侯成立, 趙夢雅, 吳立國, 宋 璇, 王文婷, 張德權(quán)

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100193)

近年來,隨著生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快,人們開始追求營養(yǎng)、健康、快捷、方便的食品,消費(fèi)者對肉品的食用方式趨于多樣化、個性化,其中調(diào)理肉制品逐漸受到消費(fèi)者的關(guān)注。調(diào)理肉制品(prepared meat products)是以畜禽肉為主要原料,絞制或切制后添加調(diào)味料、蔬菜等輔料,經(jīng)滾揉、攪拌、調(diào)味或預(yù)加熱等工藝加工而成,需在冷藏或凍藏條件下貯藏、運(yùn)輸及銷售,食用前需經(jīng)二次加工的非即食類肉制品[1]。調(diào)理肉制品種類繁多,在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家已非常普及,目前在國內(nèi)還在發(fā)展階段。據(jù)估計,我國調(diào)理肉制品每年的增長速度超過10%,有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ{(diào)理肉制品從原料到運(yùn)輸銷售再到烹飪都處在一個全程低溫鏈下,我國市場上調(diào)理肉制品主要是-20℃左右凍藏,盡管很好地控制微生物的生長,有效延長了產(chǎn)品貨架期,但冷凍對產(chǎn)品風(fēng)味、營養(yǎng)成分和外形等都有較大影響。目前,常見的高溫殺菌技術(shù)均不適用于調(diào)理肉的加工,主要是采用添加乳酸鏈球菌素、茶多酚等食品防腐劑抑制細(xì)菌的生長繁殖[2-3],因此,貨架期是制約調(diào)理肉產(chǎn)品銷售的主要瓶頸之一。

過熱蒸汽是指飽和蒸汽繼續(xù)加熱后,常壓下溫度高于沸點(diǎn)的無色透明的高溫水蒸汽。過熱蒸汽技術(shù)具有表面瞬時殺菌、縮短加熱時間、提高出成率、脫油、減鹽、抑制油脂氧化、改善食品質(zhì)地等效果,已應(yīng)用于肉類調(diào)理食品等食品加工領(lǐng)域[4-8]。目前,已有過熱蒸汽對肉制品中外源添加細(xì)菌(如單增李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌)殺菌效果的相關(guān)研究[5-7],但過熱蒸汽對原料肉中細(xì)菌的減菌效果尚不明確。本研究以調(diào)理羊排為研究對象,研究了不同溫度過熱蒸汽對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)和微生物組成的影響,旨在為過熱蒸汽在調(diào)理羊肉加工上的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

法式肋排樣品采自內(nèi)蒙古草原宏寶有限公司,真空包裝,-20℃儲藏。

TABLE-TOP 350型過熱蒸汽烤制設(shè)備,日本Naomoto公司;DigiEye型電子眼,英國 Verivide公司;Himac CR22 GⅡ型低溫冷凍高速離心機(jī),日本日立公司;MS204S型電子天平,瑞士梅特勒-托利多公司;Ultra Turrax Disperser S25型勻漿機(jī),德國IKA公司;MJ-Ⅱ型培養(yǎng)箱,上海一恒科技有限公司;冰溫箱,日本松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社;GeneAmp?9700型PCR儀,美國ABI公司;NanoDrop 2000型超微量分光光度計,美國Thermo Scientific公司;MiSeq型平臺,美國Illumina公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 調(diào)理羊肉的制備

將羊法式肋排放入托盤,用食用保鮮膜包裹,4℃緩化6 h。隨后室溫條件下放置12 h,加入1%食鹽和0.05%黑胡椒4℃腌制6 h,中間翻打一次。

1.2.2 不同溫度過熱蒸汽處理調(diào)理羊肉

采用不同溫度的過熱蒸汽(180、300℃)處理調(diào)理羊排 0、15、30、45、60 s。 取樣進(jìn)行菌落總數(shù)和色澤的測定。

1.2.3 過熱蒸汽處理調(diào)理羊肉貯藏實(shí)驗(yàn)

根據(jù)1.2.2的結(jié)果,將180℃過熱蒸汽處理30、60 s和300℃過熱蒸汽處理30、45 s的調(diào)理羊排,采用鋁箔袋真空包裝,4 ℃貯藏 0、7、14、21、28 d。 每個時間點(diǎn)取樣進(jìn)行菌落總數(shù)的測定。

1.2.4 菌落總數(shù)測定

采用平皿涂布法對調(diào)理羊肉樣品中的菌落總數(shù)進(jìn)行測定[9],略有修改。采用無菌剪刀取1 g調(diào)理羊肉,放入30 mL的無菌生理鹽水中,采用勻漿機(jī)進(jìn)行破碎,6 000 r·min-1,冰浴勻漿5 min。吸取1 mL勻漿液,加入到9 mL無菌生理鹽水中進(jìn)行倍比稀釋;吸取100 mL稀釋液均勻涂布在平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基上,37℃培養(yǎng)48 h,計算菌落總數(shù),以lg(CFU/g)表示。

1.2.5 色澤測定

利用電子眼測定調(diào)理羊肉樣品的色差值(L*,a*,b*),樣品的圖片由電子眼自帶的相機(jī)獲得。根據(jù)圖片的取點(diǎn)得到所選區(qū)域樣品的L*,a*,b*值,每個樣品選取20個采樣點(diǎn)[10]。

1.2.6 細(xì)菌組成測定

為解析調(diào)理羊肉在貯藏過程中細(xì)菌組成,選取貯藏21 d調(diào)理羊肉樣品進(jìn)行檢測分析。采用FastDNA SPIN試劑盒(美國MP公司)提取樣品中細(xì)菌總DNA,利用超微量分光光度計檢測DNA濃度和純度,用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA提取質(zhì)量;選用 338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′) 和 806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)為細(xì)菌特征引物對V3-V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增[11],PCR反應(yīng)體系為20μL,擴(kuò)增反應(yīng)條件為：95℃,3 min;27×(95℃,30 s;55℃,30 s;72℃,30 s);72℃,10 min。利用凝膠回收方法對PCR產(chǎn)物進(jìn)行純化和定量,不同樣品的PCR產(chǎn)物以等摩爾比的形式合并到一個試管中,以備焦磷酸測序分析。采樣IlluminaHiSeq測序平臺進(jìn)行高通量測序,利用雙末端測序(paired-end)的方法,構(gòu)建小片段文庫進(jìn)行雙末端測序。原始測序序列使用Trimmomatic軟件質(zhì)控[12],使用Flash軟件進(jìn)行拼接[13];采用UPARSE軟件對OTUs(operational taxonomic units)進(jìn)行聚類[14],利用RDP classifier對每條序列進(jìn)行物種分類注釋[15]。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Spss 17.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,采用Student-Newman-Keuls方法進(jìn)行多重比較,p＜0.05為差異顯著,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用了R語言軟件中單因素方差分析對細(xì)菌組成進(jìn)行組間差異比較,p＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 過熱蒸汽溫度對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響

過熱蒸汽處理對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響見圖1。由圖1可見,初始調(diào)理羊肉樣品中菌落總數(shù)超過6 lg(CFU/g)。用過熱蒸汽處理調(diào)理羊肉30 s,羊肉中的菌落總數(shù)迅速下降,菌落總數(shù)下降近3個對數(shù)單位,延長過熱蒸汽處理時間到30～60 s,菌落總數(shù)變化不顯著(p＞0.05)。用180℃與300℃的過熱蒸汽對調(diào)理羊肉進(jìn)行處理,二者減菌效果沒有顯著差異(p＞0.05);180℃過熱蒸汽處理羊肉45 s以上,減菌效果不再有顯著變化,而300℃過熱蒸汽處理30 s以上,減菌效果不再有顯著變化。本研究延長過熱蒸汽的處理時間,羊肉中菌落總數(shù)并沒有繼續(xù)降低,仍接近2～3 lg(CFU/g)。過熱蒸汽已被證實(shí)對單增李斯特菌、沙門氏菌、大腸桿菌O157：H7等都有較好的殺菌效果[5,7,16-17],本研究結(jié)果表明,過熱蒸汽對調(diào)理羊肉中的細(xì)菌也有較好的減菌效果。Ban等[7]研究表明,200℃過熱蒸汽處理30 s可將杏仁和開心果中的單增李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌O157：H7等病原菌的數(shù)目降至1 lg(CFU/g)以內(nèi);Kondjoyan等[8]研究表明,過熱蒸汽處理可將雞皮內(nèi)注射的單增李斯特菌下降5個數(shù)量級,控制在10～102CFU/g。本研究結(jié)果與之前的研究略有差異,其原因可能是試驗(yàn)樣品中存在一些耐熱的芽孢菌或酵母菌,同時由于解凍羊排室溫放置12 h,一些細(xì)菌在肉內(nèi)部進(jìn)行生長繁殖,短暫瞬時殺菌不能對羊肉內(nèi)部細(xì)菌進(jìn)行較好地殺滅,而在實(shí)際生產(chǎn)中調(diào)理羊肉中的細(xì)菌主要分布在肉的表面,過熱蒸汽對其減菌效果會更好。

圖1 過熱蒸汽處理對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of superheated steam treatment on aerobic plate count of prepared lamb

2.2 過熱蒸汽溫度對調(diào)理羊肉表面色澤的影響

過熱蒸汽處理對調(diào)理羊肉色澤的影響見表1。如表1所示,與對照組相比,過熱蒸汽處理可顯著增加羊肉表面的亮度值L*,并降低紅度值a*(p＜0.05),在同一過熱蒸汽處理溫度下不同處理時間對羊肉表面的亮度值L*和紅度值a*影響不顯著(p＞0.05);相同處理時間不同過熱蒸汽溫度,對調(diào)理羊肉表面的亮度值L*和紅度值a*影響不顯著(p＞0.05)。過熱蒸汽處理調(diào)理羊肉30 s以上可以顯著增加調(diào)理羊肉表面的黃度值b*(p＜0.05),180℃過熱蒸汽與300℃過熱蒸汽處理組間黃度值b*沒有顯著差異(p＞0.05);在相同過熱蒸汽溫度下,隨著處理時間的增加,羊肉表面的黃度值b*增加,在處理30 s時趨于穩(wěn)定。本研究中,經(jīng)過熱處理后的羊肉亮度值顯著增加,紅度值顯著降低,與Li等[18]研究結(jié)果一致。其原因可能是加熱引起羊肉肌紅蛋白降解,脫氧肌紅蛋白和氧合肌紅蛋白降低,珠蛋白血色素、高鐵血紅蛋白和硫肌紅蛋白增加,從而增加了反射光的能力[19-21]。

表1 過熱蒸汽處理對調(diào)理羊肉表面色澤的影響Tab.1 Effect of superheated steam on surface color of prepared lamb

2.3 貯藏時間對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響

貯藏時間對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響如表2。由表2可見,隨著貯藏時間的延長,調(diào)理羊肉中菌落總數(shù)逐漸增加,貯藏21 d時菌落總數(shù)超過7 lg(CFU/g),貯藏28 d時菌落總數(shù)超過8 lg(CFU/g)。180℃處理60 s和300℃處理30 s的調(diào)理羊肉,在相同的貯藏天數(shù),兩處理組之間差異不顯著(p＞0.05);貯藏14 d時,兩處理組調(diào)理羊肉中菌落總數(shù)在6 lg(CFU/g)左右。180℃處理30 s的調(diào)理羊肉真空包裝貯藏7 d,其菌落總數(shù)低于5 lg(CFU/g),但貯藏14 d,其菌落總數(shù)高于6 lg(CFU/g)。300℃處理45 s的調(diào)理羊肉真空包裝貯藏14 d,其菌落總數(shù)低于6 lg(CFU/g),顯著優(yōu)于180℃處理30 s調(diào)理羊肉中菌落總數(shù)(p＜0.05)。邱淑冰等[22]研究表明,冷藏溫度下真空包裝牛肉初始菌數(shù)為4.2 lg(CFU/g),貯藏7 d細(xì)菌總數(shù)接近6 lg(CFU/g),21 d時達(dá)到8 lg(CFU/g),由于本研究初始菌數(shù)較低,貯藏14 d時,菌落總數(shù)達(dá)到6 lg(CFU/g)。本研究中,調(diào)理羊肉貯藏28 d菌落總數(shù)約為8 lg(CFU/g),與其他研究報道一致,低溫條件下,肉中微生物的最大生長量為7～9 lg(CFU/g)[22-23]。

表2 不同貯藏時間對調(diào)理羊肉菌落總數(shù)的影響Tab.2 Effect of different storage time on aerobic plate count of prepared lamb lg(CFU/g)

2.4 貯藏時間對調(diào)理羊肉細(xì)菌組成的影響

圖2 貯藏21 d調(diào)理羊肉主要細(xì)菌屬水平的相對豐度分布Fig.2 Relative abundance distribution of bacteria in prepared lamb for 21 days storage at species level

貯藏21 d調(diào)理羊肉主要細(xì)菌屬水平的相對豐度分布見圖2。由圖2可知,調(diào)理羊肉樣品中鑒定出的細(xì)菌在屬水平主要為哈夫尼菌屬-肥桿菌屬(Hafnia-Obesumbacterium)、肉食桿菌屬(Carnobacterium)、乳球菌屬(Lactococcus)、不確定的腸桿菌科菌屬(unclassified_f_Enterobacteriaceae)、沙雷氏菌屬(Serratia)、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)、熱死環(huán)絲菌屬(Brochothrix)、漫游球菌屬(Vagococcus)等。對不同處理間各菌屬細(xì)菌豐度進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)果顯示各處理間沒有顯著差異(p＞0.05)。肉食桿菌屬、乳球菌屬、乳酸桿菌屬,假單胞菌屬、熱死環(huán)絲菌屬、沙雷氏菌屬等是已報道的存在于調(diào)理肉中的細(xì)菌[2-3,24-25]。本實(shí)驗(yàn)中豐度較高的哈夫尼菌屬主要分布在人和動物的糞便,也分布在污水、土壤、水和乳制品中,可產(chǎn)組胺,引起低溫貯藏肉制品腐敗變質(zhì);一些乳球菌(如魚乳球菌)是導(dǎo)致低溫肉制品腐敗的嗜冷乳酸菌[24]。梁榮蓉[2]研究表明,不同種類和不同生產(chǎn)環(huán)境的調(diào)理制品的菌群結(jié)構(gòu)均存在差異,隨著貯藏時間的延長,產(chǎn)品菌群結(jié)構(gòu)相似性有增大趨勢。本研究中不同過熱蒸汽處理的調(diào)理羊肉貯藏21 d,各處理間沒有顯著差異,各處理中優(yōu)勢菌群基本一致。

3 結(jié) 論

過熱蒸汽對調(diào)理羊肉有較好的減菌效果,180℃和300℃過熱蒸汽處理30 s,調(diào)理羊肉中的菌落總數(shù)迅速下降,菌落總數(shù)下降近3個對數(shù)單位;過熱蒸汽處理可顯著增加羊肉表面的亮度值L*,降低紅度值a*,過熱蒸汽處理30 s以上可以顯著增加黃度值b*;經(jīng)過熱蒸汽處理后的調(diào)理羊肉普通真空包裝,冷藏貨架期可達(dá)14 d;不同溫度的過熱蒸汽處理后的調(diào)理羊肉貯藏21 d,其菌群組成無顯著差異。本研究可為過熱蒸汽技術(shù)在調(diào)理肉制品加工中的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。