超高壓水產品殺菌是超高壓技術應用于水產品加工的最早目標。在該領域,國外的相關研究起步較早,自20世紀中后期,日本學者率先開展了相關研究,并逐漸發展到歐美國家。而我國的相關研究的大多始于21世紀。
就單個水產品類型而言,超高壓水產品殺菌技術應用于牡蠣的加工是國外超高壓水產品加工產業化發展的成功案例之一,相關的研究也較多。該研究所針對的主要目標菌,是副溶血性弧菌以及大腸桿菌等。
對于超高壓牡蠣殺菌的技術參數,國外研究人員已獲得了較佳的壓力和保壓時間控制水平,并獲得了中溫與超高壓協同殺菌的有效控制參數。Calik等研究發現345MPa、90s的處理是殺滅牡蠣中副溶血弧菌的最佳條件,可以將其菌落數降到不能檢出的水平。López-Caballero等研究發現400MPa、10min的處理可以有效減少牡蠣中的總菌落數。Kural等研究得到如果要將新鮮牡蠣中的副溶血性弧菌的含量降低5個對數的數量級,在1~35℃時需要大于350MPa的壓力以及保壓2min,而將溫度提高至40℃,則對壓力要求降低,只需大于300MPa.。由此可見中溫起到了一個很好的協同作用。張曉敏等也進行了超高壓對牡蠣菌群的影響研究。結果表明,壓力、保壓時間對牡蠣殺菌效果影響顯著,隨著壓力的增大和時間的增長,菌群的滅活率增大。在250MPa,-2℃或1℃的條件下,牡蠣中創傷弧菌的數量能夠降低5個數量級研究了超高壓對貽貝和牡蠣中嵌杯樣病毒和腸道病毒的影響,發現了在250MPa的壓力下,病毒有一定數量的死亡。
在此基礎上,國內外學者逐漸將該技術應用于其他貝類水產品,如蝦類、毛蚶、貽貝等。López-Caballero等在200MPa和400MPa高壓下對冷凍真空包裝的對蝦貨價期的研究指出,高壓處理后的對蝦比未處理的對蝦貨價期分別延長了7d和14d左右。謝慧明等考察了不同溫度和保壓時間協同超高壓對小龍蝦中金黃色葡萄球菌的作用效果,并獲得了小龍蝦超高壓殺菌處理的優化條件。王瑞等發現,采用500MPa超高壓在40℃處理生鮮毛蚶5min,其細菌、大腸桿菌、霉菌、酵母菌的存活率都顯著下降]。Fletcher等研究發現10~40℃之間,400MPa處理可以使貽貝中單核細胞李斯特菌下降至保證食品安全的數量級。
此外,國內外學者將該技術應用于魚類水產品的研究也在不斷地開展。Gómez-Estaca等發現沙丁魚在300MPa、15min、20℃處理下,腸桿菌科微生物菌落數降至不能檢出的水平,且這一效果可以維持21d(5℃保存)。Ramirez-Suarez等利用超高壓處理長鰭金槍魚,發現275MPa高壓處理之后4℃保藏前5d菌落數保持不變,而310MPa保壓6min,可以提高貨架期延長至22d(4℃貯藏)和93d(-20℃)以上。Paarup 等研究發現400MPa可以有效延長魷魚的貨架期。然而李慶領等針對海參的研究結果卻表明,增大處理壓力和延長保壓時間可以顯著提高對海參的殺菌效果,但是當壓力超過300MPa、保壓時間超過10min時,這種影響會大大減弱,壓力超過500MPa、保壓時間大于30min時,壓力和保壓時間對殺菌效果基本上無影響,這一結果目前還未有明確的機理研究進行解釋。Hurtado等對章魚的超高壓加工研究表明:在壓力200 MPa~400 MPa,溫度7℃~40℃時,壓力200MPa和溫度7℃就能殺死大腸桿菌和金黃色葡萄球菌,而對乳酸桿菌基本沒有影響。在7℃和40℃的溫度下,用400MPa的壓力連續加工處理15 min或是分3次處理、每次處理5min后發現:在7℃時,章魚肉中所含的微生物數量大大低于對照組。說明溫度與壓力具有殺菌協同效應,而連續加壓和間歇加壓對章魚肉中的微生物殺滅效果無顯著差異。Zahra Zare對新鮮金槍魚的超高壓處理研究發現220MPa,30min的處理可以有效抑制魚肉蛋白質水解和脂肪氧化,同時減少組胺和揮發性鹽基氮的形成,貨架期延長9d。Juan等研究了超高壓對金槍魚貨架期的影響,結果表明經過310MPa的處理,金槍魚在4℃和-20℃下分別可保存23d和93d以上。這兩項研究結果說明超高壓在延長金槍魚的貨架期方面效果明顯,值得進一步深入研究。近年來,這方面的研究逐漸成為熱點,國內外其他針對魚類水產品的主要研究結果如表1所示。
從以上研究中可以看出,在有些條件下利用超高壓技術進行水產品殺菌是可行的。我國學者主要關注水產品超高壓殺菌的效果,而國外學者更多地關注產業化目標要求。目前,國外已有超高壓殺菌加工水產品進入商業市場,而我國卻沒有,其原因,一方面是我國對超高壓殺菌水產品的質量認證的空白,另一方面是我國對這方面的相關研究還不夠。而這兩個原因也是同一問題的兩個方面??傊?,深入系統地研究是解決我國超高壓殺菌加工水產品商業化必然途徑。
表1 水產品超高壓殺菌研究與應用
Tab.1 Application of HPP pasteurization in aquatic products
