臭氧水減菌化處理在冷鮮魚(yú)肉中的應(yīng)用

劉偉　孫杰　劉芹

摘要：臭氧和臭氧水在食品加工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在處理水產(chǎn)品、水果蔬菜保鮮等方面的運(yùn)用越來(lái)越多。為達(dá)到冷鮮魚(yú)肉質(zhì)量控制的目的，研究臭氧水的溶解度變化、質(zhì)量濃度變化、生產(chǎn)減菌試驗(yàn)、保質(zhì)期試驗(yàn)，以探討臭氧水在冷鮮魚(yú)肉中的應(yīng)用情況。結(jié)果表明，在試驗(yàn)環(huán)境下，臭氧的質(zhì)量濃度隨通入臭氧時(shí)間的增加逐漸增大；在水量一定的條件下，臭氧的溶解量到達(dá)峰值時(shí)則不再增加；隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，臭氧水的質(zhì)量濃度逐漸降低，降解率增大。在噴淋減菌試驗(yàn)中，臭氧水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的平均殺菌率分別為80%、60%；魚(yú)肉樣品經(jīng)自來(lái)水清洗后，采用質(zhì)量濃度為3.60 mg/L（通臭氧30 min）的臭氧水噴淋3 min，進(jìn)行托盤包裝后4 ℃貯藏保質(zhì)期可延長(zhǎng)2 d。

關(guān)鍵詞：冷鮮魚(yú)肉；臭氧水；溶解度；保質(zhì)期

中圖分類號(hào)： TS205.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）07-0343-04

水產(chǎn)品是人體獲取動(dòng)物性蛋白質(zhì)的主要來(lái)源，其中魚(yú)類占據(jù)著重要比重。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及消費(fèi)者對(duì)生活品質(zhì)的追求不斷提高，傳統(tǒng)的活魚(yú)銷售模式無(wú)法滿足廣大消費(fèi)者的需求。冷鮮魚(yú)肉以其方便快捷、安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)而深受消費(fèi)者喜愛(ài)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。然而，冷鮮魚(yú)肉貯藏期短、易腐敗變質(zhì)的特點(diǎn)是阻礙其大規(guī)模生產(chǎn)的主要因素。冷鮮魚(yú)肉自身附著及加工中污染的微生物隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)繁殖，導(dǎo)致魚(yú)肉腐敗變質(zhì)、品質(zhì)劣變[1]。有效降低產(chǎn)品中初始微生物的數(shù)量是保持冷鮮魚(yú)肉鮮度品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期的重要手段。

近年來(lái)，臭氧在食品工業(yè)中的應(yīng)用量不斷增長(zhǎng)，且適用范圍呈不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)[2]。臭氧是一種具有強(qiáng)氧化性的氣體滅菌劑，其滅菌原理結(jié)合了物理、化學(xué)、生物等多方面因素，具有很強(qiáng)的消毒殺菌能力[3-5]。李杉等對(duì)鮮羅非魚(yú)片的減菌處理進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)臭氧水對(duì)樣品的減菌率超過(guò)90%，且對(duì)其感官品質(zhì)影響最低[6]。施建兵等、閆師杰等分別研究了臭氧水處理對(duì)鯧魚(yú)塊、鲇魚(yú)中微生物的影響，發(fā)現(xiàn)臭氧水可有效減少兩者的初始微生物數(shù)量并抑制微生物的增長(zhǎng)[7-8]。刁石強(qiáng)等以鮮鳀為研究對(duì)象，將普通海水與臭氧處理的海水進(jìn)行保鮮對(duì)比試驗(yàn)；結(jié)果表明，經(jīng)臭氧處理的海水可使鮮鳀的保質(zhì)期延長(zhǎng)1～2 d[9]。Laura等采用臭氧水處理新鮮鱈魚(yú)，發(fā)現(xiàn)臭氧水處理能夠明顯減少微生物的數(shù)量，延長(zhǎng)其貨架期[10]。Cao等采用臭氧水處理太平洋牡蠣，發(fā)現(xiàn)臭氧水處理可顯著減少牡蠣中的初始微生物數(shù)量，并使貨架期延長(zhǎng)2 d[11]。在新形式的食品領(lǐng)域，臭氧已被廣泛應(yīng)用于鮮切果蔬的保鮮并取得了良好效果[12-16]。然而，將臭氧水用于控制冷鮮魚(yú)肉的初始微生物數(shù)量以延長(zhǎng)其貨架期的報(bào)道較少。本研究通過(guò)探討了臭氧水的穩(wěn)定性及其對(duì)冷鮮魚(yú)肉微生物的控制效果，以期為臭氧水在延長(zhǎng)冷鮮魚(yú)肉貯藏期中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

鮮活草魚(yú)購(gòu)自武漢市常青花園武商量販，去內(nèi)臟后迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室加工。PCA菌落總數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、VRBDA腸道菌計(jì)數(shù)瓊脂、甘露醇高鹽瓊脂均購(gòu)自青島市高科技園海博生物技術(shù)有限公司，氯化鈉（分析純）購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

3S-A10型臭氧發(fā)生器（北京同林高科科技有限責(zé)任公司），F(xiàn)HW-450型保鮮膜封接機(jī)（浙江江南實(shí)業(yè)有限公司），SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司），F(xiàn)SH-2A型可調(diào)高速勻漿機(jī)（金壇市醫(yī)療儀器廠），MIR-450型電熱恒溫培養(yǎng)箱（三洋電機(jī)株式會(huì)社），手提式蒸汽不銹鋼消毒器（滅菌鍋）（上海博訊寶業(yè)有限公司），DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科技有限公司）。

2 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

2.1 臭氧溶解度變化規(guī)律試驗(yàn)

向5 L蒸餾水中分別通入5、10、20、25、30 min的臭氧，測(cè)定水中的臭氧質(zhì)量濃度。

2.2 臭氧水質(zhì)量濃度的變化

在室溫（10 ℃）條件下將低質(zhì)量濃度、高質(zhì)量濃度（分別通入臭氧5、25 min）的臭氧水放置一段時(shí)間，測(cè)定臭氧水中臭氧質(zhì)量濃度的變化規(guī)律。

2.3 臭氧水不同作用時(shí)間的殺菌效果試驗(yàn)

選擇同一質(zhì)量濃度的臭氧水于室溫（10 ℃）下噴淋冷鮮魚(yú)肉，測(cè)定樣品中菌落總數(shù)的變化。

2.4 臭氧水噴淋殺菌試驗(yàn)

殺菌率的計(jì)算公式為：

殺菌率=（No-Nt）/No×100%。

式中，No為噴淋前的活菌數(shù)，Nt為噴淋后剩余的活菌數(shù)。

多種質(zhì)量濃度的臭氧水在室溫（10 ℃）下噴淋3 min后，測(cè)定冷鮮魚(yú)肉中的菌落總數(shù)及殺菌率。多種質(zhì)量濃度的臭氧水在室溫（10 ℃）下噴淋3 min后，測(cè)定冷鮮魚(yú)肉中的大腸桿菌總數(shù)。冷鮮魚(yú)肉經(jīng)臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，測(cè)定噴淋前后的菌落總數(shù)及滅菌率。冷鮮魚(yú)肉經(jīng)臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，測(cè)定噴淋前后的致病菌（金黃色葡萄球菌、大腸桿菌）數(shù)及滅菌率。

2.5 保質(zhì)期試驗(yàn)

冷鮮魚(yú)肉經(jīng)臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，托盤包裝后冷藏，測(cè)定貯藏期間冷鮮魚(yú)肉中的菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)，并進(jìn)行感官評(píng)定。

3 結(jié)果與分析

3.1 臭氧溶解度的變化規(guī)律

利用臭氧水對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行處理，不僅起到了減菌化的作用，水產(chǎn)品的品質(zhì)也得以較好保持。臭氧是通過(guò)空氣放電產(chǎn)生并具有強(qiáng)氧化作用的物質(zhì)，其殺菌力與菌體細(xì)胞接觸臭氧的濃度有關(guān)[17]。本試驗(yàn)利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，并通過(guò)曝氣泵使臭氧與水接觸形成臭氧水。臭氧水中的臭氧溶解量不僅與通氣時(shí)間有關(guān)，也會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)重新溶出而使?jié)舛冉档?；因此，有必要探討在試?yàn)環(huán)境（10 ℃）下隨著通臭氧時(shí)間的增加，臭氧在水中溶解度的變化規(guī)律。

由圖1可知，隨著通入臭氧時(shí)間的增加，水中臭氧的質(zhì)量濃度逐漸增大，但25 min后臭氧溶解度變化較小。在一定水量的條件下，臭氧的溶解量并不隨著通氣時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到3.60 mg/L時(shí)溶解量不再增加。

3.2 臭氧水放置過(guò)程中的質(zhì)量濃度變化

分別制備高、低質(zhì)量濃度的臭氧水，考察室溫放置過(guò)程中臭氧質(zhì)量濃度的變化規(guī)律，為冷鮮魚(yú)肉臭氧水減菌過(guò)程提供參考。在室溫10 ℃條件下，分別向蒸餾水中通入臭氧 25、5 min，制得的臭氧水質(zhì)量濃度分別為3.58、2.90 mg/L。由圖2可知，高、低不同質(zhì)量濃度臭氧水中的臭氧質(zhì)量濃度均隨時(shí)間的推移逐步下降，在0～5 min質(zhì)量濃度降低最顯著。分別于通入臭氧25、5 min后停止通入，室溫下靜置5 min后測(cè)量，其降解率分別達(dá)到7.3%、10.1%；靜置1 h后臭氧質(zhì)量濃度基本趨于穩(wěn)定，分別為2.52、1.99 mg/L。

3.3 臭氧水不同作用時(shí)間的殺菌效果

利用臭氧水殺菌通常可采取浸泡和噴淋2種方法，但浸

泡和噴淋時(shí)間過(guò)長(zhǎng)均會(huì)導(dǎo)致魚(yú)肉的感官品質(zhì)變差。在不影響殺菌效果和感官品質(zhì)的前提下，生產(chǎn)中大多采用噴淋的殺菌方式[18]。研究不同噴淋時(shí)間對(duì)冷鮮魚(yú)肉中微生物的影響，以獲得較好的噴淋殺菌時(shí)間。由圖3可知，冷鮮魚(yú)肉中的菌落總數(shù)隨著噴淋時(shí)間的延長(zhǎng)迅速下降，其殺菌率逐漸增大。噴淋作用3、5、7 min時(shí)，殺菌率變化較小。試驗(yàn)結(jié)果表明，臭氧對(duì)冷鮮魚(yú)肉中的微生物具有一定殺菌效果，且處理時(shí)間越長(zhǎng)其殺菌效果越好。在實(shí)際生產(chǎn)中，達(dá)到殺菌效果的同時(shí)考慮感官品質(zhì)和生產(chǎn)效率，因此選擇臭氧水噴淋時(shí)間3 min為冷鮮魚(yú)肉的最適殺菌條件。

3.4 臭氧水噴淋減菌試驗(yàn)

3.4.1 不同質(zhì)量濃度臭氧水噴淋對(duì)冷鮮魚(yú)肉的減菌效果 臭氧是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，其殺菌率與細(xì)胞暴露于臭氧質(zhì)量濃度的大小有關(guān)。在作用時(shí)間均為3 min的條件下，比較不同質(zhì)量濃度臭氧水的減菌效果。由圖4可知，殺菌率隨著臭氧水質(zhì)量濃度的升高而上升。通入臭氧時(shí)間為25 min時(shí)，殺菌率達(dá)到67%；通入臭氧45 min后，殺菌率高達(dá)83%；通入臭氧時(shí)間為30 min時(shí)，制備的臭氧水殺菌率達(dá)到峰值。隨著通入臭氧時(shí)間的延長(zhǎng)，臭氧水的殺菌效果明顯增加。

3.4.2 不同質(zhì)量濃度臭氧水噴淋對(duì)冷鮮魚(yú)肉中大腸桿菌的減菌效果 比較不同質(zhì)量濃度的臭氧水作用3 min對(duì)冷鮮魚(yú)肉中大腸桿菌的減菌效果。由圖5可知，殺菌率隨著臭氧水質(zhì)量濃度的升高逐漸增大，通入臭氧時(shí)間為25、30、45 min時(shí)，殺菌率分別達(dá)到73%、80%、83%。魚(yú)肉中的大腸桿菌數(shù)隨著通入臭氧時(shí)間的增加而不斷減少，即殺菌率不斷提高。當(dāng)處理時(shí)間延長(zhǎng)至30 min時(shí)，大腸桿菌總數(shù)呈明顯降低趨勢(shì)，即對(duì)大腸桿菌的減菌效果顯著上升。當(dāng)臭氧水噴淋30～45 min時(shí)，大腸桿菌數(shù)的下降趨勢(shì)變緩。在達(dá)到滅菌效果的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)等因素，選擇通入臭氧時(shí)間為30 min，臭氧水質(zhì)量濃度為3.60 mg/L。

3.4.3 通入臭氧30 min臭氧水噴淋3 min對(duì)冷鮮魚(yú)肉菌落總數(shù)的減菌效果 根據(jù)初步試驗(yàn)結(jié)果將臭氧水處理應(yīng)用于生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)其減菌效果顯著（表1）。樣品魚(yú)肉經(jīng)3.60 mg/L臭氧水噴淋3 min后檢測(cè)菌落總數(shù)，試驗(yàn)共5個(gè)批次，3次重復(fù)。結(jié)果顯示，噴淋處理可顯著減少魚(yú)肉微生物數(shù)量，其感官品質(zhì)無(wú)明顯變化，平均殺菌率高達(dá)80%，最高殺菌率達(dá)82%。

3.4.4 通入臭氧30 min臭氧水噴淋3 min對(duì)魚(yú)肉中致病菌的減菌效果 對(duì)魚(yú)肉等水產(chǎn)品品質(zhì)影響較大的致病菌有大腸菌群、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、霍亂弧菌[19]。本試驗(yàn)針對(duì)大腸菌群、金黃色葡萄球菌2種冷鮮魚(yú)肉中易污染的致病菌進(jìn)行培養(yǎng)檢測(cè)。樣品魚(yú)肉經(jīng)質(zhì)量濃度為3.60 mg/L的臭氧水噴淋3 min，試驗(yàn)共5個(gè)批次，3次重復(fù)，分別進(jìn)行大腸菌數(shù)、金黃色葡萄球菌數(shù)檢測(cè)。由表2可知，2種菌的菌落總數(shù)大幅減少，而魚(yú)肉感官品質(zhì)沒(méi)有明顯變化。5個(gè)批次對(duì)大腸菌群的平均殺菌率為80%，最高殺菌率達(dá)81%；對(duì)金黃色葡萄球菌的平均殺菌率為58%，最高殺菌率達(dá)60%?？梢?jiàn)，臭氧水噴淋對(duì)冷鮮魚(yú)肉中的致病菌（大腸桿菌和金黃色葡萄球菌）具有一定殺滅作用。

3.5 冷鮮魚(yú)肉保質(zhì)期試驗(yàn)結(jié)果

由于無(wú)法采用高溫殺菌方式控制冷鮮魚(yú)肉中的微生物數(shù)量，為保證一定的貨架期，常采用減菌劑減菌的方法降低冷鮮魚(yú)肉中初始微生物的數(shù)量，以達(dá)到質(zhì)量控制的目的。臭氧水減菌處理可有效減少魚(yú)肉的初始微生物數(shù)量，為后續(xù)的微生物控制減少壓力。本試驗(yàn)以蒸餾水處理為對(duì)照組，主要從菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、感官3個(gè)方面研究臭氧水噴淋對(duì)冷鮮魚(yú)肉的影響。冷鮮魚(yú)肉樣品采用3.60 mg/L臭氧水噴淋3 min后進(jìn)行托盤包裝，于4 ℃下貯藏。結(jié)果表明，處理組微生物數(shù)量在貯藏約4 d時(shí)達(dá)到106 CFU/g，而空白對(duì)照組約2 d時(shí)已達(dá)到106 CFU/g。處理樣品在貯藏期間表現(xiàn)為顏色鮮、肉質(zhì)脆、氣味變化不明顯；而空白組于3 d時(shí)顏色開(kāi)始變暗，肉質(zhì)變軟，并于5 d出現(xiàn)明顯臭味（表3）。臭氧水減菌化處理有利于維持產(chǎn)品的品質(zhì)，有效延長(zhǎng)冷鮮魚(yú)肉的保質(zhì)期。

4 結(jié)論

在10 ℃試驗(yàn)環(huán)境下，水中臭氧的質(zhì)量濃度隨著通入臭氧時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，通入臭氧25～30 min后溶解量達(dá)到峰值。制備好的臭氧水在放置過(guò)程中，其質(zhì)量濃度逐漸降低。利用臭氧水進(jìn)行噴淋減菌，噴淋時(shí)間越長(zhǎng)減菌效果越好。綜合考慮各因素，臭氧水減菌處理冷鮮魚(yú)肉的最佳噴淋時(shí)間為3 min。

在臭氧水噴淋減菌試驗(yàn)中，不同質(zhì)量濃度臭氧水對(duì)冷鮮魚(yú)肉中菌落總數(shù)和大腸桿菌的減菌效果研究表明，當(dāng)臭氧水質(zhì)量濃度為3.60 mg/L時(shí)，即制備時(shí)通入臭氧時(shí)間為30 min時(shí)，減菌率高，減菌效果達(dá)到要求，菌落總數(shù)減菌率為83%，大腸桿菌平均殺菌率為80%。通入臭氧30 min的臭氧水（質(zhì)量濃度為3.60 mg/L）噴淋3 min對(duì)冷鮮魚(yú)肉進(jìn)行減菌處理，對(duì)魚(yú)肉中大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的平均殺菌率分別為80%、60%，處理后冷鮮魚(yú)肉的貨架期可延長(zhǎng)2 d。利用臭氧水減菌處理是控制冷鮮魚(yú)肉中初始微生物數(shù)量、延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期的有效措施。

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