斑點叉尾鮰魚軟罐頭殺菌工藝研究

姜啟興， 聶程芳， 高 沛， 張 鵬， 許艷順， 夏文水

（1．江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫214122；2．江南大學(xué) 江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無錫214122）

斑點叉尾鮰魚是一種營養(yǎng)價值豐富、刺少肉多且凝膠特性較好、經(jīng)濟(jì)價值較高的大宗淡水魚，是優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品加工原料。目前我國的斑點叉尾鮰魚加工業(yè)正處于起步階段，基本上只是進(jìn)行簡單的粗加工，深加工的企業(yè)很少，加工程度很低，出口的產(chǎn)品主要為凍魚片和魚肚[1-2]。淡水魚罐頭制品作為罐頭食品中一個比較重要的類別，因其具有較長的保藏時間、較好的口味、便于攜帶和食用方便等優(yōu)點，深受消費者歡迎[3]。開發(fā)出安全性高、食用方便、保藏時間長的淡水魚軟罐頭，不但符合當(dāng)前人們的快節(jié)奏飲食習(xí)慣，而且可改變鮰魚單一的加工模式，增加鮰魚銷售途徑，促進(jìn)鮰魚產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，為今后高蛋白質(zhì)、高水分以及高脂肪含量的原料加工提供重要的理論指導(dǎo)。

殺菌作為罐頭制品生產(chǎn)中一個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，主要目的是殺滅微生物，破壞酶的活性，保持食品品質(zhì)[4]。目前我國食品工業(yè)中較多地關(guān)注罐頭食品的安全性而忽視了熱殺菌操作對食品品質(zhì)的破壞[5]。過度殺菌或殺菌工藝不合理會在很大程度上破壞食品應(yīng)有的口感、風(fēng)味和營養(yǎng)價值，甚至產(chǎn)生讓人不愉快的過熟味。因此，本文中研究不同殺菌溫度對鮰魚罐頭產(chǎn)品品質(zhì)的影響，在獲得食品安全性的前提下盡可能減少產(chǎn)品的高溫處理時間，避免過度殺菌造成的產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)軟爛等問題，為鮰魚加工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活斑點叉尾鮰魚（1.5～2.0 kg/尾）：購于無錫市濱湖區(qū)華潤萬家超市；金龍魚食用調(diào)和油、味精、食鹽、碳酸氫鈉、番茄醬、白砂糖等：購于無錫市濱湖區(qū)華潤萬家超市；三氯乙酸、硫代巴比妥酸（TBA）、氯仿均為分析純：購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XT2i物性分析儀：英國Stable Micro公司產(chǎn)品；CR-400型色彩色差計：日本ONICA MINOLTA產(chǎn)品；UV-1000紫外-可見分光光度法：上海天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；DZ-280/2SE型真空封口機：東莞市金橋科技電器制造有限公司產(chǎn)品；DM6801B型數(shù)字溫度表：上海密萊電器有限公司產(chǎn)品；立式壓力蒸汽滅菌鍋：西安常儀生化儀器有限公司產(chǎn)品；EF-6L型電炸爐：英聯(lián)斯特餐飲設(shè)備公司產(chǎn)品；電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海捷呈儀器有限公司產(chǎn)品；RHS-03-700全制動回轉(zhuǎn)式多功能殺菌鍋：溫州市龍強乳品機械廠制造。

1.3 實驗方法

1.3.1 產(chǎn)品制作工藝流程 原料魚→預(yù)處理→脫腥、腌制→預(yù)干燥→高溫油炸→配制調(diào)味料→真空包裝→殺菌冷卻→產(chǎn)品。

鮮活斑點叉尾鮰魚去頭、去尾、去內(nèi)臟，清洗，均勻分割成規(guī)格為4 cm×3 cm×1.5 cm的魚塊，洗凈后放入含1 g/dL NaHCO3、6～8 g/dL NaCl、10%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇的脫腥液中浸泡2 h，取出用流水沖洗2～3 min后瀝干，60℃熱風(fēng)干燥3 h后在180～200℃的條件下油炸3 min，將油炸后的魚肉裝袋并加入由（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）75%番茄醬、9%白糖、0.3%味精、15.7%水調(diào)配好的茄汁醬，真空包裝后殺菌冷卻。

1.3.2 殺菌曲線的繪制 將一個無線熱電偶探頭插入油炸后的魚塊中心，裝入蒸煮袋真空密封，另外一個熱電偶探頭放入殺菌鍋內(nèi)，分別記錄加熱升溫過程中魚塊中心溫度和殺菌鍋內(nèi)的溫度變化，溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置為每間隔1 min記錄一組數(shù)據(jù)，繪制殺菌溫度曲線，根據(jù)溫度參數(shù)由殺菌鍋控制軟件計算得出相應(yīng)的魚肉中心和殺菌鍋內(nèi)的殺菌強度F值。

1.3.3F值的計算

式（1）中：t為殺菌時間，min；T為對應(yīng)時間樣品的中心溫度，一般以90℃作為起點溫度，℃；Z為目標(biāo)微生物的溫度敏感性，本產(chǎn)品以肉毒梭狀芽孢桿菌為殺菌對象，一般取10℃[6]。

1.3.4 殺菌強度的確定 根據(jù)美國FDA建議的F值（3 min），考慮生產(chǎn)實際，在此基礎(chǔ)上分別增加20%、50%、80%的安全系數(shù)，即對應(yīng)的殺菌強度分別為3.6、4.5、5.4 min，然后分別在110、115、118、121、129℃條件下殺菌達(dá)到相應(yīng)的F值。每組實驗制備20袋樣品，殺菌后在37℃下保溫10 d，觀察脹袋情況，確定安全殺菌強度F值。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)的測定 將殺菌后的魚肉冷卻至室溫，取出塊狀魚肉采用TA-XT2i物性分析儀，探頭型號為P25，樣品采用TPA模式下壓縮測試，每組測試2次，測試參數(shù)設(shè)置為：測前速率為2 mm/s，測試速率為1 mm/s，測后速率為5 mm/s；壓縮程度40%，間隔時間5 s，負(fù)重探頭為Auto-5 g，數(shù)據(jù)收集率200。每組樣品測定6個平行樣品，取平均值。記錄其硬度、彈性、咀嚼性數(shù)據(jù)。測定參數(shù)參考Rustad等[7]方法。

1.3.6 色澤的測定 將油炸好的魚肉瀝干冷卻至室溫，取出塊狀魚肉用色差儀測量其L*、a*和b*值，不同條件下每組取3塊，重復(fù)測定6次取平均值。

1.3.7 硫代巴比妥酸（TBARS）值的測定 取10.00 g樣品粉碎，加50 mL 7.5 g/dL的三氯乙酸（含0.1 g/dL EDTA），振蕩30 min，雙層濾紙過濾。取5 mL濾液，加5 mL濃度為0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保溫40 min，取出冷卻1 h后，在轉(zhuǎn)速為1 600 r/min下離心5 min，取上清液后再加5 mL氯仿振蕩搖勻，靜置分層后取上清液分別在波長為532 nm和600 nm處比色，記錄吸光度并用以下公式計算TBARS值[8]：

式（2）中：A532nm為在532 nm波長下測得的吸光度；A600nm為在600 nm波長下測得的吸光度；m為樣品質(zhì)量，g；72.06為丙二醛的摩爾質(zhì)量，g/mol；155為吸光系數(shù)。

1.3.8 感官評定 感官評價的樣品進(jìn)行隨機3位數(shù)編號，并按照隨機的順序由感官評價小組成員進(jìn)行打分，對產(chǎn)品的腥味、咸味通過感官評價采用9分制打分，產(chǎn)品整體感官評價滿分為10分。感官評定小組由20名（男女各10名）經(jīng)培訓(xùn)的感官評定員組成，感官評分的具體細(xì)則和評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 鮰魚軟罐頭感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of canned catfish in retort pouch

1.3.9 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析，用Origin 8.6進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺菌強度的確定及其對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.1 不同殺菌溫度下殺菌強度的變化情況 將油炸好的魚塊與調(diào)味料裝入真空封口袋密封，分別在溫度為110、115、118、121、129℃殺菌鍋內(nèi)殺菌，記錄殺菌鍋內(nèi)和魚塊中心的溫度以及殺菌強度F值的數(shù)據(jù)。

不同殺菌溫度下殺菌鍋內(nèi)和魚塊中心的傳熱曲線及其F值變化情況如圖1所示，由圖可以看出，由于本產(chǎn)品的魚塊比較薄，魚塊中心都能夠在較短的時間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)溫度，但殺菌溫度越高,達(dá)到相同F(xiàn)值所需恒溫殺菌時間越短,如表2中129℃條件下，F(xiàn)值從3.6 min升高到4.5 min，恒溫殺菌時間僅需延長0.2 min，如此短的時間變化給工業(yè)化生產(chǎn)中F值的精準(zhǔn)控制帶來困難，并且殺菌溫度太高，殺菌鍋的溫度波動也較大。因此，從殺菌穩(wěn)定性角度考慮，不建議采用太高的殺菌溫度。

本產(chǎn)品水分含量較高，水分活度在0.90以上，pH接近中性，屬于低酸性食品。對于低酸性魚類罐頭制品，以肉毒梭狀芽孢桿菌為殺菌對象。肉毒桿菌芽孢的耐熱性較高（D121.1℃＝0.21 min），一般取F＝12D121.1℃＝2.52 min。為了安全起見，美國FDA建議選取F值為3 min，世界各國往往根據(jù)自己的實際情況適當(dāng)增加安全系數(shù)。作者在此基礎(chǔ)上分別增加20%、50%、80%的安全系數(shù)，即對應(yīng)的殺菌強度為3.6、4.5、5.4 min。從圖1中F值曲線并適當(dāng)扣除降溫過程的F值，可以反推出達(dá)到上述F值所需的恒溫殺菌時間，具體見表2。

圖1 各殺菌溫度下的傳熱曲線與殺菌強度F值Fig.1 Heat transfer curve and F value of sterilization intensity at different sterilization temperatures

2.1.2 殺菌強度的確定及產(chǎn)品安全性研究 各溫度下不同殺菌強度得到的產(chǎn)品參照GB 4789.26《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗 罐頭食品商業(yè)無菌的檢驗》在37℃下進(jìn)行保溫實驗，觀察脹袋情況（見表2）。實驗結(jié)果顯示，F(xiàn)值為3.6 min會有部分的脹袋出現(xiàn)，特別是殺菌溫度較高時脹袋的產(chǎn)品較多，這可能主要是采用較高的殺菌溫度，由于溫差大，傳熱不穩(wěn)定，熱分布不均勻，殺菌恒溫時間短，不容易精準(zhǔn)控制導(dǎo)致的，從圖1的傳熱曲線也可以看出這一點。當(dāng)殺菌F值超過4.5 min后則未發(fā)現(xiàn)脹袋現(xiàn)象，從提高產(chǎn)品品質(zhì)和節(jié)能的角度考慮，后續(xù)研究均采用殺菌強度F值為4.5 min。

表2 不同殺菌組合條件及保溫實驗結(jié)果Table 2 Experimental results of different sterilization conditions and heat preservation

2.2 殺菌溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.2.1 殺菌溫度對產(chǎn)品色澤的影響 在相同殺菌強度F值條件下，不同殺菌溫度對魚肉色澤的影響如表3所示，從表中可以看出殺菌魚塊的色差值相對于未殺菌的對照組都變小了，而隨著殺菌溫度的增加，殺菌時間的縮短，L*值是呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，a*值和b*值則表現(xiàn)為逐漸減小的趨勢。129℃時L*值最大為66.47，110℃時最小為52.24，可能由于溫度越低，殺菌時間越長，美拉德反應(yīng)引起的褐變越嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)品的白度值下降。而110℃時a*值和b*值最大，129℃時a*值和b*值最小，顯示了紅度值和黃度值下降。

表3 不同殺菌溫度下對魚肉色澤的影響Table 3 Effect of different sterilization temperature on fish color

2.2.2 殺菌溫度對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響 相同殺菌強度（4.5 min）下，殺菌溫度對魚肉質(zhì)構(gòu)的影響如表4所示，總體上相對于未殺菌的空白對照組，產(chǎn)品的硬度、彈性和咀嚼性都有所降低。這主要是由于在殺菌過程中較長時間高溫對肌纖維的破壞作用，導(dǎo)致肌纖維束逐漸松散[9]，甚至部分蛋白質(zhì)降解，從而導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)品質(zhì)下降。隨著殺菌溫度的增加，產(chǎn)品的硬度、彈性和咀嚼性都有一定程度的增加，可能由于殺菌溫度越高，殺菌時間大幅縮短，降低了高溫對魚塊質(zhì)構(gòu)的破壞。

表4 不同殺菌溫度下對魚肉質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effect of different sterilization temperature on texture of fish flesh

2.2.3 殺菌溫度對TBARS值的影響 殺菌溫度對魚肉TBARS值的影響如圖2所示，在相同殺菌強度（4.5 min）下，相對于未殺菌的對照組（油炸魚塊），所有殺菌條件下魚塊的TBARS值都有所下降，而隨著殺菌溫度的降低和殺菌時間的延長，產(chǎn)品的TBARS值是呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，這是由于高溫能夠促進(jìn)脂肪氧化。魚塊在油炸過程中高溫下產(chǎn)生油脂氧化產(chǎn)物，殺菌過程中部分的氧化產(chǎn)物（醛類等）可能被破壞或降解為其他物質(zhì)。

圖2 不同殺菌條件對魚肉TBARS值的影響Fig.2 Effect of different sterilization conditions on TBARS value of fish meat

2.2.4 殺菌溫度對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響 不同殺菌溫度對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響如表5所示，相同的殺菌強度（4.5 min）下，隨著殺菌溫度的增加和殺菌時間的減少，產(chǎn)品的色澤、氣味、組織結(jié)構(gòu)、滋味以及總體可接受度都顯示逐漸增加的趨勢，從總體可接受度來看，129℃殺菌條件下得到的產(chǎn)品品質(zhì)最優(yōu)，110℃顯示最低的感官分?jǐn)?shù)，其中氣味和滋味方面的變化不顯著（P＞0.05）。色澤顯示了較顯著的變化且與儀器測試的結(jié)果一致，同時不同殺菌溫度下組織結(jié)構(gòu)和總體可接受度也有著較顯著的變化，這可能是由于殺菌溫度的升高減少了產(chǎn)品在高溫下的暴露時間，減少了對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、色澤等品質(zhì)的影響。

表5 不同殺菌溫度對產(chǎn)品的感官評價Table 5 Sensory evaluation of products under different sterilization conditions

3 結(jié) 語

通過對不同殺菌溫度（110、115、118、121、129℃）下殺菌曲線的測定，初步確定了特定F值下不同溫度的恒溫殺菌時間。在F值為3.6、4.5、5.4 min條件下分別殺菌，并進(jìn)行保溫實驗，產(chǎn)品的殺菌強度F值達(dá)到4.5 min以后未發(fā)現(xiàn)漲袋現(xiàn)象。

研究發(fā)現(xiàn)在相同殺菌強度下（F＝4.5 min），殺菌溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響顯著。隨著殺菌溫度的升高，產(chǎn)品亮度L*值增大，紅度a*值和黃度b*值變??；產(chǎn)品的硬度、彈性和咀嚼性都有一定程度的增加，感官評分也隨著殺菌溫度的升高而增大；而隨著殺菌溫度的升高，產(chǎn)品的TBARS值也呈現(xiàn)增大的趨勢。

整體而言，針對本研究中的產(chǎn)品，在相同殺菌強度下，適當(dāng)?shù)纳邭⒕鷾囟?，可以降低高溫對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、色澤以及感官品質(zhì)的破壞，避免了過度殺菌造成的產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)軟爛等問題。但是從殺菌曲線也可看出，由于高溫條件下存在罐頭殺菌的傳熱不穩(wěn)定和精準(zhǔn)控制難的問題，從殺菌穩(wěn)定性的角度考慮不建議選擇太高的殺菌溫度。