栅栏因子对高水分即食牡蛎产品抑菌效果的影响

陈胜军，陈晓凤，杨贤庆*，李来好，章超桦，吴燕燕，刁石强，马海霞

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；2.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东 青岛266003；3.广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088)

栅栏因子对高水分即食牡蛎产品抑菌效果的影响

陈胜军1,2，陈晓凤2，杨贤庆1,*，李来好1，章超桦3，吴燕燕1，刁石强1，马海霞1

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；2.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东 青岛266003；3.广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088)

以栅栏效应理论为指导，研究不同栅栏因子对高水分即食牡蛎产品的抑菌效果。通过合理设置多个强度缓和的栅栏因子，即杀菌温度、酸度(pH值)、水分活度、包装方式，通过它们之间的交互作用，形成有效防止制品腐败变质的栅栏，开发出感官品质良好的高水分半干牡蛎食品。结果表明，各栅栏因子在不同强度下的抑菌效果不同，产品最适抑菌模式和强度为：在60℃烘烤2h，采用10%醋酸加入量调节产品pH值在5.5左右，在调味时添加16%的白砂糖调节产品的水分活度在0.90左右，杀菌强度为100℃、30min，并且采用真空包装。研制出的高水分即食牡蛎产品，较好地保持了产品的质地和风味。

牡蛎；高水分；即食食品；栅栏因子

牡蛎(oyster)，又称蚝、海蛎子等，肉质鲜美，高蛋白低脂肪，是我国沿海地区的主要海水养殖品种之一，也是我国重要的出口贝类产品，它不仅味道鲜美，而且具有较高的经济价值和营养价值，是一种珍贵的海产贝类，有“海洋牛奶”之称，是一种为人们所喜爱的海产经济贝类[1]。牡蛎肉除含有可改善心脏及血液循环功能和保肝功能的糖原外[2]，还含有丰富的牛磺酸[3]，具有降低胆固醇、消除疲劳、提高机体免疫力等重要生理功效。牡蛎的传统加工产品主要是牡蛎干制品，俗称蚝豉。由于经过干制的蚝豉水分含量只有16%～

20%，水产品原有的特性往往发生不可逆变化而遭受损害，与鲜品相比，有汁少渣多、质地粗硬的感觉。随着消费者对干制品的感官质地、营养质量、卫生安全、食用方便等提出更高要求。德国Leistner博士[4-5]在长期研究的基础上，提出了“栅栏效应(hurdle effect)”理论，即通过合理设置若干强度不同的阻止微生物生长的“栅栏因子(hurdle factor)”，这些栅栏因子交互作用于微生物细胞内不同目标，从多方面打破食品中残存微生物生长的内平衡，达到阻止其生长繁殖的目的，避免了单一高强度防腐方法对产品造成的感官等质量的劣化，能较好地保持食品的感官质地、营养质量及安全卫生[6]。栅栏技术在肉类[7]及蔬菜产品[8]中得到了广泛的应用，但在水产品中应用较少[9-10]。本实验研究不同栅栏因子对高水分即食牡蛎食品抑菌效果的影响，以期为牡蛎的开发利用提供一条新的途径，提高牡蛎的综合利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牡蛎购于广州市黄沙水产批发市场；酱油、食醋、白砂糖、味精、生姜 市售。

营养琼脂 广东环凯微生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

DHG-9145A鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；DZ-400/2L多功能真空包装机 山东诸城正泰机械有限公司；PB-10型精密pH计 美国Sartorius公司；LDZX-75KBS型立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；水分活度计 瑞士Novasina公司。

1.3 工艺流程

牡蛎 → 清洗 → 取肉→ 漂洗 → 热烫 → 调味 → 烘干 →单粒真空包装 →沸水杀菌 →成品包装

1.3.1 原料的选择和预处理[11]

用细流清水充分淘洗去净夹带在牡蛎肉中的泥沙、碎壳等杂质。稍沥水后，用质量分数3.5%的盐水浸泡10min，牡蛎肉与盐水比为1:1(m/V)。漂洗干净后，沥水10～15min。

1.3.2 热烫与冷却

将牡蛎肉置于100℃热水中热烫，控制牡蛎脱水率在40%左右。样品前处理方式按：1)未经处理；2)漂洗；3)烫漂1min；4)烫漂2min；5)烫漂3min。分别考察不同处理方式的抑菌效果。

1.3.3 调味[12-13]

按配方配制调味汤汁。添加白砂糖和醋酸以调节产品的水分活度(aw)和pH值，分别考察在添加白砂糖质量分数0%、8%、16%、24%和醋酸质量分数5%、10%和15%条件下对产品的抑菌效果。

1.3.4 干制[14]

从调味汁中捞出，沥水5min，烘干至水分含量为40%～50%左右。分别考察在60℃条件下，烘烤1、1.5、2h时水分含量及对产品抑菌效果。

1.3.5 包装方式

分别考察非真空包装、真空包装、真空包装后沸水杀菌30min这3种不同处理方式对产品的抑菌效果。

1.4 菌落总数测定

按照GB/T 4789.2—2003《食品卫生微生物学检验 菌落总数的测定》进行。

2 结果与分析

2.1 不同烫漂处理对抑菌效果的影响

表1 样品不同前处理方式对抑菌效果的影响Table 1 Effects of pretreatment methods on total bacteria count

由表1可以看出，经过不同处理，微生物残留数量是不同的，其中未经过任何处理的样品微生物最多，漂洗后微生物数量有所减少，经过漂烫后微生物大大减少，随着漂烫时间的延长，微生物总数也随之减少，可以看出，漂烫3min微生物数量最少。但是，漂烫时间不能无限增加，否则会影响制品的品质及口感，所以通过这一步不可能将微生物控制在最少量范围内，还要通过其他栅栏因子来进一步控制。

2.2 糖不同加入量对抑菌效果的影响

图1 白砂糖加入量对抑菌效果的影响Fig.1 Effect of white sugar amount on total bacteria count

糖的加入量主要在于对产品水分活度的影响，为提高即食牡蛎制品的安全水分含量，把加盐煮熟后的牡蛎肉进行浸渍调味，添加糖、山梨糖醇、味精等易溶于水的小分子物质可以起到调节水分活度的作用。随着糖加入量的增大，可以降低产品水分活度。由图1可以看

出，糖的加入量越大，水分活度越小，菌落总数也随之减少。其中，不加糖时，菌落总数为1.4×103CFU/g，而当加入糖量为24%时，菌落总数只有1.8×102CFU/g，由此可见，白砂糖的加入量对产品的贮藏有一定的意义。进一步增加调味料，制品的安全水分含量进一步提高。但添加量过大，将影响制品的感官质量。本实验结合对产品的抑菌作用及口感采用16%的添加量较好。

2.3 不同pH值(醋酸不同加入量)对抑菌效果的影响

微生物的生长发育受pH值影响很大，一般细菌的最适pH值为7～8，随pH值下降，细菌的生长发育受到抑制，有机酸往往显示较强的杀菌作用。据研究[15]，aw值调整为0.94的鱼肉香肠，pH6.5的试样，经30℃ 60d贮藏出现异样和腐败，pH6.0的试样是正常的；另一方面，pH值的变化对微生物抗热性影响很大，其中细菌在pH值下降时，提高杀菌效果比霉菌、酵母更为明显，尤其是抗热性强的球菌和芽孢杆菌更为突出[15]。据研究，当pH值从6.6下降到5.5时，金黄色葡萄球菌致死温度从65℃下降到60℃，蜡状芽孢杆菌等芽孢杆菌的致死温度从100℃下降到60℃[15]。本实验通过加入有机酸降低制品pH值，有机酸加入量对应微生物总量关系如图2所示。

图2 不同pH值对抑菌效果的影响Fig.2 Effects of pH on total bacteria count

由图2可见，随着醋酸加入量的不断增大即pH值不断降低，微生物总量越来越低。但醋酸加入量为15%时，微生物总量却有所上升，这是因为随着pH值不断的调低，刺激了一些嗜酸菌的生长，导致微生物总量增多，所以本实验采用10%的醋酸加入量。

2.4 不同干燥时间对抑菌效果的影响

调味浸泡4h后的牡蛎放入烘箱内，然后采用同一温度(60℃)和不同时间段进行烘烤。不同烘烤时间对产品菌落总数的影响如图3所示。烘烤时间对产品的贮藏有一定的影响，随着时间的延长，菌落总数逐渐减少。不同的烘烤时间对产品的色、香、味和口感影响很大，综合产品的品质和贮藏性两方面考虑，采用60℃、2h的烘烤条件可获得色、香、味俱全的调味牡蛎。

图3 烘烤时间对抑菌效果的影响Fig.3 Effect of baking time on total bacteria count

在水分活度较高时，制品中水分活度与水分含量之间显示了很好的相关性(y=237.42x－171.99，R2=0.9965)，如图4所示。

图4 水分含量与水分活度关系曲线Fig.4 Relationship between moisture content and water activity

试制成品水分含量为45.41%，水分活度为0.92(理论值为0.916)，当水分含量为45.0%时，理论水分活度为0.913。如上所述，牡蛎产品外观、风味和质地均较理想的适宜水分含量为40%～45%，但此水分含量的制品在室温下只能保藏数日。若采用高压高温杀菌，不但口感软糜，而且褐变严重，商品价值受到损害。100℃以下常压杀菌能够杀灭酵母包括酵母孢子及大部分细菌，但难以杀灭嗜热细菌，而且杀菌时间不能过长，否则同样会损害制品质地和产生褐变。绝大多数细菌只能在0.90以上的水分活度下才能生长，金黄色葡萄球菌虽在水分活度0.86以上时仍能生长，但在缺氧条件下，水分活度在0.90时生长受到抑制[16]。因此，综合考虑产品品质和贮藏期，将半干牡蛎制品的水分含量控制在45%左右，水分活度在0.90左右能保证较好的品质和贮藏期。

2.5 不同包装方式对抑菌效果的影响

通过加热杀菌后依然存在的一些芽孢杆菌几乎都是嗜氧性芽孢杆菌[15]，若通过真空包装，可以抑制需氧性微生物的生长繁殖，从图5可以看出，真空包装比非真空包装微生物总量少；另外，真空包装后，再通过沸水杀菌，可以将加工过程中引入的微生物充分杀死，但是温度不宜过高，否则产品会糜烂甚至发生非酶褐变，影响品质。

图5 不同包装方式对抑菌效果的影响Fig.5 Effect of packaging way on total bacteria count

3 结 论

应用栅栏效应理论研制开发高水分即食牡蛎食品，各栅栏因子在不同强度下的抑菌效果不同，对产品最适抑菌模式和强度为：在60℃烘烤2h，采用10%醋酸加入量调节产品pH值在5.5左右，在调味时添加16%的白砂糖调节产品的水分活度在0.90左右，杀菌强度为100℃，30min并且采用真空包装。研制出的高水分即食牡蛎食品口感软硬适中，与传统干制法相比，更好地保持了鲜品的质地和风味。

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Effects of Hurdle Factors on Sterilization of High-moisture Ready-to-eat Oyster Products

CHEN Sheng-jun1,2，CHEN Xiao-feng2，YANG Xian-qing1,*，LI Lai-hao1，ZHANG Chao-hua3，WU Yan-yan1，DIAO Shi-qiang1，MA Hai-xia1
(1. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China；2. College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China；3. College of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

Based on the theory of hurdle effect, several hurdle factors with moderate strength including sterilization temperature, acidity (pH), water activity and packaging way were selected and their interactions were used to form a hurdle that efficiently prevents food deterioration so that high-moisture semi-dry oyster products with excellent quality could be developed. The results showed that the sterilization effects of these hurdle factors at different strength were different. An optimal sterilization effect was obtained after roasting at 60 ℃ for 2 h, adjusting pH to about 5.5 by adding 10% acetic acid, adding 16% white sugar for adjusting water activity to about 0.90 during seasoning, sterilization for 30 min at 100 ℃ and vacuum packaging. The products obtained remained original texture and flavor well.

oyster；high-moisture；ready-to-eat food；hurdle factors

TS254.4

A

1002-6630(2010)17-0162-04

2010-07-17

中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金(中国水产科学研究院南海水产研究所)资助项目(2009TS01)；农业部“948”项目(2006-G42)；农业部现代农业产业技术体系建设专项资金项目(贝类，47)

陈胜军(1973—)，男，助理研究员，博士研究生，主要从事水产品加工与质量安全研究。

E-mail：Chensjun@hotmail.com

*通信作者：杨贤庆(1963—)，男，研究员，主要从事水产品加工与质量安全研究。E-mail：yxqgd@163.com