低溫等離子體對(duì)生食蟹糊微生物含量及品質(zhì)的影響

石蕓潔， 王霈菲， 林慧敏， 鄧尚貴

(浙江海洋大學(xué) 食品與醫(yī)藥學(xué)院， 浙江 舟山 316022)

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低溫等離子體對(duì)生食蟹糊微生物含量及品質(zhì)的影響

石蕓潔， 王霈菲， 林慧敏， 鄧尚貴*

(浙江海洋大學(xué) 食品與醫(yī)藥學(xué)院， 浙江 舟山 316022)

研究了低溫等離子體對(duì)生食蟹糊滅菌效果及品質(zhì)的影響。分析了不同電壓(30，45，60 kV)、不同處理時(shí)間(30，60，90，120 s)下低溫等離子體對(duì)生食蟹糊殺菌率的影響及優(yōu)化殺菌條件下生食蟹糊儲(chǔ)存不同時(shí)間(30，60，90，180 d)時(shí)微生物含量、感官品質(zhì)、pH值、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)和脂肪酸的變化。結(jié)果表明低溫等離子體在60 kV處理90 s時(shí)滅菌效果最好，殺菌率達(dá)97.3%；低溫等離子體可以有效地延長生食蟹糊的貨架期，處理后蟹糊菌落濃度雖然也逐漸上升，但增長速度明顯小于對(duì)照組；對(duì)照組蟹糊60 d時(shí)感官評(píng)定已降至一般，90 d時(shí)已不可接受，但實(shí)驗(yàn)組感官評(píng)定180 d仍為較好；對(duì)照組TVB-N值180 d時(shí)已達(dá)28.66 mg/100 g，而處理組僅為21.28 mg/100 g；低溫等離子體對(duì)生食蟹糊的營養(yǎng)影響不明顯，說明等離子可以在有效殺滅菌類、延長生食蟹糊貨架期的同時(shí)，保持其原有的營養(yǎng)及理化性質(zhì)。

低溫等離子體； 生食蟹糊； 微生物； 品質(zhì)； 脂肪酸

蟹糊是一種營養(yǎng)豐富的傳統(tǒng)腌制生食水產(chǎn)制品, 制作蟹糊的生產(chǎn)設(shè)備和加工過程簡單、耗能少，因此能夠充分保持原料本來的鮮美風(fēng)味和豐富營養(yǎng)，是江浙沿海地區(qū)特色水產(chǎn)食品，居民食用非常普遍[1]。由于加工過程中手工操作較多，蟹糊易受微生物的污染，使產(chǎn)品菌落總數(shù)較高，食用后腹瀉事件時(shí)有發(fā)生[2]。傳統(tǒng)醉蟹糊生產(chǎn)往往通過加大量鹽和酒，控制其微生物數(shù)量以延長保質(zhì)期，導(dǎo)致產(chǎn)品鹽分過高，影響了醉蟹糊風(fēng)味及消費(fèi)者對(duì)低鹽食品的追求；但若降低醉蟹糊用鹽量，菌落總數(shù)易在短期內(nèi)超標(biāo)，而若采用高溫殺菌，蛋白質(zhì)則易凝固收縮而失脆，同時(shí)又喪失醉蟹糊生食特點(diǎn)。因此，如何不破壞醉蟹糊原有風(fēng)味，又能徹底殺滅其中的微生物，延長保質(zhì)期尤其是常溫保質(zhì)期，提高食用安全性，一直是生食水產(chǎn)品加工中的重要課題。

在食品加工中，滅菌技術(shù)是非常關(guān)鍵的技術(shù)之一，它與食品的保鮮、營養(yǎng)、品質(zhì)及風(fēng)味密切相關(guān)。近年來，一些冷滅菌技術(shù)，比如低溫等離子體(atmospheric cold plasma，ACP )、射線、脈沖電場(chǎng)、高功率微波、振蕩磁場(chǎng)等，在食品滅菌中的應(yīng)用逐漸興起。其中，低溫等離子體技術(shù)已被用于對(duì)固態(tài)和液態(tài)食品的消毒滅菌，滅菌效果良好。等離子體由電子、離子、原子、自由原子團(tuán)和紫外光子組成，通常產(chǎn)生于外部電場(chǎng)，當(dāng)氣體適用電壓超過其極限值，氣體就會(huì)電離，其中每一種成分都有使微生物滅活的可能[3-4]。低溫等離子體是相對(duì)于其體系中的高溫電子而言，即在低溫等離子體系中，電子的溫度可達(dá)上千乃至上萬攝氏度，而其中的離子及分子的溫度與常溫相當(dāng)，所以整個(gè)體系在宏觀上表現(xiàn)為常溫[5]。低溫等離子體技術(shù)是一種新穎的非熱能技術(shù)，有殺菌溫度低、速度快、殺菌全面、不產(chǎn)生副產(chǎn)物、不產(chǎn)生有毒殘留物等優(yōu)點(diǎn)[6]，現(xiàn)已證明對(duì)水果、種子、堅(jiān)果、蔬菜、果汁、家禽和肉類及其產(chǎn)品的有效滅菌具有極大的潛力[7]。

實(shí)驗(yàn)選用生食蟹糊作為研究對(duì)象，探索低溫等離子體對(duì)生食蟹糊滅菌效果及營養(yǎng)和理化性質(zhì)的影響。此外，利用低溫等離子體處理生食蟹糊，然后置于冰箱冷藏，每隔30 d檢測(cè)一次生食蟹糊的理化性質(zhì)，觀察低溫等離子體對(duì)生食蟹糊貨架期的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮白蟹((75±3) g)，購于舟山某菜場(chǎng)，帶回實(shí)驗(yàn)室后立即用清水沖洗。去除蟹臍、蟹鰓后用剪刀剪碎，長度約1 cm，然后拌入質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%食鹽，質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%白糖，質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%白酒，用玻璃密封罐盛裝，放入冷藏箱24 h后即為生食蟹糊。

其他試劑：沙氏葡萄糖培養(yǎng)基(SDA)、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(NA)，青島海博生物技術(shù)有限公司；氫氧化鈉、氯化鉀，國藥化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Phenix BK 130/3型低溫等離子體處理儀，美國鳳凰科技公司；JB- CJ- 1FXS型超凈工作臺(tái)，蘇州佳寶凈化工程設(shè)備有限公司；FSH- 2型高速可調(diào)勻漿機(jī)，武漢格萊莫檢測(cè)設(shè)備有限公司；LDZX- 50FBS型立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 低溫等離子體對(duì)蟹糊殺菌率的測(cè)定

根據(jù)GB/T 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行處理。稱取10 g蟹糊，加入90 mL無菌蒸餾水，高速振蕩后制成質(zhì)量(g)與體積(mL)比為1∶10的均勻稀釋液，并依次10倍稀釋。取1∶100和1∶1 000的稀釋液倒平板，每個(gè)稀釋度倒2個(gè)平板，25 ℃培養(yǎng)48 h計(jì)數(shù)。殺菌率按照式(1)計(jì)算：

殺菌率=[(N0-N1)/N0]×100%。

(1)

式中：N0為對(duì)照組菌落總數(shù)，CFU/g；N1為處理組菌落總數(shù)，CFU/g。

1.3.2 低溫等離子體對(duì)蟹糊品質(zhì)的影響

低溫等離子體處理后的蟹糊為處理組，未經(jīng)處理的蟹糊為對(duì)照組，分別使用50 mL無菌玻璃瓶盛放并放置于4 ℃冷藏箱中進(jìn)行貯藏。檢測(cè)處理組以及對(duì)照組的蟹糊在貯藏0，30，60，90，180 d時(shí)微生物含量、感官品質(zhì)、pH值、揮發(fā)性鹽基總氮及脂肪酸含量變化。

1.3.2.1 蟹糊感官評(píng)定

感官評(píng)定小組分別對(duì)低溫等離子體處理前后的蟹糊進(jìn)行感官評(píng)分，感官品質(zhì)評(píng)價(jià)小組由10名評(píng)定人員組成，評(píng)分細(xì)則如表1，可接受性評(píng)分由風(fēng)味、口感、色澤、外觀4個(gè)項(xiàng)目得分相加所得，最終感官得分以平均得分表示。

表1 蟹糊感官評(píng)分細(xì)則

1.3.2.2 pH值的測(cè)定

根據(jù)GB/T 5009.237—2016《食品pH值的測(cè)定》，分別取10 g切碎后的蟹糊，置于100 mL 0.1 mol/L氯化鉀溶液中，高速可調(diào)勻漿機(jī)10 000 r/min處理1 min后使用pH計(jì)測(cè)定。

1.3.2.3 TVB-N值的測(cè)定

揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)含量，按照GB 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中微量擴(kuò)散法測(cè)定，測(cè)試3個(gè)平行，取平均值。

1.3.2.4 脂肪酸的測(cè)定

按鄭捷等[8]的方法進(jìn)行蟹糊脂肪的提取及脂肪的甲酯化。

色譜GC條件：色譜柱為 HP- 5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱溫初始40 ℃，保持4 min，以10 ℃/min升到160 ℃，再以8 ℃/min升到250 ℃保持6 min。汽化室溫度250 ℃，載氣為氦氣，流量為恒流1 mL/min，分流比1∶10，進(jìn)樣量1 μL。

質(zhì)譜MS條件：離子源溫度220 ℃，電子能量70 eV，質(zhì)量范圍m/z40～550 u，溶劑切除時(shí)間3 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫等離子體對(duì)蟹糊殺菌率的影響

圖1 不同處理?xiàng)l件對(duì)蟹糊殺菌率的影響Fig.1 Effect of atmospheric cold plasma treatment on microbial quantity

相同處理時(shí)間，不同處理電壓，殺菌率呈先上升后平緩的趨勢(shì)，因?yàn)殡S著電壓的升高，放電功率增加，增加高能粒子的密度，因此殺菌率提高[9](見圖1)。當(dāng)處理電壓為60 kV 時(shí)，殺菌率達(dá)到最高值，之后殺菌率維持穩(wěn)定。可能是因?yàn)楦唠妷簳r(shí)氣體碰撞加劇，電離狀態(tài)不穩(wěn)定，各類粒子進(jìn)一步聚合或反應(yīng)消耗，有效殺菌成分不再增加。相同處理電壓，不同處理時(shí)間，隨著處理時(shí)間的增加，殺菌率逐漸升高；當(dāng)處理時(shí)間大于90 s 時(shí)，殺菌率達(dá)97.3%，120 s時(shí)幾乎不再上升。Kim等[10]研究等離子體對(duì)辣椒表面的殺菌作用，發(fā)現(xiàn)等離子體電壓和處理時(shí)間對(duì)殺菌效率有顯著影響，電壓增高，殺菌率增大，時(shí)間越長殺菌率越高。Misra等[4]的研究表明殺菌率隨時(shí)間延長先上升后平緩，與本研究結(jié)果一致。這可能是由于處理時(shí)間的延長，產(chǎn)生的活性氧自由基等殺菌物質(zhì)濃度逐漸增加，90 s后已超過能與表面細(xì)菌充分反應(yīng)的濃度；此外，由于低溫等離子體是一種表面殺菌技術(shù)[11]，對(duì)蟹糊內(nèi)部的細(xì)菌殺菌作用有限，故蟹糊整體的殺菌率不再持續(xù)快速上升。后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇60 kV，90 s為優(yōu)化處理時(shí)間。

2.2 低溫等離子體對(duì)蟹糊貨架期的影響

未經(jīng)低溫等離子體處理的蟹糊置于冰箱4 ℃冷藏時(shí)，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，菌落濃度逐漸上升，90 d后，微生物菌落濃度已達(dá)3.2×105CFU/mL(見表2)。經(jīng)低溫等離子體60 kV, 90 s處理后的蟹糊置于冰箱4 ℃冷藏，30 d后檢測(cè)，菌落濃度與對(duì)照組相比明顯降低。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，菌落濃度雖然也逐漸上升，但增長速度明顯慢于對(duì)照組。

表2 不同儲(chǔ)藏時(shí)間蟹糊中微生物的濃度

2.3 低溫等離子體對(duì)蟹糊感官評(píng)定的影響

評(píng)分小組的綜合評(píng)定結(jié)果見圖2。 低溫等離子體處理前后蟹糊感官品質(zhì)無明顯變化，在樣品的整個(gè)貯藏過程中，處理組與對(duì)照組感官評(píng)分值均處于下降趨勢(shì)，且在60 d后呈明顯下降趨勢(shì)，但經(jīng)低溫等離子體滅菌處理后的蟹糊品質(zhì)高于對(duì)照組的樣品。蟹糊初始感官評(píng)分均為 20；60 d后，對(duì)照組的感官評(píng)分降到10.8，感官品質(zhì)為一般，處理組降到15.2，感官品質(zhì)為較好；90 d后，對(duì)照組感官評(píng)分為3.3，已降為5分以下，達(dá)到變質(zhì)水平；180 d后，對(duì)照組降到2.6，為很差，處理組降到13.5，感官品質(zhì)仍為較好。因此可知，低溫等離子體對(duì)保持蟹糊品質(zhì)、延長貯藏期有一定的功效。

圖2 低溫等離子體處理前后蟹糊感官品質(zhì)隨貯藏時(shí)間的變化Fig.2 Changes of sensory quality during storage time

2.4 低溫等離子體對(duì)蟹糊pH值的影響

未經(jīng)處理的蟹糊pH值為7.84左右，經(jīng)過低溫等離子體處理后蟹糊的pH值為7.87左右，無明顯變化(見圖3)。隨貯藏時(shí)間延長兩組蟹糊pH值均呈略微下降再上升的趨勢(shì)。pH值的下降是蟹糊糖酵解使乳酸、磷酸積聚和 ATP 酶活力增強(qiáng)導(dǎo)致的[12]，后呈上升趨勢(shì)是由于蟹糊中的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸和其他堿性物質(zhì)，與此同時(shí)微生物利用這些物質(zhì)產(chǎn)生氨和胺類[13]。

圖3 低溫等離子體處理前后蟹糊pH值隨貯藏時(shí)間的變化Fig.3 Changes of pH during storage time

2.5 低溫等離子體對(duì)蟹糊TVB-N值的影響

TVB-N值是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品腐敗程度的重要指標(biāo)之一，是指由于腐敗細(xì)菌和內(nèi)源性酶的作用，水產(chǎn)品在貯藏過程中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨和胺類等堿性的含氮揮發(fā)性物質(zhì)[14]。GB 10136—2015 《動(dòng)物性水產(chǎn)制品》中的TVB-N上限值為25 mg/100 g。

低溫等離子體處理前樣品的TVB-N值為16.78 mg/100 g，TVB-N 含量隨著貯藏時(shí)間延長而增加(見圖4)，增加原因可能是隨著腐敗細(xì)菌進(jìn)行曲線或線性增加，其分解代謝導(dǎo)致三甲胺、二甲胺、單乙胺、氨和其他揮發(fā)性堿的積累[15]。而低溫等離子體處理后的樣品其TVB-N初始值為18.14 mg/100 g，比對(duì)照組高，但儲(chǔ)藏過程中上升速度明顯低于對(duì)照組，180 d時(shí)對(duì)照組TVB-N值已超過上限值，達(dá)28.66 mg/100 g，而處理組僅為21.28 mg/100 g，說明低溫等離子體處理可以有效地保持蟹糊的品質(zhì)，從而延長蟹糊保質(zhì)期。

圖4 低溫等離子體處理前后蟹糊TVB-N值隨貯藏時(shí)間的變化Fig.4 Changes of TVB-N value during storage time

2.6 低溫等離子體對(duì)蟹糊脂肪酸的影響

蟹糊中脂肪酸組成如表3，可見生食蟹糊脂肪酸種類豐富，含25種脂肪酸，且低溫等離子體處理前后蟹糊脂肪酸在種類上一致。飽和脂肪酸含量上除C10:0(癸酸)、C17:0(十七烷酸)及C22:0(二十二烷酸)略有增加外，其余脂肪酸含量都相對(duì)持平或略微減少；而不飽和脂肪酸中C18:1ω9(油酸)、C18:2ω6(亞油酸)、C20:1(二十碳烯)、C20:5ω3(二十碳五烯酸(EPA))略有增加外，其余不飽和脂肪酸含量都相對(duì)持平或略微減少?？赡艿蜏氐入x子體處理過程中高電壓處理導(dǎo)致溫度微升，使得脂肪酸氧化有所減少，飽和脂肪酸含量降低3.98%，不飽和脂肪酸量降低1.64%，總體上來說對(duì)蟹糊脂肪酸影響不明顯。

表3 蟹糊脂肪酸含量變化

3 結(jié) 論

利用低溫等離子體對(duì)生食蟹糊進(jìn)行了處理，通過一系列的檢測(cè)手段研究了低溫等離子體對(duì)生食蟹糊理化性質(zhì)及營養(yǎng)的影響，主要結(jié)論如下：

1)低溫等離子體可以快速并且有效地殺滅生食蟹糊中的微生物。優(yōu)化滅菌條件為60 kV處理90 s，殺菌率可達(dá)97.3%。

2)低溫等離子體可以有效地延長生食蟹糊的貨架期。生食蟹糊先經(jīng)低溫等離子體處理不同時(shí)間，再放入冰箱4 ℃冷藏，每隔30 d取出一定量來測(cè)定細(xì)菌總數(shù)、感官品質(zhì)、pH值及TVB-N值，發(fā)現(xiàn)經(jīng)低溫等離子體處理的蟹糊隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，菌落濃度雖然也逐漸上升，但增長速度明顯慢于對(duì)照組。對(duì)照組60 d時(shí)感官評(píng)定已降至一般，90 d時(shí)已不可接受；180 d時(shí)對(duì)照組TVB-N值已超過上限值，達(dá)28.66 mg/100 g，而處理組僅為21.28 mg/100 g，說明低溫等離子體處理可以有效地保持蟹糊的品質(zhì)，從而延長蟹糊保質(zhì)期。

3)低溫等離子體對(duì)生食蟹糊的營養(yǎng)影響不明顯，說明等離子體可以在有效殺滅菌類、延長生食蟹糊貨架期的同時(shí)，保持其原有的營養(yǎng)及理化性質(zhì)。

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(責(zé)任編輯：檀彩蓮)

Effect of Atmospheric Cold Plasma on Microbial Content and Quality of Raw Crab Paste

SHI Yunjie, WANG Peifei， LIN Huimin, DENG Shanggui*

(SchoolofFoodandMedicine,ZhejiangOceanUniversity,Zhoushan316022,China)

This study evaluated the microbial and physicochemical characteristics of raw crab paste treated with atmospheric cold plasma (ACP). The ACP was applied to raw crab paste samples for periods of 30, 60, 90, and 120 s under different voltage (30, 45, 60 kV). The changes of bacterial growth rate, the sensory quality, pH, total volatile basic nitrogen (TVB-N) and fatty acids were tested. The results showed that the best sterilization effect of ACP was 90 s at 60 kV while the sterilization rate reached 97.3%. The ACP could effectively prolong the shelf life of raw crab paste. The bacterial growth rate of experimental group was significantly slower than that of the control group. The sensory evaluation of control group has been reduced to a general level on the 60 days and could not accept at 90 days, while the experimental group was still good on the 180 days. The TVB-N value of the control group was 28.66 mg/100 g, while the experimental group was only 21.28 mg/100 g. The ACP had little effect on the nutritional of raw crab paste. It can be concluded that the ACP could effectively reduce the micro organism and protect quality of raw crab paste and prolong the shelf life.

atmospheric cold plasma; raw crab paste; microorganism;quality; fatty acid

10.3969/j.issn.2095-6002.2017.02.007

2095-6002(2017)02-0045-06

石蕓潔， 王霈菲， 林慧敏， 等. 低溫等離子體對(duì)生食蟹糊微生物含量及品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2017,35(2):45-50. SHI Yunjie, WANG Peifei，LIN Huimin, et al. Effect of atmospheric cold plasma on microbial content and quality of raw crab paste[J]. Journal of Food Science and Technology, 2017,35(2):45-50.

2017-03-01

海洋公益性行為科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(201305013)；浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃暨新苗人才計(jì)劃項(xiàng)目(2016R411035)。

石蕓潔，女，本科生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程；

*鄧尚貴，男，教授，博士，主要從事水產(chǎn)品精深加工方面的研究，通信作者。

TS254.5

A