熱輔助超高壓對(duì)復(fù)合調(diào)味醬細(xì)菌總數(shù)的殺滅研究

吳月蛟，周怡清，沈 群

（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）

熱輔助超高壓對(duì)復(fù)合調(diào)味醬細(xì)菌總數(shù)的殺滅研究

吳月蛟，周怡清，沈 群*

（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）

以三種半固態(tài)的醬味復(fù)合調(diào)味料——復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬、復(fù)合芝麻醬為研究對(duì)象，以菌落總數(shù)、霉菌和酵母數(shù)為指標(biāo)，通過(guò)對(duì)壓力、溫度作單因素分析，探討了不同熱輔助超高壓條件變化對(duì)殺菌效果的影響。結(jié)果表明，熱輔助超高壓處理對(duì)霉菌和酵母有較好的殺滅效果，處理后的醬料均能達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；而細(xì)菌耐壓性更強(qiáng)，菌落總數(shù)未能達(dá)國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且隨著壓力的增大并未明顯表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。

復(fù)合調(diào)味醬，菌落總數(shù)，殘存率，熱輔助超高壓

復(fù)合調(diào)味料（Compound condiment）是經(jīng)工藝加工、處理及包裝，能夠賦予食品、菜肴特殊風(fēng)味的一類(lèi)定型調(diào)味料產(chǎn)品[1]，隨著生活水平的提高，已成為發(fā)展最快、最有潛力的食品行業(yè)之一。目前常見(jiàn)的殺菌方式主要有巴氏殺菌、熱灌裝、輻照殺菌、微波殺菌、臭氧殺菌、加防腐劑等[2-5]。然而，傳統(tǒng)的殺菌方法存在處理時(shí)間長(zhǎng)、殺菌不徹底、影響食品風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分等問(wèn)題，不僅很難達(dá)到較高的安全衛(wèi)生要求，而且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，限制了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用[6]。熱輔助超高壓處理，即超高壓熱處理（High hydrostatic pressure-assisted thermal processing，HHPATP）作為一種能使低酸性食品中的耐熱芽孢失活的食品保藏技術(shù)而受到廣泛關(guān)注，經(jīng)超高壓處理的食品在完成殺菌后，能較好地保持其原有營(yíng)養(yǎng)成分，且加工后的食品口感佳、色澤鮮艷、保質(zhì)期延長(zhǎng)[7]。其滅菌效果受到微生物自身特性、介質(zhì)屬性、壓力大小以及加壓時(shí)的溫度等多種因素的影響。其中，壓力-溫度共同作用，可以最大限度地提高產(chǎn)品的安全性和貨架期[8]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)熱輔助超高壓技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用有較多的研究，尤其是對(duì)于果蔬、乳制品和肉制品的研究較為豐富，而對(duì)復(fù)合調(diào)味料應(yīng)用研究較少[9-11]。本文分別制作以芝麻醬、黃豆醬、甜面醬為主要原料的三種復(fù)合調(diào)味醬，分析溫度、壓力因素變化導(dǎo)致的細(xì)菌總數(shù)的變化，以期為熱輔助超高壓應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基（Plate count agar，PCA） 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；孟加拉紅培養(yǎng)基（Rose bengal medium） 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；2，3，5-三苯基四唑氯化物（TTC）、氯化鈉（NaCl） 北京北化精細(xì)化學(xué)品有限責(zé)任公司；所用化學(xué)試劑（除注明外） 均為分析純；配制復(fù)合調(diào)味醬的材料 均為市售材料，且一次性同時(shí)購(gòu)買(mǎi)。

PHS-25酸度計(jì) 上海精科雷磁有限公司；CAUHHP-700-6高靜壓PATS裝置 內(nèi)蒙古包頭科發(fā)有限公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海中安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-2D雙人凈化工作臺(tái) 蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司；DZQ400/500/600型真空包裝機(jī) 北京瑞明興包裝科技有限公司；AR5120電子精密天平 美國(guó)奧豪斯公司；PHX智能型生化培養(yǎng)箱 寧波萊福科技有限公司；DWP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；HH-SY11-Ni電熱恒溫水浴鍋 北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司；

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 確定制醬工藝流程 醬料、辛香料、輔料的定量→調(diào)配（增味）→混合均勻→裝袋并封口→冷卻→成品。

復(fù)合甜面醬配料表（100g計(jì)）：甜面醬80g，純凈水10g，白砂糖10g，味精0.03g。

復(fù)合黃豆醬配料表（100g計(jì)）：干黃醬47g，純凈水30g，紅辣腐乳15g，白砂糖7g，陳醋1g，味精0.05g。

復(fù)合芝麻醬配料表（100g計(jì)）：芝麻醬35g，純凈水57g，韭菜花1g，紅辣腐乳7g。

1.2.2 試樣的準(zhǔn)備 按照制定出的能被消費(fèi)者接受的配方，用電子天平稱(chēng)量出所需的原料，倒入容器中混勻后以20g/袋的量裝入超高壓專(zhuān)用包裝袋中，進(jìn)行真空包裝（真空度0.1MPa，抽真空時(shí)間15s，熱封溫度90℃，熱封時(shí)間3s）。為保證原料中微生物種類(lèi)及數(shù)量的一致性，所有實(shí)驗(yàn)用復(fù)合調(diào)味醬均一次性配制，混合均勻后不添加任何物質(zhì)，熱封后冷藏于冰箱（4℃）中備用。

1.2.3 熱輔助超高壓處理方法 在參考丁瑞祥[12]、張立云[13]、雷波等[14]研究方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)所采用的原料特性，確定研究參數(shù)如下：

1.2.3.1 壓力處理范圍的選取 本實(shí)驗(yàn)期望得到在符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)情況下較低的殺菌臨界值，選取其中的合適水平。選取300、400、500MPa三個(gè)壓力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溫度45℃，保壓時(shí)間10min，并且留有一組空白作為對(duì)照。分別進(jìn)行菌落總數(shù)、霉菌和酵母的檢測(cè)。

1.2.3.2 溫度處理范圍的選取 本實(shí)驗(yàn)要求非熱力殺菌，故選取20、45℃兩個(gè)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，壓力為400MPa，保壓時(shí)間為10min，檢測(cè)菌落總數(shù)、霉菌和酵母數(shù)。

1.2.4 微生物殘活率檢測(cè) 根據(jù)GB 4789.2-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》、GB 4789.15-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》的相關(guān)操作進(jìn)行微生物菌落計(jì)數(shù)，選取菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)作為微生物檢測(cè)指標(biāo)。菌落總數(shù)培養(yǎng)基選用平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，霉菌和酵母計(jì)數(shù)選用孟加拉紅培養(yǎng)基。為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為三組重復(fù)數(shù)據(jù)平均所得，用微生物殘活率表示殺菌效果，細(xì)菌殘活率S的計(jì)算公式是：

式中：N0表示超高壓處理前樣品中菌落總數(shù)，cfu/g；N表示超高壓處理后樣品中菌落總數(shù)，cfu/mL；lgS表示處理前后菌落總數(shù)降低的對(duì)數(shù)。

本實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次取平均值，為充分有效合理地使用熱輔助超高壓設(shè)備，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采取每一次熱輔助超高壓過(guò)程，同時(shí)處理三種醬料，并且每種醬料處理三袋，以控制實(shí)驗(yàn)條件，并保證實(shí)驗(yàn)的可靠性。熱輔助超高壓處理完后，將醬料于4℃冰箱中冷藏，并在12h內(nèi)進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)、霉菌和酵母的檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合調(diào)味醬微生物浸染情況

表1 復(fù)合調(diào)味醬的pHTable 1 The pH value of compound seasoning sauce

在進(jìn)行微生物侵染實(shí)驗(yàn)之前，首先測(cè)定了本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬、復(fù)合芝麻醬的pH，結(jié)果如表1所示，甜面醬屬于低酸性和非酸性食品。

圖1 復(fù)合調(diào)味醬微生物侵染情況Fig.1 The microbial infestation of compound seasoning sauce

由圖1可知，三種復(fù)合調(diào)味醬都容易受細(xì)菌的侵染。此外復(fù)合甜面醬易受酵母的侵染，不易受霉菌的侵染；復(fù)合黃豆醬易受霉菌的侵染，不易受酵母菌的侵染；復(fù)合芝麻醬易受霉菌的侵染，不易受酵母菌的侵染。復(fù)合黃豆醬中霉菌種類(lèi)多屬于青霉屬、毛霉屬；復(fù)合芝麻醬中霉菌種類(lèi)多屬于曲霉屬、青霉屬。

2.2 不同加壓處理對(duì)菌落總數(shù)的影響

不同壓力處理后，復(fù)合調(diào)味醬中細(xì)菌菌落總數(shù)如表2所示。

表2 不同壓力對(duì)復(fù)合調(diào)味醬中菌落總數(shù)的影響Table 2 Effect of different pressures on total count of bacteria in compound seasoning sauce

由表2可知，在45℃超高壓處理保壓10min后，300、400、500MPa下復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬中的殘存菌落總數(shù)均未達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)（≤3× 104cfu/g），三個(gè)壓力下菌落總數(shù)都只下降了一個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)或小于一個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。由圖2可知，隨著壓力增大，菌落總數(shù)并未出現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì)，殺菌效果不明顯。而復(fù)合芝麻醬300、500MPa壓力下菌落總數(shù)也只下降了一個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)左右，殺菌效果不明顯，僅400MPa下處理的達(dá)到了國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，菌落總數(shù)下降了兩個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)左右，相較于其他壓力下的處理有較好的殺菌效果。300MPa的壓力可以導(dǎo)致各種微生物出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的死亡，革蘭氏陰性菌和霉菌需要350MPa的壓力，而革蘭氏陽(yáng)性菌在400MPa的壓力下尚不能完全殺滅[15]。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)微生物侵染的結(jié)果，這三種復(fù)合調(diào)味醬都容易被細(xì)菌侵染，且三種復(fù)合醬的細(xì)菌殘存率與初始菌落總數(shù)呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性，通常初始菌落總數(shù)越多，抗熱力、抗壓力越強(qiáng)，初始菌落總數(shù)也是影響殺菌效果的一個(gè)重要因素，這可能是造成細(xì)菌殘存率難以達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的原因之一。

圖2 45℃時(shí)細(xì)菌殘存率Fig.2 Baterial survival rate at 45℃

2.3 不同溫度處理對(duì)菌落總數(shù)的影響

選取400MPa壓力，分別采用溫度20、45℃處理復(fù)合調(diào)味醬，菌落總數(shù)如表3所示。

表3 不同溫度對(duì)復(fù)合調(diào)味醬中菌落總數(shù)的影響Table 3 Effect of different tempratures on total count of bacteria in compound seasoning sauce

由表3可知，復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬經(jīng)過(guò)400MPa超高壓處理保壓10min后，20、45℃下殘存菌落數(shù)均未達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤1×104cfu/g）。由圖3可知，復(fù)合甜面醬45℃下菌落總數(shù)下降了一個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)左右，與20℃相比有一定的殺菌作用；復(fù)合黃豆醬20、45℃兩個(gè)溫度下菌落總數(shù)下降都小于一個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)，殺菌效果不明顯。復(fù)合芝麻醬在45℃下達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)菌殘存率下降兩個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)左右，與20℃相比有較明顯的殺菌作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度與超高壓協(xié)同作用能提高滅菌效果[16]，然而本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和20℃下的復(fù)合芝麻醬殺菌效果均未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。鮑志英等[17]研究發(fā)現(xiàn)，400MPa下保壓10min，pH在4以下的果汁即可達(dá)商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)，在常溫下放置幾個(gè)月甚至一年亦無(wú)任何微生物引起的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬、復(fù)合芝麻醬屬于低酸性和非酸性食品，這可能是造成細(xì)菌殘存率較高的原因。

圖3 400MPa時(shí)細(xì)菌的殘存率Fig.3 Bacterial survival rate at 400MPa

2.4 不同加壓處理對(duì)霉菌和酵母菌的影響

不同壓力處理后，復(fù)合調(diào)味醬霉菌和酵母菌數(shù)量如表4所示。

表4 不同壓力對(duì)復(fù)合調(diào)味醬中霉菌和酵母菌的影響Table 4 Effect of different pressures on mycete and saccha-romycetes in compound seasoning sauce

圖4 45℃時(shí)霉菌和酵母菌殘存率Fig.4 Mold and yeast survival rate at 45℃

由表4可知，復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和復(fù)合芝麻醬，在45℃超高壓處理保壓10min后，300、400、500MPa下均達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由圖4可知，隨著壓力的增大，霉菌和酵母數(shù)出現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì)，殺菌效果較為明顯。通常各種微生物的耐壓性強(qiáng)弱依次為革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌[15]，相關(guān)資料也表明，多數(shù)酵母及霉菌的孢子可以很容易地被300～400MPa左右的壓力殺死[16]，細(xì)胞膜變化可能是壓力引起微生物死亡最主要的原因之一[18]。

2.5 不同溫度處理對(duì)霉菌和酵母菌的影響

選取400MPa壓力，分別采用溫度20、45℃處理復(fù)合調(diào)味醬，霉菌和酵母菌數(shù)量如圖5所示。

表5 不同溫度對(duì)復(fù)合調(diào)味醬中霉菌和酵母菌的影響Table 5 Effect of different tempratures on mycete and saccha-romycetes in compound seasoning sauce

圖5 400MPa時(shí)霉菌和酵母菌的殘存率Fig.5 Mold and yeast survival rate at 400MPa

由表5可知，復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和復(fù)合芝麻醬在400MPa下經(jīng)超高壓處理保壓10min后，20、45℃下殘存霉菌和酵母數(shù)均達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤1×104cfu/g）。由圖5可知，復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬45℃下霉菌和酵母數(shù)分別下降了一個(gè)和兩個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)左右，殺菌效果均比20℃下更明顯。說(shuō)明受壓條件下，溫度對(duì)滅菌效果有明顯影響[19]，而復(fù)合芝麻醬在20、45℃下的殺菌效果差異不明顯，可能是由于在高壓下，食品的化學(xué)成分對(duì)殺菌效果有顯著的影響，蛋白質(zhì)、碳水化合物以及脂類(lèi)對(duì)微生物具有保護(hù)作用。

3 結(jié)論

在本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)條件下，霉菌和酵母菌對(duì)壓力較為敏感，在相同的殺菌溫度下隨著壓力的增大耐壓性下降。細(xì)菌的耐壓能力比霉菌和酵母強(qiáng)，且菌落總數(shù)隨著壓力的增大并未明顯表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，殺滅效果并不明顯也不能達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。溫度對(duì)熱輔助超高壓處理的結(jié)果有一定的影響，三種復(fù)合調(diào)味醬在45℃下的殺菌效果均比20℃下的要好。綜合初始菌體個(gè)數(shù)、pH各因素的影響發(fā)現(xiàn)，熱輔助超高壓處理對(duì)霉菌和酵母有較好的殺滅效果，對(duì)菌落總數(shù)的殺滅效果不太明顯。

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The fungicidal study on high hydrostatic pressure-assisted thermal processing on the total bacterial count of compound seasoning

WU Yue-jiao，ZHOU Yi-qing，SHEN Qun*
（College of Food Science&Nutritional Engineering，Beijing 100083，China）

Three kinds of semi-solid compound seasoning sauce——compound sweet flour paste，compound soybean paste and compound tahini were used for the study，to explore the different heat-assisted change impacts on germicidal efficacy of ultrahigh-pressure conditions，through single factor analysis of the pressure and temperature，with total number of bacteria，yeast and mold as indicators.Heat-assisted ultrahigh pressure treatment showed better effectiveness of killing mold and yeast and processed sauces were qualified with the national food hygiene standards.However，bacteria colony failed to reach the national food hygiene standards，due to its higher pressure resistance and showed no sign of downward trend with increasing pressure.

compound seasoning sauce；total bacterial count；residual rate；high hydrostatic pressure-assisted thermal processing

TS205.9

A

1002-0306（2014）08-0092-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.011

2013－08－02 *通訊聯(lián)系人

吳月蛟（1989-），女，碩士研究生，研究方向：糧食、油脂與植物蛋白工程。

“十二五”國(guó)家科技計(jì)劃課題（2011BAD23B05-4）。