幾種殺菌方法對(duì)羅非魚片魚肉品質(zhì)的影響比較

岑劍偉，于福田，楊賢慶，李來好，黃卉，趙永強(qiáng)，魏涯，郝淑賢*，林織

1(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州，510300) 2(廣東順欣海洋漁業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 陽江，529800)

羅非魚(Oreochromismossambicus)是我國大宗的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚類，因其具有繁殖力強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩有彈性、肌間刺少、營養(yǎng)成分均衡、市場(chǎng)售價(jià)適中、烹飪方法多樣等特點(diǎn)，而被廣大消費(fèi)者所喜愛[1]。近年來，在國際上羅非魚的銷售競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，但中國依然是最大的羅非魚生產(chǎn)國和貿(mào)易國[2]。目前中國以羅非魚片出口銷售為主，鮮活全魚為輔，國內(nèi)仍以鮮活全魚銷售為主[3]。羅非魚肉富含營養(yǎng)物質(zhì)，但由于微生物的作用，魚肉品質(zhì)迅速劣變，導(dǎo)致其貨架期較短，造成流通銷售環(huán)節(jié)的品質(zhì)控制難度較大，從而大大地降低了商品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4-5]。因此在加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)減菌化處理對(duì)維持產(chǎn)品的品質(zhì)和貨架期有著重要的作用。

目前水產(chǎn)品加工減菌處理仍是加工企業(yè)面臨的技術(shù)難題，在抽檢過程中常被報(bào)出微生物超標(biāo)。近年來，為使水產(chǎn)品免受微生物影響，研究人員探索了各種殺菌技術(shù)和殺菌工藝[6-7]。水產(chǎn)品加工前通常使用洗滌水和幾種化學(xué)消毒劑處理，如氯溶液[8]。但是過量使用化學(xué)消毒劑，會(huì)加速水產(chǎn)品品質(zhì)的劣變，消毒劑的殘留可能對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響，更會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境問題[9]。因此，亟需尋找安全的殺菌劑替代氯消毒劑。微酸性電解水是一種新型的殺菌劑，其pH值范圍為5.0～6.5，微酸性電解水有效氯主要以HClO的形式存在[10]，它是由稀HCl在無膜電解室中電解而成的，與其他消毒劑相比，微酸性電解水不僅擁有高效殺菌性能，而且還有安全、環(huán)保、低成本和易制取等優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保、安全可靠的消毒劑。多項(xiàng)研究表明，微酸性電解水可作為一種消毒劑，用來降低水產(chǎn)品的微生物數(shù)量[11-12]。因此本實(shí)驗(yàn)比較了微酸性電解水與NaClO溶液、H2O2溶液和臭氧水3種減菌劑對(duì)羅非魚片的殺菌效果以及它們對(duì)魚片感官品質(zhì)的影響，探索微酸性電解水是否能取代目前魚片加工廠常用的減菌劑，篩選出高效綠色安全的減菌劑，為羅非魚片的工廠化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑

樣品準(zhǔn)備：鮮活羅非魚重(500±100)g，在1 h內(nèi)從超市運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室。將羅非魚剖片、剝皮和修剪，將羅非魚片切成12 cm×8 cm×3 cm，備用。

試劑：濃HCl、NaCl、KI、Na2S2O3、H2SO4、可溶性淀粉、NaClO溶液、無水乙醇等都為分析純;H2O2溶液(食用級(jí))、PCA平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

方心牌微酸性電解水實(shí)驗(yàn)機(jī)，煙臺(tái)方心水處理設(shè)備有限公司；CFS-500臭氧水一體機(jī)，北京山美水美環(huán)保高科技有限公司；SQ510C型立式壓力蒸汽滅菌器，重慶雅馬拓科技有限公司；SPX-320型生化培養(yǎng)箱，寧波江南儀器廠；IS128實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海儀邁儀器科技有限公司；MIR254低溫恒溫培養(yǎng)箱，日本Sanyo公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；JJ500型電子天平，常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；CR-400 色彩色差儀，日本柯尼卡美能達(dá)；BCD-171CH華凌牌冷凍箱，博西華家用電器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 微酸性電解水的制備及其指標(biāo)測(cè)定

采用微酸性電解水實(shí)驗(yàn)機(jī)制取微酸性電解水[13]，微酸性電解水制取后1 h內(nèi)使用。

微酸性電解水理化指標(biāo)的測(cè)定：微酸性電解水的pH值、氧化還原電位值(oxidation-reduction potentia, ORP)采用pH計(jì)直接測(cè)定，微酸性電解水有效氯濃度的測(cè)定用碘量法[14]，對(duì)水樣各指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次。

1.3.2 臭氧水的指標(biāo)及其濃度的測(cè)定

由臭氧發(fā)生器制備出臭氧進(jìn)入高效渦旋泵氣水混合裝置，經(jīng)混合形成臭氧水。臭氧水濃度的測(cè)定用碘量法[15]。

1.3.3 羅非魚片的殺菌處理

取羅非魚片用NaClO溶液、H2O2溶液、臭氧水和微酸性電解水以不同濃度及浸泡時(shí)間分別進(jìn)行殺菌處理，各殺菌劑的浸泡濃度和浸泡時(shí)間水平如表1所示。

表1 殺菌劑的濃度和浸泡時(shí)間水平

注：微酸性電解水的質(zhì)量濃度為有效氯的質(zhì)量濃度

H2O2為食品級(jí)，臭氧水及NaClO溶液濃度參考王萍等[15]研究，本實(shí)驗(yàn)前期研究表明微酸性電解水理化指標(biāo)滿足國標(biāo)要求[3]，以料液比1∶6(g∶mL)浸泡魚片，對(duì)照組用無菌蒸餾水浸泡5 min。每組處理均做3個(gè)平行。通過比較4種殺菌劑對(duì)魚片的殺菌效果，最終得出各殺菌劑的最佳濃度及處理時(shí)間。

1.3.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

菌落總數(shù)的測(cè)定參考GB 4789.2—2016.食品微生物學(xué)檢驗(yàn)—菌落總數(shù)測(cè)定[16]，并適當(dāng)修改[17]。

(1)

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

通過8人組成的評(píng)判小組對(duì)微酸性電解水處理后的羅非魚片的氣味和色澤指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參岑劍偉等[18]的方法略作修改，具體評(píng)分內(nèi)容以表2為參照標(biāo)準(zhǔn)，其中評(píng)分結(jié)果以平均值呈現(xiàn)。

表2 羅非魚片感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.6 色澤的測(cè)定

色澤用 CR-400 型色差計(jì)中的LAB 表色系統(tǒng)進(jìn)行色差分析，在羅非魚片背面的主脊位置隨機(jī)選取3點(diǎn)測(cè)定L*、a*和b*值，并根據(jù)它們計(jì)算出色度H(hue angle)和飽和度C(chroma)，其中色度H由b*/a*表示，飽和度C由(a2+b2)1/2表示。通常魚肉顏色的穩(wěn)定性由L*、H和C的變化來表達(dá)，其中L*值代表亮度，值越大說明魚肉越亮，值越小說明魚肉越暗；H值越大說明魚肉越黃，值越小表示魚肉越鮮紅；C表示肉色的深淺[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2016軟件整理，方差及顯著性利用SPSS 20軟件分析，顯著性水平設(shè)置為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺菌劑對(duì)羅非魚片殺菌效果的影響

本研究采用20～150 mg/L 4種濃度的NaClO溶液對(duì)羅非魚片進(jìn)行殺菌，殺菌效果如圖1-a所示。NaClO溶液對(duì)羅非魚片的殺菌率隨濃度和浸泡時(shí)間增加而逐漸增加。在前10 min內(nèi)殺菌率隨時(shí)間而顯著提升(P<0.05)，后期殺菌率增速減緩(P>0.05)；濃度在100 mg/L內(nèi)，殺菌率隨濃度變化明顯(P<0.05)，濃度高于100 mg/L時(shí)，殺菌率變化不顯著(P>0.05)，NaClO溶液殺菌率最高為62%。

采用100～3 000 mg/L 4種濃度的H2O2溶液對(duì)羅非魚片進(jìn)行殺菌效果如圖1-b所示。H2O2溶液對(duì)羅非魚片的殺菌率隨濃度和浸泡時(shí)間增加而逐漸增加。在0～2 min殺菌率隨時(shí)間而增大(P<0.05)；100～1 000 mg/L內(nèi)，殺菌率隨溶液濃度增加而顯著(P<0.05)增大，H2O2溶液殺菌率最高達(dá)到77%。

采用不同濃度的臭氧水對(duì)羅非魚片進(jìn)行殺菌效果如圖1-c所示。前10 min殺菌率快速增長(P<0.05)，后期減緩(P>0.05)；在1～4 mg/L濃度范圍內(nèi)，殺菌率提升較快(P<0.05)，但臭氧濃度高于4 mg/L時(shí)，殺菌率隨溶液濃度變化不顯著(P>0.05)，臭氧水的殺菌率最高能達(dá)到84%。

微酸性電解水對(duì)羅非魚片的殺菌效果如圖1-d所示，在0～10 min殺菌率隨時(shí)間顯著提升(P<0.05)，而浸泡時(shí)間超過10 min，殺菌率隨時(shí)間增長增速變緩(P>0.05)；有效氯在10～30 mg/L范圍內(nèi)，殺菌率隨濃度變化顯著(P<0.05)，但溶液質(zhì)量濃度高于30 mg/L變化不顯著(P>0.05)，微酸性電解水對(duì)羅非魚片的殺菌效果與臭氧水相近，殺菌率最高達(dá)88%。

2.2 殺菌劑對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響

NaClO溶液對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-a所示，魚片感官評(píng)分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低，但濃度高于100 mg/L時(shí)，魚片感官評(píng)分值隨濃度增加下降較明顯(P<0.05)。其中浸泡時(shí)間5～10 min及20～100 mg/L濃度范圍，魚片感官評(píng)分值變化不明顯(P>0.05)。結(jié)合殺菌率及感官評(píng)分，確定NaClO溶液浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為濃度100 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性電解水

H2O2水溶液對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-b所示，濃度及浸泡時(shí)間對(duì)魚片感官評(píng)分影響較大，浸泡5 min后的魚片感官評(píng)分值明顯降低(P<0.05)；在100～1 000 mg/L范圍內(nèi)，魚片感官評(píng)分值隨溶液濃度增加降低不顯著(P>0.05)，但濃度高于1 000 mg/L時(shí)，魚片感官評(píng)分值隨濃度增加下降較明顯(P<0.05)。綜合殺菌率及感官評(píng)分因素，確定H2O2水溶液浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為濃度1 000 mg/L，浸泡時(shí)間2 min。

臭氧水對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-c所示，魚片感官評(píng)分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低，其中浸泡5～10 min的魚片感官評(píng)分值變化不明顯(P>0.05)，而浸泡大于10 min的魚片感官評(píng)分值明顯降低(P<0.05)；其中臭氧濃度在1～4 mg/L范圍，魚片感官評(píng)分值變化不顯著(P>0.05)，但質(zhì)量濃度高于4 mg/L時(shí)，魚片感官評(píng)分值隨質(zhì)量濃度增加下降較明顯(P<0.05)。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性電解水

綜合殺菌率及感官評(píng)分因素，確定臭氧水浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為質(zhì)量濃度4 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

微酸性電解水對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-d所示，和其他殺菌劑的效果類似，魚片感官評(píng)分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低。其中浸泡2～10 min的魚片感官評(píng)分值變化不明顯(P>0.05)，而浸泡大于10 min的魚片感官評(píng)分值明顯降低(P<0.05)；有效氯在10～30 mg/L范圍內(nèi)，魚片感官評(píng)分值隨濃度變化不顯著(P>0.05)，但濃度高于30 mg/L時(shí)，魚片感官評(píng)分值下降較明顯(P<0.05)。綜合殺菌率及感官評(píng)分因素，確定微酸性電解水的最佳處理?xiàng)l件為濃度30 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

2.3 殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響

各種殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響結(jié)果如表3所示。

表3 四種殺菌劑處理后羅非魚片的感官評(píng)定結(jié)果

注：同行標(biāo)注有不同字母的平均值之間差異顯著(P<0.05)

可知4種殺菌劑浸泡后的羅非魚片感官評(píng)分值均與對(duì)照組存在顯著性差異(P<0.05)，4種殺菌劑處理后魚片的感官評(píng)分值大小順序?yàn)椋篐2O2溶液

2.4 殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對(duì)羅非魚片色澤的影響

4種殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對(duì)羅非魚片色澤的影響結(jié)果如表4所示。與對(duì)照組相比，4種殺菌劑處理后魚片的L*值即亮度均明顯增大(P<0.05)，大小順序?yàn)镠2O2溶液>NaClO溶液>微酸性電解水>臭氧水>對(duì)照組，微酸性電解水和臭氧水對(duì)魚片亮度值的影響較接近對(duì)照組，且微酸性電解水和臭氧水對(duì)魚片L*值的影響差異不顯著(P>0.05)。與對(duì)照組相比，經(jīng)4種殺菌劑處理后魚片的a*和b*值均呈不同程度的減小，H值均明顯增大，C值呈降低趨勢(shì)，可能的原因是4種殺菌劑均具有較強(qiáng)的氧化性，促使魚肉脫氧肌紅蛋白生成氧合肌紅蛋白，比較4者之間的數(shù)據(jù)可知，微酸性電解水和臭氧水2組數(shù)據(jù)和對(duì)照組較接近，特別是臭氧水的數(shù)據(jù)更接近對(duì)照組，采用4 mg/L臭氧水處理時(shí)間10 min，可獲得良好的殺菌效果及較高的感官評(píng)分的羅非魚片。

表4 四種殺菌劑處理后對(duì)羅非魚片色澤的影響

注：同行標(biāo)注有不同字母的平均值之間差異顯著(P<0.05)

3 討論

3.1 四種殺菌劑的殺菌機(jī)理及其效果比較

NaClO溶液的殺菌機(jī)理是ClO-水解產(chǎn)生HClO分子，HClO分子為小分子物質(zhì)可通過被動(dòng)作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與胞內(nèi)大分子物質(zhì)(核酸、酶)反應(yīng)，破壞細(xì)胞正常生長從而達(dá)到殺滅微生物的作用[21]。NaClO處理魚片后魚片表面會(huì)殘留一定的消毒氣味，相對(duì)而言NaClO對(duì)魚片的殺菌效果并不高。王萍等[15]研究4種減菌劑對(duì)軍曹魚片的減菌效果，發(fā)現(xiàn)100 mg/L NaClO處理5 min，效果最佳，在最佳條件下NaClO對(duì)軍曹魚片的殺菌率達(dá)到70%，而本文NaClO的殺菌率僅僅達(dá)到56%，這可能是因?yàn)榱_非魚片和軍曹魚片表面存在的菌體種類和數(shù)量不同。H2O2溶液的殺菌機(jī)理為H2O2作用于微生物菌體細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，影響其新陳代謝功能，進(jìn)而破壞膜內(nèi)組織，直至微生物菌體死亡，從而達(dá)到殺滅微生物的作用[22]。H2O2對(duì)魚片殺菌的效果優(yōu)于NaClO，但它具有較強(qiáng)的氧化性對(duì)魚片的感官品質(zhì)影響較大，不利于魚片的加工和銷售。ALEXANDRE等[7]研究NaClO和H2O2溶液處理紅甜椒、草莓和豆瓣菜對(duì)其表面的微生物和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)5%的H2O2殺菌效果較好，但是對(duì)樣品感官品質(zhì)影響較大，NaClO殺菌效果一般弱于H2O2，殺菌效果略高于本研究，這可能是是處理的材料不同，而且H2O2氧化魚肉表面部分有機(jī)物，致使它的濃度下降。臭氧水的殺菌機(jī)理主要是其作用于細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜使其膜通透性增加致使胞內(nèi)物質(zhì)外流，從而使菌體細(xì)胞失去活力及使細(xì)胞活動(dòng)必需的酶失去活性，從而達(dá)到殺滅菌體細(xì)胞的作用[23-24]。李杉等[25]對(duì)羅非魚片減菌化處理發(fā)現(xiàn)，臭氧水可以較好的維持鮮魚片的感官品質(zhì)，同時(shí)臭氧水對(duì)樣品的殺菌效果也較好，這與本文研究基本一致。微酸性電解水的殺菌機(jī)理為HClO分子作用于菌體細(xì)胞，不僅可以與細(xì)胞壁發(fā)生作用，而且因其分子小，呈電中性，因而易于進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶的活性，使糖代謝失調(diào)而致死細(xì)胞[26-27]。CAO等[28]和KAWAI等[10]研究發(fā)現(xiàn)微酸性電解水具有較高的殺菌效果。

3.2 微酸性電解水殺菌效果分析

由4種殺菌劑的殺菌結(jié)果可知，在最佳處理?xiàng)l件下，各種殺菌劑對(duì)魚片的殺菌率分別為：H2O2溶液73%，NaClO溶液60.5%，微酸性電解水82.14%，臭氧水78.14%，由此可知，微酸性電解水和臭氧水溶液擁有較高的殺菌效果，而且微酸性電解水的殺菌效果優(yōu)于臭氧水。由感官評(píng)定結(jié)果可知，臭氧水處理的魚片感官效果優(yōu)于微酸性電解水，可能是由于微酸性電解水與魚肉蛋白反應(yīng)，致使魚片感官指標(biāo)變差，而且實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)微酸性電解水浸泡羅非魚片后，靜置浸泡液后底部會(huì)有少量白色沉積物產(chǎn)生，而其他殺菌劑未見有這種現(xiàn)象，這可能是魚片經(jīng)微酸性電解水處理后感官劣變的部分因素。魚片經(jīng)微酸性電解水處理后的感官評(píng)分弱于臭氧水處理的魚片，但依然高于NaClO和H2O2溶液處理魚片的感官評(píng)分，這可能是因?yàn)镹aClO和H2O2溶液對(duì)魚片具有較強(qiáng)的氧化作用，因此可知微酸性電解水對(duì)魚片的殺菌效果優(yōu)于其他3種殺菌劑，但在感官劣變方面不及臭氧水，加強(qiáng)殺菌過程中的品質(zhì)保護(hù)研究，才能使微酸性電解水應(yīng)用于羅非魚片加工生產(chǎn)中。

4 結(jié)論

比較4種殺菌劑對(duì)魚片的殺菌效果和感官評(píng)價(jià)的影響，得出各種殺菌劑對(duì)羅非魚片的最佳殺菌工藝為：NaClO溶液濃度100 mg/L，浸泡時(shí)間10 min；H2O2溶液濃度1 000 mg/L，浸泡時(shí)間2 min；臭氧水濃度4 mg/L，浸泡時(shí)間10 min；微酸性電解水濃度(以有效氯計(jì))30 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。進(jìn)一步比較4種殺菌劑對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響，可知H2O2溶液和NaClO溶液對(duì)魚片感官品質(zhì)影響較大，而且殺菌效果一般，而微酸性電解水和臭氧水對(duì)羅非魚片不僅有較好的殺菌效果，并且對(duì)羅非魚片感官品質(zhì)的影響相對(duì)較小，特別是微酸性電解水對(duì)魚片的殺菌效果最佳，但微酸性對(duì)魚片感官的影響大于臭氧水，因此，微酸性電解水還不能完全取代臭氧水在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。但微酸性電解水具有較好的殺菌效果，未來可將其與其他有機(jī)物結(jié)合使用，使殺菌劑不僅擁有較好的殺菌效果且對(duì)魚片的副作用較小[29-31]。本實(shí)驗(yàn)從殺菌效果以及感官品質(zhì)方面研究了4種殺菌劑對(duì)羅非魚片的影響，為了更為全面的闡述它們的殺菌效果，后續(xù)可以從保鮮效果以及殺菌劑對(duì)魚肉肌原纖維蛋白的影響和微生物群落結(jié)構(gòu)的變化等方面開展深入研究。