羥基水和超高壓對(duì)熗蝦殺菌效果及貨架期品質(zhì)的影響

尚海濤，宣曉婷，朱麟，林旭東，崔燕，凌建剛

（寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315040）

熗蝦是一種經(jīng)添加鹽、糖、酒、生姜等調(diào)味料腌漬加工而成的生食特色水產(chǎn)品，因味道鮮美、風(fēng)味獨(dú)特而大受青睞，然而其在食用上存在一定的安全性隱患，常有人因吃熗蝦而引發(fā)腸胃等方面的疾病。張治等[1]研究表明，熗制不能有效殺死蝦體上的大腸桿菌及其他非致病性革蘭氏陰性雜菌，蝦體上的寄生蟲(chóng)囊蚴也不能被殺死。

既不破壞生食特性又可殺滅微生物是熗蝦生產(chǎn)亟待解決的重要課題。近年來(lái)，新興的非熱殺菌技術(shù)為生食水產(chǎn)品殺菌提供了可能。如羥基水、臭氧水[2]、酸性電解水[3]、微酸性電解水[4]、超高壓[5]、低溫等離子體[6]、高密度二氧化碳[7]等。將傳統(tǒng)的水產(chǎn)品生食加工方法與非熱殺菌相結(jié)合，可以在保持生食水產(chǎn)品風(fēng)味的同時(shí)保證產(chǎn)品的安全性，具有良好的應(yīng)用前景[8]。

羥基水技術(shù)，又稱水羥基技術(shù)（water hydroxyl technology）、水觸媒技術(shù)或羥基水離子技術(shù)。其生成不需要添加任何形式的化學(xué)物質(zhì)，僅以自來(lái)水為原料，通過(guò)發(fā)生裝置通電后產(chǎn)生的粒子簇射使水分子裂解為羥基自由基（·OH）等，以達(dá)到高效、安全地降解農(nóng)殘、殺滅細(xì)菌的目的[9]。羥基水技術(shù)是繼臭氧、超聲波后的第三類清洗技術(shù)，具有制備簡(jiǎn)單、殺菌高效、無(wú)殘留毒性、對(duì)人體無(wú)害等特點(diǎn)，是近年來(lái)業(yè)內(nèi)推崇的新技術(shù)方向[10]。Takatsuji等[11]研究表明，·OH具有比臭氧更強(qiáng)的氧化性，對(duì)微生物的殺菌作用也更大。Bai等[12]采用強(qiáng)電離放電技術(shù)制備·OH，當(dāng)濃度達(dá)到0.32 mg/L，處理6 s，大腸桿菌菌落總數(shù)從1.0×104CFU/mL下降到88 CFU/100 mL，當(dāng)濃度達(dá)到 0.30 mg/L，處理 6 s，腸球菌落總數(shù)從6.8×104CFU/mL下降到12 CFU/100 mL，殺菌率都達(dá)到100%。Zhou等[13]采用電芬頓法制備·OH殺滅大腸桿菌，菌落總數(shù)下降達(dá)4個(gè)對(duì)數(shù)單位，并認(rèn)為·OH通過(guò)破壞細(xì)胞膜殺滅微生物。Ryu等[14]對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，常壓低溫等離子體在水中的殺菌效果最為明顯，·OH含量最高，120 s即可殺滅絕大多數(shù)的酵母菌，推測(cè)·OH是酵母菌致死的重要因素。張東峰等[15]優(yōu)化·OH處理葡萄表面條件，理論上霉菌最高殺菌率為95.813%，酵母菌最高殺菌率為96.673%。伍惠儀[16]研究表明，·OH處理對(duì)蔬菜中細(xì)菌的殺菌效果能達(dá)到與氯酸鈉接近的良好水平，對(duì)大腸桿菌展現(xiàn)出良好的殺滅能力，殺菌率可達(dá)99.75%?！H是一種無(wú)選擇性的強(qiáng)氧化劑，非?；顫?，存在時(shí)間極短，只有微秒級(jí)甚至更短，能誘發(fā)一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，可以分解大分子有機(jī)物，使其降解為小分子，直至完全礦化為水、二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽，反應(yīng)徹底[17]。

超高壓（high pressure processing，HPP）技術(shù)是 21世紀(jì)備受關(guān)注的一種食品非熱加工技術(shù)，可在常溫甚至低溫條件下實(shí)現(xiàn)殺菌、鈍酶以及改善物料結(jié)構(gòu)和特性的目的，并能最大程度保持食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[18]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于超高壓技術(shù)在水產(chǎn)品保鮮加工方面已有較多研究報(bào)道，主要集中于殺菌保鮮、脫殼、品質(zhì)改良和快速冷凍解凍等方面。梁山泉等[19]研究表明，超高壓處理可顯著降低牡蠣腸道菌菌群的數(shù)量和多樣性，并能有效減少牡蠣腸道中致病微生物菌屬的豐度。Ye等[20]研究表明，300 MPa下超高壓處理2 min，可使經(jīng)接種的美洲牡蠣中的副溶血性弧菌含量減少超過(guò)5 lg（MPN/g），并完全滅活其中的創(chuàng)傷弧菌。李肖嬋等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在4℃的貯藏條件下，超高壓殺菌處理的即食小龍蝦貨架期為14 d，相比80℃巴氏殺菌處理組，延長(zhǎng)了約2 d的貨架期。Brutti等[22]研究表明，在300 MPa、20 °C、5 min 的超高壓條件下，足以殺滅鯖中體內(nèi)的簡(jiǎn)單異尖線蟲(chóng)的幼蟲(chóng)。Aganovic等[23]分析認(rèn)為，寄生蟲(chóng)比細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體更易于被殺滅。《國(guó)際食品法典標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，食用水產(chǎn)需在-20℃或更低溫度下冷凍7 d，或-35℃下放置20 h，以確保寄生蟲(chóng)被有效殺死[24]。由于超高壓處理也可殺滅寄生蟲(chóng)，可以免去冷凍處理。

本文以熗蝦為研究對(duì)象，聯(lián)合羥基水原料減菌和超高壓成品殺菌各自優(yōu)勢(shì)，研究其對(duì)貨架期菌落總數(shù)和品質(zhì)變化的影響，為羥基水聯(lián)合超高壓殺菌技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍中華管鞭蝦（紅蝦）：象山鼎峰水產(chǎn)品有限公司；食鹽、白砂糖、生姜、黃酒：市售；氯化鈉、氧化鎂、鹽酸（均為分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

76792 T-NA果蔬清洗機(jī)：科勒（中國(guó)）投資有限公司；CQC2L-600全液相超高壓設(shè)備：北京速原中天科技股份公司；TDFJ-160電動(dòng)封罐機(jī)：溫州恒林包裝機(jī)械有限公司；TA-XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；X-rite色差儀：愛(ài)色麗（上海）色彩科技有限公司；2100Q便攜式濁度計(jì)：美國(guó)哈希公司。

1.3 方法

1.3.1 殺菌處理

冷凍紅蝦經(jīng)自來(lái)水流水解凍后，選取大小均一、顏色相近的蝦，去頭、去蝦線。清洗瀝干后，分成兩組。一組按 1∶1.2（g/mL）加入自來(lái)水，靜置 12 min，然后撈出瀝干水分，再按1∶1.2（g/mL）加入腌制液。腌制液為10%黃酒，并添加2%食鹽、2%白砂糖、0.5%生姜絲。灌裝封口后，隨機(jī)分為兩小組。一小組不做殺菌處理，作為對(duì)照組（CK），一小組采用超高壓處理（450 MPa、5 min），作為超高壓處理組（HPP）。另一組將去頭蝦置于果蔬清洗機(jī)中按1∶1.2（g/mL）加自來(lái)水處理12 min，然后撈出瀝干水分，并采用處理12 min制備的羥基水配制腌制液。灌裝封口后，隨機(jī)分為兩小組，一組僅羥基水殺菌作為羥基水處理組（HW），另一組再進(jìn)行超高壓處理，作為聯(lián)合處理組（HW+HPP）。每個(gè)處理3次平行。

1.3.2 貨架期試驗(yàn)

將處理好的樣品，置于冰柜（-20℃～-25℃）內(nèi)冷凍7 d。將對(duì)照組、羥基水處理組、超高壓處理組，聯(lián)合處理組4組樣品取出先用流動(dòng)水解凍，再置于冰箱冷藏室（4℃～6℃）內(nèi)，分別間隔3 d取樣測(cè)定指標(biāo)。

1.3.3 感官評(píng)價(jià)

參照GB/T 37062—2018《水產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)指南》[25]即食水產(chǎn)制品的評(píng)價(jià)要求，制定熗蝦感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。將樣品打開(kāi)包裝后，評(píng)分小組首先對(duì)氣味特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后觀察并評(píng)價(jià)樣品外觀特征，再品嘗并評(píng)價(jià)其滋味、質(zhì)地等特征。

表1 熗蝦感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of salted shrimp

1.3.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

按照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢測(cè)菌落總數(shù)測(cè)定》[26]的方法測(cè)定，培養(yǎng)溫度（30±1）℃，培養(yǎng)時(shí)間 72 h。

1.3.5 TVB-N含量的測(cè)定

按照GB 5009.228—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》[27]第一法測(cè)定。去除蝦外殼，取可食部分，絞碎攪勻。稱取10 g，加入100 mL水，不時(shí)振搖，浸漬30 min后過(guò)濾。取10 mL濾液，由小玻杯注入反應(yīng)室。用10 mL水洗滌小玻杯并使之流入反應(yīng)室內(nèi)。再加入5 mL 1%氧化鎂懸浮液。夾緊螺旋夾，開(kāi)始蒸餾。待蒸餾結(jié)束，取下蒸餾液接收瓶。加入混合指示液，以0.010 0 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至終點(diǎn)。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參照崔燕等[28]的方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定參數(shù)：P/5探頭，探頭下行速度2 mm/s、下壓速度2 mm/s、回升速度2 mm/s，觸發(fā)力5 g，測(cè)試距離5 mm。每組取5個(gè)平行樣進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，測(cè)定部位為蝦肉第二腹節(jié)中部。

1.3.7 色澤的測(cè)定

采用色差儀進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定部位為蝦肉第二腹節(jié)橫切面。

1.3.8 湯汁濁度的測(cè)定

先取出蝦，將湯汁混勻后，按體積比1∶3稀釋，采用濁度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，再按稀釋度換算為原湯汁濁度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各指標(biāo)平行測(cè)定3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用Origin8軟件作圖。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 18.0軟件，差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan多重比較法，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理殺菌效果及對(duì)感官評(píng)分的影響

對(duì)于腌制生食動(dòng)物性水產(chǎn)品，我國(guó)GB 10136—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物性水產(chǎn)制品》[29]對(duì)其菌落總數(shù)有嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。不同處理殺菌效果及對(duì)感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。

表2 不同處理殺菌效果及對(duì)感官評(píng)分的影響Table 2 Sterilization efficiency of different treatments on salted shrimp and their effect on sensory score

如表2所示，未處理組熗蝦菌落總數(shù)為4.826 lg（CFU/g），界于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的可接受水平限量值4.699 lg（CFU/g）和最高安全限量值 5 lg（CFU/g）之間。殺菌率從低到高，依次為羥基水、超高壓和聯(lián)合處理，殺菌率分別達(dá)到86.9%、99.0%和99.4%。羥基水處理對(duì)氣味、外觀和口感的影響不顯著，但是超高壓會(huì)導(dǎo)致外觀評(píng)分一定程度的下降。主要是由于蝦肉變白和湯汁濁度上升，從而使其感官評(píng)分低于對(duì)照組。

2.2 感官評(píng)分的變化

不同處理對(duì)熗蝦貨架期感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。

圖1 不同處理對(duì)熗蝦貨架期感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of different treatments on sensory score of salted shrimp during shelf life

由圖1可知，羥基水處理和對(duì)照組感官評(píng)分變化趨勢(shì)相近，超高壓處理和聯(lián)合處理趨勢(shì)相近，感官評(píng)價(jià)很難分辨羥基水處理的效果，但可以清晰看出超高壓處理的效果。羥基水處理和對(duì)照組感官評(píng)分前3 d下降平緩，超高壓處理和聯(lián)合處理前9 d下降平緩，之后急劇下降。感官評(píng)分的下降主要是氣味上表現(xiàn)為腐臭味，口感上表現(xiàn)為苦味。外觀色澤變化不大，湯汁濁度會(huì)不同程度的上升。相對(duì)而言，氣味和口感上劣變對(duì)品質(zhì)的影響更大，同時(shí)有大量氣體產(chǎn)生，導(dǎo)致脹瓶（脹袋）現(xiàn)象。

2.3 菌落總數(shù)的變化

微生物生長(zhǎng)繁殖是導(dǎo)致腌制生食水產(chǎn)品冷藏期間品質(zhì)和食用安全性下降的重要因素。不同處理對(duì)熗蝦貨架期菌落總數(shù)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 不同處理對(duì)熗蝦貨架期菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effects of different treatments on total viable count of salted shrimp during shelf life

由圖2可知，熗蝦貨架期菌落總數(shù)逐漸上升。以4.699 lg（CFU/g）作為標(biāo)準(zhǔn)，由曲線圖可推算，對(duì)照組貨架期為0 d，出庫(kù)解凍后需立即食用，羥基水處理的熗蝦可延長(zhǎng)貨架期約1 d，超高壓處理可延長(zhǎng)貨架期約7.5 d，聯(lián)合處理可延長(zhǎng)貨架期約9 d。

2.4 TVB-N含量的變化

在酶和細(xì)菌的共同作用下，蛋白質(zhì)被分解產(chǎn)生的堿性含氮物質(zhì)（如氨、胺類等）稱為T(mén)VB-N，常被用來(lái)表征高蛋白食品如水產(chǎn)品中的魚(yú)、蝦、貝類等食品的腐敗程度。不同處理對(duì)熗蝦貨架期TVB-N含量的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同處理對(duì)熗蝦貨架期TVB-N含量的影響Fig.3 Effect of different treatments on TVB-N content of salted shrimp during shelf life

由圖3可知，羥基水、超高壓和聯(lián)合處理都可明顯降低TVB-N含量。貨架期TVB-N含量逐漸上升，不同處理間存在明顯差異。其中，對(duì)照組的TVB-N含量上升速度最快，羥基水處理次之，兩組在6 d超過(guò)GB 10136—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物性水產(chǎn)制品》限量值（25 mg/100 g）。羥基自由基是一種無(wú)選擇性的強(qiáng)氧化劑，氧化還原電位高達(dá)2.8 V（僅次于氟），是臭氧的1.35倍、氯的2.06倍，在水中會(huì)誘發(fā)一系列的自由基鏈反應(yīng)，氧化分解幾乎所有的有機(jī)物質(zhì)、生物體[30]。因此，可推測(cè)羥基自由基氧化分解蝦體表面堿性含氮物質(zhì)，從而使TVB-N含量下降。超高壓和聯(lián)合處理的上升趨勢(shì)相對(duì)緩慢，貨架期12 d仍低于限量值。超高壓也具有降低TVB-N含量的作用，這可能與超高壓使有機(jī)物質(zhì)滲出到湯汁而TVB-N含量檢測(cè)只檢測(cè)可食部分有關(guān)。對(duì)比圖2和圖3可知，菌落總數(shù)比TVB-N含量上升的速度更快，超標(biāo)的時(shí)間更早。同時(shí)推測(cè)可知，超高壓處理有效地抑制熗蝦體內(nèi)微生物的生長(zhǎng)，從而降低蛋白質(zhì)的氧化分解速度，減少揮發(fā)性物質(zhì)，如胺和三甲胺等的產(chǎn)生，抑制了TVB-N含量的上升。

2.5 質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)特性是食品重要的品質(zhì)特征之一。不同處理對(duì)熗蝦貨架期質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖4～圖6。

圖4 不同處理對(duì)熗蝦貨架期硬度的影響Fig.4 Effect of different treatments on hardness of salted shrimp during shelf life

圖5 不同處理對(duì)熗蝦貨架期彈性的影響Fig.5 Effect of different treatments on springiness of salted shrimp during shelf life

圖6 不同處理對(duì)熗蝦貨架期咀嚼性的影響Fig.6 Effect of different treatments on chewiness of salted shrimp during shelf life

羥基水處理對(duì)熗蝦質(zhì)構(gòu)的影響不大，但超高壓處理會(huì)使熗蝦硬度、彈性和咀嚼性明顯上升。硬度從169.1 g上升到282.2 g，彈性從0.706上升到0.869，咀嚼性從57.8 mJ上升到144.1 mJ。超高壓處理對(duì)質(zhì)構(gòu)的影響已多有報(bào)告，如王芝妍等[31]研究發(fā)現(xiàn)，200 MPa處理組蝦仁硬度、彈性和咀嚼性分別提高35.37%、7.46%和24.93%，并認(rèn)為蝦仁質(zhì)構(gòu)得到改善。在貨架期間，其質(zhì)構(gòu)參數(shù)逐漸下降，與對(duì)照和羥基水處理的質(zhì)構(gòu)參數(shù)相接近。表明超高壓處理后質(zhì)構(gòu)特性的改變具有可逆性。

2.6 色澤的變化

色澤是影響熗蝦外觀品質(zhì)的因素之一。不同處理對(duì)熗蝦貨架期色澤的影響見(jiàn)圖7～圖9。

圖7 不同殺菌處理對(duì)熗蝦蝦肉貨架期L*的影響Fig.7 Effect of different treatments on L*of salted shrimp meat during shelf life

圖8 不同殺菌處理對(duì)熗蝦蝦肉貨架期a*的影響Fig.8 Effect of different treatments on a*of salted shrimp meat during shelf life

圖9 不同殺菌處理對(duì)熗蝦蝦肉貨架期b*的影響Fig.9 Effect of different treatments on b*of salted shrimp meat during shelf life

如圖7～9所示，羥基水處理對(duì)熗蝦蝦肉色澤的影響不大，而超高壓會(huì)明顯影響熗蝦蝦肉色澤，主要表現(xiàn)為蝦肉色澤變白，透明度變低。超高壓處理會(huì)使L*從53.98上升至61.57；使a*從0.78下降至-1.60；使b*從1.578下降至-5.820。在貨架期，L*和a*變化較小。超高壓和聯(lián)合處理后的b*隨時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)逐漸上升，但仍低于對(duì)照組和羥基水處理組。表明超高壓處理后蝦肉色澤改變，具有不可逆性。超高壓處理還會(huì)影響蝦體表面的色澤，主要也是由表面蝦肉色澤的變化引起相應(yīng)程度變白。雖然超高壓處理對(duì)熗蝦的色澤和質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響，但對(duì)風(fēng)味的影響較小，未見(jiàn)有明顯的熟制風(fēng)味，仍表現(xiàn)為生鮮風(fēng)味。

2.7 湯汁濁度的變化

湯汁濁度是影響熗蝦外觀品質(zhì)的因素之一。不同處理對(duì)熗蝦湯汁濁度的影響見(jiàn)圖10。

圖10 不同處理對(duì)熗蝦湯汁貨架期濁度的影響Fig.10 Effect of different treatments on soup turbidity of salted shrimp during shelf life

由圖10可知，貨架期起始濁度，從低到高依次為羥基水處理組、對(duì)照組、聯(lián)合處理組和超高壓處理組。羥基水處理可明顯降低湯汁濁度，而超高壓處理后湯汁濁度會(huì)顯著上升。羥基水處理氧化分解表面有機(jī)物而被清洗掉，從而使?jié)岫认陆怠Ｍ跣氰萚32]研究表明，超高壓處理會(huì)使蝦仁中的蛋白質(zhì)溶出，因而超高壓處理湯汁濁度上升可能與蛋白質(zhì)等有機(jī)物溶出有關(guān)。聯(lián)合處理兼具羥基水和超高壓雙重作用，其濁度介于兩者單獨(dú)處理之間。貨架期間，對(duì)照組和羥基水處理組湯汁濁度會(huì)快速上升，而超高壓處理和聯(lián)合處理緩慢上升。這與不同處理貨架期腐敗速度相一致，腐敗的發(fā)生加快了湯汁濁度上升。由于羥基水延緩貨架期腐敗的作用有限，也因此湯汁濁度上升也很快。還可以看出，羥基水處理組湯汁濁度一直低于對(duì)照組，聯(lián)合處理組低于超高壓組，表明羥基水處理可以一定程度上可保持熗蝦貨架期湯汁的澄清度。

3 結(jié)論

采用羥基水、超高壓和聯(lián)合處理熗蝦，研究不同處理的殺菌率及其對(duì)貨架期品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，羥基水處理不僅可以殺菌，還具有凈化作用，可降低菌落總數(shù)、TVB-N含量和湯汁濁度，且對(duì)產(chǎn)品外觀無(wú)顯著性影響，結(jié)合凍藏有助于提高質(zhì)檢合格率。超高壓處理殺菌更徹底，可以明顯延長(zhǎng)冷藏貨架期；超高壓聯(lián)合羥基水處理，既具有較高的殺菌效果，還可延緩湯汁濁度上升。因此，聯(lián)合處理在提高質(zhì)量安全，延長(zhǎng)貨架期方面具有巨大的應(yīng)用潛力。此外，羥基水處理殺菌技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，如結(jié)合超聲波處理等技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化清洗殺菌工藝，提高殺菌效果。