余 18 份平均分为三组进行超高压处理试验，并对试验结果予以准确记录： A 组：将蟹糊在 20 保压时间固定为 10 min，加压一次。分
19、别加压大小为 100 MPa、 200 MPa、 300 MPa、 400 MPa、 500 MPa、 600 MPa。 B 组：将蟹糊在 20 时，压力大小为 350 MPa 下加压一次，分别保压时间为 5 min、 10分钟、 15 分钟、 20 分钟、 25 分钟、 30 分钟。 C 组：将蟹糊在 20 时，压力大小为 350 MPa，保压时间为 10 分钟，分别加压 1 次、 2次、 3 次、 4 次、 5 次。 6 3.3 pH 测定方法 称取 10 g 蟹糊试样，绞碎后加蒸馏水后水至 100 mL，摇匀，浸渍 30 min 后过滤，取约50 mL 滤液于 100 mL 烧杯中，用酸
20、度计测定 pH 值。 3.4 感官评定 蟹糊的感官检测，运用视觉、触觉、嗅觉等，对蟹糊进行色泽、组织状 况、气味方面的检查，以判定其新鲜度。 3.5 蛋白质含量测定 1、样本处理：准确称取 5 g 固体样品，移入干燥的 500 mL 凯氏烧瓶中，加入 0.2 g CuSO4、3g k2SO4 及 20 mL 浓 H2SO4， 摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶 45角斜支于石棉网上。小心加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，直至液体呈蓝绿色且澄清透明，再继续加热 0.5 h，取下冷却，加 20 mL 水，待完全冷却后，定容至 100 mL15。 2、碱化蒸馏：向接收瓶
21、加入 10 mL 2%硼酸溶液及混合剂，并 使冷凝管的下端插入液面下，吸取 10.0 mL 样本消化稀释液由小漏斗流入反应室，用 10ml 水洗涤小漏斗后再加入 10 mL 40% NaOH 溶液，立即夹紧小漏斗和反应室之间的夹子，并水封以防漏气。打开螺旋夹开始蒸馏。蒸馏 5min，移动接收瓶使冷凝管下端离开液面，再蒸馏 1min。用少量水冲洗冷凝管下端外部，取下接收瓶。 3、盐酸标准液滴定：以标准盐酸液滴定吸收液至灰色或蓝紫色为终点。同时吸取 10.0ml试剂空白消化液按以上方法操作。 4、计算： 式中： X 样品中蛋白质的含量（ %）； V1 样品 消耗盐酸标准液的体积（ mL）； V2
22、试剂空白消耗盐酸标准液的体积（ mL）； C 盐酸标准液的浓度（ mol/L）； MN 氮的摩尔质量（ 14.01g/mol）； W 样品的质量（ g）； F 氮换算为蛋白质的系数。 3.6 菌落总数测定 根据 GB/T 4789-2003 检测试样中含有菌落总数： 以无菌操作将试样 25 g 剪碎放于含有 225mL 灭菌生理盐水的灭菌乳钵内，经充分研磨做成 1:10 的均匀稀释液； 用 l mL 灭菌吸管吸取 1:10 稀释液 l mL，沿管壁徐徐注入含有 9mL 灭菌生理盐水的试管内，振摇试管，混合均匀，做成 1:100 的稀释液； 另取 lmL 灭菌吸管，按上条操作方法，做 10 倍递
23、增稀释，如此每递增稀释一次，即换用 1 支 l mL 灭菌吸管； 根据食品卫生标准要求，选择 2-3 个适宜稀释度，分别在做 10 倍递增稀释的同时，即以吸取该稀释度的吸管移 l mL 稀释液于灭菌培养皿内，每个稀释度做三个培养皿； 1000W %100M)VV(CX N21 稀释倍数7 稀释液移入培养皿后，应及时将凉至 46 营养琼脂培养基注入培养皿约 15 mL，并转动培养皿使混合均匀。同时将营养琼脂培养基倾入加有 l mL 稀释液灭菌培 养皿作空白对照。 将培养皿放入 37 恒温培养箱中放置 482 h 后测定菌落总数。 4 实验结果与讨论 4.1 超高压处理前后感官比较 表 1 超高压
24、处理前后感官比较 处理状态 色泽 气味 组织状态 口味 原样 肉质淡白蟹膏蛋黄 有蟹腥味 无其他异味 组织完整 无明显水分流失 口感较好 处理样 肉质微黄蟹膏成橙红 具蟹糊特有香味，无腥味 无明显水分流失 肌肉组织紧密 口感与原样无明显改变 由表 1 可知，超高压处理对蟹糊在色泽上有一定改变，但在其它感官品质上无明显改变，优于热加工处理。在气味上 4.2 压力对蟹糊的灭菌效果 的影响 图 1 所示为蟹糊在 20 时，保压时间为 10 min，加压一次的情况下，压力大小与蟹糊菌落总数和蛋白质含量的关系。由图可见，在 0-200 MPa 范围内，随着压力增大，残存菌群总数略微降低， 200-400
25、MPa 时菌群总数降至原来的 20%以下，最终细菌残存量 5000 cfu/g，即已达到蟹糊制品国家卫生标准 GB10136-2005腌制生食动物性水产品卫生标准中规定。400-600MPa 后压力大小改变对菌落总数无明显作用。而蟹糊蛋白质含量则在 400MPa 之后有较大的改变， 这是由 于蛋白质的二、三级结构在高压作用下有所破坏导致。故 根 图可得出蟹糊处理压力大小应 400 MPa 才可达到灭菌效果，且不破坏蟹糊的蛋白质含量。 020004000600080001000012000140000 100 200 300 400 500 600压力大小(Mp a)菌落总数(cfu/g)024
26、6810121416蛋白质含量(g)菌落总数(个)蛋白质含量(g)图 1 不同压力大小对蟹糊菌落总数和蛋白质含量的影响 4.3 保压时间对蟹糊的灭菌效果 图 2 所示为蟹糊在 20 时，压力大小为固定值 350 MPa，加压次数一次情况下，保压时8 间与蟹糊菌落总数和蛋白质含量的关系。 有 图可知，当保压时间为 10 min 以内时对菌落总数影响较大，而超过 10 min 后， 延长 保压时间菌落总数 减小较少 ，加以高压对蟹糊理化性质与感官品质的影响考虑，及蛋白质 在保压时间增大时具有变性影响，故保压时间不宜过长，可保持在 5 分钟以上， 10 分钟 以内较为合适 16。 020004000
27、600080001000012000140000 3 6 9 12 15 20保压时间(mi n)菌落总数(cfu/g)0246810121416蛋白质含量(g)菌落总数(cf u/g )蛋白质含量(g)图 2 不同保压时间对蟹糊菌落总数和蛋白质含量的影响 4.4 不同压力次数对蟹糊的灭菌效果 图 3 所示为蟹糊在 20 时，压力大小为 350MPa，保压时间为 10 分钟的情况下，压力次数与蟹糊中菌落总数和蛋白质含量的关系。由图可知，在五次加压次数下，菌落总数改变值在 2 次后非常接近，都为 3000cfu/g 左右，由此得到加压次数对蟹糊中菌落总数的影响主要集中在前 2 次中，尤以 2 次时灭菌效果达到较好水平，而加压次数过 多也直接导致蛋白质结构的破坏，影响食品品质和营养价值。且根据实际需要分析得，工业加工以应尽可能减少不必要工艺，节约能耗为前提，故加压次数可控制在 2 次较为适合 17。 020004000600080001000012000140000 1 2 3 4 5压力次数(次)菌落总数(cfu/g)0246810121416蛋白质含量(g)菌落总数(cf u/g )蛋白质含量(g)图 3 不同压力次数对蟹糊菌落总数的影响 4.5 超高压处理蟹糊工艺优化
