幾種殺菌方法對羅非魚片魚肉品質(zhì)的影響比較

岑劍偉，于福田，楊賢慶，李來好，黃卉，趙永強(qiáng)，魏涯，郝淑賢*，林織

1(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州，510300) 2(廣東順欣海洋漁業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 陽江，529800)

羅非魚(Oreochromismossambicus)是我國大宗的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚類，因其具有繁殖力強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩有彈性、肌間刺少、營養(yǎng)成分均衡、市場售價(jià)適中、烹飪方法多樣等特點(diǎn)，而被廣大消費(fèi)者所喜愛[1]。近年來，在國際上羅非魚的銷售競爭日益激烈，但中國依然是最大的羅非魚生產(chǎn)國和貿(mào)易國[2]。目前中國以羅非魚片出口銷售為主，鮮活全魚為輔，國內(nèi)仍以鮮活全魚銷售為主[3]。羅非魚肉富含營養(yǎng)物質(zhì)，但由于微生物的作用，魚肉品質(zhì)迅速劣變，導(dǎo)致其貨架期較短，造成流通銷售環(huán)節(jié)的品質(zhì)控制難度較大，從而大大地降低了商品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4-5]。因此在加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)減菌化處理對維持產(chǎn)品的品質(zhì)和貨架期有著重要的作用。

目前水產(chǎn)品加工減菌處理仍是加工企業(yè)面臨的技術(shù)難題，在抽檢過程中常被報(bào)出微生物超標(biāo)。近年來，為使水產(chǎn)品免受微生物影響，研究人員探索了各種殺菌技術(shù)和殺菌工藝[6-7]。水產(chǎn)品加工前通常使用洗滌水和幾種化學(xué)消毒劑處理，如氯溶液[8]。但是過量使用化學(xué)消毒劑，會(huì)加速水產(chǎn)品品質(zhì)的劣變，消毒劑的殘留可能對人體健康產(chǎn)生不良影響，更會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境問題[9]。因此，亟需尋找安全的殺菌劑替代氯消毒劑。微酸性電解水是一種新型的殺菌劑，其pH值范圍為5.0～6.5，微酸性電解水有效氯主要以HClO的形式存在[10]，它是由稀HCl在無膜電解室中電解而成的，與其他消毒劑相比，微酸性電解水不僅擁有高效殺菌性能，而且還有安全、環(huán)保、低成本和易制取等優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保、安全可靠的消毒劑。多項(xiàng)研究表明，微酸性電解水可作為一種消毒劑，用來降低水產(chǎn)品的微生物數(shù)量[11-12]。因此本實(shí)驗(yàn)比較了微酸性電解水與NaClO溶液、H2O2溶液和臭氧水3種減菌劑對羅非魚片的殺菌效果以及它們對魚片感官品質(zhì)的影響，探索微酸性電解水是否能取代目前魚片加工廠常用的減菌劑，篩選出高效綠色安全的減菌劑，為羅非魚片的工廠化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑

樣品準(zhǔn)備：鮮活羅非魚重(500±100)g，在1 h內(nèi)從超市運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室。將羅非魚剖片、剝皮和修剪，將羅非魚片切成12 cm×8 cm×3 cm，備用。

試劑：濃HCl、NaCl、KI、Na2S2O3、H2SO4、可溶性淀粉、NaClO溶液、無水乙醇等都為分析純;H2O2溶液(食用級(jí))、PCA平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

方心牌微酸性電解水實(shí)驗(yàn)機(jī)，煙臺(tái)方心水處理設(shè)備有限公司；CFS-500臭氧水一體機(jī)，北京山美水美環(huán)保高科技有限公司；SQ510C型立式壓力蒸汽滅菌器，重慶雅馬拓科技有限公司；SPX-320型生化培養(yǎng)箱，寧波江南儀器廠；IS128實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海儀邁儀器科技有限公司；MIR254低溫恒溫培養(yǎng)箱，日本Sanyo公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司；JJ500型電子天平，常熟市雙杰測試儀器廠；CR-400 色彩色差儀，日本柯尼卡美能達(dá)；BCD-171CH華凌牌冷凍箱，博西華家用電器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 微酸性電解水的制備及其指標(biāo)測定

采用微酸性電解水實(shí)驗(yàn)機(jī)制取微酸性電解水[13]，微酸性電解水制取后1 h內(nèi)使用。

微酸性電解水理化指標(biāo)的測定：微酸性電解水的pH值、氧化還原電位值(oxidation-reduction potentia, ORP)采用pH計(jì)直接測定，微酸性電解水有效氯濃度的測定用碘量法[14]，對水樣各指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.3.2 臭氧水的指標(biāo)及其濃度的測定

由臭氧發(fā)生器制備出臭氧進(jìn)入高效渦旋泵氣水混合裝置，經(jīng)混合形成臭氧水。臭氧水濃度的測定用碘量法[15]。

1.3.3 羅非魚片的殺菌處理

取羅非魚片用NaClO溶液、H2O2溶液、臭氧水和微酸性電解水以不同濃度及浸泡時(shí)間分別進(jìn)行殺菌處理，各殺菌劑的浸泡濃度和浸泡時(shí)間水平如表1所示。

表1 殺菌劑的濃度和浸泡時(shí)間水平

注：微酸性電解水的質(zhì)量濃度為有效氯的質(zhì)量濃度

H2O2為食品級(jí)，臭氧水及NaClO溶液濃度參考王萍等[15]研究，本實(shí)驗(yàn)前期研究表明微酸性電解水理化指標(biāo)滿足國標(biāo)要求[3]，以料液比1∶6(g∶mL)浸泡魚片，對照組用無菌蒸餾水浸泡5 min。每組處理均做3個(gè)平行。通過比較4種殺菌劑對魚片的殺菌效果，最終得出各殺菌劑的最佳濃度及處理時(shí)間。

1.3.4 菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)的測定參考GB 4789.2—2016.食品微生物學(xué)檢驗(yàn)—菌落總數(shù)測定[16]，并適當(dāng)修改[17]。

(1)

1.3.5 感官評價(jià)

通過8人組成的評判小組對微酸性電解水處理后的羅非魚片的氣味和色澤指標(biāo)進(jìn)行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)參岑劍偉等[18]的方法略作修改，具體評分內(nèi)容以表2為參照標(biāo)準(zhǔn)，其中評分結(jié)果以平均值呈現(xiàn)。

表2 羅非魚片感官評定標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.6 色澤的測定

色澤用 CR-400 型色差計(jì)中的LAB 表色系統(tǒng)進(jìn)行色差分析，在羅非魚片背面的主脊位置隨機(jī)選取3點(diǎn)測定L*、a*和b*值，并根據(jù)它們計(jì)算出色度H(hue angle)和飽和度C(chroma)，其中色度H由b*/a*表示，飽和度C由(a2+b2)1/2表示。通常魚肉顏色的穩(wěn)定性由L*、H和C的變化來表達(dá)，其中L*值代表亮度，值越大說明魚肉越亮，值越小說明魚肉越暗；H值越大說明魚肉越黃，值越小表示魚肉越鮮紅；C表示肉色的深淺[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2016軟件整理，方差及顯著性利用SPSS 20軟件分析，顯著性水平設(shè)置為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺菌劑對羅非魚片殺菌效果的影響

本研究采用20～150 mg/L 4種濃度的NaClO溶液對羅非魚片進(jìn)行殺菌，殺菌效果如圖1-a所示。NaClO溶液對羅非魚片的殺菌率隨濃度和浸泡時(shí)間增加而逐漸增加。在前10 min內(nèi)殺菌率隨時(shí)間而顯著提升(P<0.05)，后期殺菌率增速減緩(P>0.05)；濃度在100 mg/L內(nèi)，殺菌率隨濃度變化明顯(P<0.05)，濃度高于100 mg/L時(shí)，殺菌率變化不顯著(P>0.05)，NaClO溶液殺菌率最高為62%。

采用100～3 000 mg/L 4種濃度的H2O2溶液對羅非魚片進(jìn)行殺菌效果如圖1-b所示。H2O2溶液對羅非魚片的殺菌率隨濃度和浸泡時(shí)間增加而逐漸增加。在0～2 min殺菌率隨時(shí)間而增大(P<0.05)；100～1 000 mg/L內(nèi)，殺菌率隨溶液濃度增加而顯著(P<0.05)增大，H2O2溶液殺菌率最高達(dá)到77%。

采用不同濃度的臭氧水對羅非魚片進(jìn)行殺菌效果如圖1-c所示。前10 min殺菌率快速增長(P<0.05)，后期減緩(P>0.05)；在1～4 mg/L濃度范圍內(nèi)，殺菌率提升較快(P<0.05)，但臭氧濃度高于4 mg/L時(shí)，殺菌率隨溶液濃度變化不顯著(P>0.05)，臭氧水的殺菌率最高能達(dá)到84%。

微酸性電解水對羅非魚片的殺菌效果如圖1-d所示，在0～10 min殺菌率隨時(shí)間顯著提升(P<0.05)，而浸泡時(shí)間超過10 min，殺菌率隨時(shí)間增長增速變緩(P>0.05)；有效氯在10～30 mg/L范圍內(nèi)，殺菌率隨濃度變化顯著(P<0.05)，但溶液質(zhì)量濃度高于30 mg/L變化不顯著(P>0.05)，微酸性電解水對羅非魚片的殺菌效果與臭氧水相近，殺菌率最高達(dá)88%。

2.2 殺菌劑對羅非魚片感官品質(zhì)的影響

NaClO溶液對羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-a所示，魚片感官評分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低，但濃度高于100 mg/L時(shí)，魚片感官評分值隨濃度增加下降較明顯(P<0.05)。其中浸泡時(shí)間5～10 min及20～100 mg/L濃度范圍，魚片感官評分值變化不明顯(P>0.05)。結(jié)合殺菌率及感官評分，確定NaClO溶液浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為濃度100 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性電解水

H2O2水溶液對羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-b所示，濃度及浸泡時(shí)間對魚片感官評分影響較大，浸泡5 min后的魚片感官評分值明顯降低(P<0.05)；在100～1 000 mg/L范圍內(nèi)，魚片感官評分值隨溶液濃度增加降低不顯著(P>0.05)，但濃度高于1 000 mg/L時(shí)，魚片感官評分值隨濃度增加下降較明顯(P<0.05)。綜合殺菌率及感官評分因素，確定H2O2水溶液浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為濃度1 000 mg/L，浸泡時(shí)間2 min。

臭氧水對羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-c所示，魚片感官評分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低，其中浸泡5～10 min的魚片感官評分值變化不明顯(P>0.05)，而浸泡大于10 min的魚片感官評分值明顯降低(P<0.05)；其中臭氧濃度在1～4 mg/L范圍，魚片感官評分值變化不顯著(P>0.05)，但質(zhì)量濃度高于4 mg/L時(shí)，魚片感官評分值隨質(zhì)量濃度增加下降較明顯(P<0.05)。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性電解水

綜合殺菌率及感官評分因素，確定臭氧水浸泡羅非魚片的最佳處理?xiàng)l件為質(zhì)量濃度4 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

微酸性電解水對羅非魚片感官品質(zhì)的影響如圖2-d所示，和其他殺菌劑的效果類似，魚片感官評分值隨浸泡時(shí)間和濃度增加逐漸降低。其中浸泡2～10 min的魚片感官評分值變化不明顯(P>0.05)，而浸泡大于10 min的魚片感官評分值明顯降低(P<0.05)；有效氯在10～30 mg/L范圍內(nèi)，魚片感官評分值隨濃度變化不顯著(P>0.05)，但濃度高于30 mg/L時(shí)，魚片感官評分值下降較明顯(P<0.05)。綜合殺菌率及感官評分因素，確定微酸性電解水的最佳處理?xiàng)l件為濃度30 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。

2.3 殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對羅非魚片感官品質(zhì)的影響

各種殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對羅非魚片感官品質(zhì)的影響結(jié)果如表3所示。

表3 四種殺菌劑處理后羅非魚片的感官評定結(jié)果

注：同行標(biāo)注有不同字母的平均值之間差異顯著(P<0.05)

可知4種殺菌劑浸泡后的羅非魚片感官評分值均與對照組存在顯著性差異(P<0.05)，4種殺菌劑處理后魚片的感官評分值大小順序?yàn)椋篐2O2溶液

2.4 殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對羅非魚片色澤的影響

4種殺菌劑最佳處理?xiàng)l件對羅非魚片色澤的影響結(jié)果如表4所示。與對照組相比，4種殺菌劑處理后魚片的L*值即亮度均明顯增大(P<0.05)，大小順序?yàn)镠2O2溶液>NaClO溶液>微酸性電解水>臭氧水>對照組，微酸性電解水和臭氧水對魚片亮度值的影響較接近對照組，且微酸性電解水和臭氧水對魚片L*值的影響差異不顯著(P>0.05)。與對照組相比，經(jīng)4種殺菌劑處理后魚片的a*和b*值均呈不同程度的減小，H值均明顯增大，C值呈降低趨勢，可能的原因是4種殺菌劑均具有較強(qiáng)的氧化性，促使魚肉脫氧肌紅蛋白生成氧合肌紅蛋白，比較4者之間的數(shù)據(jù)可知，微酸性電解水和臭氧水2組數(shù)據(jù)和對照組較接近，特別是臭氧水的數(shù)據(jù)更接近對照組，采用4 mg/L臭氧水處理時(shí)間10 min，可獲得良好的殺菌效果及較高的感官評分的羅非魚片。

表4 四種殺菌劑處理后對羅非魚片色澤的影響

注：同行標(biāo)注有不同字母的平均值之間差異顯著(P<0.05)

3 討論

3.1 四種殺菌劑的殺菌機(jī)理及其效果比較

NaClO溶液的殺菌機(jī)理是ClO-水解產(chǎn)生HClO分子，HClO分子為小分子物質(zhì)可通過被動(dòng)作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與胞內(nèi)大分子物質(zhì)(核酸、酶)反應(yīng)，破壞細(xì)胞正常生長從而達(dá)到殺滅微生物的作用[21]。NaClO處理魚片后魚片表面會(huì)殘留一定的消毒氣味，相對而言NaClO對魚片的殺菌效果并不高。王萍等[15]研究4種減菌劑對軍曹魚片的減菌效果，發(fā)現(xiàn)100 mg/L NaClO處理5 min，效果最佳，在最佳條件下NaClO對軍曹魚片的殺菌率達(dá)到70%，而本文NaClO的殺菌率僅僅達(dá)到56%，這可能是因?yàn)榱_非魚片和軍曹魚片表面存在的菌體種類和數(shù)量不同。H2O2溶液的殺菌機(jī)理為H2O2作用于微生物菌體細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，影響其新陳代謝功能，進(jìn)而破壞膜內(nèi)組織，直至微生物菌體死亡，從而達(dá)到殺滅微生物的作用[22]。H2O2對魚片殺菌的效果優(yōu)于NaClO，但它具有較強(qiáng)的氧化性對魚片的感官品質(zhì)影響較大，不利于魚片的加工和銷售。ALEXANDRE等[7]研究NaClO和H2O2溶液處理紅甜椒、草莓和豆瓣菜對其表面的微生物和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)5%的H2O2殺菌效果較好，但是對樣品感官品質(zhì)影響較大，NaClO殺菌效果一般弱于H2O2，殺菌效果略高于本研究，這可能是是處理的材料不同，而且H2O2氧化魚肉表面部分有機(jī)物，致使它的濃度下降。臭氧水的殺菌機(jī)理主要是其作用于細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜使其膜通透性增加致使胞內(nèi)物質(zhì)外流，從而使菌體細(xì)胞失去活力及使細(xì)胞活動(dòng)必需的酶失去活性，從而達(dá)到殺滅菌體細(xì)胞的作用[23-24]。李杉等[25]對羅非魚片減菌化處理發(fā)現(xiàn)，臭氧水可以較好的維持鮮魚片的感官品質(zhì)，同時(shí)臭氧水對樣品的殺菌效果也較好，這與本文研究基本一致。微酸性電解水的殺菌機(jī)理為HClO分子作用于菌體細(xì)胞，不僅可以與細(xì)胞壁發(fā)生作用，而且因其分子小，呈電中性，因而易于進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶的活性，使糖代謝失調(diào)而致死細(xì)胞[26-27]。CAO等[28]和KAWAI等[10]研究發(fā)現(xiàn)微酸性電解水具有較高的殺菌效果。

3.2 微酸性電解水殺菌效果分析

由4種殺菌劑的殺菌結(jié)果可知，在最佳處理?xiàng)l件下，各種殺菌劑對魚片的殺菌率分別為：H2O2溶液73%，NaClO溶液60.5%，微酸性電解水82.14%，臭氧水78.14%，由此可知，微酸性電解水和臭氧水溶液擁有較高的殺菌效果，而且微酸性電解水的殺菌效果優(yōu)于臭氧水。由感官評定結(jié)果可知，臭氧水處理的魚片感官效果優(yōu)于微酸性電解水，可能是由于微酸性電解水與魚肉蛋白反應(yīng)，致使魚片感官指標(biāo)變差，而且實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)微酸性電解水浸泡羅非魚片后，靜置浸泡液后底部會(huì)有少量白色沉積物產(chǎn)生，而其他殺菌劑未見有這種現(xiàn)象，這可能是魚片經(jīng)微酸性電解水處理后感官劣變的部分因素。魚片經(jīng)微酸性電解水處理后的感官評分弱于臭氧水處理的魚片，但依然高于NaClO和H2O2溶液處理魚片的感官評分，這可能是因?yàn)镹aClO和H2O2溶液對魚片具有較強(qiáng)的氧化作用，因此可知微酸性電解水對魚片的殺菌效果優(yōu)于其他3種殺菌劑，但在感官劣變方面不及臭氧水，加強(qiáng)殺菌過程中的品質(zhì)保護(hù)研究，才能使微酸性電解水應(yīng)用于羅非魚片加工生產(chǎn)中。

4 結(jié)論

比較4種殺菌劑對魚片的殺菌效果和感官評價(jià)的影響，得出各種殺菌劑對羅非魚片的最佳殺菌工藝為：NaClO溶液濃度100 mg/L，浸泡時(shí)間10 min；H2O2溶液濃度1 000 mg/L，浸泡時(shí)間2 min；臭氧水濃度4 mg/L，浸泡時(shí)間10 min；微酸性電解水濃度(以有效氯計(jì))30 mg/L，浸泡時(shí)間10 min。進(jìn)一步比較4種殺菌劑對羅非魚片感官品質(zhì)的影響，可知H2O2溶液和NaClO溶液對魚片感官品質(zhì)影響較大，而且殺菌效果一般，而微酸性電解水和臭氧水對羅非魚片不僅有較好的殺菌效果，并且對羅非魚片感官品質(zhì)的影響相對較小，特別是微酸性電解水對魚片的殺菌效果最佳，但微酸性對魚片感官的影響大于臭氧水，因此，微酸性電解水還不能完全取代臭氧水在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。但微酸性電解水具有較好的殺菌效果，未來可將其與其他有機(jī)物結(jié)合使用，使殺菌劑不僅擁有較好的殺菌效果且對魚片的副作用較小[29-31]。本實(shí)驗(yàn)從殺菌效果以及感官品質(zhì)方面研究了4種殺菌劑對羅非魚片的影響，為了更為全面的闡述它們的殺菌效果，后續(xù)可以從保鮮效果以及殺菌劑對魚肉肌原纖維蛋白的影響和微生物群落結(jié)構(gòu)的變化等方面開展深入研究。