淡水龍蝦軟罐頭殺菌公式的建立

趙希榮，黃宇

（淮陰工學院生化學院，江蘇淮安223003）

盱眙龍蝦作為全國知名的品牌，已成為富民強縣的支柱產(chǎn)業(yè)，但是盱眙龍蝦局限于烹調(diào)加工，工業(yè)化生產(chǎn)程度較低。作為主要的加工產(chǎn)品，罐制淡水龍蝦大多經(jīng)燒制、真空包裝、滅菌等步驟，但是這些步驟工藝尚不盡完善，尤其在殺菌方面，現(xiàn)有工藝往往借鑒行業(yè)中類似產(chǎn)品的殺菌公式進行殺菌，無法做到針對性，產(chǎn)品往往滅菌不完全而達不到保質(zhì)期的要求或者滅菌過度使產(chǎn)品失去最佳的口感。

圍繞淡水龍蝦軟罐頭加工工藝，重點討論其殺菌公式和預測保質(zhì)期，為龍蝦的深加工、延長貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 食用原料

新鮮淡水龍蝦，購置于市場。白砂糖、食鹽、味精、花椒、十三香、生姜、蔥頭、香油等，市售。

1.1.2 化學試劑及培養(yǎng)基

氫氧化鈉、無水乙醇、葡萄糖、氯化鈉、檸檬酸：AR，國藥集團；牛肉浸膏、蛋白胨、瓊脂：生化試劑，北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；BGLB培養(yǎng)基、Baird－Parker瓊脂平板基、LST培養(yǎng)基：北京陸橋技術有限責任公司；皰肉培養(yǎng)基、卵黃瓊脂培養(yǎng)基：北京奧博星生物技術有限責任公司。

1.1.3 儀器與設備

YXQ－LS－75SⅡ立式壓力蒸汽滅菌器、SPX－250BZ生化培養(yǎng)箱：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；DZ－350/2P真空包裝機：上海青葩食品包裝機械有限公司；ZD－2型自動電位滴定儀：上海大普儀器有限公司；TA plus物性質(zhì)構(gòu)儀：英國LLOAD公司；FA2004N電子天平：上海精科實業(yè)有限公司；YS100雙目生物顯微鏡：日本Nikon公司；HD－930組合式恒溫振蕩培養(yǎng)箱：江蘇太倉市實驗設備廠；BCM－1000A生物潔凈工作臺：蘇凈集團蘇州安泰空氣技術有限公司；DHG－9123A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 淡水龍蝦軟罐頭生產(chǎn)工藝流程

新鮮蝦的驗收→揀選→三道清洗→預煮→冷卻→去殼、頭和腸腺→清洗→瀝干→配調(diào)味液、調(diào)味腌制→煮沸→干燥→真空包裝→殺菌→反水冷卻→保溫→成品

1.2.1.1 預煮

先將食鹽和檸檬酸（5∶1～15∶2，g/g）混合加水配制成溶液，蝦與鹽水比例為 1∶2（g/L），鹽水煮沸后，將蝦倒入煮2 min～3 min，然后將蝦從鍋中撈出，瀝干水分。預煮龍蝦的目的主要是殺菌，其次是防止褐變等變質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生。加入適宜比例的食鹽既可以達到以上目的，又可以使煮出的龍蝦味道鮮美。食鹽的適宜比例為2%～3%。若食鹽的濃度過高，那么味道變咸，使鹽溶蛋白質(zhì)流失過多。若食鹽濃度過低，則其增鮮效果不明顯。同時在預煮水中加入0.4%的檸檬酸，可以結(jié)合金屬離子，從而起到抑制蝦肉的褐變問題[1]。

1.2.1.2 冷卻

通常冷卻過程分為兩部分。預冷卻采用常溫水，隨后進行二冷，二冷采用水溫在4℃～9℃的冷水。經(jīng)過冷卻后使蝦體中心溫度達到15℃以下。低溫加工能使肉類蛋白質(zhì)獲得較為滿意的適度變性，同時也可以基本保持肉纖維的彈性，肉質(zhì)緊實，有較好的咀嚼感。

1.2.1.3 調(diào)味腌制及龍蝦腌制條件的優(yōu)化

將龍蝦仁浸沒在調(diào)味液中，腌制條件為腌制溫度為常溫（20℃），腌制時間2 h。

1.2.1.4 龍蝦的干制

由于產(chǎn)品龍蝦的含水量與得率、保質(zhì)期、色澤、風味均有重要關系，必須優(yōu)化龍蝦的干燥條件，即干燥溫度為40℃，時間為1.5 h，此時產(chǎn)品水分含量為53%～57%[2－3]。

1.2.2 最佳殺菌公式的確立

殺菌公式是指實際殺菌過程中針對具體產(chǎn)品確定的操作參數(shù)。殺菌公式具體規(guī)定了殺菌過程中的時間、溫度和壓力。每一款不同品種和規(guī)格的罐藏食品都有自己的殺菌公式，即使同一品種但凈重不同或罐型不同的產(chǎn)品，其殺菌公式也有可能不同。完整的殺菌公式如下：

式中：t1為升溫時間，即殺菌鍋內(nèi)加熱介質(zhì)由環(huán)境溫度升到規(guī)定的殺菌溫度T所需的時間，min；t2為恒溫時間，即殺菌鍋內(nèi)介質(zhì)溫度達到T后維持的時間，min；t3為冷卻時間，即殺菌介質(zhì)溫度由T降低到出罐溫度所需要的時間，min；T：殺菌操作溫度，即規(guī)定的殺菌鍋溫度，℃；P：反壓，即加熱殺菌或冷卻過程中殺菌鍋內(nèi)需要施加的壓力。

水產(chǎn)品軟罐頭大多屬于低酸性食品，必須采用100℃以上的高溫殺菌工藝。殺菌溫度偏低或殺菌時間不足都會使某些細菌的芽孢得以殘存[4]。

選擇 121 ℃，經(jīng)過 5、8、11、14、17、20、23、26、30 min不同的殺菌時間，記錄P。殺菌后的產(chǎn)品于36℃保存，對產(chǎn)品的理化性質(zhì)及微生物檢測，最終確定最佳殺菌公式。

1.2.3 保質(zhì)期的確定

用得出的最佳殺菌公式對產(chǎn)品進行殺菌，再對產(chǎn)品進行食品儲存期加速測試（ASLT），以確定保質(zhì)期[5－6]。在給定的條件下，產(chǎn)品質(zhì)量的衰退與時間成反比。溫差為10℃的兩個任意溫度下的儲存期的比率Q10=溫度為T時的儲存期/溫度為（T+10℃）的儲存期。

由于 Q10未知，所以選擇溫度 5、20、25、30、36、40℃對產(chǎn)品進行保藏。間隔一定時間檢測產(chǎn)品的微生物指標及理化指標[7]，從而確定Q10，進而確定產(chǎn)品的保質(zhì)期。

如θs為指定溫度下的貨架壽命，則對于任何不為10℃溫度差的ΔT，則有公式：

式中：θS(T1)為指定溫度 T1下的貨架壽命；θS(T2)為特定溫度T2下的貨架壽命；ΔT為T1與T2的溫度差。如此即可得出正常存儲條件下的貨架期[8]。

1.2.4 罐頭食品商業(yè)無菌的檢驗

檢驗方法參照GB/T 4789.26－2003《食品衛(wèi)生微生物學檢驗－罐頭食品商業(yè)無菌的檢驗》。按照GB 4789.2－2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》。按照GB 4789.3－2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》。按照GB 4789.10－2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》。染色法、培養(yǎng)基和試劑的配制按照GB/T 4789.28－2003《食品衛(wèi)生微生物學檢驗－染色法、培養(yǎng)基和試劑》。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)品最佳殺菌公式的確定

根據(jù)GB/T 4789.26－2003《食品衛(wèi)生微生物學檢驗－罐頭食品商業(yè)無菌的檢驗》，對產(chǎn)品進行檢測。產(chǎn)品菌落總數(shù)如表1所示。商業(yè)無菌檢驗結(jié)果如表2所示。

由表2可見，在滅菌恒溫時間大于等于23 min時，產(chǎn)品可以達到滿足商業(yè)無菌的要求。因此，考慮到滅菌恒溫時間越短，對產(chǎn)品的影響越小，及經(jīng)濟原因，可選擇產(chǎn)品的殺菌恒溫時間23 min。則殺菌公式為：[（10 min－23 min－25 min）/121℃]×0.119 7 MPa。

2.2 產(chǎn)品保質(zhì)期的確定

應用ASLT法預測產(chǎn)品的貨架期，依據(jù)GB 4789－2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗》對產(chǎn)品進行微生物檢驗，并檢測產(chǎn)品的pH與質(zhì)構(gòu)指標，結(jié)合產(chǎn)品感官評定評分（見表3和圖1～圖12），作出產(chǎn)品的綜合評價，最終預測得到產(chǎn)品的貨架期[9－10]。

表1 121℃，不同殺菌時間下產(chǎn)品的菌落總數(shù)Table 1 Total bacterial counts at 121℃and different Sterilizing times

表2 121℃，不同殺菌時間下產(chǎn)品的商業(yè)無菌檢驗結(jié)果Table 2 Commercial sterility results at 121℃and different Sterilizing temperatures

感官評定分數(shù)3是可以接受的臨界點，如果達到了這個分數(shù)就說明該產(chǎn)品已經(jīng)達到了儲存期限了。因此可以由表3，圖1～圖12可以得出圖13。

由圖13可得該產(chǎn)品的Q10為2.02，則可以得出在常溫23℃時的預測貨架期為774.5 d，約為774 d。說明在23℃下保存時，該產(chǎn)品的儲存期超過一年，感官評價指數(shù)保持3（可接受范圍）以上。因此，它的商業(yè)儲存期一年是可以得到保證的。

表3 產(chǎn)品穩(wěn)定性結(jié)果Table 3 Stability results of products

圖1 5℃時感官評分隨儲存時間的變化Fig.1 Sensory scores change with storage time at 5℃

圖2 5℃時pH隨儲存時間的變化Fig.2 The pHs change with storage time at 5℃

圖3 20℃時感官評分隨儲存時間的變化Fig.3 Sensory scores change with storage time at 20℃

圖4 20℃時pH隨儲存時間的變化Fig.4 pHs change with storage time at 20℃

圖5 25℃感官評分隨儲存時間的變化Fig.5 Sensory scores change with storage time at 25℃

圖6 25℃pH隨儲存時間的變化Fig.6 pHs change with storage time at 25℃

圖7 30℃時感官評分隨儲存時間的變化Fig.7 Sensory scores change with storage time at 30℃

圖8 30℃時pH隨儲存時間的變化Fig.8 pHs change with storage time at 30℃

圖9 36℃時感官評分隨儲存時間的變化Fig.9 Sensory scores change with storage time at 36℃

圖10 36℃時pH隨儲存時間的變化Fig.10 pHs change with storage time at 36℃

圖11 40℃時感官評分隨儲存時間的變化Fig.11 Sensory scores change with storage time at 40℃

圖12 40℃時pH隨儲存時間的變化Fig.12 pHs change with storage time at 40℃

圖13 溫度與預測儲存期限的關系Fig.13 The relationship between temperature and forecasted storage limit

2.3 不同存放時間下龍蝦質(zhì)構(gòu)的變化

間隔一段時間對龍蝦進行質(zhì)構(gòu)剖面分析（TPA）測定[11]。

2.3.1 不同存放時間下龍蝦硬度的變化

硬度（hardness）表示使物體變形所需要的力。這里指使龍蝦蝦仁變形所需要的力。龍蝦硬度隨存放時間的變化如圖14所示。

圖14 硬度隨存放時間的變化Fig.14 Hardness change with storage time

從圖14中可以發(fā)現(xiàn)，在存放溫度為40℃時，蝦仁的硬度呈先升高后下降的趨勢。存放溫度為5、20、25℃時，蝦仁的硬度呈先下降然后稍有回升的趨勢。存放溫度為30℃時，蝦仁硬度為先下降再上升又下降的波浪型變化。存放溫度為36℃時，蝦仁的硬度則一直呈下降趨勢。

2.3.2 不同存放時間的龍蝦凝聚性的變化

凝聚性（cohesiveness）表示形成食品形態(tài)所需內(nèi)部結(jié)合力的大小。反映蝦肉抵抗受損并緊密連接使其完整的性質(zhì)，反映了細胞間結(jié)合力的大小。龍蝦凝聚性隨存放時間的變化如圖15所示。

圖15 凝聚性隨存放時間的的變化Fig.15 Cohesiveness change with storage time

由圖15可知，在整個保存過程中，隨著保存時間的延長，蝦仁的凝聚性整體呈下降趨勢。在起始階段溫度越高，龍蝦凝聚性下降越明顯。

2.3.3 不同存放時間的龍蝦彈性的變化

彈性（springiness）表示物體在外力作用下發(fā)生形變，當撤去外力后恢復原來狀態(tài)的能力。龍蝦彈性隨存放時間的變化如圖16所示。

圖16 不同存放時間彈性的變化Fig.16 Springiness change with storage time

由圖16可以看出，龍蝦蝦仁的彈性在保存初期基本保持不變。在保存時間為100 d～150 d時，蝦仁彈性則開始上升。在30℃時變化最明顯。而在25℃時，彈性變化最不顯著。

2.3.4 不同存放時間的龍蝦咀嚼度的變化

咀嚼度，又稱咀嚼性（chewiness）表示把固態(tài)食品咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)所需要的能量，與硬度、凝聚性有關。龍蝦咀嚼度隨存放時間的變化如圖17所示。

圖17 不同存放時間咀嚼度的變化Fig.17 Chewiness change with storage time

從圖17中可以看出，在保存期為0～100 d這一階段時，咀嚼度呈緩緩下降趨勢。而在100 d～150 d這個時段，咀嚼度又開始漸漸上升。30℃時，變化最為明顯。

從圖14～圖17可見，產(chǎn)品的硬度、凝聚性、彈性、咀嚼度一般在存放前100天變化緩慢。而在100 d～150 d這個時間段內(nèi)，產(chǎn)品的性質(zhì)會漸漸發(fā)生改變，根據(jù)不同的存放溫度，產(chǎn)品性質(zhì)發(fā)生改變的時間與程度都有所不同。這說明軟罐龍蝦產(chǎn)品在存放時要注意存放環(huán)境的溫度和存放時間，盡量要減少產(chǎn)品性質(zhì)的改變，以保證產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)。

3 結(jié)論

以淡水龍蝦為生產(chǎn)原料，確定了淡水龍蝦軟罐頭的最佳殺菌公式為：[（10 min－23 min－25 min）/121℃]×0.119 7 MPa。應用ASLT法預測產(chǎn)品的貨架期，最終確定Q10為2.02，則可以得出在常溫23℃時的預測貨架期為774.5 d。說明在23℃下保存時，該產(chǎn)品的儲存期超過一年。

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