幾種殺菌方法對羅非魚片魚肉品質的影響比較

岑劍偉，于福田，楊賢慶，李來好，黃卉，趙永強，魏涯，郝淑賢*，林織

1(中國水產科學研究院南海水產研究所，農業農村部水產品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300) 2(廣東順欣海洋漁業集團有限公司，廣東 陽江，529800)

羅非魚(Oreochromismossambicus)是我國大宗的養殖經濟魚類，因其具有繁殖力強、肉質細嫩有彈性、肌間刺少、營養成分均衡、市場售價適中、烹飪方法多樣等特點，而被廣大消費者所喜愛[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國和貿易國[2]。目前中國以羅非魚片出口銷售為主，鮮活全魚為輔，國內仍以鮮活全魚銷售為主[3]。羅非魚肉富含營養物質，但由于微生物的作用，魚肉品質迅速劣變，導致其貨架期較短，造成流通銷售環節的品質控制難度較大，從而大大地降低了商品的經濟價值[4-5]。因此在加工生產環節減菌化處理對維持產品的品質和貨架期有著重要的作用。

目前水產品加工減菌處理仍是加工企業面臨的技術難題，在抽檢過程中常被報出微生物超標。近年來，為使水產品免受微生物影響，研究人員探索了各種殺菌技術和殺菌工藝[6-7]。水產品加工前通常使用洗滌水和幾種化學消毒劑處理，如氯溶液[8]。但是過量使用化學消毒劑，會加速水產品品質的劣變，消毒劑的殘留可能對人體健康產生不良影響，更會導致一系列環境問題[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、環保、低成本和易制取等優點，是一種綠色環保、安全可靠的消毒劑。多項研究表明，微酸性電解水可作為一種消毒劑，用來降低水產品的微生物數量[11-12]。因此本實驗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提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 實驗原料與試劑

樣品準備：鮮活羅非魚重(500±100)g，在1 h內從超市運到實驗室。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)、PCA平板計數瓊脂培養基。

1.2 實驗儀器設備

方心牌微酸性電解水實驗機，煙臺方心水處理設備有限公司；CFS-500臭氧水一體機，北京山美水美環保高科技有限公司；SQ510C型立式壓力蒸汽滅菌器，重慶雅馬拓科技有限公司；SPX-320型生化培養箱，寧波江南儀器廠；IS128實驗室pH計，上海儀邁儀器科技有限公司；MIR254低溫恒溫培養箱，日本Sanyo公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；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；BCD-171CH華凌牌冷凍箱，博西華家用電器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 微酸性電解水的制備及其指標測定

采用微酸性電解水實驗機制取微酸性電解水[13]，微酸性電解水制取后1 h內使用。

微酸性電解水理化指標的測定：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]，對水樣各指標重復測定3次。

1.3.2 臭氧水的指標及其濃度的測定

由臭氧發生器制備出臭氧進入高效渦旋泵氣水混合裝置，經混合形成臭氧水。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間分別進行殺菌處理，各殺菌劑的浸泡濃度和浸泡時間水平如表1所示。

表1 殺菌劑的濃度和浸泡時間水平

注：微酸性電解水的質量濃度為有效氯的質量濃度

H2O2為食品級，臭氧水及NaClO溶液濃度參考王萍等[15]研究，本實驗前期研究表明微酸性電解水理化指標滿足國標要求[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間。

1.3.4 菌落總數的測定

菌落總數的測定參考GB 4789.2—2016.食品微生物學檢驗—菌落總數測定[16]，并適當修改[17]。

(1)

1.3.5 感官評價

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進行評分，評分標準參岑劍偉等[18]的方法略作修改，具體評分內容以表2為參照標準，其中評分結果以平均值呈現。

表2 羅非魚片感官評定標準表

1.3.6 色澤的測定

色澤用 CR-400 型色差計中的LAB 表色系統進行色差分析，在羅非魚片背面的主脊位置隨機選取3點測定L*、a*和b*值，并根據它們計算出色度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。通常魚肉顏色的穩定性由L*、H和C的變化來表達，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 數據分析

實驗數據利用Microsoft Excel 2016軟件整理，方差及顯著性利用SPSS 20軟件分析，顯著性水平設置為P<0.05。

2 結果與分析

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間增加而逐漸增加。在前10 min內殺菌率隨時間而顯著提升(P<0.05)，后期殺菌率增速減緩(P>0.05)；濃度在100 mg/L內，殺菌率隨濃度變化明顯(P<0.05)，濃度高于100 mg/L時，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間增加而逐漸增加。在0～2 min殺菌率隨時間而增大(P<0.05)；100～1 000 mg/L內，殺菌率隨溶液濃度增加而顯著(P<0.05)增大，H2O2溶液殺菌率最高達到77%。

采用不同濃度的臭氧水對羅非魚片進行殺菌效果如圖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，殺菌率提升較快(P<0.05)，但臭氧濃度高于4 mg/L時，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殺菌率隨時間顯著提升(P<0.05)，而浸泡時間超過10 min，殺菌率隨時間增長增速變緩(P>0.05)；有效氯在10～30 mg/L范圍內，殺菌率隨濃度變化顯著(P<0.05)，但溶液質量濃度高于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88%。

2.2 殺菌劑對羅非魚片感官品質的影響

NaClO溶液對羅非魚片感官品質的影響如圖2-a所示，魚片感官評分值隨浸泡時間和濃度增加逐漸降低，但濃度高于100 mg/L時，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條件為濃度100 mg/L，浸泡時間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的影響如圖2-b所示，濃度及浸泡時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，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，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條件為濃度1 000 mg/L，浸泡時間2 min。

臭氧水對羅非魚片感官品質的影響如圖2-c所示，魚片感官評分值隨浸泡時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)，但質量濃度高于4 mg/L時，魚片感官評分值隨質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條件為質量濃度4 mg/L，浸泡時間10 min。

微酸性電解水對羅非魚片感官品質的影響如圖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，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，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條件為濃度30 mg/L，浸泡時間10 min。

2.3 殺菌劑最佳處理條件對羅非魚片感官品質的影響

各種殺菌劑最佳處理條件對羅非魚片感官品質的影響結果如表3所示。

表3 四種殺菌劑處理后羅非魚片的感官評定結果

注：同行標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為：H2O2溶液

2.4 殺菌劑最佳處理條件對羅非魚片色澤的影響

4種殺菌劑最佳處理條件對羅非魚片色澤的影響結果如表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)，大小順序為H2O2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者之間的數據可知，微酸性電解水和臭氧水2組數據和對照組較接近，特別是臭氧水的數據更接近對照組，采用4 mg/L臭氧水處理時間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理及其效果比較

NaClO溶液的殺菌機理是ClO-水解產生HClO分子，HClO分子為小分子物質可通過被動作用進入細胞內，與胞內大分子物質(核酸、酶)反應，破壞細胞正常生長從而達到殺滅微生物的作用[21]。NaClO處理魚片后魚片表面會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，發現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到70%，而本文NaClO的殺菌率僅僅達到56%，這可能是因為羅非魚片和軍曹魚片表面存在的菌體種類和數量不同。H2O2溶液的殺菌機理為H2O2作用于微生物菌體細胞膜，破壞細胞膜結構，影響其新陳代謝功能，進而破壞膜內組織，直至微生物菌體死亡，從而達到殺滅微生物的作用[22]。H2O2對魚片殺菌的效果優于NaClO，但它具有較強的氧化性對魚片的感官品質影響較大，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的影響，發現5%的H2O2殺菌效果較好，但是對樣品感官品質影響較大，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物，致使它的濃度下降。臭氧水的殺菌機理主要是其作用于細胞膜，破壞細胞膜使其膜通透性增加致使胞內物質外流，從而使菌體細胞失去活力及使細胞活動必需的酶失去活性，從而達到殺滅菌體細胞的作用[23-24]。李杉等[25]對羅非魚片減菌化處理發現，臭氧水可以較好的維持鮮魚片的感官品質，同時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理為HClO分子作用于菌體細胞，不僅可以與細胞壁發生作用，而且因其分子小，呈電中性，因而易于進入細胞內與蛋白質發生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶的活性，使糖代謝失調而致死細胞[26-27]。CAO等[28]和KAWAI等[10]研究發現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種殺菌劑的殺菌結果可知，在最佳處理條件下，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于臭氧水。由感官評定結果可知，臭氧水處理的魚片感官效果優于微酸性電解水，可能是由于微酸性電解水與魚肉蛋白反應，致使魚片感官指標變差，而且實驗過程中發現微酸性電解水浸泡羅非魚片后，靜置浸泡液后底部會有少量白色沉積物產生，而其他殺菌劑未見有這種現象，這可能是魚片經微酸性電解水處理后感官劣變的部分因素。魚片經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，這可能是因為NaClO和H2O2溶液對魚片具有較強的氧化作用，因此可知微酸性電解水對魚片的殺菌效果優于其他3種殺菌劑，但在感官劣變方面不及臭氧水，加強殺菌過程中的品質保護研究，才能使微酸性電解水應用于羅非魚片加工生產中。

4 結論

比較4種殺菌劑對魚片的殺菌效果和感官評價的影響，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，浸泡時間10 min；H2O2溶液濃度1 000 mg/L，浸泡時間2 min；臭氧水濃度4 mg/L，浸泡時間10 min；微酸性電解水濃度(以有效氯計)30 mg/L，浸泡時間10 min。進一步比較4種殺菌劑對羅非魚片感官品質的影響，可知H2O2溶液和NaClO溶液對魚片感官品質影響較大，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品加工中的應用。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物結合使用，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]。本實驗從殺菌效果以及感官品質方面研究了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構的變化等方面開展深入研究。