強(qiáng)酸性電解水對(duì)豬通脊的殺菌效果研究

李 建，趙瑞平，鄭德獎(jiǎng)，李華貞，劉海杰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

強(qiáng)酸性電解水對(duì)豬通脊的殺菌效果研究

李 建，趙瑞平，鄭德獎(jiǎng)，李華貞，劉海杰*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

考察強(qiáng)酸性電解水對(duì)豬肉的殺菌效果、影響因素以及在殺菌過程中強(qiáng)酸性電解水各指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：強(qiáng)酸性電解水的有效氯濃度（ACC）從29.62mg/L增加到88.87mg/L，其對(duì)豬肉樣品的殺菌率由88.2%上升到96.3%，殺菌率呈迅速上升，而后變化趨于平緩。用強(qiáng)酸性電解水浸漬豬肉10min，其體積（mL）為樣品質(zhì)量（g）7倍后，再增加強(qiáng)酸性電解水體積，殺菌效果沒有明顯提高。強(qiáng)酸性電解水處理樣品8min后，細(xì)菌總數(shù)的對(duì)數(shù)從4.59下降到3.40，此后，延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，細(xì)菌總數(shù)變化不大。在處理過程中，強(qiáng)酸水的有效氯濃度、氧化還原電位和pH在1min內(nèi)急劇下降，而后下降趨勢(shì)變緩。

強(qiáng)酸性電解水，豬通脊，殺菌效果，影響因素

鮮肉在分割和運(yùn)輸過程中，表面首先被生產(chǎn)設(shè)備、器具和環(huán)境中的微生物污染，所以及時(shí)清除和殺滅鮮肉表面的微生物，防治細(xì)菌向鮮肉內(nèi)部滋生，有利于降低鮮肉的微生物污染程度。電解水（Electrolyzed Water）也稱電解離子水和氧化還原電位水，是在特殊的裝置中電解食鹽或稀鹽酸得到的具有特殊功能的酸性電解水和堿性電解水的總稱。一般將pH＜2.7、ACC 20～60mg/L的電解水稱為強(qiáng)酸性電解水，將pH 5.0～6.5，ACC 10～30mg/L的電解水稱為微酸性電解水。電解水作用后可還原為普通水，無污染、安全性高、對(duì)環(huán)境友好，而且成本低廉、制取方便，有良好的應(yīng)用前景。強(qiáng)酸性電解水（Strongly Acidic Electrolyzed Water），簡(jiǎn)稱強(qiáng)酸水（SAEW），在肉品中的研究集中于其對(duì)肉品中病原微生物和致病菌的研究，Ozer[1]對(duì)接入大腸桿菌和李斯特菌的新鮮鮭魚片進(jìn)行殺菌，結(jié)果表明，使用強(qiáng)酸水在35℃下可使大腸桿菌減少91.9%，李斯特菌減少92.3%。Fabrizio、Cutter[2－3]研究表明，強(qiáng)酸水可使即食肉表面的李斯特菌降低1個(gè)對(duì)數(shù)值，此外，使用強(qiáng)酸水、氯水、蒸餾水、乳酸分別浸泡處理接種了彎曲弧菌的豬肉，結(jié)果表明強(qiáng)酸水和乳酸能夠較好地殺滅彎曲弧菌，貯藏?cái)?shù)天后的豬肉中檢測(cè)不到弧菌的存在。Tian Ding[4]等用強(qiáng)酸水浸漬接種大腸桿菌O157∶H7的牛肉，可使菌數(shù)下降1.64lgcfu/g。Ren[5]使用加鹽量為1%的電解水處理接種了溶血性弧菌的牡蠣4～6h，能夠有效降低腐敗菌的菌數(shù)。Yu－Ru Huang[6]等發(fā)現(xiàn)，將接種大腸桿菌和副溶血性弧菌的羅非魚浸漬到強(qiáng)酸水10min，與對(duì)照組相比，大腸桿菌下降0.7lgcfu/cm2，副溶血性弧菌下降2.6lgcfu/cm2。劉曄[7]等用強(qiáng)酸水對(duì)豬肉里脊的肉糜進(jìn)行處理，細(xì)菌總數(shù)下降2lgcfu/g。本研究將以肉品為基質(zhì)，直接研究強(qiáng)酸水對(duì)肉品本身所污染微生物的殺滅作用，影響殺菌效果的因素以及在殺菌過程中強(qiáng)酸水各個(gè)指標(biāo)的變化，為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬通脊肉 購(gòu)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)附近的美廉美超市。

CE－7001型賽愛酸性電解水發(fā)生器 Sai Ai Environmental Protection and Technology Development Company Ltd.，Guangzhou，China；Thermo 510M－01型多功能參數(shù)測(cè)定儀 Thermo Scientic CO.Ltd.，USA；無菌操作臺(tái) 北京；恒溫培養(yǎng)箱 北京。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品及細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)方法 將豬肉切塊，大小一致（約為3×2.5×0.7cm3），重量為（0.5±0.01）g，置于冰箱（4℃）備用。細(xì)菌總數(shù)參照GB4789.2－03，采用平板計(jì)數(shù)法。將5g處理過的樣品在無菌條件下剪碎，加入45mL無菌生理鹽水，制成10－1倍稀釋液，用10倍遞增法進(jìn)一步稀釋成10－2、10－3稀釋度的稀釋液，取1mL稀釋液于滅菌平板中，倒入滅菌營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基15～20mL，置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，48h后計(jì)數(shù)。

1.2.2 電解水制備 強(qiáng)酸水CE－7001型賽愛酸性電解水發(fā)生器制備，使用的電解液是NaCl溶液。電解水制備后立即使用。測(cè)定電解水的物理指標(biāo)包括：pH、氧化還原電位（ORP）和ACC。其中pH和ORP使用Thermo 510M－01型多功能參數(shù)測(cè)定儀測(cè)定，ACC采用碘量法滴定。1.2.3 浸泡時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響 強(qiáng)酸水的ACC、ORP和pH分別為：57.51mg/L，1135.1mV，2.53。將樣品浸泡于10倍體積的強(qiáng)酸水中，即肉水比m∶v=1∶10（g∶mL），浸泡時(shí)間分別為1、3、5、8、10、12、15min，檢測(cè)處理后的各組樣品的細(xì)菌總數(shù)。

1.2.4 肉水比對(duì)殺菌效果的影響 強(qiáng)酸水的ACC、ORP和pH分別為：57.51mg/L，1105.0mV，2.56。自來水和強(qiáng)酸水各設(shè)四個(gè)處理組，分別為：肉水比（m∶v）1∶3、1∶5、1∶7、1∶10，浸漬時(shí)間10min，檢測(cè)處理后各組的細(xì)菌總數(shù)。

1.2.5 不同有效氯含量強(qiáng)酸性電解水的殺菌效果 制得的強(qiáng)酸水的指標(biāo)如表1所示。

表1 強(qiáng)酸性電解水的指標(biāo)（28℃）Table 1 Physical and chemical parameters of SAEW（28℃）

設(shè)置6個(gè)處理組，各處理組的水的指標(biāo)如表1所示。將準(zhǔn)備好的樣品按照肉水比（m∶v）=1∶7浸泡于自來水和強(qiáng)酸水中，浸漬10min后，將樣品取出，瀝干水分，測(cè)定各處理組樣品的細(xì)菌總數(shù)。

1.2.6 浸漬過程中強(qiáng)酸水各指標(biāo)的變化 將豬肉樣品浸漬于ACC 57.51mg/L，ORP 1138.7mV，pH 2.55的強(qiáng)酸水中，m∶v分別為1∶3、1∶5、1∶7、1∶10，分別在1、3、5、8、10、12、15min時(shí)測(cè)定其ACC、ORP和pH。

1.2.7 多次浸漬實(shí)驗(yàn) 所用強(qiáng)酸水的指標(biāo)為ACC= 60.54mg/L，ORP=1120.8mV，pH=2.64。將豬肉樣品浸漬于上述強(qiáng)酸水中，時(shí)間為3min，取出，換水浸漬3min，依次共浸漬5次，每次的m∶v為1∶10。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析（Duncan，P＜0.05），每個(gè)樣品做三個(gè)平行。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸漬時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響

圖1 浸漬時(shí)間對(duì)豬肉殺菌效果的影響Fig.1 The disinfection effect of strongly acid electrolyzed water after different soaking time for pork

浸漬時(shí)間分別為1、3、5、8、10、12、15min時(shí)，樣品細(xì)菌總數(shù)的變化如圖1所示。由圖1可知，在8min內(nèi)，隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)菌總數(shù)呈下降趨勢(shì)，浸漬時(shí)間從1min到8min，細(xì)菌總數(shù)的對(duì)數(shù)從4.59下降到3.40。此后，再繼續(xù)延長(zhǎng)浸泡時(shí)間至15min，細(xì)菌總數(shù)下降不明顯。

2.2 肉水比對(duì)殺菌效果的影響

圖2 肉水比對(duì)豬肉殺菌效果的影響Fig.2 The disinfection effect of SAEW supply volum for pork

肉水比對(duì)殺菌效果的影響如圖2所示。由圖2可知，隨著用水量的增加，即肉水比分別為1∶3、1∶5、1∶7、1∶10、1∶12時(shí)，自來水處理組的細(xì)菌總數(shù)分別為：5.40、5.28、5.14、5.11、5.05lgcfu/g；強(qiáng)酸水處理后的細(xì)菌總數(shù)分別為5.35、4.88、4.77、4.62、4.59lgcfu/g。相同肉水比條件下，自來水處理組細(xì)菌總數(shù)均高于強(qiáng)酸水處理組，說明自來水浸泡僅能洗去少量的微生物，而且在m∶v小于1∶7即用水體積大于樣品質(zhì)量的7倍后，細(xì)菌總數(shù)趨于穩(wěn)定。強(qiáng)酸水m∶v=1∶10時(shí)，比自來水組降低0.42lgcfu/g，比空白對(duì)照組降低1.03lgcfu/g（樣品的原始菌數(shù)為5.62lgcfu/g），繼續(xù)增加強(qiáng)酸水的用量，細(xì)菌總數(shù)降低趨于平緩。

表2 強(qiáng)酸水有效氯（ACC）含量對(duì)殺菌效果的影響Table 2 The disinfection effect of SAEW of different ACC for pork

2.3 不同有效氯含量對(duì)強(qiáng)酸水的殺菌效果

如表2所示，自來水的浸泡洗滌作用能使細(xì)菌總數(shù)從5.04lgcfu/g下降到4.36lgcfu/g，除菌率79.1%。SAEW1的ACC為29.62mg/L，浸漬樣品10min后，細(xì)菌總數(shù)為4.11lgcfu/g，殺菌率88.2%。隨著強(qiáng)酸水ACC的增加，細(xì)菌總數(shù)不斷下降，當(dāng)ACC為88.87mg/L（SAEW5）時(shí)，細(xì)菌總數(shù)為3.61lgcfu/g，與未處理組相比下降1.43lgcfu/g，殺菌率96.3%，相對(duì)于自來水處理組，下降0.75lgcfu/g。當(dāng)ACC為50.54mg/L和73.19mg/L，殺菌率分別為94.6%和95.9%。

2.4 浸漬過程中強(qiáng)酸水ACC、ORP及pH的變化

圖3 浸漬過程中強(qiáng)酸水指標(biāo)的變化Fig.3 Changes of physicochemical parameters of SAEW during soaking treatments

浸漬過程中強(qiáng)酸水ACC、ORP及pH的變化如圖3所示。浸泡1min內(nèi)，ACC急劇下降，所用強(qiáng)酸水體積越少，下降越快。1min后，ACC持續(xù)下降，并且下降速率變緩慢。m∶v為1∶3時(shí)，ACC大約在3min內(nèi)就從57.51mg/L降為0。m∶v為1∶5時(shí)，在第8min降為0。m∶v為1∶7和1∶10時(shí)，浸漬1min后，ACC分別下降到20.91、30.7mg/L，10min后，ACC為3.49、6.58mg/L。從10min開始，隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，ACC變化不大。

與ACC變化相似，各處理組的ORP在1min從1138mV下降到686、701、738、753mV（如圖3b所示）。1min后ORP下降趨于平緩。ORP的變化與ACC變化趨勢(shì)相近，因?yàn)镺RP與起氧化作用的成分HClO、ClO-等有很大關(guān)聯(lián)，ACC含量越低，ORP值就越小。

與ACC和ORP的變化相對(duì)應(yīng)，pH在1min內(nèi)上升較快，pH從初始的2.55上升到3.84、3.30、3.10和3.06，而后上升趨勢(shì)緩慢。最終pH分別為4.46、3.99、3.80和3.53。

肉中含有大量的堿性物質(zhì)，在強(qiáng)酸性條件下，電解水中的有效氯以Cl2、HClO等形式存在，Cl2等成分易和有機(jī)物反應(yīng)，形成結(jié)合狀態(tài)有機(jī)氯化物[8]。因此，和肉接觸時(shí)，強(qiáng)酸水的ACC、ORP和pH會(huì)急劇下降，而后趨于平緩。

2.5 多次浸漬處理的殺菌效果

圖4 多次浸漬處理對(duì)豬肉的殺菌效果影響Fig.4 The disinfection effect of SAEW by different soaking treatments

如圖4所示，豬肉樣品的原始菌數(shù)為5.30lgcfu/g，浸漬3min后，細(xì)菌總數(shù)為5.17lgcfu/g，2次浸漬3min后細(xì)菌總數(shù)降至4.76lgcfu/g，與1次浸漬相比細(xì)菌總數(shù)顯著減少（P＜0.05）。3次浸漬后細(xì)菌總數(shù)為4.60lgcfu/g，4、5次浸漬后，細(xì)菌總數(shù)分別降至4.35lgcfu/g和4.21lgcfu/g，與對(duì)照相比，浸漬5次細(xì)菌總數(shù)下降了1.09lgcfu/g。因此，增加浸漬次數(shù)，能夠進(jìn)一步減少細(xì)菌總數(shù)。

浸漬1min后ACC迅速下降，1次浸漬3min后ACC由60.54mg/L降為27.88mg/L，2次浸漬后ACC為31.37mg/L，換水浸漬3min，ACC為33.54mg/L，4次浸漬后為36.37mg/L，5次浸漬3min后最終ACC為40.53mg/L。由此可知隨著浸漬次數(shù)的增加，ACC的下降減緩。多次浸漬后強(qiáng)酸水的ACC增加，仍具有殺菌作用，但是細(xì)菌總數(shù)并沒有顯著降低，這是由于肉表面的紋理結(jié)構(gòu)，使得電解水的滲透效果降低。此外，肉內(nèi)部具有一定數(shù)量的內(nèi)生菌，所以細(xì)菌總數(shù)不會(huì)持續(xù)降低。

有文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)于表面光滑的器具，強(qiáng)酸水的殺菌率在95%以上[9-11]，對(duì)菌懸液的殺菌率在99%左右[12-13]。但是有研究表明，一些蛋白質(zhì)和氨基酸等有機(jī)物的存在，使得菌懸液滅菌效果降低[14-15]。如菌懸液中小牛血清蛋白的含量為1.5、3、15g/L時(shí)，強(qiáng)酸水處理20min對(duì)枯草桿菌黑色變種的平均殺滅率分別為99%、62.28%以及47.25%[14]。強(qiáng)酸水在與肉接觸時(shí)，其有效氯成分會(huì)和肉表面的有機(jī)物反應(yīng)，形成結(jié)合狀態(tài)有機(jī)氯化物，結(jié)合態(tài)氯的殺菌活性低于自由氯[16]。因此，肉品的有機(jī)物含量和結(jié)構(gòu)影響強(qiáng)酸性電解水的殺菌效果。但是，與乳酸和氯氣的殺菌效果相比，強(qiáng)酸水對(duì)豬肉的殺菌效果更好[3]，此外，有研究表明，與乳酸和乙酸等有機(jī)酸相比，電解水對(duì)對(duì)蝦的感官影響較小[17]。

3 結(jié)論

強(qiáng)酸性電解水處理降低了豬肉的細(xì)菌污染程度，與未處理組相比較，細(xì)菌總數(shù)減少1lgcfu/g以上，與自來水的除菌效果相比較，能使豬肉樣品的細(xì)菌總數(shù)下降大約0.75lgcfu/g。

強(qiáng)酸性電解水的殺菌效果與有效氯含量、強(qiáng)酸水用量和接觸時(shí)間相關(guān)。由于肉的肌肉組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻礙了電解水和細(xì)菌的接觸。表面的堿性物質(zhì)和一些有機(jī)物和電解水發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致了在1min內(nèi)，強(qiáng)酸性電解水ACC以及ORP的迅速下降，pH的上升。所以若要提高殺菌效果，需要適當(dāng)?shù)靥岣哂行葷舛龋黾訌?qiáng)酸水的用量和延長(zhǎng)樣品接觸時(shí)間，多次浸漬處理也能夠使得細(xì)菌總數(shù)進(jìn)一步減少。

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Effect of strongly acidic electrolyzed water treatment on total bacteria numbers of fresh pork

LI Jian，ZHAO Rui-ping，ZHENG De-jiang，LI Hua-zhen，LIU Hai-jie*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

The effect of strongly acidic electrolyzed water（SAEW）treatment on total bacteria numbers of pork samples was studied，factors influencing disinfection effects and changes of physicochemical parameters of SAEW during treatments.The results showed that bacteriocidal efficiency increased from 88.2%to 96.3%，as the available chlorine of concentration of SAEW rased from 29.62mg/L to 88.87mg/L.The bacteriocidal efficiency rised up quickly at the beginning，then slowed down.The effect of sterilization could be enhanced by adding SEOW or extending the soaking time.After the volume of AEOW was 7 times as sample quality，disinfetion effects of SAEW did not improve obviously with additional SAEW.Following soaking treatment with SAEW for 8min，bacteria counts reduced from 4.59lgcfu/g to 3.40lgcfu/g.Additional soaking time did not achieve additional reduction.The available chlorine of concentration，oxidation reduction potential and pH of SAEW all declined sharply within 1min during soaking treatments.

strongly acidic electrolyzed water；fresh pork；disinfetion effect；influencing factors

TS251.1

A

1002－0306（2012）01－0144－04

2011－01－17 *通訊聯(lián)系人

李建（1987－），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)。

國(guó)家自然科學(xué)基金（31071553）。