超高壓處理對泡椒鳳爪微生物與品質的影響

張 隱，趙 靚，王永濤，廖小軍*

（中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083）

超高壓處理對泡椒鳳爪微生物與品質的影響

張 隱，趙 靚，王永濤，廖小軍*

（中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083）

將超高壓技術（high pressure processing，HPP）應用于泡椒鳳爪的加工過程，同時以傳統(tǒng)熱加工做對照，對處理前后以及貯藏期內微生物、理化指標和質構指標等進行研究。結果表明：熱處理和超高壓處理（400 MPa處理5 min）后泡椒鳳爪菌落總數(shù)從21 000 CFU/g分別降到12 CFU/g和23 CFU/g，4 ℃和25 ℃貯藏15 d后，超高壓處理樣品的菌落總數(shù)分別增加到425 CFU/g和6 600 CFU/g，符合GB 2726—2005《熟肉制品衛(wèi)生標準》要求。超高壓處理組產(chǎn)品的硬度、脆度、彈性和感官評價指標顯著高于熱加工組。超高壓處理組樣品貯藏15 d后，亞硝酸鹽含量低于GB 2726—2005的最高限定值。HPP技術適合應用在傳統(tǒng)食品泡椒鳳爪的生產(chǎn)過程中。

超高壓處理；泡椒鳳爪；微生物；品質；貯藏

泡椒鳳爪脆香鮮辣、開胃解膩，深受廣大消費者喜愛，具有很大的消費市場。食品超高壓技術（high pressure processing，HPP）是將食品物料密封于彈性包裝材料中，以水或其他流體介質作為傳遞壓力的媒介物，在100～1 000 MPa 壓力下作用一段時間，以達到殺菌目的。與傳統(tǒng)熱殺菌相比，超高壓技術能很好地保留食品原有的顏色、香氣、滋味和形態(tài)等品質［1-2］。在一定壓力處理條件下，HPP對肉制品的品質有提高作用。常海軍等［3］研究表明，牛半腱肌肉總膠原蛋白、可溶性膠原蛋白的含量和膠原蛋白的溶解性隨著處理壓力的升高而增加，并且肉的嫩度得到提高。方紅美等［4］的研究表明，300 MPa處理雞肉，可以顯著提高受壓雞肉凝膠的硬度、彈性、黏結性和咀嚼性。邱春強等［5］的研究表明，500 MPa壓力處理真空包裝醬鹵雞肉15 min，產(chǎn)品的微生物含量顯著降低到7 000 CFU/g（P＜0.05）。目前市場上的泡椒鳳爪，其殺菌方式多采用熱殺菌方法，有較濃的蒸煮味。另外市場上的泡椒鳳爪都添加有亞硝酸鈉等防腐劑以及過多的食鹽和味精，過多食用會對人體產(chǎn)生危害［6］。超高壓殺菌可以在較好地保留食品原有品質的同時殺滅有害微生物，可有效地回避以上問題。本研究對泡椒鳳爪進行超高壓殺菌，以熱殺菌為對照，分別在4 ℃和25 ℃貯藏條件下對微生物、pH值和總酸、亞硝酸鹽、質構特性、感官評價指標等進行測定，分析超高壓對產(chǎn)品保存和品質的影響，為超高壓技術在傳統(tǒng)食品生產(chǎn)中的應用提供一定的研究基礎。

1　材料與方法

1.1材料與培養(yǎng)基

原料：雞爪、泡椒、花椒、生姜、大蒜、八角、鹽、白酒、雞精和糖等，2013年7月購于北京美廉美超市。

平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、月桂基磺酸鹽胰蛋白酶胨肉湯、煌綠乳糖膽鹽肉湯、乳酸細菌培養(yǎng)基（MRS）、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺和亞硝酸鈉等，購于北京易秀博谷生物科技有限公司。

1.2儀器與設備

HPP-600/7 L超高壓設備 包頭科發(fā)高壓科技有限責任公司；DZ400-2D單室真空包裝機 北京瑞明興包裝機械有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；恒pH電位滴定儀 瑞士萬通公司；UV-5200PC紫外-可見分光光度計 上海元析儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1泡椒鳳爪的制備

稱取適量雞爪切成指段并洗凈，將指段放入鍋并加入花椒、生姜、大蒜等調料，加入清水后加熱進行蒸煮，待雞爪熟透后停止加熱，讓其自然冷卻到室溫，然后將雞爪和輔料撈出放入干凈的泡菜壇中。然后向壇中加入泡椒、食鹽、涼開水等后水封腌制24 h［7-8］。腌制完成后用12 cm×7 cm的食品包裝袋真空包裝泡椒鳳爪（50 g/袋）。

1.3.2HPP處理

將真空包裝好的泡椒鳳爪（50 g/袋）置于超高壓殺菌裝置中，采用300 MPa處理5 min和400 MPa處理5 min的條件進行HPP處理。

1.3.3熱殺菌

參考焦鐳等［7］的方法，將泡椒鳳爪（50 g/袋）置于100 ℃條件下處理10 min，之后迅速冷卻至40 ℃以下。

1.3.4菌落總數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》［9］的相關操作進行微生物菌落計數(shù)。

1.3.5大腸菌群數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.3—2010《食品衛(wèi)生微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》［10］的相關操作進行大腸菌群計數(shù)。

1.3.6乳酸菌數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.35—2010《食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗》［11］的方法并略作改動。制作MRS培養(yǎng)基，并加入1‰的碳酸 鈣。在記錄菌落數(shù)時，記錄空斑數(shù)即為乳酸菌菌落數(shù)。

1.3.7總酸含量和pH值測定

采用GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》［12］的改進方法進行測定。稱取25.0～50.0 g泡椒鳳爪湯汁于100 mL燒杯中，加40～60 mL去離子水，用pH電位滴定儀對樣品進行測定。

1.3.8亞硝酸鹽含量測定

采取GB 5009.33—2010《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》［13］中的分光光度法來測定。先吸取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL亞硝酸鈉標品分別置于50 mL帶塞比色管中。于標準管與試樣管中分別加入2 mL對氨基苯磺酸溶液（4 g/L），混勻，靜置3～5 min后各加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2 g/L），加水至刻度，混勻，靜置15 min。用2 cm 比色杯，于538 nm波長處測定吸光度，繪制標準曲線。然后在538 nm波長處測定樣品液的吸光度，與標準曲線對比得到數(shù)據(jù)，并計算相應的亞硝酸鹽含量（按亞硝酸鈉記）。

1.3.9水分含量測定

采取GB 5009.3—2010《食品安全國家標準 食品中水分的測定》［14］中的直接干燥法并適當修改進行測定。首先，選取潔凈的鋁制干燥盒3 個，向內加石英砂10 g并放入一個鋁匙，置于101～105 ℃干燥箱中，干燥1.0 h后取出，放入干燥器內冷卻0.5 h后稱質量，重復干燥至恒質量。然后稱取經(jīng)粉碎后的試樣5～10 g（精確至0.000 1 g），置于電爐上隨時攪拌，蒸干后放入101～105 ℃干燥箱中干燥，冷卻稱質量直到最后兩次質量差不超過0.5 mg為止。試樣中的水分含量按下式進行計算：

式中：X為試樣的水分含量/%；m1為稱量瓶（加石英砂、鋁匙）和試樣的質量/g；m2為稱量瓶（加石英砂、鋁匙）和試樣干燥后的質量/g；m3為稱量瓶（加石英砂、鋁匙）質量/g。

1.3.10質構特性測定

采用質構儀測定，具體參數(shù)如下：探頭：SMSP/36R；測試前速率：2.0 m/s；測試速率：1.0 m/s；時間：1.00 s；壓力：2 g；返回距離15.0 mm。選取雞爪掌心肉，制作長寬高為10 mm×10 mm×5 mm的肉塊。測得泡椒鳳爪肉的彈性、硬度和脆度，其中彈性為第二次壓縮與第一次壓縮的距離之比。

1.3.11貯藏期內相關指標測定

與傳統(tǒng)熱殺菌相比，HPP實驗條件雖然能殺死微生物菌體，但卻無法殺死細菌芽孢，所以選擇較短貯藏期（15 d）研究。將HPP和熱殺菌的泡椒鳳爪分別置于4 ℃和25 ℃條件下貯藏15 d，并對其微生物和品質指標進行測定。

1.4數(shù)據(jù)分析處理

所有指標進行三重復三平行測定，采用Origin 8.0進行統(tǒng)計并繪圖，顯著性檢驗采用方差分析（ANOVA）；顯著水平P為0.05，當P＜0.05時，表示差異顯著。

2　結果與分析

2.1HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪微生物指標的影響細菌總數(shù)是微生物殺菌效果評估的一項重要指標，它可以反映殺菌工藝對泡椒鳳爪的殺菌效果的好壞。泡椒鳳爪在加工過程中易受大腸菌群和乳酸菌等微生物的污染，大腸菌群易導致食源性疾病的發(fā)生，乳酸菌易導致產(chǎn)品脹袋，應嚴格控制這些菌的數(shù)量。由表1可知，

表1　HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和乳酸菌數(shù)的影響Table1 Effects of HPP and thermal processing on total plate counts，coliform and lactic acid bacteria of chicken feet with pickled peppers

HPP和熱殺菌均顯著降低了泡椒鳳爪的菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和乳酸菌數(shù)。400 MPa處理5 min和熱殺菌的泡椒鳳爪菌落總數(shù)均降低了3 （lg（CFU/g）），且兩者沒有顯著差異（P＞0.05），同時400 MPa處理5 min的泡椒鳳爪菌落總數(shù)顯著低于300 MPa處理5 min的泡椒鳳爪（P＜0.05）。因此，在貯藏期實驗中，選擇400 MPa處理5 min和熱殺菌進行微生物和品質指標的對比。400MPa處理5min和熱殺菌的泡椒鳳爪菌落總數(shù)和大腸菌群符合GB 2726—2005《熟肉制品衛(wèi)生標準》［15］中菌落總數(shù)≤30 000 CFU/g和大腸菌群數(shù)≤90 MPN/g的標準。韓衍青等［16］研究表明，400 MPa和600 MPa處理10 min的腌制火腿的菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)均小于102CFU/g。經(jīng)HPP和熱殺菌處理的泡椒鳳爪中乳酸菌被全部滅活，說明乳酸菌對HPP和熱殺菌敏感。

2.2HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪理化指標的影響

表2　HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪理化指標的影響Table2 Effects of HPP and thermal processing on physical and chemical indicators of chicken feet with pickled peppers

由表2可知，所有處理組的pH值和水分含量較對照組無顯著差異。王志江等［17］研究同樣表明，不同壓力處理對熟制雞肉的pH值和水分含量無顯著影響。與對照組相比，400 MPa處理5 min和熱殺菌泡椒鳳爪的亞硝酸鹽含量和總酸含量均顯著降低（P＜0.05）。這是因為HPP處理和熱殺菌顯著降低了菌落總數(shù)，抑制了微生物的活性，從而導致亞硝酸鹽含量下降。陳有容等［18］研究表明，具有硝酸還原能力的微生物污染是腌制品中產(chǎn)生亞硝酸鹽的根本原因，約有100多種菌株有硝酸還原能力，其中以大腸桿菌、白喉棒狀桿菌、金黃色葡萄球菌和粘質賽氏桿菌還原能力最強。

2.3HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪質構的影響

表3　HPP和熱殺菌對泡椒鳳爪質構特性的影響Table3 Effects of HPP and thermal processing on texture parameters of chicken feet with pickled peppers

由表3可知，HPP處理泡椒鳳爪的硬度和脆度與對照相比沒有顯著性差異，并且顯著高于熱殺菌泡椒鳳爪的硬度和脆度（P＜0.05）。HPP處理泡椒鳳爪的彈性顯著高于對照組和熱殺菌組。Iwasaki等［19］的研究表明，200 MPa壓力處理能夠極顯著提高豬肉餡餅的彈性和硬度（P＜0.01）。王志江等［17］的研究表明400 MPa處理下雞肉的彈性最大，硬度隨著壓力的上升而增加。肉制品硬度、脆度和彈性一般受肉制品中自由水的含量、肌纖維結構和肌肉凝膠特性的影響。HPP對產(chǎn)品的膠原蛋白等分子破壞?。?0-21］，能夠很好地維持肉制品的凝膠特性，并且HPP有可能使肉品中汁液流失以及肌纖維變性，從而導致肉制品硬度和彈性的提高［18，22］。而熱殺菌會促進鳳爪中膠原蛋白等蛋白質的溶出，大量蛋白溶出降低了泡椒鳳爪的凝膠特性，從而泡椒鳳爪的硬度和脆度下降［23］。陳祖明［24］和陳佩佩［25］等的研究同樣表明，長時間熱殺菌會降低泡椒鳳爪彈性、脆度和硬度等。因此，與熱殺菌相比，HPP能更好地保持泡椒鳳爪的質構品質。

2.4HPP和熱殺菌泡椒鳳爪貯藏期內微生物和品質的變化

2.4.1HPP和熱殺菌泡椒鳳爪貯藏期內微生物的變化

圖1　HPP和熱殺菌處理的泡椒鳳爪菌落總數(shù)在貯藏期內的變化Fig.1 Changes in total bacterial count in chicken feet with pickled peppers after HPP and thermal processing during storage

由圖1可知，隨著貯藏時間延長，HPP和熱殺菌泡椒鳳爪的菌落總數(shù)不斷增加，且二者在25 ℃條件下貯藏的菌落總數(shù)增長均快于4 ℃條件下貯藏的樣品，這可能是由于超高壓和熱殺菌導致一部分微生物亞致死，而25 ℃的貯藏條件適合微生物生長，因此亞致死微生物得到了快速的增長繁殖。而熱殺菌泡椒鳳爪的菌落總數(shù)增加速率比HPP泡椒鳳爪的菌落總數(shù)增加速率慢，可能是由于熱殺菌對微生物結構和功能的破壞作用更強，從而能殺死更多高抗性的微生物。在4 ℃和25 ℃貯藏15 d后，HPP和熱殺菌泡椒鳳爪的菌落總數(shù)依然符合GB 2726—2005［15］中的限定值。在4 ℃和25 ℃貯藏15 d過程中，大腸菌群均未檢測出，說明HPP和熱殺菌泡椒鳳爪在貯藏15 d后微生物指標是合格的。Grèbol［26］采用400 MPa的壓力，室溫下對真空包裝火腿切片進行10 min 超高壓處理，對菌落總數(shù)殺滅效果顯著，并且在25 ℃貯藏120 d后菌落總數(shù)仍小于107CFU/g，而未處理組在25 ℃貯藏40 d左右菌落總數(shù)即達到107CFU/g。

2.4.2HPP和熱殺菌泡椒鳳爪貯藏期內亞硝酸鹽含量的變化

圖2　HPP和熱殺菌處理的泡椒鳳爪亞硝酸鹽含量在貯藏期內的變化Fig.2 Changes in nitrite content in HPP and thermal treated chicken feet with pickled peppers during storage

由圖2可知，在0～9 d貯藏期內，HPP和熱殺菌泡椒鳳爪中亞硝酸鹽含量快速上升；貯藏后期，4 ℃貯藏條件下泡椒鳳爪的亞硝酸鹽含量增長速率顯著低于25 ℃；并且HPP處理貯藏15 d后，4 ℃貯藏條件下泡椒鳳爪的亞硝酸鹽含量增長了1 314.6%，顯著低于25 ℃貯藏條件下的2 137.1%，熱殺菌泡椒鳳爪貯藏15 d后，4 ℃貯藏條件下泡椒鳳爪的亞硝酸鹽含量增長了1 479.3%，顯著低于25 ℃貯藏條件下的2 207.5%，但所有處理組在4 ℃和25 ℃條件下貯藏15 d后，亞硝酸鹽的含量均低于GB/T 2760—2011《食品添加劑使用標準》［27］中規(guī)定的亞硝酸鹽含量（≤30 mg/kg）。貯藏期內亞硝酸鹽的增長主要是由于微生物的繁殖而導致的。劉法佳［28］和何婷婷［29］等研究表明，有硝酸還原能力的微生物產(chǎn)生的亞硝酸還原酶是腌制品在腌制過程中產(chǎn)生亞硝酸鹽的主要原因。亞硝酸鹽還原酶在貯藏過程中會使產(chǎn)品中的一些含氮物質轉化為亞硝酸鹽，導致亞硝酸鹽含量增加。4 ℃貯藏條件下泡椒鳳爪的亞硝酸鹽含量增長速率顯著低于25 ℃，可能由于貯藏溫度低，能夠抑制微生物的快速增長以及降低亞硝酸鹽還原酶的活性。

2.4.3HPP和熱殺菌泡椒鳳爪貯藏期內pH值和總酸含量的變化

表4　HPP和熱殺菌處理的泡椒鳳爪pH值和總酸含量在貯藏期內的變化Table4 Changes in pH and total acid in chicken feet with pickled peppers after HPP and thermal processing during storage

由表4可知，HPP和熱殺菌泡椒鳳爪pH值在貯藏期內的變化均表現(xiàn)為開始略有下降，隨后上升，且25 ℃貯藏條件下pH值變化速率較4 ℃貯藏條件下的快?？赡苁怯捎谫A藏初期微生物迅速繁殖，分解肉品中的營養(yǎng)物質產(chǎn)生大量的酸，導致pH值快速下降；隨著貯藏期的延長，一方面肉中有機營養(yǎng)物被大量消耗，微生物產(chǎn)酸能力下降；另一方面蛋白質被分解形成大量的低分子堿性含氮物質，使pH值呈上升的趨勢［30-31］。董洋等［30］研究同樣表明，咸水鵝貯藏期內pH值變化表現(xiàn)為先下降后上升。孫曉敏等［32］研究表明真空包裝冷鮮牛肉貯藏期內pH值變化呈上升趨勢。貯藏期內總酸含量呈下降趨勢，且25 ℃貯藏條件下總酸含量的變化速率較4 ℃貯藏條件下的快，并與pH值的變化相對應。

2.4.4HPP和熱殺菌泡椒鳳爪貯藏期內質構特性變化

由表5可知，在15 d貯藏期內，400 MPa處理的泡椒鳳爪硬度、彈性和脆度略有降低并且顯著高于熱殺菌樣品的硬度、彈性和脆度（P＜0.05），并且25 ℃貯藏條件下的硬度、彈性和脆度變化速率快于4 ℃貯藏條件下。可能是由于貯藏過程中膠原蛋白緩慢溶出，并且隨著貯藏過程中微生物的繁殖，泡椒鳳爪中蛋白質被分解利用，造成質構特性的下降。與熱殺菌相比，HPP處理對泡椒鳳爪細胞組織破壞小，膠原蛋白溶出的較少；并且4 ℃貯藏條件可以有效抑制微生物快速增長，因此4 ℃貯藏條件下HPP處理的泡椒鳳爪在貯藏15 d后硬度、彈性和脆度顯著高于其他處理組。董慶利［33］的研究表明，隨著貨架期的延長蒸煮香腸的彈性下降；周琪［34］的研究同樣表明，隨著貯藏時間的延長，牛肉肌肉的硬度呈下降趨勢，與本研究結果類似。

表5　HPP和熱殺菌處理的泡椒鳳爪硬度、彈性和脆度在貯藏期內的變化Table5 Changes in hardness， springiness and fracturability in chicken feet with pickled peppers after HPP and thermal processing during storage

3　結 論

400 MPa/5 min HPP處理能夠很好地降低泡椒鳳爪中的菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和乳酸菌數(shù)，并且與熱處理相比能夠更好地保留泡椒鳳爪原有的質構特性和品質；400 MPa/5 min HPP處理泡椒鳳爪中的亞硝酸鹽含量顯著低于熱處理產(chǎn)品，有利于保證泡椒鳳爪的食用安全性。4 ℃貯藏15 d后，400 MPa/5 min HPP處理泡椒鳳爪的菌落總數(shù)、大腸菌群和乳酸菌數(shù)均低于30 000 CFU/g，并且與熱處理相比能較好地保留泡椒鳳爪原有的質構特性和其他品質，且亞硝酸鹽含量低于熱處理產(chǎn)品。綜上所述，與熱殺菌相比，400 MPa/5 min HPP更適合應用在傳統(tǒng)食品泡椒鳳爪的加工過程中。

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Effects of High Pressure Processing on Microorganisms and Quality of Chicken Feet with Pickled Peppers

ZHANG Yin， ZHAO Liang， WANG Yongtao， LIAO Xiaojun*
（College of Food Science and Nutritional Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083， China）

The effects of high pressure processing （HPP） and thermal processing on microorganisms， physical and chemical indicators， and texture in chicken feet with pickled peppers were analyzed immediately after the treatment and during a 15-day storage period at 4 and 25 ℃， respectively. The results showed that by thermal processing and HPP （400 MPa for 5 min）， the microorganisms of chicken feet with pickled peppers decreased from 21 000 CFU/g to 12 CFU/g and 23 CFU/g，respectively. After stored for 15 days at 4 ℃ and 25 ℃， the total plate counts in HPP-treated samples increased to 425 CFU/g and 6 600 CFU/g， respectively， which accord with GB 2726—2005. Hardness， springiness， and fracturability index of HPP-treated samples were signifi cantly higher than those of thermally-processed samples. The content of nitrite in HPP-treated samples was still lower than the highest limit value of GB 2726—2005. Therefore， HPP is suitable for processing chicken feet with pickled peppers.

high pressure processing； chicken feet with pickled peppers； microorganism； quality； storage

S873

A

1002-6630（2015）03-0046-05

10.7506/spkx1002-6630-201503009

2014-03-20

2012年度國家星火計劃項目（2012GA600001）

張隱（1994—），男，本科生，研究方向為食品科學與工程。E-mail：zy_666zy@sina.com

廖小軍（1966—），男，教授，博士，研究方向為農產(chǎn)品加工與貯藏、食品非熱加工。E-mail：liaoxjun@hotmail.com