张敬峰，费 星，沈 建，*，郑晓伟，秦小明，章超桦

（1.农业部渔业装备与工程重点开放实验室，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海200092；2.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025）

牡蛎超声波清洗工艺的初步研究

张敬峰1，费 星1，沈 建1，*，郑晓伟1，秦小明2，章超桦2

（1.农业部渔业装备与工程重点开放实验室，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海200092；2.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025）

牡蛎经过漂洗后进行超声波清洗，以去除杂质比重为主要指标，探讨了超声波频率、处理时间、超声方式对牡蛎清洗效果的影响。结果表明：牡蛎超声波清洗的最佳工艺条件为低频（26kHz），处理时间5min，去除杂质比重能够达到3.73%（占清洗前牡蛎重）。该工艺条件下牡蛎无死亡，生态冰温保活9d后，存活率依然达到95%以上。

牡蛎，超声波清洗，工艺

牡蛎隶属软体动物门（Mollusca）、瓣鳃纲（Lanellibranchia）、异柱目（Anisomyaria）、牡蛎科（Ostreidae），又名蚝、海蛎子［1］。牡蛎是世界第一大养殖贝类，在我国主要以养殖为主，是四大养殖贝类之一［2］。牡蛎等贝类属滤食性动物，以微小生物为饵料进行滤食活动，由于贝类的非选择性，若其生存环境受到污染，会将水中的泥沙、化学污染物、细菌、病毒等吸入体内，通过富集作用，积累高浓度的肠道致病菌、贝类毒素和其他有害物质，对食用者的身体健康甚至生命构成威胁。目前，一些研究学者对牡蛎的净化和流通进行了较为系统的研究［3-5］，通过人工清洗以后进行净化，可以使得微生物水平达到食用标准。但牡蛎壳外表粗糙，含有大量的淤泥、寄生藻类和贝类，目前用人工清洗的方法不能完全除尽。这些残留的污物携带大量的致病菌和有害成分，在后续的加工和流通过程中容易造成二次污染，形成严重的食品安全隐患。目前，利用物理的方法，进行机械化的清洗已成为各界共识。超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的［6］。超声波的这种特性非常适合应用于一些较难清洗的贝类，但目前国内外还未出现超声波对牡蛎进行清洗的相关研究。本文对牡蛎的超声波清洗工艺条件进行了初步研究，为牡蛎清洗设备设计以及现代化加工提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与设备

牡蛎 品种为褶牡蛎（crassostrea plicatula），产地为浙江嵊泗，购自上海市军工路水产品批发市场，壳长10～13cm，规格为4～6个/kg。

超声波处理机［JBT/C-YCL400T/3P（D）］ 济宁金百特工程机械有限公司；电子称（TP-4101） 美国DENVER；冰箱（BCD-215KA SA） 青岛海尔股份有限公司；红外温度测定仪（TN408LC） 美国Thermo。

1.2 实验方法

1.2.1 牡蛎的漂洗 将购买的牡蛎放在流动自来水下冲洗，时间1min。在漂洗过程中牡蛎壳始终保持闭合。牡蛎漂洗后，用滤纸吸干表面水分，静置2min。称量牡蛎漂洗前后重量，计算牡蛎漂洗去除杂质比重。

去除杂质比重（%）=（牡蛎原重-漂洗后重）/牡蛎原重×100%

1.2.2 牡蛎的超声波清洗 将漂洗完毕的牡蛎，根据实验设计要求，分为若干组，每组 10个（约2.5kg），按照贝重水重比例（贝水比）约1∶3放入玻璃容器中，采用间接清洗的方式，在超声波作用下进行清洗，超声介质为水。超声波清洗过程中实时监控水温变化，温度升高小于1℃。超声后用滤纸吸干牡蛎壳表面水分，静置2min，计算超声波去除杂质比重和工艺总去除杂质比重。

超声波去除杂质比重（%）=（漂洗后重-超声后重）/牡蛎原重×100%

工艺总去除杂质比重（%）=（牡蛎原重-超声后重）/牡蛎原重×100%

1.2.3 最佳超声频率的确定 将牡蛎分为低频（26kHz）、中频（47kHz）、高频（70kHz）3个实验组，按照上述方法进行漂洗、超声，超声时间2.5min。观察清洗效果，计算去除杂质比重，根据最高工艺总去除杂质比重确定最佳超声频率。

1.2.4 最佳超声清洗时间的确定 将牡蛎分为若干组，每组10个，按照上述方法进行漂洗后进行超声清洗，在2.5、5、7.5min取样，测定重量，计算去除杂质比重，确定最佳超声清洗时间。整个过程中超声波保持连续工作。

1.2.5 超声方式组合的确定 将牡蛎按照上述方法清洗后，依次进行低频（26kHz）清洗2.5min、中频（47kHz）清洗2.5min、高频（70kHz）清洗2.5min，观察各时间段清洗效果，计算去除杂质比重。

另设计一组对照，全过程采用低频超声波清洗。

1.2.6 存活率的测定 在超声清洗后立即检验牡蛎是否存活，并根据费星等［5］设计的生态冰温保活方法进行保活9d，测定牡蛎存活率。

检活方法：采用目测法，依据牡蛎的贝壳张开情况，能自由闭合的为活贝，不能闭合的为死贝。

2 结果与分析

2.1 牡蛎最佳超声波清洗频率的确定

由图1可以看出，牡蛎通过漂洗后污物去除杂质比重约为1.5%（均为占牡蛎原重比例，下同）。超声波能够有效地起到清洗牡蛎的作用，且这种效果与超声波频率有关，在设定的3个频率范围内，频率越低，清洗效果越好。设置低频26kHz，清洗2.5min，超声波去除杂质比重为2.32%，工艺总去除杂质比重达到3.67%。该条件下除杂率是单纯流水漂洗的2.7倍。

流水漂洗除去的是一些污泥和粘附在牡蛎壳表面的一些贝壳残渣，这些可以通过流水较容易去除，超声波也可以直接清除这些污物，但基于能耗和设备维护的考虑，先进行流水漂洗。由于牡蛎壳表面凹凸不平，漂洗对于这些地方垢藏的污物没有效果，而超声波却能很好地起作用。目前超声波清洗的频率一般选择在20～70kHz之间［7］，主要是利用超声波在液体中的空化作用，其中频率越高，空化作用越弱［8］。低频率超声波空化强度高，噪声大，适用于清洗污物与清洗件表面结合强度高的场合。高频率空化弱，适用于清洗污物与表面结合力弱的场合，如一些精密仪器的清洗。此时杂物粒子较小，约为微米级［9］。实验的结果也证实了这种结论，低频率超声波更有利于牡蛎清洗。

2.2 牡蛎最佳超声波清洗时间的确定

由图2得知，随着超声波处理时间的延长，清洗效果越好，当处理时间超过5min后，去除杂质比重趋于稳定。从能耗的角度考虑，最佳的处理时间应控制在5min，此时高、中、低各频段的工艺总去除杂质比重分别为2.18%、3.12%和3.73%。

图1 超声波频率对牡蛎清洗效果的影响

图2 超声波时间对牡蛎清洗效果的影响

超声波处理时间对清洗效果有较大的影响，但过长的时间会影响贝类的正常代谢活性，可能导致贝类死亡。曹朝清［10］等探讨了超声波处理对泥蚶死亡率的影响，得出处理时间超过12min后泥蚶的死亡率迅速上升，处理时间以6～10min为宜。在本实验中，牡蛎超声波清洗后，存活率达到100%。将超声波清洗的牡蛎生态冰温保活，9d后存活率依然可以达到95%以上，因此在实验时间设计的范围内，（2.5～7.5min）对于牡蛎而言是安全的，最佳超声波清洗时间5min也是合适的。

2.3 牡蛎超声波清洗方式组合的确定

由图3可以看出，牡蛎漂洗后依次进行低频（26kHz）、中频（47kHz）、高频（70kHz）各清洗2.5min，工艺总去除杂质比重达到4.05%，略高于对照组26kHz清洗7.5min（3.79%）。

由上述结果可知，超声波频率逐渐增大，清洗的污垢粒子更小，可能导致了去除杂质比重上升。但与对照组相比，这种差异并不显著，这可能与牡蛎壳外污物粒子的大小和物理特性有关。多频超声波设备配置昂贵，能耗更高，因此选择单一的频率26kHz。

3 结论

超声波能有效地对牡蛎进行清洗，并且对牡蛎的存活率无显著影响。初步确定最佳的超声波清洗条件为：频率26kHz，处理时间5min，工艺总去除杂质比重能够达到3.73%。超声波在清洗领域有广泛的应用，但在活体生物上运用并不多见。本实验已经证实了超声波对牡蛎清洗具有良好的效果，同时对牡蛎的存活率没有影响。该工艺能有效保证牡蛎后续储运和加工过程中的食品安全，对于贝类的加工和流通具有重要意义。作为一项新技术，超声波还具有杀菌等作用，在清洗过程中牡蛎的一些指标的变化，如微生物和品质等情况值得进一步探讨。

图3 超声波频率分段组合对牡蛎清洗效果的影响

［1］宋利华，周红，王婷婷.贝类中药材动物养殖技术［M］.中国林业出版社，2001：154-155.

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［3］乔庆林，蔡友琼，徐捷，等.采用臭氧系统净化太平洋牡蛎中的大肠杆菌［J］.食品与发酵工业，2004，30（5）：72-75.

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Preliminary study on the ultrasonic cleaning process of oyster

ZHANG Jing-feng1，FEI Xing1，SHEN Jian1，*，ZHENG Xiao-wei1，QIN Xiao-ming2，ZHANG Chao-hua2
（1.Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，Ministry of Agriculture，Fishery Machinery and Instrument Research Institute，Chinese Academy of Fishery Science，Shanghai 200092，China；2.College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524025，China）

Rinsed oyster were cleaned by ultrasonic.Taking the clearance rate of dirt as the parameter index，the ultrasonic frequency，processing time and operation mode combination influencing to cleaning were discussed.The results suggested that the optimum condition of ultrasonic cleaning was：ultrasonic frequency was 26kHz，processing time was 5min，and the clearance rate of dirt was 3.73%（account for the oyster weight of before cleaning）.The oyster showed none death under the cleaning process.After keeping alive at ecological ice temperature for 9 days，the survival rate still reached 95%.

oyster；ultrasonic cleaning；process

TS254.1

B

1002-0306（2011）02-0199-03

2009-10-30 *通讯联系人

张敬峰（1981-），男，研究实习员，主要从事水产品加工装备及工程技术研究。

农业部“948”项目（2006-G42）；现代农业产业技术体系建设（贝类）专项资金。