超高壓處理對鮮毛肚的殺菌效果及品質(zhì)的影響

王曉瓊，畢秀芳*，劉歡，邢亞閣，車振明，李明元

1(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都，610039)2(宜賓西華大學(xué)研究院，四川 宜賓，644000)

毛肚是牛胃的瓣胃部分，是牛的副產(chǎn)品，也是食品行業(yè)的傳統(tǒng)菜品之一[1]。在國外，毛肚因為其粘接度數(shù)值與色度數(shù)值的評分很低，基本上不會作為重組肉質(zhì)產(chǎn)品的原物質(zhì)材料，所以國外處理加工毛肚的方式，通常都是丟棄或者出口到中國[2]。在我國，毛肚作為一種肉制品，主要食用方式是火鍋燙煮，在國內(nèi)的消費地區(qū)以川渝為主，近年來逐漸向其他省份擴(kuò)展，消費量逐年上升[3-5]。然而毛肚作為反芻類動物的消化器官，瘤胃里存在很多的消化道微生物，如果清理不干凈，將會嚴(yán)重影響人的身體健康[6]。外國研究人員采用γ-射線輻照等技術(shù)，對即食牛肚中微生物進(jìn)行控制，取得了良好的效果[7]。目前，我國毛肚的加工一般經(jīng)過人工清洗、簡單修整后直接置于冷庫凍藏，因此在銷售及消費過程中存在微生物超標(biāo)等嚴(yán)重的安全隱患。傳統(tǒng)低溫保存，雖能夠較好地保留產(chǎn)品的營養(yǎng)價值和風(fēng)味，但未進(jìn)行有效的殺菌處理，在后期的貯藏、運輸、銷售過程中，易導(dǎo)致產(chǎn)品腐敗變質(zhì)[8]。

超高壓技術(shù)(ultra-high pressure processing，UHP)作為一種非熱殺菌手段，是對食品物料施加100～1 000 MPa的壓力，進(jìn)而殺死其中的細(xì)菌、霉菌與酵母菌等，同時可以維持食品中的營養(yǎng)成分與感官品質(zhì)[9-10]。陳淑花等[11]研究發(fā)現(xiàn)，超高壓協(xié)同低溫處理能明顯提高黃花魚的魚肉食用品質(zhì)，使魚肉質(zhì)地與微觀組織得到明顯改善，殺菌效果也很顯著。郭光平等[12]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)400 MPa-10 min超高壓處理后的醬牛肉可在4 ℃下貯藏25 d，且感官品質(zhì)較好。這些研究為超高壓技術(shù)在肉制品加工中的應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。目前，關(guān)于超高壓處理對鮮毛肚的微生物及品質(zhì)的影響研究還未報道。本文以鮮毛肚為主要原材料，探討超高壓處理時間、壓力對鮮毛肚菌落總數(shù)、顏色、硬度的影響，以期為鮮毛肚貯藏保鮮技術(shù)提供參考，同時也有助于推動鮮毛肚產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗所用鮮毛肚購買于四川省成都市紅光沃爾瑪超市，挑選新鮮毛肚，存放于4 ℃的冰箱中備用。

NaCl(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；平板計數(shù)瓊脂，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HNY-2102C立式智能恒溫培養(yǎng)振蕩器，天津市歐諾儀器設(shè)備股份有限企業(yè)；DK-98-II電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；DpH電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SW-CJ-1FD潔凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；SFG-02.400電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；TA-XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀，英國TAXT2i特征分析穩(wěn)定處理系統(tǒng)有限公司；HPP600MPa-5L超高壓設(shè)備，上海沃迪智能裝備股份有限公司；WF32-16MM色差儀設(shè)備，深圳市威福光電科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 鮮毛肚的預(yù)處理

鮮毛肚從超市購買后，將其切為6.0 cm×1.5 cm左右的鮮毛肚條，用流水洗滌3次后，瀝凈表面水分，按照150 g每袋規(guī)格裝入蒸煮袋并進(jìn)行真空包裝。

1.3.2 超高壓對鮮毛肚的處理

選取不同壓力和不同時間處理包裝好的鮮毛肚，以菌落總數(shù)、剪切力和毛肚顏色變化為指標(biāo)，篩選出較優(yōu)的超高壓殺菌條件。不同超高壓壓力處理：超高壓壓力設(shè)定為200、300、400、500、600 MPa，保壓時間為10 min，溫度為25 ℃。不同超高壓時間處理：超高壓壓力400 MPa，保壓時間為2、4、6、8、10、12、14 min，溫度為25 ℃。以未經(jīng)超高壓處理的毛肚為對照組。將真空包裝好的毛肚樣品放入超高壓處理室，以水為傳壓介質(zhì)，升壓階段趨于線性，升壓速率約為7.1 MPa/s，保壓期間壓力波動(5%，卸壓時間短于0.5 min。

1.3.3 菌落總數(shù)的測定

按照GB 4789.2—2016食品衛(wèi)生微生物學(xué)細(xì)菌群落總數(shù)檢測的相關(guān)操作，進(jìn)行微生物菌落總數(shù)的計數(shù)，結(jié)果以對數(shù)值表示。

1.3.4 鮮毛肚剪切力的測定

參考夏秀芳等方法[13]，略作修改。采用質(zhì)構(gòu)儀，對樣品進(jìn)行測定，樣品厚度為0.4 cm，測定時運用HDP/BSW剪切探頭，測定條件為：測定前速度2.0 mm/s，測試速率2.0 mm/s，測試后速率10.0 mm/s，距離10.0 mm，觸發(fā)力15.0 g，時間5 s。所有測試均重復(fù)3次求平均值。

1.3.5 鮮毛肚顏色的測定

鮮毛肚顏色測定是在25 ℃且光線黑暗控制條件下，使用色差儀測出鮮毛肚的亮度數(shù)值(L*)，紅度數(shù)值(a*)與黃度數(shù)值(b*)，并且計算總色差值(ΔE)，計算方法如公式(1)所示：

(1)

1.3.6 超高壓處理后鮮毛肚貯藏期的微生物及品質(zhì)變化

利用篩選出的超高壓條件處理鮮毛肚，再將處理過的毛肚樣品放置在4.0 ℃冷藏條件下貯藏18 d，每3 d對樣品的菌落總數(shù)、顏色、剪切力進(jìn)行測定，確定鮮毛肚的貯藏期。

1.3.7 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Origin 8.5進(jìn)行統(tǒng)計并繪圖；采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析。所有實驗重復(fù)2次。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓處理壓力對鮮毛肚的影響

2.1.1 不同超高壓處理壓力對鮮毛肚菌落總數(shù)的影響

由圖1可知，未處理樣品的菌落總數(shù)為5.05個對數(shù)值，處理時間為10 min時，鮮毛肚的菌落總數(shù)隨著超高壓壓力的升高呈減小趨勢。當(dāng)處理壓力為400 MPa時，菌落總數(shù)發(fā)生顯著性減少(P<0.05)，與未處理相比下降了1.22個對數(shù)值。當(dāng)壓力達(dá)到400 MPa以上時，鮮毛肚菌落總數(shù)的減少趨勢變緩。張大力等[14]研究發(fā)現(xiàn)牛肚菌落總數(shù)隨著超高壓(20 ℃-8 min-250～450 MPa)處理壓力的升高呈減少趨勢。在相同保壓時間與介質(zhì)溫度下，壓力增大對細(xì)菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁損傷、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞內(nèi)酶活力及細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸影響越大，因而細(xì)菌受到的傷害越大，殺菌越徹底[15-16]。因此，壓力在400～600 MPa，超高壓對鮮毛肚殺菌取得了較好的效果。

圖1 不同處理壓力對毛肚菌落總數(shù)的影響

2.1.2 不同超高壓處理壓力對鮮毛肚剪切力的影響

不同超高壓壓力下鮮毛肚剪切力的變化如表1所示。由表1可知，200 MPa的超高壓處理未使毛肚剪切力發(fā)生顯著性變化(P>0.05)；而300～600 MPa的超高壓處理使毛肚剪切力發(fā)生顯著性下降，但不同處理壓力之間無顯著性差異(P>0.05)，400 MPa的超高壓處理使鮮毛肚的剪切力下降了4.57 N。王碩等[17]研究超高壓處理牛排，發(fā)現(xiàn)在100～500 MPa保壓10 min，隨著壓力的增加剪切力逐漸減小，當(dāng)壓力為300 MPa時牛排剪切力值顯著下降。超高壓處理可使毛肚剪切力減小，可能是因為肌肉組織的細(xì)胞膜受壓破壞，使Ca2+離子釋放，激活鈣激活蛋白酶使蛋白質(zhì)水解，令肌肉及肌肉組織間連接破壞，而導(dǎo)致毛肚嫩化[17]。以上結(jié)果表明300～600 MPa的超高壓可使毛肚剪切力發(fā)生明顯減少，達(dá)到顯著的嫩化效果。

表1 不同處理壓力對鮮毛肚剪切力及顏色的影響

注：a、b等不同字母表示同一列中差異顯著(P<0.05)(下同)

2.1.3 不同超高壓處理壓力對鮮毛肚顏色的影響

由不同超高壓壓力下鮮毛肚顏色的變化如表1所示。隨著壓力的增加，L*值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當(dāng)壓力為600 MPa時，L*值最小，鮮毛肚顏色最暗。不同超高壓壓力對a*值的影響不顯著(P>0.05)。隨著超高壓壓力的增加，b*值先減小后增加，當(dāng)處理壓力為400 MPa時，鮮毛肚的L*、a*、b*值與未處理相比無明顯差異(P>0.05)，并且ΔE值在2～4，說明無肉眼可見的顏色變化。以上結(jié)果表明超高壓能較好保持鮮毛肚的顏色。

綜上所述，在400 MPa時鮮毛肚的菌落總數(shù)發(fā)生顯著性減少(P<0.05)；同時剪切力較低；L*、a*、b*值與未處理相比無顯著性變化，對鮮毛肚顏色影響小，且較低的壓力對設(shè)備的損耗小，因此選擇400 MPa進(jìn)行后續(xù)研究。

2.2 超高壓處理時間對鮮毛肚的影響

2.2.1 不同超高壓處理時間對鮮毛肚菌落總數(shù)的影響

由圖2可知，隨著超高壓處理時間的延長，鮮毛肚菌落總數(shù)呈現(xiàn)減少的趨勢。400 MPa-14 min處理使鮮毛肚中菌落總數(shù)下降最大，下降1.97個對數(shù)值。周頔等[19]研究超高壓協(xié)同保鮮劑(0.030%的溶菌酶和0.50%的殼聚糖)處理鹵牛肉，發(fā)現(xiàn)在300 MPa的壓力下，隨著保壓時間(0～25 min)的延長，菌落總數(shù)呈現(xiàn)顯著下降趨勢，最大下降了0.45個對數(shù)值。張大力等[14]研究超高壓處理牛肚，在350 MPa-25 ℃-6～14 min的條件下，發(fā)現(xiàn)隨著保壓時間的增加，牛肚中的菌落總數(shù)先快速后緩慢下降，其中10～12 min菌落總數(shù)無明顯變化(P>0.05)。以上結(jié)果表明在一定時間內(nèi)增加保壓時間可顯著提高滅菌效果。

圖2 不同處理時間對菌落總數(shù)的影響

2.2.2 不同超高壓處理時間對鮮毛肚剪切力的影響

不同超高壓處理時間下鮮毛肚剪切力的變化如表2所示。隨著超高壓時間的增加，鮮毛肚的剪切力呈現(xiàn)顯著性下降(P<0.05)。當(dāng)處理時間為12 min時，剪切力達(dá)到最小，比未處理減小了30.46%。尚志遠(yuǎn)等[20]研究超高壓處理馬鹿肉，發(fā)現(xiàn)在250 MPa的壓力下隨著保壓時間(7～22 min)的延長剪切力值呈現(xiàn)減小趨勢。增加保壓時間毛肚剪切力減小可能是因為肌肉纖維受機(jī)械力的作用，使內(nèi)肌凍蛋白與肌球蛋白的結(jié)合解離更完全[20]。

2.2.3 不同超高壓處理時間對鮮毛肚顏色的影響

不同超高壓處理時間對鮮毛肚顏色影響如表2所示。隨著超高壓時間的增加，L*值與b*值發(fā)生變化，但無明顯規(guī)律；a*值隨著超高壓時間的增加呈現(xiàn)先逐漸增加后減少的趨勢(P<0.05)。當(dāng)處理時間為12 min時，鮮毛肚的L*和a*與未處理相比無明顯差異(P>0.05)，而b*值有所下降。處理14 min后鮮毛肚的a*值與未處理相比發(fā)生顯著性地降低，可能是因為處理時間過長破壞了還原酶系統(tǒng)，還原反應(yīng)被抑制，從而使高鐵肌紅蛋白比例增加[21]，但ΔE值均在2～4，說明無肉眼可見的顏色變化，表明超高壓處理能較好保持鮮毛肚的顏色

綜上所述，由于鮮毛肚在10～12 min時菌落總數(shù)變化不顯著(P<0.05)，可知最佳處理時間為10～12 min。而處理12 min時剪切力最低，并且對其顏色影響較小，因此選擇處理時間12 min進(jìn)行后續(xù)研究。

表2 不同處理時間對鮮毛肚剪切力及顏色的影響

注：a、b等不同字母表示同一列中顯著差異(P<0.05)

2.3 貯藏期間鮮毛肚的微生物及品質(zhì)變化

2.3.1 貯藏期間鮮毛肚菌落總數(shù)的變化

鮮毛肚經(jīng)過400 MPa的超高壓處理12 min后，置于4 ℃條件下貯藏。貯藏期間鮮毛肚菌落總數(shù)的變化如圖3所示。在貯藏期間，菌落總數(shù)呈現(xiàn)先緩慢增加(0～12 d)后迅速增加(12～18 d)的趨勢。當(dāng)貯藏時間為12 d時，與第0天相比，增加了0.71個對數(shù)值，但未超過1×104CFU/g，符合肉質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)菌落總數(shù)一般建議標(biāo)準(zhǔn)[22](新鮮肉低于1×104CFU/g，變質(zhì)肉超過1×106CFU/g)，說明超高壓處理能夠有效抑制微生物的生長。當(dāng)貯藏18 d時，菌落總數(shù)為6.89個對數(shù)值，與第0天相比，增加了3.63個對數(shù)值。在貯藏期間，菌落總數(shù)先緩慢上升后快速上升的變化趨勢可能是因為超高壓殺菌處理后對微生物細(xì)胞造成了損傷，一部分損傷細(xì)胞在適應(yīng)了生長環(huán)境后開始迅速繁殖[12]。

圖3 超高壓處理后4 ℃貯藏過程中鮮毛肚菌落總數(shù)的變化

2.3.2 貯藏期間鮮毛肚剪切力的變化

剪切力值在一定程度上反映了肌肉中肌原纖維、結(jié)締組織記憶肌肉脂肪的含量、分布和化學(xué)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。貯藏期間鮮毛肚剪切力變化趨勢如表3所示。隨著貯藏時間的增加，鮮毛肚剪切力未發(fā)生顯著性變化(P>0.05)。這可能是因為毛肚經(jīng)過超高壓處理后肌肉中的內(nèi)源蛋白酶-鈣激活酶使肌肉蛋白充分水解，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，同時貯藏溫度較低，因此剪切力未發(fā)生進(jìn)一步變化。

表3 超高壓處理后4 ℃貯藏過程中鮮毛肚剪切力和顏色變化

2.3.3 貯藏期間鮮毛肚顏色的變化

超高壓處理后鮮毛肚貯藏期間L*、a*、b*值變化情況如表3所示。在貯藏期間，L*、a*、b*值變化幅度較小，變化無規(guī)律且不顯著(P>0.05)。曹瑋等[23]研究發(fā)現(xiàn)超高壓(400 MPa-30 min-40 ℃)處理后，鵝肉在貯藏期間的L*、a*值變化均不顯著。這可能是因為超高壓處理后，鮮毛肚顏色已經(jīng)穩(wěn)定，受貯藏時間影響較小。以上結(jié)果說明超高壓處理可維持鮮毛肚在貯藏期的顏色，使其不受貯藏時間而發(fā)生變。

綜上所述，0～12 d鮮毛肚菌落總數(shù)未超過1×104CFU/g，能夠初步確定超高壓處理后毛肚在4 ℃冷藏條件下，貯藏期為12 d。在貯藏過程中，毛肚的剪切力和顏色均無顯著性變化。

3 結(jié)論

超高壓處理鮮毛肚的最佳處理條件為壓力400 MPa、時間12 min。與未處理相比，400 MPa-12 min處理可使鮮毛肚的菌落總數(shù)顯著下降，剪切力最低，并且對其顏色影響較小。經(jīng)過此條件處理的毛肚，在4 ℃條件下可貯藏12 d，微生物數(shù)量達(dá)標(biāo)，顏色和剪切力未發(fā)生顯著性變化(P>0.05)。本實驗結(jié)果證實，超高壓處理有利于降低鮮毛肚中的微生物數(shù)量，與此同時維持了毛肚的品質(zhì)特性，可作為一種新型的鮮毛肚貯藏保鮮技術(shù)。