巴氏殺菌和超高壓殺菌對(duì)即食小龍蝦貨架期的影響

李肖嬋，林 琳，朱亞軍，姜紹通，陸劍鋒

(合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥，230009)

小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)，原產(chǎn)地為美國(guó)中西部、墨西哥以及古巴，后經(jīng)日本傳入中國(guó)江蘇、安徽等地，并沿長(zhǎng)江流域不斷繁衍擴(kuò)張，現(xiàn)已成為中國(guó)重要的淡水經(jīng)濟(jì)蝦類[1]。小龍蝦肉質(zhì)鮮美，彈性十足，風(fēng)味獨(dú)特，具有高蛋白、低脂肪等營(yíng)養(yǎng)特性[2]，是優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品。小龍蝦主要以生鮮產(chǎn)品、冷凍初加工、低溫熟食制品等形式進(jìn)行銷售，產(chǎn)品形式單一，附加值較低，對(duì)小龍蝦的保鮮保藏技術(shù)研究還相對(duì)較少[3]，這極大阻礙了小龍蝦產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)程，滿足不了國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)小龍蝦的需求。因此，研發(fā)安全美味的即食小龍蝦產(chǎn)品，選擇合適的保鮮保藏技術(shù)尤為重要。

近年來(lái)，殺菌方式對(duì)即食肉制品理化性質(zhì)的影響研究已成為熱點(diǎn)，如張志清等[4]研究了4種滅菌方式對(duì)云南保山特色烤牛肉品質(zhì)和貨架期的影響；李新等[5]研究了高溫高壓殺菌和輻照殺菌處理對(duì)即食草魚的感官特性、理化特性和水解氨基酸含量的影響。然而，關(guān)于殺菌技術(shù)對(duì)即食小龍蝦產(chǎn)品的影響研究還相對(duì)較少。如果采用傳統(tǒng)的高溫高壓殺菌工藝，可能在營(yíng)養(yǎng)、口感和外觀等多個(gè)方面不能滿足消費(fèi)者對(duì)即食小龍蝦制品的需求[6]。巴氏殺菌是利用相對(duì)溫和的溫度殺死病菌，同時(shí)能夠最大限度地保持產(chǎn)品原有的理化性質(zhì)和固有風(fēng)味[7]。超高壓處理作為一種物理殺菌手段，在殺死肉制品中大部分微生物的同時(shí)，能夠保證產(chǎn)品的感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，從而達(dá)到保鮮保藏的目的[8]。鑒于此，本文以即食小龍蝦為對(duì)象，研究超高壓殺菌和巴氏殺菌兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦產(chǎn)品的理化性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、微生物等影響，比較兩種殺菌方式的優(yōu)劣，以期能為即食小龍蝦的生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小龍蝦，巢湖大鑫食品有限公司提供；食鹽、辣椒、花椒、十三香、啤酒、食用油購(gòu)自合肥市包河區(qū)馬鞍山路的家樂(lè)福超市；耐高溫蒸煮真空包裝袋購(gòu)自寧晉縣恩澤塑業(yè)有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂購(gòu)自北京奧博星生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HPP.L2-600/0.6超高壓設(shè)備，天津華泰森淼生物工程技術(shù)股份有限公司；DZ-500/2S真空包裝機(jī)，山東小康機(jī)械有限公司；LRH-50CB低溫培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；PHS-3C型精密酸度計(jì)，上海虹益儀器儀表有限公司；HH-2A孔數(shù)顯水浴鍋，江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠；LDZX-30KBS高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-1F單人雙面凈化工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；DHP-9162恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；FJ-200高速分散均質(zhì)機(jī)，上海標(biāo)本模型廠；K9840凱氏自動(dòng)定氮儀，海能(濟(jì)南)儀器有限公司；TA-XT plus物性測(cè)試儀，英國(guó)Stable公司；SC-100全自動(dòng)色差儀，北京康光光學(xué)儀器有限公司；772S型可見分光廣度計(jì)，青島聚創(chuàng)環(huán)保設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 即食小龍蝦的生產(chǎn)工藝

參照于曉慧等[9]的方法，略有改動(dòng)。將去頭的小龍蝦尾清洗干凈，油炸后加入調(diào)味料(2.5%食鹽、4%辣椒、4%花椒)進(jìn)行翻炒，混合均勻后加入4%十三香和50%啤酒進(jìn)行蒸煮，冷卻至室溫后真空包裝(PET/AL/PA/CPP復(fù)合包裝袋)，留出部分不做殺菌處理的即食小龍蝦產(chǎn)品作為空白對(duì)照組，其余的分別經(jīng)超高壓殺菌(300 MPa/15 min)和巴氏殺菌(80℃/15 min)處理，最后將3組即食小龍蝦產(chǎn)品置于4℃下貯藏，檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將即食小龍蝦去殼，取蝦尾肌肉的中間部分，切割成8 mm×8 mm×6 mm 的均勻方塊試樣，采用TA-XT plus物性儀測(cè)定其質(zhì)構(gòu)(使用前先進(jìn)行力量校準(zhǔn)，再進(jìn)行高度校準(zhǔn))。參數(shù)設(shè)定為：觸發(fā)類型Auto(自動(dòng))、測(cè)試速率1 mm/s、返回速率1 mm/s、下壓距離5.00 mm，兩次壓縮之間的停留時(shí)間為5 s。壓縮探頭為不銹鋼P(yáng)/36R圓柱形。

1.3.3 菌落總數(shù)、TVB-N、pH測(cè)定

菌落總數(shù)參照GB4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[10]執(zhí)行。TVB-N參照GB5009.228—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》[11]執(zhí)行。pH參照GB5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》[12]執(zhí)行。

1.3.4 色差測(cè)定

采用SC-100全自動(dòng)色差儀進(jìn)行測(cè)定，使用前先用黑板調(diào)零，再用白板校準(zhǔn)。白度值(Whiteness，W)由下式方程計(jì)算：

W=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

(1)

式中：L*—亮度值，0表示黑，100表示白；a*—紅度值，正值表示紅色偏向，負(fù)值表示綠色偏向；b*—黃度值，正值表示黃色偏向，負(fù)值表示藍(lán)色偏向。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

質(zhì)構(gòu)測(cè)定的試樣，每組做10次平行，其他均做3次平行。數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，利用Office 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 17.0進(jìn)行顯著性統(tǒng)計(jì)分析，Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)構(gòu)的變化

食品質(zhì)構(gòu)是模擬并描述口腔對(duì)食品的感受，是水產(chǎn)品品質(zhì)的重要組成部分[13]。硬度是食品保持形狀的內(nèi)部結(jié)合力，硬度越大表明食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)越緊密[14]。咀嚼性是由硬度、粘聚力、彈性共同作用的結(jié)果。由兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響(表1)可知，超高壓殺菌組的TPA值均高于巴氏殺菌組。對(duì)于硬度、粘著性和咀嚼性3個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)而言，空白對(duì)照組顯著高于(P<0.05)超高壓殺菌組和巴氏殺菌組，超高壓殺菌組又顯著高于(P<0.05)巴氏殺菌組，表明巴氏殺菌和超高壓殺菌均會(huì)使得即食小龍蝦的硬度、粘著性和咀嚼性變劣，但巴氏殺菌的影響更大。對(duì)于彈性而言，兩種殺菌處理的即食小龍蝦并無(wú)顯著性差異(P>0.05)。但超高壓殺菌組的彈性(0.85)略高于空白對(duì)照組(0.79)和巴氏殺菌組(0.72)，這與謝樂(lè)生等[15]的研究結(jié)果一致?？赡苁且?yàn)槌邏簳?huì)引起肌球蛋白的聚合，從而使得彈性增加[16]，即超高壓處理在一定程度上會(huì)使小龍蝦肌肉呈現(xiàn)出更好的彈性，口感上相對(duì)更滑嫩。其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)雖無(wú)顯著性差異(P>0.05)，但在數(shù)值上，巴氏殺菌組和空白對(duì)照組的差距大于超高壓殺菌組與空白對(duì)照組的差距，表明超高壓殺菌對(duì)即食小龍蝦的質(zhì)構(gòu)特性影響相對(duì)較小且略優(yōu)于巴氏殺菌。

表1 兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2 菌落總數(shù)的變化

Al-Dagal等[17]的研究表明，當(dāng)菌落總數(shù)≤5.0 log cfu/g，蝦類為一級(jí)鮮度；菌落總數(shù)為5.0～5.7 log cfu/g，為二級(jí)鮮度。而我國(guó)規(guī)定蝦類產(chǎn)品菌落總數(shù)的限量標(biāo)準(zhǔn)為4.7～5 log cfu/g(GB10136-2015)，當(dāng)即食小龍蝦的菌落總數(shù)超過(guò)5.0 log cfu/g，即已腐敗變質(zhì)，不可食用，此時(shí)定為即食小龍蝦貨架期的終點(diǎn)。

童鈺等[18]研究表明，超高壓處理能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的蛋白，導(dǎo)致微生物死亡。由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，巴氏殺菌和超高壓殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)均呈上升趨勢(shì)，差異顯著(P<0.05)。

圖1 兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦菌落總數(shù)的影響

貯藏前7 d，兩種殺菌方式處理下的即食小龍蝦的菌落總數(shù)無(wú)顯著性差異；到貯藏的第8天及以后，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)明顯高于超高壓殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)，表明超高壓殺菌組的殺菌效果優(yōu)于巴氏殺菌組。巴氏殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)在第13天超過(guò)5.0 log cfu/g，為5.5log cfu/g。超高壓殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)在第15天達(dá)到5.15 log cfu/g，超過(guò)國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，蝦組織開始出現(xiàn)不同程度的糜爛，并呈現(xiàn)難以接受的強(qiáng)烈的氨味、尿素味。因此，初步確定巴氏殺菌處理的即食小龍蝦貨架期為12 d，超高壓殺菌處理的即食小龍蝦貨架期為14 d。

2.3 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的變化

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的一個(gè)重要指標(biāo)。生鮮類水產(chǎn)品在微生物和酶的作用下，促使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨等堿性含氮物質(zhì)，這些物質(zhì)與水產(chǎn)品腐敗時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)酸結(jié)合，形成一種鹽基態(tài)氮并在肉制品中積聚[19]。由圖2可知，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種殺菌處理的即食小龍蝦TVB-N含量均呈顯著性上升趨勢(shì)(P<0.05)。貯藏前6 d，兩種殺菌方式處理下的即食小龍蝦菌落總數(shù)無(wú)顯著性差異；到貯藏的第7天及后期階段，巴氏殺菌處理的即食小龍蝦TVB-N含量明顯高于超高壓殺菌處理的即食小龍蝦TVB-N含量。結(jié)果表明，超高壓殺菌組的殺菌效果優(yōu)于巴氏殺菌組。巴氏殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)在第14天達(dá)到20.94 mg/100 g。超高壓殺菌處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)在第16天達(dá)到21.29 mg/100 g，超過(guò)國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)。因此，結(jié)合測(cè)定結(jié)果(圖1)，進(jìn)一步確定巴氏殺菌處理的即食小龍蝦貨架期為12 d，而超高壓殺菌處理的即食小龍蝦貨架期為14 d。

圖2 兩種殺菌方式對(duì)即食小龍蝦的TVB-N含量的影響

2.4 pH的變化

pH影響即食小龍蝦產(chǎn)品的品質(zhì)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦pH均呈先下降后上升趨勢(shì)(圖3)。這可能是因?yàn)樵谫A藏初期，由于糖原和三磷酸腺苷分解產(chǎn)生乳酸和磷酸使得即食小龍蝦的pH下降[20]；隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物大量繁殖引起蛋白質(zhì)的分解，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使得pH上升；也有研究表明，經(jīng)超高壓處理的產(chǎn)品的pH升高可能與其在超高壓過(guò)程中持水量相對(duì)增加有關(guān)[21]。在整個(gè)貯藏期間，兩種殺菌處理的即食小龍蝦pH無(wú)顯著性差異(P>0.05)，即兩種殺菌處理方式對(duì)即食小龍蝦pH的影響相近。

圖3 兩種不同反壓方式處理的即食小龍蝦的pH變化

2.5 色差的變化

研究表明，由于色素降解、脂質(zhì)氧化等一系列原因會(huì)造成貯藏中的食品發(fā)生顏色的劣變[22]，所以，抑制脂肪氧化，減少色素降解，保護(hù)食品色澤至關(guān)重要。對(duì)于即食小龍蝦產(chǎn)品而言，強(qiáng)烈的食品外觀顏色對(duì)產(chǎn)品性能的改善和提高產(chǎn)品的吸引力具有較大優(yōu)勢(shì)。由表2可知，未經(jīng)殺菌處理的即食小龍蝦產(chǎn)品的色差與剛經(jīng)過(guò)巴氏殺菌和超高壓殺菌的即食小龍蝦的色差均無(wú)顯著性差異(P>0.05)，表明兩種殺菌方式對(duì)貯藏初期即食小龍蝦的色澤影響較小。

表2 貯藏初期殺菌方式對(duì)即食小龍蝦色差的影響

貯藏期間的色差變化由圖4a可知，兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦a*值無(wú)顯著差異(P>0.05)，在貯藏的前12 d均呈現(xiàn)上下波動(dòng)狀態(tài)，之后開始急劇下降，結(jié)合上述微生物和TVB-N數(shù)據(jù)可知，兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦產(chǎn)品在第12天微生物開始大量繁殖，導(dǎo)致小龍蝦體內(nèi)的蝦青素被分解，紅色度降低。Amonrat等[23]認(rèn)為，脂質(zhì)氧化與b*值呈正相關(guān)，即脂質(zhì)氧化程度越高，黃色度越高，b*值越大。由圖4b可知，經(jīng)超高壓處理的即食小龍蝦b*值略高于巴氏殺菌處理的即食小龍蝦b*值，但無(wú)顯著性差異(P>0.05)，且兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦b*值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)?？赡苁且?yàn)殡S著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物大量繁殖，使得即食小龍蝦的脂肪被氧化，導(dǎo)致b*值減小，黃色度下降。白度值W主要由L*值主導(dǎo)，所以與L*值變化趨勢(shì)一致。由圖4c、圖4d可知，兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦L*值和白度值W均呈現(xiàn)上下波動(dòng)狀態(tài)，且差異較小。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，L*值和白度值W均無(wú)顯著性變化(P>0.05)。由此可見，在貯藏前期，超高壓殺菌處理的即食小龍蝦色澤略優(yōu)于巴氏殺菌處理的即食小龍蝦，但總體上差異不明顯。

圖4 兩種不同殺菌方式對(duì)即食小龍蝦色差的影響

3 結(jié)論

在4 ℃貯藏條件下，超高壓殺菌處理的即食小龍蝦的硬度、粘著性和咀嚼性顯著(P<0.05)優(yōu)于巴氏殺菌組，其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)差異不明顯；隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種殺菌方式處理的即食小龍蝦菌落總數(shù)和TVB-N含量均顯著增加(P<0.05)；pH均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，無(wú)顯著性差異(P>0.05)；未經(jīng)殺菌處理的即食小龍蝦的色差與剛經(jīng)過(guò)巴氏殺菌和超高壓殺菌處理的即食小龍蝦的色差無(wú)顯著性差異(P>0.05)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，超高壓處理的即食小龍蝦色澤略優(yōu)于巴氏殺菌處理的即食小龍蝦色澤，但差異不明顯。研究表明，超高壓殺菌處理的即食小龍蝦貨架期比巴氏殺菌組多2 d，但由于超高壓處理受到設(shè)備成本的制約，目前僅適用于科學(xué)研究，無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，且即食小龍蝦產(chǎn)品經(jīng)兩種殺菌方式處理后的理化性質(zhì)和菌落總數(shù)差距不大，因此，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，巴氏殺菌依然是工業(yè)化低溫殺菌的主要方式之一。

□