酸性氧化電解水對冷涼環節醬鹵鴨制品微生物控制效果研究

韓千慧，歐陽何一，朱玥，王宏勛，艾有偉，侯溫甫

（武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北武漢430023）

醬鹵肉制品是以鮮（凍）畜禽肉和可食副產品為原料，在香辛料、食鹽等調味品調制的鹵水中，經預煮、浸泡、鹵制等加工工藝制成的[1]。作為我國的傳統食品，醬鹵肉制品有著悠久的歷史，其中為代表的醬鹵鴨制品因其口感好、風味濃郁，在我國肉制品消費中占有重要比例。然而由于醬鹵鴨制品營養豐富、水分活度較高，冷藏條件下貨架期僅為5 d～7 d。同時，加工環境易發生交叉污染，尤其是在冷涼環節，環境控制條件不當極易導致產品初始微生物含量過高，從而在貯藏、銷售過程中由于微生物的生長繁殖而導致產品貨架期進一步縮短[2-3]。因此，開發冷涼環節的醬鹵鴨制品的微生物控制技術具有重要的現實意義。

酸性氧化電解水（electrolyzed oxidizing water，EOW）是通過電解槽電解稀鹽溶液制得，具有良好的殺菌能力，是一種新型的殺菌劑[4-5]。隨著現代食品工藝的不斷發展，近年來，越來越多的研究者開始著力于酸性氧化電解水在肉制品中的應用[6-7]，葉章穎等[8]通過研究不同濃度、不同處理時間的微酸性電解水對南美白對蝦蝦仁的殺菌作用，發現其對蝦仁表面的大腸桿菌有較強的殺菌效果；付麗等[9]通過研究發現在相對較短的時間內，強酸性電解水能夠有效減少雞肉原始菌數，最高可達94.13%。研究表明，酸性氧化電解水處理對肉類的殺菌具有明顯的作用，在實際生產中有較好的應用前景，但目前在鴨肉制品上的研究卻鮮見報道。

在傳統的生產過程中，鴨肉鹵制完成出鍋后需進行攤涼或者冷風吹涼2 h之久，在此過程中原本無菌的鴨肉制品存在又被微生物污染的風險。為了尋求這一問題的解決方案，通過在冷涼環節中以酸性氧化電解水冷殺菌處理技術為主要手段，研究在冷涼環節中酸性氧化電解水對肉類制品的殺菌效果及產品貨架期的延長作用。同時結合預測微生物學，通過建立酸性氧化電解水處理組與空白組的腸桿菌科細菌的生長模型，對其的殺菌效果進行評價，掌握腸桿菌科細菌在醬鹵鴨腿制品中的生長規律，為產品的貯藏保鮮提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹵鴨腿產品：小胡鴨專賣店漢口火車站分店。

平板計數瓊脂（plate count agar，PCA）、腸桿菌科培養瓊脂：青島高科園海博生物技術有限公司；有效氯濃度為68 mg/L酸性氧化電解水：武漢輕工大學化學與環境工程學院；氯化鈉（分析純）、硼酸、無水乙醇、30%過氧化氫、人造沸石、甲醛、革蘭氏染色試劑盒、甲基紅、溴甲酚綠：國藥集團化學試劑有限公司；濃硫酸、鹽酸：中國平煤神馬集團。

1.2 儀器與設備

立式壓力蒸汽滅菌器（YXQ-LS-50S11）：上海博迅公司；電熱恒溫培養箱（DRP-9082）：上海森信公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9140A）：上海一恒公司；電冰箱（BCD-210SPAB）：無錫松下公司；電子分析天平（CP214）：美國奧豪斯公司；雙人單面凈化工作臺（SW-CJ-2FD）：蘇州凈化公司；樣品均質器（HBM-400D）：天津恒奧公司；高速分散器（XHF-D內切式勻漿機）：寧波新芝生物科技公司；酸性氧化電解水生成機（LHD6-A）：武漢理會新技術有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料預處理

1）產品復熱

將購回的原料連包裝盒一起放入蒸煮鍋中使產品復熱，水浴加熱控制溫度為75℃～85℃，時間30 min，水浴過程中溫度最高不能超過82℃，最低不能低于77℃。

2）冷涼環節減菌處理

產品復熱后，撕開包裝盒（但無需取出原料），打開電風扇進行冷涼，模擬工廠冷涼環節，時間為2 h。將冷涼后的鴨腿分成兩組，試驗組樣品采用酸性氧化電解水噴霧處理10 min，氣調包裝（50%O2+30%CO2+20%N2）[10]，置于4℃冰箱中冷藏，備用。空白組樣品采用去離子水噴霧處理10分鐘后，氣調包裝后置于4℃冰箱冷藏備用。

1.3.2 酸性氧化電解水對醬鹵鴨腿肉中微生物的影響

以菌落總數和腸桿菌數為指標，研究經酸性氧化電解水以及去離子水處理后的鴨腿肉在儲藏0～7天內菌落數的變化，每隔24小時檢測一次。分別參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》和GB 4789.41-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗腸桿菌科檢驗》進行檢測。

1.3.3 揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVBN）含量變化的測定

參照GB 5009.228-2016《食品安全國家標準食品中揮發性鹽基氮的測定》中半微量定氮法測定。稱取10 g剪碎的鴨腿肉置于燒杯中，加入100 mL蒸餾水，使用勻漿機勻漿后，靜置過濾得不少于20 mL濾液待測。試驗組及空白組的每個樣品各進行3次平行測定，同時為減小誤差設置3個平行試驗，并做試劑空白。從第0天起每隔24小時測定一次。

1.3.4 感官評價

選取 10 名試驗員對 0、2、4、6、8 天的樣品進行評價，每位感官評分人員根據鴨肉的色澤、氣味、組織形態和肌肉彈性對產品的色澤、氣味、感官嫩度及多汁性進行評定，評分標準參考李超等[11]方法略做修改進行。每項滿分為9分，消費者可接受的最低限為6分。具體評分標準如表1所示。

表1 鹵鴨腿肉感官評定表Table 1 Scale for sensory evaluation of braised duck leg

1.3.4 鴨腿中腸桿菌科微生物預測模型的建立[12]

應用SAS 9.1統計軟件，分別將在不同儲藏時間下獲得的腸桿菌的生長數據，用Gompertz模型擬合其生長動態。

Gompertz方程如下：

式中：N0為初始菌數，lg（cfu/g）；C 為隨時間無限增加時菌增量的對數值，lg（cfu/g）；B為在時間為M時的相對最大比生長速率，d-1；M為達到相對最大生長速率所需要的時間，d。

得到上述參數后，通過以下公式求出U、LPD值。其中，遲滯期LPD=M-1/B，d；最大比生長速率U=B·C/e，e=2.718 2，d-1。

1.3.5 數據統計分析

使用F檢驗和t檢驗進行差異性分析；利用單因素方差分析對貯藏期內樣品感官評分的差異性進行分析；數據分析采用Excel、SPSS軟件，作圖使用Origin8.5軟件。

2 結果與分析

2.1 酸性氧化電解水對鹵鴨腿肉貯藏過程中菌落總數變化的影響

為了研究酸性氧化電解水對鴨腿樣品在冷涼和貯藏過程中微生物的控制效果，本試驗通過兩組菌落總數結果的對比，得出微生物生長情況如圖1所示。

通過分析第0天數據可知，經過酸性氧化電解水處理后的樣品其初始菌落數低于空白組一個數量級之多，表明在冷涼環節使用酸性氧化電解水對冷涼環節中的產品具有良好的降低初始微生物的作用。從圖1中可知，隨著貯藏時間的增加，兩組樣品中的菌落總數逐步上升，但在整個貯藏過程中，酸性氧化電解水處理后的鴨腿樣品其菌落總數明顯低于空白組樣品，兩組樣品差異顯著（P＜0.05）。根據鮮度指標規定，貯藏期間生鮮肉類的菌落總數的上限為6×106CFU/g，從圖中分析知，空白組樣品在4℃冷藏3天后即將達到上限，而經酸性氧化電解水處理后的樣品在冷藏5天后才達到鮮度指標上限。因此，酸性氧化電解水處理對冷涼和貯藏過程中鴨腿肉制品的微生物數量有顯著影響，氣調包裝下其可將產品貨架期延長2 d左右。

圖1 貯藏過程中鹵鴨腿肉菌落總數的變化Fig.1 Changes in total number of bacteria in braised duck leg during storage

2.2 酸性氧化電解水對鹵鴨腿肉貯藏過程中腸桿菌數變化的影響

本研究通過測試7天內腸桿菌數來探討酸性氧化電解水的殺菌效果，結果如圖2所示。

圖2 貯藏過程中鹵鴨腿肉腸桿菌數的變化Fig.2 Changes in total number of Enterobacteriaceae in braised duck leg during storage

通過對比第0天數據發現，處理組相比于空白組細菌減少量約33%，表明酸性氧化電解水能夠有效降低冷涼環節中的腸桿菌數。隨著貯藏時間的增加，兩組樣品中腸桿菌數總體呈上升趨勢，但經處理后的樣品其菌落總數始終顯著低于空白組（P＜0.01），且在0～4天內呈現出穩定的殺菌效果。通過查閱資料發現，在使肉制品發生腐敗的微生物中，腸桿菌科細菌是一類主要特定的微生物，且其種類繁多，分布廣泛，在加工處理環節中控制其數量至關重要[13-16]。以上結果表明，酸性氧化電解水處理對控制冷涼和貯藏過程中腸桿菌數有非常顯著的作用，在提升鴨肉產品品質方面亦具有實際的生產意義。

2.3 酸性氧化電解水對鹵鴨腿肉貯藏過程中TVB-N變化的影響

揮發性鹽基氮（TVB-N）是由于腐敗性微生物或酶利用肉品中蛋白質，分解產生的氨以及胺類等堿性含氮物質，具有揮發性，是表征肉制品新鮮度的重要指標[17-19]。為了研究在貯藏過程中鴨肉樣品中蛋白質、氨基酸等營養物質的變化，本試驗測定了兩組樣品揮發性鹽基氮的值，得到結果如圖3所示。

圖3 貯藏過程中鹵鴨腿肉TVB-N的變化Fig.3 Changes in TVB-N of braised duck leg during storage

分析第0天數據發現，冷涼結束后經過酸性氧化電解水處理的樣品其TVB-N值比空白組降低約21%。在整個貯藏階段兩組樣品TVB-N值均呈上升趨勢，處理組的值始終顯著低于空白組（P＜0.05）。從圖3中可發現，空白組樣品在后期增長速率明顯增加，可能是由于在貯藏前期低溫抑制了肌肉內源酶的活性，而當微生物數量達到一定值時，加快了蛋白質分解速度。鹵鴨肉中TVB-N值限量為≤20 mg/100 g，空白組及處理組樣品分別在貯藏第3天、第5天時達到上限。因此，酸性氧化電解水對于延緩冷涼及貯藏過程中TVB-N值增加有顯著作用。

2.4 酸性氧化電解水對鹵鴨腿肉感官評定變化的影響

通過對兩組鴨肉樣品進行感官評價后，得到如圖4所示結果。

從圖4中可知，在貯藏過程中兩組樣品的感官評分均呈現下降趨勢，但酸性氧化電解水處理組樣品分值始終高于空白組。通過方差分析發現，從第3天開始，處理組樣品感官評分與空白組差異非常顯著（P＜0.01）。此外，消費者能接受的感官分值最低為6分，空白組與處理組樣品分別在第5天、第7天時評分低于6分。因此，在冷涼環節中利用酸性氧化電解水處理對于減緩貯藏過程中感官評分下降具有非常顯著的作用。

通過對感官評分數據進行分析發現，在分值下降速率上，空白組樣品在第3天時下降最快，處理組樣品在第5天時下降最快。這一結果與2.1、2.3測得的空白組及處理組菌落總數、TVB-N值分別在第3天、第5天達到指標上限相符合。以上結果表明，從理化指標上判斷，在冷涼環節使用酸性氧化電解水處理能夠顯著控制微生物生長，延緩產品品質劣變。

圖4 冷藏過程中鹵鴨腿肉感官評定的變化Fig.4 Sensory changes of braised duck leg during storage

2.5 基于腸桿菌科細菌生長預測模型評價酸性氧化電解水的殺菌效果

由于腸桿菌可作為肉類食品的衛生指標菌，本研究依據2.2中測得的腸桿菌科菌落總數結果，利用Gompertz模型對腸桿菌的生長進行擬合，進一步評價酸性氧化電解水處理對鹵制鴨腿的殺菌效果。Gompertz模型是一個雙指標函數，眾多研究者均認為其能夠較好的模擬微生物的生長狀態[20-23]。腸桿菌生長動力學模型見表2。

表2 腸桿菌生長動力學模型Table 2 Growth kinetics model of Enterobacteriaceae

如表2所示，判定系數R2均大于0.99，表明擬合的模型能很好的描述兩組樣品中腸桿菌科細菌的生長。

由Gompertz模型求得生長動力學參數如表3所示。

表3 腸桿菌生長動力學參數Table 3 Kinetic parameters for Enterobacteriaceae

由表3可知，其中最大比生長速率U表示微生物生長過程中單位質量的細胞在單位時間內所增加細胞質量的最大值，U越大表明微生物繁殖速率越快；延滯期LPD反應微生物進入對數生長期前的適應時間，LPD越大表示微生物生長延遲時間越長[24-25]。通過比較空白組與處理組中U值與LPD值發現，相比空白組，處理組的最大比生長速率明顯降低，細菌生長延滯期有所增加。這一結果與上述理化指標得出的結論一致，因此，從微生物生長動力學角度上，在冷涼環節采用酸性氧化電解水噴霧處理醬鹵鴨制品對抑制微生物生長的確具有較好的作用。

3 結論

本文以氣調包裝的醬鹵鴨制品為研究對象，主要討論分析了在冷涼環節使用有效氯濃度為68 mg/L的酸性氧化電解水噴霧處理10 min對冷涼以及低溫貯藏期內產品微生物及品質的影響。研究發現在氣調包裝4℃的儲存條件下，酸性氧化電解水能夠顯著降低冷涼及貯藏期內微生物的數量，以及顯著延緩產品品質指標的劣變。且酸性氧化電解水處理后的樣品相對于空白組其貨架期可延長2 d左右。另外，本文對于腸桿菌科細菌進行了Gompertz模型擬合，其生長動力學參數表明酸性氧化電解水處理能夠降低細菌的最大比生長速率及延長延滯期，進一步證明了在冷涼環節中酸性氧化電解水的應用效果。