納米氧化鋅結(jié)合低頻微波殺菌對紅酥雞菜肴品質(zhì)及貨架期的影響

王婧宇，張 慜*，楊朝暉

（1.江南大學 食品學院，江蘇無錫 214122；2.揚州冶春食品生產(chǎn)配送股份有限公司，江蘇揚州225007）

雞肉由于其細膩的肌肉纖維，較低的脂肪含量，較高的多不飽和脂肪酸含量等優(yōu)點，消費量在不斷增加[1-4]。 紅酥雞菜肴是中國揚州地區(qū)的特色菜肴之一。 但是由于其營養(yǎng)豐富，水分活度較高，非常容易被微生物污染。 另外，紅酥雞菜肴熟制以后，從冷卻到包裝的一系列過程都非常容易被污染，從而使產(chǎn)品真空包裝后的初始微生物較多，大大縮短了貨架期。

熱處理是最常用的殺菌方法之一，高溫高壓殺菌雖然可以殺滅孢子在內(nèi)的所有微生物，有較長的貨架期，但是處理過的產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)、口感、風味等會遭到極大的破壞[6]。 繼納米銀之后，出現(xiàn)了新型抑菌劑納米氧化鋅，該產(chǎn)品較為穩(wěn)定、安全，對食品中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和芽孢桿菌等細菌以及一些真菌有不錯的抑菌效果[7，8]。 Chau C F 等[9]發(fā)現(xiàn)較低濃度的ZnO 的毒副作用幾乎可以忽略。低頻（915 MHz） 微波的穿透深度比2 450 MHz 微波大，能夠穿透大件物品而樣品表面又不至于加熱過度，同時還能較好的保持樣品的營養(yǎng)成分[10]。

作者采用納米氧化鋅與低頻微波結(jié)合的方法處理紅酥雞菜肴，解決了納米氧化鋅單獨作用時殺菌力弱的缺點，延長貨架期的同時又保證了較好的品質(zhì)，為肉制品的殺菌提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料

紅酥雞：揚州冶春食品生產(chǎn)配送股份有限公司提供；納米氧化鋅：上海允復納米科技有限公司提供。

1.2 儀器和設(shè)備

納米粒度及Zeta 電位儀：英國MALVERN 公司產(chǎn)品；WL5L-01 型915 MHz 低頻微波發(fā)生器：南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司產(chǎn)品；LDZX-30KBS 型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；SPX 型智能生化培養(yǎng)箱：南京實驗儀器廠產(chǎn)品；SW-CJ-10 型超凈工作臺：蘇州凈化設(shè)備廠產(chǎn)品；CJJ78-1 型磁力攪拌器：金壇市大地自動化儀器廠產(chǎn)品；Nomad 型便攜式光纖測溫儀：加拿大NEOPTIX 公司產(chǎn)品；DZQ 型真空包裝機：上海尤溪機械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；TA -XT2i 型物性測試儀：英國Stable Microsystems 公司產(chǎn)品；CR-400 型全自動色差計：日本KONICA-MINOLTA 公司產(chǎn)品；TS-5000Z 型智能味覺系統(tǒng)：日本 INSENT 公司產(chǎn)品；Toledo 320S 型pH 計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn)品。

1.3 實驗方法

1.3.1 紅酥雞加工工藝及操作要點 以冷凍的雞腿肉和五花肉為原料，解凍后，將去皮的五花肉攪成末，蔥和生姜切成末，然后把生姜末、蔥末、調(diào)料包及五花肉末一起放入真空滾揉機中真空滾揉30 min。 去骨的雞腿肉提前用蒸汽蒸制后，將肉泥放在雞腿上抹平后再用蒸汽蒸制，然后切成5 cm×5 cm 的塊，每塊約50 g。 設(shè)置夾層鍋的氣壓強度為1 MPa，將紅酥雞在油溫為150 ℃的油鍋中炸制5 min，撈出瀝干；調(diào)整夾層鍋氣壓強度，放入油調(diào)料包、加入蔥姜，煸炒后，再加入炸制好的紅酥雞，鹵制20 min，撈出晾涼后真空包裝，（4±2） ℃冷藏。

1.3.2 納米氧化鋅分散液的制備 取0.1 g 納米氧化鋅及15 mg 六偏磷酸鈉（分散保護劑）用滅菌蒸餾水定容到100 mL，制成質(zhì)量分數(shù)0.1%的納米氧化鋅分散液，使用磁力攪拌器攪拌后，超聲30 min，即可得到分散性較好的納米氧化鋅分散液，其粒徑通過納米粒度及Zeta 電位儀來測定。真空包裝前在紅酥雞中加入0.06 g/kg 的納米氧化鋅分散液（通過預實驗得到）。

1.3.3 915 MHz 低頻微波殺菌特性的研究 調(diào)節(jié)燈絲電流為0.2、0.3、0.4 A，即對應的微波功率為1 400、1 750、2 100 W，分別處理 5、3、2 min，測定915 MHz 微波殺菌的殺菌率及對品質(zhì)的影響，篩選出最優(yōu)的低頻微波工藝條件。

1.3.4 納米氧化鋅協(xié)同射頻殺菌研究 將納米氧化鋅分散液（0.06 g/kg）與篩選出的最優(yōu)的低頻微波殺菌參數(shù)相結(jié)合，測定此殺菌條件下樣品在（4±2）℃條件下儲藏至第 0、20、40、60、80、100 d 時品質(zhì)的變化以及每10 d 測定一次紅酥雞菜肴中的菌落總數(shù)。利用Gompertz 方程繪制微生物生長曲線并預估紅酥雞菜肴的貨架期。 模型公式如下：

式中，N（t）是時間為 t 時的菌落對數(shù)值；N0為初始菌落對數(shù)值；A，B，C 為待定的系數(shù)。

1.3.5 指標測定

1） 微生物的測定 菌落總數(shù)：按國標GB/T 4789.2-2010《食品微生物學檢驗：菌落總數(shù)測定》使用平板計數(shù)法進行菌落總數(shù)檢測。

大腸菌群：按國標GB/T 4789.3-2010《食品微生物學檢驗：大腸菌群計數(shù)》進行大腸菌群檢測。

霉菌和酵母菌：按國標GB/T 4789.15-2010《食品微生物學檢驗：霉菌和酵母計數(shù)》進行霉菌和酵母檢測。

2）色差 測定前先用白板將色差儀校正，然后把肉樣放置光亮處，將色差儀鏡頭垂直肉面放置，緊扣肉面無空隙，在肉的表面隨機3 個位置各測定一次，3 次測定值取平均作為此次色差讀數(shù)。

3）pH 參考國標GB/T 9695.5 將肉用刀充分剁碎，稱取5 g 樣品置于100 mL 燒杯中，加入45 mL預先煮沸現(xiàn)已冷卻的蒸餾水，攪拌均勻后靜置30 min，然后過濾至50 mL 的離心管中，進行pH 的測定，測定時將玻璃電極放置離心管正中央，每測定完一個樣電極需要用去CO2蒸餾水沖洗干凈并擦干方可進行下一個樣品的測定。 pH 計每次使用前需要經(jīng)過三點校正才可使用。 每個處理組重復操作3 次后取平均值。

4）質(zhì)構(gòu) 參考呂夢莎等[11]的方法并稍作修改，將雞肉/豬肉沿著順纖維方向切成1 cm×1 cm×2 cm的肉條，使用英國STab.Microsystems 公司制造的TA -XT2i 型物性測試儀的 Texture Profile Analysis（TPA）模式對樣品的質(zhì)構(gòu)進行測定。測試參數(shù)如下：探頭：P/36R（P50）平底圓柱型探頭；測前速率 2.0 mm/s；測試速率1.0 mm/s；測后速率2.0 mm/s；壓縮比30%；探頭兩次測定間隔時間：5.0 s；觸發(fā)力：5.0 g；觸發(fā)類型：自動。 在測試結(jié)果中選擇硬度（hardness）、彈性 （gumminess）、 粘聚性 （Cohesiveness）、 咀嚼性（chewiness）和回復性（resilience）5 個指標。 室溫條件下進行操作，每個樣品平行重復6 次，取平均值。

5）電子鼻 氣體采樣系統(tǒng)，化學傳感器陣列、信號采集器、分析軟件組成電子鼻系統(tǒng)。 傳感器陣列由14 種不同的金屬氧化物傳感器組成，以對不同的揮發(fā)物質(zhì)做出反應。稱取3 g 樣品置電子鼻專用樣品瓶中，密封后在（25±2）°C 條件下平衡 60 min。流量為1 L/min，樣品準備時間10 s，檢測時間120 s，傳感器進行清洗120 s。 每個分析樣品一式3 份。

6）感官評定 選取10 個實驗室食品感官評定經(jīng)驗豐富的人員（5 男5 女）組成評價小組按“9 點快感標度法”對不同殺菌條件的紅酥雞菜肴的接受性進行評定，最后結(jié)果用統(tǒng)計每個紅酥雞菜肴樣品的平均分值表示。 感官評分中每項及總分低于5 分時，可認為產(chǎn)品超出感官可接受范圍。 具體評分標準見表1。

7）數(shù)據(jù)分析 用Excel 對數(shù)據(jù)進行初步處理后用SPASS 對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，實驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差的形式表示，使用Origin8.6 作圖。

表1 紅酥雞菜肴的感官評定表Table 1 Standard for sensory evaluation of Hongsu chicken dishes

2 結(jié)果與分析

2.1 納米氧化鋅分散液的粒徑研究

圖1 可見，納米氧化鋅分散液的平均粒徑為53.13 nm，說明制備的納米氧化鋅懸浮液的粒徑在納米級范圍，喻兵權(quán)等[12]指出相比普通氧化鋅，納米氧化鋅的抑菌作用更好。

圖1 納米氧化鋅分散液粒徑的分布圖Fig. 1 Size distribution of suspension of ZnO nanoparticle

2.2 915 MHz 低頻微波處理對紅酥雞菜肴品質(zhì)及微生物的影響

2.2.1 915 MHz 低頻微波處理樣品殺菌率的測定圖2 為經(jīng)過不同微波功率處理后紅酥雞菜肴菌落總數(shù)隨時間的變化曲線。 殺菌速率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當殺菌條件為2 100 W 2 min，1 750 W 3 min，1 400 W 5 min，菌落總數(shù)從 7.56 左右降低至 1 附近，而 2 100 W 2 min 以上，1 750 W 4 min，1 400 W 6 min 時溫度在100℃以上，脹袋現(xiàn)象比較嚴重，并且對品質(zhì)破壞較大，因此為了更好的保證產(chǎn)品的品質(zhì)及一定的殺菌效果，在后續(xù)處理中選擇2 100 W 2 min，1 750 W 3 min，1 400 W 5 min 的微波處理條件比較好。

圖2 低頻微波處理對紅酥雞菜肴菌落總數(shù)的影響Fig. 2 Effects of low frequency microwave on the total colony number of Hongsu chicken dishes

2.2.2 915 MHz 低頻微波處理樣品電子鼻的測定如圖 3、4、5 所示的主成分分析圖。 圖 3 中，90.28%為第1 主成分的貢獻率，94.64%為第1 和第2 主成分貢獻率之和，圖 4，第 1 主成分的貢獻率為92.50%，第1 和第2 主成分之和為97.18%，而圖5，第1 主成分的貢獻率為82.76%，第二主成分貢獻率為8.73%，兩者之和為91.49%，這表明兩個主成分即可反映原始數(shù)據(jù)的大部分信息[13]。 圖中的每個點都代表一個樣品的一個平行實驗，每相同的3 個點代表一個樣品。 兩個樣品之間的距離遠近可反應兩者的相似程度[14]。 紅酥雞菜肴由豬肉和雞肉兩部分組成，因此分別對他們的氣味進行了檢測。對于圖3中的豬肉部分，2 100 W 處理組及1 750 W 處理組與原樣最為接近，而1 400 W 處理的樣品氣味上相對差異較大，可能是因為2 100 W 處理的樣品時間較短，對氣味的改變較小。 雞肉部分和混合樣品的氣味與豬肉部分的規(guī)律類似。

圖3 紅酥雞菜肴中豬肉部分的PCA 圖Fig. 3 PCA graph for the pork part in Hongsu Chicken dishes

圖4 紅酥雞菜肴中雞肉部分的PCA 圖Fig. 4 PCA graph for the chicken part in Hongsu Chicken dishes

圖5 混合樣品的PCA 圖（豬肉和雞肉）Fig. 5 PCA graph for the mixed sample （pork and chicken）

2.2.3 915 MHz 低頻微波處理樣品色差的測定 由圖可知，經(jīng)過低頻微波處理后，3 組L* 值都顯著降低，其中1400 W 5 min 處理組的L*值最小，與其他組有顯著性差異，而1750 W 3 min 與2100 W 2 min條件下處理后的樣品L*值差異不顯著。3 組豬肉部分的a* 值，b* 值都顯著增加，其中1 400 W 5 min處理組的a*值最大，1 750 W 3 min 和2 100 W 2 min處理組a* 值沒有顯著性差異，1 400 W 5 min 處理組與1 750 W 3 min 及2 100 W 2 min 的b*值沒有顯著性差異。

圖6 低頻微波處理對紅酥雞菜肴中豬肉部分色差的影響Fig. 6 Effect of low frequency microwave on the color of pork in Hongsu Chicken dishes

從圖中可以看出，915 MHz 不同功率微波處理對紅酥雞菜肴中雞肉L* 值的影響不大。 微波處理后a* 增加，其中1 400 W 5 min 處理a* 增加顯著，而 1 750 W 3 min 和 2 100 W /2 min 處理后的 a*與原樣差異不大。 相對于原樣來說，經(jīng)過處理后的雞肉部分的b* 值顯著增加，但是不同處理組之間沒有顯著性差異。 通過比較殺菌處理對紅酥雞中的雞肉和豬肉色差的影響可以看出，豬肉經(jīng)過處理色差變化相對大一些。

圖7 低頻微波處理對紅酥雞菜肴中雞肉部分色差的影響Fig. 7 Effect of low frequency microwave on the color of chicken in Hongsu Chicken dishes

2.2.4 915 MHz 低頻微波處理樣品質(zhì)構(gòu)的測定 從表2、表3 可以看出，經(jīng)過微波處理后的樣品，硬度增加，這是因為微波升溫快，較易失水，體積收縮后組織結(jié)構(gòu)會變得比較致密，從而使樣品的硬度增加[15]，其中1 750 W 處理后的紅酥雞中雞肉和豬肉部分的硬度變化較小，這可能是因為2 100 W 功率較高，水分迅速蒸發(fā)脫離樣品，導致硬度較大，而1 400 W功率較低，加熱到相同的溫度，處理時間較長，蒸煮損失嚴重，因此硬度也比較大。

對于豬肉部分，不同處理組之間彈性沒有顯著性差異（P＞ 0.5），原樣，1 750 W，2 100 W 處理組的粘聚性差異不大，1 400 W 處理組的粘聚性降低較多，且與其他組之間差異顯著（P＜0.5）。1 750 W 處理組的咀嚼性和原樣及其他處理組無明顯差異（P＞0.5），但是2 100 W 和1 400 W 處理組卻和原樣有顯著性差異（P＜0.5）。 對于雞肉部分，彈性的變化規(guī)律與豬肉相同。 處理后樣品的咀嚼性都比未處理樣品的大，與硬度的變化趨勢一致。

2.2.5 915 MHz 低頻微波處理樣品感官評定的測定 經(jīng)過不同微波處理的樣品的感官評分見表4，從組織狀態(tài)上講，1 750 W 處理組的評分最高，肉質(zhì)相對較軟，咀嚼性好，這與質(zhì)構(gòu)的測定結(jié)果一致。 經(jīng)過不同處理后的樣品在氣味上沒有顯著性差異，而1 750 W 處理組最為接近未處理樣品。對于色澤，所有處理組的色澤評分都較原樣低，1 400 W 處理組評分最低，是因為該組的顏色相對于原樣來說變化最大，這與色差的測定結(jié)果比較吻合。1 750 W 處理組和2 100 W 處理組的油脂析出狀況沒有差異，而1 400 W 處理組評分相對較低。 1 750 W 處理組和1 400 W 處理組就脹袋情況來說之間沒有顯著性差異，真空度較好，脹袋不嚴重，而2 100 W 處理組，因為微波強度較高，在較短時間內(nèi)升溫比較迅速，比較容易脹袋。從總體上說，1 750 W 處理組的感官評分最高，因此選擇1 750 W 3 min 殺菌條件與納米氧化鋅結(jié)合進行后續(xù)的儲藏期試驗。

表2 低頻微波處理對紅酥雞菜肴中豬肉部分質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of low frequency microwave on the texture of pork in Hongsu Chicken dishes

表3 低頻微波處理對紅酥雞菜肴中雞肉部分質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of low frequency microwave on the texture of chicken in Hongsu Chicken dishes

表4 低頻微波處理對紅酥雞菜肴感官評定的影響Table 4 Effect of low frequency microwave on the sensory evaluation of Hongsu Chicken dishes

2.3 紅酥雞菜肴冷藏期間品質(zhì)微生物及品質(zhì)變化

2.3.1 紅酥雞菜肴冷藏下微生物生長模型的建立紅酥雞菜肴冷藏下微生物生長的Gompertz 模型的擬合情況見圖8，可以看出Gompertz 模型較好的擬合了微生物的生長曲線，其中Gompertz 模型的R2為0.99376，擬合方程如下：N（t）=0.145+14.757×exp（-exp（-0.0242×（t-102.783）））

通過公式可得到紅酥雞菜肴冷藏下的貨架期為97 d，達到企業(yè)要求。

圖8 紅酥雞菜肴冷藏下菌落總數(shù)生長的Gompertz模型Fig. 8 Gompertz model of total plate count growth of Hongsu chicken dishesduring cold storage

2.3.2 冷藏期間紅酥雞菜肴微生物的變化 紅酥雞菜肴在冷藏期間微生物變化見表 5，根據(jù)GB2726-2005《熟肉制品衛(wèi)生標準》：醬鹵肉制品的菌落總數(shù)不得超過8×104cfu/g（對數(shù)值為4.903），大腸菌群不得超過150 MPN/hg。 在儲藏期內(nèi)，紅酥雞菜肴中的霉菌和酵母菌都得到了很好的抑制，并且產(chǎn)品是真空包裝后冷藏，無氧及低溫環(huán)境都使霉菌和好氧酵母的生長受到了抑制，因此該殺菌方法可有效抑制微生物生長，保證食品安全。

2.3.3 樣品殺菌后在冷藏期間pH 的變化 由圖9可以看出，隨著時間的增加，pH 呈先降低后增加的趨勢，這是因為在儲藏前期，微生物分解肉制品中碳水化合物等生成乳酸、醋酸等酸性物質(zhì)，使得pH降低。 在儲藏后期，有機物被大量消耗后，微生物產(chǎn)酸能力下降，此時微生物和微生物酶（如蛋白酶和脂肪酶等） 將蛋白質(zhì)分解成低分子堿性含氮物質(zhì)，使得pH 升高。

表5 紅酥雞菜肴在冷藏期間微生物的變化Table 5 Change of pH of Hongsu chicken dishes during cold storage

圖9 紅酥雞菜肴在冷藏期間的pH 值變化Fig. 9 Change of pH of Hongsu chicken during cold storage

2.3.4 樣品殺菌后在冷藏期間感官評分的變 表6為紅酥雞菜肴冷藏感官品質(zhì)的變化結(jié)果，從表中可以看出，隨著時間的增加，每個感官指標評分整體呈下降趨勢，而微生物不斷繁殖產(chǎn)生的不愉快氣味是氣味評分下降的主要原因。在60 d 之前樣品的真空度較高，沒有發(fā)生脹袋現(xiàn)象，在80 d 時某些樣品的真空度略差，但不嚴重，在100 d 時微生物已經(jīng)超標，部分微生物繁殖產(chǎn)氣，導致真空度下降。 在97 d的儲藏期內(nèi)，產(chǎn)品的綜合評分都在5 分以上，說明可以被大多數(shù)的感官評價員所接受。

3 結(jié) 語

為了篩選出較好的的低頻微波殺菌條件，對1 400、1 750、2 100 W 功率下不同時間的殺菌率做了測定，綜合考慮脹袋率和殺菌效果，選出1 400 W 5 min，1 750 W 3 min，2 100 W 2 min3 個殺菌條件。 然后對經(jīng)過3 種殺菌條件處理后的樣品的氣味、色澤、質(zhì)構(gòu)、感官進行了測定。從氣味上說1 750 W、2 100 W 處理的紅酥雞菜肴樣品 （由豬肉與雞肉構(gòu)成）中的雞肉、豬肉及兩者混合的氣味都與原樣較為接近。 對于色澤，雞肉部分經(jīng)過殺菌處理后色澤變化較小，而豬肉部分，1 750 W 與2 100 W 處理組較為接近且相對變化較小。從質(zhì)構(gòu)上說，1 750 W 處理后的樣品硬度、咀嚼性變化較小，最接近原樣。 而且1 750 W 處理組的整體感官評分最高，因此選用1 750 W 3 min 與納米氧化鋅（0.06 g/kg）結(jié)合用于紅酥雞菜肴的殺菌處理，并在（4±2）℃下進行冷藏。

表6 紅酥雞菜肴在冷藏期間的感官變化Table 6 Change of sensory evaluation of Hongsu chicken during cold storage

儲藏期內(nèi)樣品感官評定的結(jié)果表明，殺菌后的樣品隨著貯藏時間的延長，脹袋情況均呈現(xiàn)降低的趨勢，保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品的綜合評分在可接受范圍內(nèi)。