脈沖強(qiáng)光對(duì)濕米粉中霉菌的殺菌效果研究

田芳 張卓佳 唐嬌艷 京舒婷 歐露真 曾凡紅

摘 要：目的：研究脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)對(duì)濕米粉中霉菌的殺滅效果。方法：以殺菌率為指標(biāo)，研究脈沖強(qiáng)光照射方式、閃照次數(shù)、閃照電壓對(duì)濕米粉中霉菌殺菌效果的影響。結(jié)果：采用脈沖強(qiáng)光技術(shù)處理霉菌數(shù)量為1 000 CFU的濕米粉，殺菌率與閃照次數(shù)、閃照電壓呈正相關(guān)。當(dāng)閃照次數(shù)為5次、閃照電壓為7 kV時(shí)，霉菌殺菌率可達(dá)92.0%，能有效延長(zhǎng)濕米粉的貨架期1 d。結(jié)論：脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)能有效殺滅濕米粉中霉菌，可用于濕米粉生產(chǎn)過(guò)程和儲(chǔ)藏過(guò)程中的殺菌。

關(guān)鍵詞：濕米粉；脈沖強(qiáng)光；霉菌；殺菌率；貨架期

Abstract： Objective： To study the efficacy of pulsed strong light sterilization technology in killing mold in wet rice flour. Method： The sterilization rate was used as an index to study the effects of pulsed strong light irradiation， flash times and flash voltage on the sterilization of mold in wet rice flour. Result： The pulsed strong light technology was used to treat wet rice noodles with 1 000 CFU of mold. The sterilization rate was positively correlated with the number of flashes and the flash voltage. When the number of flashes was 5 and the flash voltage was 7 kV， the mold sterilization rate could reach 92.0%， which could effectively extend the shelf life of wet rice flour for 1 day. Conclusion： Pulsed strong light sterilization technology can effectively kill mold in wet rice flour， and can be used for sterilization in the production and storage of wet rice flour.

Keywords： wet rice flour; pulsed light; mold; sterilization rate; shelf-life

濕米粉是一種烹調(diào)方便、營(yíng)養(yǎng)豐富、深受人們喜愛的早餐。米粉加工廠多選擇陳化大米，以降低成本，且生產(chǎn)出來(lái)的濕米粉更有韌性、不易斷裂。濕米粉的加工工藝流程為浸泡→磨漿→蒸粉→成型→焯粉→濾干，其中浸泡時(shí)間較長(zhǎng)，尤其在夏季更易受微生物污染。成品水分高達(dá)50%～70%，適于微生物的生長(zhǎng)繁殖，所以很容易發(fā)霉變質(zhì)[1-2]。目前濕米粉的保質(zhì)期多為1～2 d，大大限制了濕米粉工業(yè)化生產(chǎn)。

脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)是一種新型高效輻射殺菌技術(shù)[3-4]，惰性氣體氘燈能夠瞬間發(fā)出高強(qiáng)度的脈沖閃光來(lái)殺滅食品、包裝材料表面[5-11]、肉類[12-13]、果蔬[14-15]、牛奶[16-19]、糕點(diǎn)[20-21]以及飲料[22-23]等食品中的微生物。索標(biāo)等[24]采用透射電子顯微鏡研究脈沖強(qiáng)光技術(shù)對(duì)金黃色葡萄球菌形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，從而分析其失活規(guī)律和殺菌機(jī)制；何余堂等[25]采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行脈沖強(qiáng)光工藝優(yōu)化，以玉米水分含量與感官品質(zhì)為指標(biāo)評(píng)價(jià)保鮮效果；唐明禮等[26]采用脈沖強(qiáng)光對(duì)煎餅表面進(jìn)行殺菌處理，研究脈沖強(qiáng)光對(duì)煎餅表面大腸桿菌的殺滅效果；田芳等[27]以包裝袋、閃照次數(shù)和閃照電壓為影響因素，探究脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)對(duì)濕米粉中致病菌的殺滅效果。本研究以脈沖強(qiáng)光照射方式、閃照次數(shù)、閃照電壓為影響因素，以殺菌率為考察指標(biāo)，研究脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)對(duì)濕米粉中霉菌的殺滅效果，為有效控制濕米粉加工生產(chǎn)及產(chǎn)品儲(chǔ)藏過(guò)程中霉菌污染提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

米粉（市售）；包裝袋（普通透明封口袋）；孟加拉紅培養(yǎng)基（青島海博生物技術(shù)有限公司）；三氯甲烷（分析純，上海國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司）；氫氧化鈉（標(biāo)準(zhǔn)溶液，壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；黑曲霉菌（Aspergillus niger，上海魯微科技有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

GR60DA立式高壓滅菌鍋（致微（廈門）儀器有限公司）；BSC-1500 II B2-X生物安全柜（濟(jì)南鑫貝西生物技術(shù)有限公司）；MJ-250F-I霉菌培養(yǎng)箱（上海創(chuàng)萌生物科技有限公司）；ZWM-5H-D4B-M脈沖強(qiáng)光輻照裝置（荷蘭Pulsed Light Power BV公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

根據(jù)文獻(xiàn)[27]，將樣品接種標(biāo)準(zhǔn)定量菌株后進(jìn)行脈沖強(qiáng)光處理，空白對(duì)照樣品接種后不進(jìn)行脈沖強(qiáng)光處理。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在霉菌接種數(shù)量為1 000 CFU，閃照距離為2 cm的基礎(chǔ)上，以殺菌率為考察指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。固定閃照電壓為5 kV，閃照次數(shù)為5次，研究脈沖強(qiáng)光照射方式（對(duì)濕米粉先包裝再照射和直接照射后再包裝）對(duì)濕米粉中霉菌殺菌率的影響；固定脈沖光照射方式為先包裝再照射，閃照電壓為5 kV，研究脈沖強(qiáng)光閃照次數(shù)（1次、3次、5次、7次和10次）對(duì)濕米粉中霉菌殺菌率的影響；固定脈沖光照射方式為先包裝再照射，閃照次數(shù)為5次，研究閃照電壓（2 kV、3 kV、5 kV、7 kV和8 kV）對(duì)濕米粉中霉菌殺菌率的影響。

1.3.3 殺菌率的計(jì)算

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》（GB 4789.15—2016）第一法檢驗(yàn)霉菌，按《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)的測(cè)定》（GB 4789.2—2016）檢驗(yàn)菌落總數(shù)。殺菌率按公式（1）計(jì)算。

1.3.4 濕米粉貨架期的霉菌和菌落總數(shù)指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)定最佳殺菌條件，將經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光處理（采用本文得出的最佳條件進(jìn)行處理）的濕米粉和未經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理的空白對(duì)照組一同放入25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中。按1.3.3項(xiàng)所述測(cè)定依據(jù)每天測(cè)定兩組樣品的霉菌和菌落總數(shù)直至超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

1.3.5 濕米粉貨架期的理化指標(biāo)酸度測(cè)定

酸度的測(cè)定原理、方法以及計(jì)算公式均參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》（GB 5009.239—2016）。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖，利用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脈沖強(qiáng)光照射方式對(duì)濕米粉霉菌殺菌率的影響

參考文獻(xiàn)[27]，本文選擇較薄的透明包裝袋。由圖1可知，對(duì)濕米粉直接照射后再包裝的殺菌效果（照射方式2）與先包裝再照射（照射方式1）的殺菌效果之間的差異不顯著?？紤]二次污染和實(shí)際操作可行性，本試驗(yàn)選擇先包裝再照射的方式進(jìn)行濕米粉中霉菌的殺滅。

2.2 脈沖閃照次數(shù)對(duì)濕米粉霉菌殺菌率的影響

由圖2可知，濕米粉霉菌殺菌率與脈沖閃照次數(shù)呈正相關(guān)。當(dāng)閃照次數(shù)從1次增加至5次時(shí)，殺菌率明顯上升；當(dāng)閃照次數(shù)達(dá)到7次時(shí)，霉菌殺菌率達(dá)到90.5%；繼續(xù)增加閃照次數(shù)，霉菌殺菌率增大不明顯?？紤]設(shè)備負(fù)荷，且實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中初始菌數(shù)濃度偏小，本試驗(yàn)選擇脈沖閃照次數(shù)為5次。

2.3 脈沖閃照電壓對(duì)濕米粉霉菌殺菌率的影響

由圖3可知，殺菌率與閃照電壓呈正相關(guān)。當(dāng)閃照電壓從2 kV增大至5 kV時(shí)，殺菌率明顯增大；當(dāng)閃照電壓為7 kV時(shí)，霉菌殺菌率達(dá)到92.0%；繼續(xù)增大閃照電壓，殺菌率增大不明顯。綜合考慮殺菌效果和生產(chǎn)成本，本試驗(yàn)選擇最佳閃照電壓為7 kV。

2.4 貨架期的微生物、理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

由于目前尚無(wú)米粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且原有湖南省米粉地方標(biāo)準(zhǔn)作廢后一直未出臺(tái)新的地方標(biāo)準(zhǔn)，所以本文參考廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《廣東省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 濕米粉》（DBS 44/012—2019）進(jìn)行評(píng)價(jià)，濕米粉的菌落總數(shù)限值是≤100 000 CFU·g-1，霉菌的限值是≤150 CFU·g-1，酸度≤2.0 °T。

由表1可知，空白組米粉在儲(chǔ)藏第2天時(shí)，霉菌數(shù)量已經(jīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的150 CFU·g-1，而經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌后的濕米粉在第4天時(shí)，霉菌數(shù)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?？瞻捉M米粉在儲(chǔ)藏第3天時(shí)，菌落總數(shù)數(shù)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的100 000 CFU·g-1，而經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌后的濕米粉在第4天時(shí)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。綜合可知，經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌后的濕米粉比未做處理的濕米粉的貨架期延長(zhǎng)了1 d。表明濕米粉經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌能延長(zhǎng)其貨架期。

由圖4可知，經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌后的濕米粉在儲(chǔ)存5 d后的酸度仍符合DBS 44/012—2019規(guī)定，整個(gè)貨架期濕米粉酸度值變化不大。而未經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光殺菌后的濕米粉在儲(chǔ)存4 d后的酸度遠(yuǎn)超出地方安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。進(jìn)一步表明脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在符合地方安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的情況下，可有效延長(zhǎng)濕米粉的貨架期。

3 結(jié)論

研究表明，采用脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)可以有效殺滅濕米粉表面的霉菌。脈沖強(qiáng)光對(duì)濕米粉表面霉菌的殺菌率受照射方式、閃照次數(shù)和閃照電壓等因素的影響，霉菌接種數(shù)量為1 000 CFU、閃照距離為2 cm的基礎(chǔ)上，采用先包裝再照射的照射方式，閃照5次、閃照電壓為7 kV時(shí)，霉菌殺菌率可達(dá)92.0%。與未處理的濕米粉組相比，經(jīng)上述條件照射后的濕米粉的貨架期能夠延長(zhǎng)1 d，且酸度值符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。企業(yè)生產(chǎn)包裝好的濕米粉規(guī)格較大，為了方便運(yùn)輸其包裝袋也比較厚，導(dǎo)致脈沖強(qiáng)光的透過(guò)性相對(duì)較弱，因此實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用效果以及工藝、裝備等相關(guān)技術(shù)還需要進(jìn)一步開發(fā)和驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]熊香元，張立釗，陳力力，等.發(fā)酵米粉中微生物及對(duì)米粉品質(zhì)影響研究進(jìn)展[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2020，35（8）：170-176.

[2]黎東，張周莉，張福，等.2018～2020年南充市米粉質(zhì)量安全狀況分析[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2020，11（15）：5184-5189.

[3]謝姝鴿，韓秋漪，李福生，等.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)綜述[J].光源與照明，2020（11）：31-34.

[4]周萬(wàn)龍，高大雄，夏小舒.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)的研究[J].食品科學(xué)，1998（1）：16-19.

[5]王龑，鄭勇，楊開.脈沖強(qiáng)光在食品殺菌中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2021，21（9）：397-408.

[6]吳凱為，蔡文琪，張成東，等.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在食品保鮮領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2019，40（5）：295-299.

[7]林小潔.非熱殺菌技術(shù)介紹及其對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響[J].中國(guó)食品，2021（21）：86-87.

[8]佟臻，劉雪婷，陳金定，等.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在食品及包裝材料中應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2022，43（2）：454-462.

[9]陳金定，王媛，毛立科，等.脈沖強(qiáng)光對(duì)飲料瓶蓋殺菌效果[J].食品與機(jī)械，2021，37（7）：183-187.

[10]嚴(yán)杰能，林曉吟，孫喬潤(rùn)，等.包裝飲用水瓶蓋脈沖光殺菌工藝的條件優(yōu)化[J].飲料工業(yè)，2019，22（3）：37-40.

[11]翁玲，劉錦芳，高彥祥，等.飲料包裝材料滅菌技術(shù)研究進(jìn)展[J].飲料工業(yè)，2021，24（2）：67-72.

[12]謝艷英，安格爾，包璐瑩，等.脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)制及其在肉類食品中作用效果的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2021，42（9）：405-411.

[13]王志琦，趙鐘，周輝，等.脈沖光技術(shù)對(duì)肉制品保鮮的研究進(jìn)展[J].包裝與食品機(jī)械，2021，39（5）：49-54.

[14]俞靜芬，林旭東，尚海濤，等.脈沖強(qiáng)光技術(shù)在果蔬保鮮中的研究進(jìn)展[J].保鮮與加工，2021，21（8）：146-150.

[15]徐文慧，周錦云，蔡靜，等.基于低溫等離子體技術(shù)的果蔬生鮮殺菌保鮮研究進(jìn)展[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，61（1）：121-124.

[16]王勃，朱力杰，惠麗娟，等.響應(yīng)面法優(yōu)化脈沖強(qiáng)光對(duì)巴氏奶霉菌的滅菌工藝[J].食品工業(yè)科技，2015，36（13）：252-256.

[17]陳苗.脈沖強(qiáng)光對(duì)牛奶中阪崎腸桿菌殺菌效果的影響[J].現(xiàn)代食品，2017（22）：83-86.

[18]談慧芷，馬濤，王勃，等.脈沖強(qiáng)光對(duì)鮮牛奶細(xì)菌殺菌效果的研究[J].食品工業(yè)科技，2014，35（3）：241-244.

[19]王志敏，魏芳，崔巖巖，等.冷殺菌技術(shù)在奶制品加工中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)乳品工業(yè)，2017，45（1）：39-42.

[20]劉昕，馬濤，王勃，等.脈沖強(qiáng)光對(duì)面包表面霉菌殺菌效果的研究[J].食品科技，2014，39（3）：116-120.

[21]王勃，劉昕，馬濤，等.響應(yīng)面法優(yōu)化脈沖強(qiáng)光對(duì)面包表面細(xì)菌的殺菌工藝[J].食品科學(xué)，2014，35（18）：74-77.

[22]趙晨.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)對(duì)氨基酸飲料殺菌作用的研究[J].福建輕紡，2012（4）：32-36.

[23]王茉，楊瑞金.高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)綠茶飲料殺菌的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2005，31（11）：133-136.

[24]索標(biāo)，李森，張偉，等.脈沖強(qiáng)光對(duì)饅頭表面金黃色葡萄球菌的殺菌效果[J]. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2018，9（7）：1491-1495.

[25]何余堂，趙玲玲，高虹妮，等.響應(yīng)面法優(yōu)化脈沖強(qiáng)光對(duì)鮮食玉米保鮮的技術(shù)工藝[J].食品科技，2017，42（3）：38-43.

[26]唐明禮，王勃，劉賀，等.響應(yīng)面優(yōu)化脈沖強(qiáng)光對(duì)煎餅表面大腸桿菌的殺菌效果[J].食品科學(xué)，2014，35（16）：91-95.

[27]田芳，李勇，唐嬌艷，等.脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在濕米粉中的應(yīng)用研究[J].糧食與油脂，2022，35（9）：51-53.