4种减菌剂对军曹鱼片的减菌作用

王 萍，吴燕燕*，李来好，杨贤庆，宫晓静，刁石强，周婉君

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；2.上海海洋大学食品学院，上海 201306)

4种减菌剂对军曹鱼片的减菌作用

王 萍1,2，吴燕燕1,*，李来好1，杨贤庆1，宫晓静1,2，刁石强1，周婉君1

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；2.上海海洋大学食品学院，上海 201306)

目的：比较研究4种减菌剂对军曹鱼片的减菌作用。方法：分别以壳聚糖、固体二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)水以及NaClO为减菌剂，通过菌落总数、感官评价和鱼片色差指标测定，筛选军曹鱼片最佳的减菌剂和处理条件。结果：4种减菌剂分别对军曹鱼片的最佳减菌条件为：2g/L壳聚糖处理8min； 200mg/L ClO2处理10min；6mg/L臭氧水处理10min；100mg/L NaClO处理5min。进一步比较4种减菌剂对军曹鱼片感官品质的影响，结果表明壳聚糖、ClO2、NaClO对鱼片感官品质影响较大，而臭氧水不仅减菌作用明显且不影响鱼片的感官品质，是最佳的军曹鱼片减菌剂。结论：对军曹鱼片最佳减菌处理条件为：6mg/L臭氧水，处理时间10min。该研究可为开发高效、安全的鱼片加工减菌剂提供指导。

军曹鱼片；减菌剂；减菌作用；色差

Abstract：Objective:To compare the sterilization effects of four kinds of processing agents on cobia fillets. Methods:The effects of food grade chitosan, solid chlorine dioxide (ClO2), ozone (O3) water and sodium hypochloride (NaClO) as the sterilization agents on cobia fillets were explored to screen the optimal sterilization agent and treatment conditions through the determination of total colonies, sensory evaluation and color difference. Results:The optimal sterilization conditions for individual application were 2 g/L chitosan for 8 min immersion, 200 mg/L ClO2 for 10 min treatment, 6 mg/L ozone water for 10 min sterilization and 100 mg/L sodium hypochloride treatment for 5 min. Through further comparing the effects of four sterilization agents on sensory quality of cobia fillets, chitosan, ClO2 and NaClO could result in a significantly negative effect on the sensory quality of cobia fillets; in contrast, ozone water treatment revealed an obvious sterilization effect without reducing the sensory quality of cobia fillets. Thus, ozone water was the best sterilization agent for cobia fillets. Conclusion:The optimal sterilization condition on cobia fillets is the treatment with 6 mg/L ozone water for 10 min. These investigations will provide a theoretical guidance for developing effective and safe sterilization agents for cobia fillet processing.

Key words：cobia fillet；sterilization agents；sterilization effect

军曹鱼(Rachycentron canadumLinnaeu)隶属鲈行目军曹鱼科，又称海鲡，属于外海暖水性鱼类，主要分布于大西洋、印度洋和太平洋沿岸海域及港湾，在我国南海、东海、黄海及渤海也有分布。它是一种优质的海水经济鱼类，不仅肉厚质细、味鲜美、营养丰富，且无肌间刺骨，是作生鱼片的上好材料[1-3]。由于军曹鱼生长速度快，病害少，随着近年人工繁殖和育苗技术的突破以及海洋深水网箱养殖技术的发展，它已成为我国华南海域海水养殖中最具养殖前景的一种鱼类[4]。

目前，国内在鱼片加工中常用次氯酸钠作为消毒剂，但由于次氯酸钠处理鱼片之后，会有少量的氯残留，而残留的余氯对人体有危害，所以，急需寻找其他的安全减菌剂。我国军曹鱼主要以冻鱼片加工为主。在冻军曹鱼片加工过程中，为控制有害微生物、保证鱼片质量，需对军曹鱼片进行减菌处理。本实验通过比较壳聚糖、固体二氧化氯(ClO2)臭氧(O3)水以及NaClO四种减菌剂对鲜军曹鱼片的减菌效果，筛选出减菌效果良好、经济、安全的军曹鱼片减菌剂，以提高其加工储藏品质、延长货架期。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

军曹鱼购于海南军曹鱼养殖场。

壳聚糖(酸溶性，脱乙酰度≥90%) 国药集团化学试剂有限公司；固体二氧化氯(有效ClO2含量为10%，吸收剂为硅酸钙，稳定剂为碳酸盐) 欧研科技(北京)有限公司；NaClO(含量≥9.0%，以有效氯计) 汕头市西陇化工厂有限公司；NaCl(分析纯) 广州化学试剂厂；营养琼脂 广东环凯微生物科技有限公司。其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

CFS-500臭氧水一体机 北京山美水美环保高科技有限公司；DC-P3型全自动测色色差计 北京兴光测色仪公司；SPX型智能生化培养箱 宁波江南仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理工艺流程

军曹鱼→清洗→放血→去皮→分割、剖片(切成5cm×6cm×1cm的肉片)→减菌处理→鱼片

1.3.2 臭氧水的制备方法

由CFS-500臭氧发生器产生臭氧，与水进入高效涡旋泵气水混合装置，经混合形成臭氧水。

1.3.3 臭氧水质量浓度的测定

参照文献[5]的方法测定。量取20mL 质量分数20%碘化钾溶液于500mL的吸收瓶中，加入250g臭氧冰，加入5mL硫酸溶液(浓硫酸与水体积比1:5)，使pH值降至2.0以下，加塞摇匀至冰融化，在暗处放置5min。用0.1000mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时加入淀粉溶液1mL，继续滴定至颜色消失为止。记录硫代硫酸钠标准溶液用量，计算臭氧浓度。

1.3.4 减菌处理

以减菌剂NaClO、固体二氧化氯(ClO2)、壳聚糖以及臭氧(O3)水作为减菌剂，各减菌剂的质量浓度及处理时间是影响减菌效果的两个主要因素，对每种减菌剂的质量浓度及处理时间分别设4个水平进行双因素重复实验，对照组(蒸馏水，处理时间5min)鲜军曹鱼片均采用直接浸泡处理。每种处理做3个平行取其平均值，每个平行即每个样品均采鱼肉一片，以统一规格200mL烧杯为容器，加减菌剂100mL。通过分析4种减菌剂对样品减菌效果的影响，得出各减菌剂的最优质量浓度及处理时间。

1.3.5 菌落总数的测定

每个样品减菌处理后，立即转移至无菌培养皿中，以降低外界环境对处理后军曹鱼片总菌数的影响。无菌条件下均采集每个样品部分鱼肉10g，剪碎置于90mL无菌水中振荡3min，从中取1mL溶液做梯度稀释，参照GB/T 4789.17—2010《食品卫生微生物学检验 菌落总数测定》[6]进行。

1.3.6 色差的测定[7]

用DC-P3全自动测色色差计测定，样品以军曹鱼片背面的主脊部位为测试点。从L(从黑到白，0～100)、a(从绿到红，－a～a)、b(从蓝到黄，－b～+b)三方面分别评价鱼片颜色。色调H(Hue)和饱和度C(Chroma)是利用a值和b值计算得到的鱼片颜色评价系数。C值反应肉色的深浅，C=(a2+b2)1/2；H=arctg(b/a)，H值表示色泽，越低说明肉越鲜红，越高则表示肉越黄。

1.3.7 感官评价

感官评价依据葛云山等[8]的方法略做修改。在减菌处理过程中，每次对经减菌剂处理过的军曹鱼片进行气味和色泽的感官评定，评定人员由5名人员组成，评分标准见表1，根据评分小组对其敏感程度，确定气味和色泽权重分别为0.6和 0.4，计算加权平均分作为感官品质评分值。

表1 军曹鱼片感官评定标准Table 1 Sensory evaluation criteria for cobia fillets

1.3.8 实验数据统计分析方法

实验数据采用SPSS软件进行统计分析，显著性水平设为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 4种减菌剂对军曹鱼片的减菌效果

2.1.1 壳聚糖对军曹鱼片的减菌效果

壳聚糖具有抑菌效果，广泛应用于食品保鲜。Lazaridou等[9]研究表明，在新鲜水果和蔬菜的保鲜中，壳聚糖可有效抑制微生物生长，减少乙烯生成，增加内部二氧化碳含量，降低氧气浓度，从而延长蔬菜水果的货架期。Ghaouth等[10]报道1%与2%的壳聚糖可减少由葡萄孢霉菌引起的西红柿灰霉病。壳聚糖的抗菌活性在碱性环境中很弱，而酸溶性壳聚糖不仅有良好的抑菌作用也有一定的杀菌作用。Unda等[11]研究发现壳聚糖的最小抑菌浓度范围为0.05%～0.1%，用1%醋酸溶解壳聚糖能提高其抑菌能力。本实验分别采用1、1.5、2、2.5g/L酸溶性壳聚糖溶液对军曹鱼片进行处理，处理时间为2min时，样品中菌落总数对数值已分别下降至3.7、3.6、3.5、3.3，减菌效果明显，减菌处理5min后，减菌率均高于77%，质量浓度为2.5g/L时高达约92%。之后随时间的延长，减菌数趋于平缓。比较2g/L与2.5g/L质量浓度的减菌效果，可发现两者在处理时间8min时菌落总数对数值都近3.1，减菌效果相近(图1)。

图1 不同质量浓度壳聚糖对军曹鱼片的减菌效果Fig.1 Effect of chitosan with various concentrations on the sterilization of cobia fillets

2.1.2 ClO2对军曹鱼片的减菌效果

图2 不同质量浓度ClO2对军曹鱼片的减菌效果Fig.2 Effect of ClO2with various concentrations on the sterilization of cobia fillets

稳定态二氧化氯常作为食品添加剂用于水产品及其制品的防腐[12]。本实验采用100、150、200、250mg/L ClO2溶液处理军曹鱼片，结果如图2所示。处理5min后减菌效果明显；而随着处理时间的延长，ClO2溶液质量浓度为100、150mg/L处理的鱼片细菌数减少平缓；质量浓度为200、250mg/L处理的鱼片细菌数减少较明显，当处理时间为10min时鱼片菌落总数对数值分别为3.49、3.42，而处理15min时减菌效果相同，处理20min时减菌率最高达到83%。

2.1.3 臭氧水对军曹鱼片的减菌效果

臭氧在水中不断发生还原反应所产生的单原子氧[O]和羟基均具有极强的氧化能力和破坏病原体细胞膜并渗透到细胞膜内杀死病原体的能力，已成为现代食品工业广泛采用的冷杀菌剂之一。臭氧水对虾制品的杀菌效果明显，翁佩芳等[13]用0.7mg/kg臭氧水喷淋对虾及其他鱼类制品5min，经感官评定对色泽、风味等品质均无影响。袁勇军等[14]的研究表明臭氧对牡蛎中的细菌有一定的杀菌效果，较高浓度和较长时间的处理杀菌效果较好。本实验采用1、2、4、6mg/L臭氧水处理军曹鱼片，处理2min后，菌落总数对数值下降明显，分别为3.1、3.3、3.4、3.6，减菌效果非常明显；处理时间延长为5、10、15min时，各质量浓度的减菌效果差异较小，减菌率均可达93%以上，说明已达到较好的减菌效果(图3)。

图3 不同质量浓度臭氧水对军曹鱼片的减菌效果Fig.3 Effect of ozone water with various concentrations on the sterilization of cobia fillets

2.1.4 NaClO对军曹鱼片的减菌效果

图4 不同质量浓度NaClO对军曹鱼片的减菌效果Fig.4 Effect of NaClO with various concentrations on the sterilization of cobia fillets

NaClO灭菌原理主要是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致

死[15]。本实验采用质量浓度为30、50、70、100mg/L的NaClO溶液处理军曹鱼片，NaClO对样品菌落总数的影响如图4所示。30mg/L的NaClO溶液对样品减菌效果不明显。NaClO质量浓度为50mg/L时，对样品的减菌效果随时间的延长而增强；NaClO质量浓度为70mg/L、100mg/L处理样品2min后，细菌总数明显下降，而后随着时间的延长，减菌效果不显著。NaClO质量浓度为70mg/L对样品处理10min，菌落总数对数值为3.5，与质量浓度为100mg/L对样品处理5min时相接近。

2.2 4种减菌剂对军曹鱼片感官品质的影响

2.2.1 壳聚糖处理对军曹鱼片感官品质的影响

图5 壳聚糖处理对军曹鱼片感官品质的影响Fig.5 Effect of chitosan treatment on sensory quality of cobia fillets

壳聚糖处理对军曹鱼片感官品质的影响如图5所示，同一壳聚糖质量浓度下，随处理时间的延长，感官评分减小，说明壳聚糖处理时间对军曹鱼片感官品质影响较大。同一处理时间条件下，不同质量浓度壳聚糖对军曹鱼片的感官品质影响差异较小，而壳聚糖的减菌效果随其质量浓度的增大而增强，所以选择高浓度的壳聚糖及较短的处理时间对样品的感官影响较小。在减菌效果方面，质量浓度为2g/L与2.5g/L的壳聚糖在对样品处理8min的效果相当，均高达91.5%，而感官评分值分别为7.7与7.5，所以综合考虑减菌处理成本及对感官品质的影响，采用2g/L壳聚糖溶液处理军曹鱼片8min较为合适。

2.2.2 ClO2处理对军曹鱼片感官品质的影响

图6 ClO2处理对军曹鱼片感官品质的影响Fig.6 Effect of ClO2treatment on sensory quality of cobia fillets

由图6可知，相同ClO2质量浓度时，处理时间越长，军曹鱼片感官品质的评分越低，各个质量浓度处理时间5min与10min对鱼片的感官品质影响相似，评分值明显高于15min与20min，且20min对鱼片感官品质影响最大。考虑质量浓度为100、150mg/L对样品的减菌效果低于200、250mg/L，后两者的感官评分值在处理5min时为7.8、7.7，处理10min时为7.7、7.5，所以综合分析，ClO2减菌处理军曹鱼片的较佳条件为ClO2质量浓度200mg/L，处理时间10min。

2.2.3 臭氧水处理对军曹鱼片感官品质的影响

图7 臭氧水处理对感官品质的影响Fig.7 Effect of ozone water treatment on sensory quality of cobia fillets

由图7可见，相同臭氧水质量浓度下，处理时间越长，样品感官品质评分值越低。当质量浓度为6mg/L处理样品5min、10min时评分值差别较小，均为8.4，明显高于处理时间15min时的7.2。减菌效果方面，质量浓度为6mg/L的臭氧水减菌效果最佳，虽然处理时间10min与15min减菌效果相近，但前者的感官评分值远高于后者。综合考虑，臭氧水的最适处理条件为：质量浓度6mg/L，处理时间10min。

2.2.4 NaClO处理对军曹鱼片感官品质的影响

图8 NaClO处理对军曹鱼片感官品质的影响Fig.8 Effect of NaClO treatment on sensory quality of cobia fillets

由图8可见，相同处理时间，感官品质评分值随质量浓度的升高而降低，其中质量浓度30mg/L时对样品感官品质影响最小。比较70mg/L与100mg/L两种质量浓度的溶液，处理时间为2min、5min时评分值分别相似，2min时分别为8、7.8，5min时分别为7.8、7.6，明显高于处理10min、15min时。结合NaClO对军曹鱼片减菌效果的分析，采用100mg/L的NaClO溶液对军曹鱼片处理5min较为合适。

2.2.5 4种减菌剂最佳处理条件对军曹鱼片感官品质的影响

综合各减菌剂对军曹鱼片减菌效果与感官品质的影响，得到各种减菌剂对鱼片的最佳处理工艺为：2g/L壳聚糖处理8min；200mg/L ClO2处理10min；6mg/L臭氧水处理10min；100mg/L NaClO处理5min，以不加减菌剂(蒸馏水，处理时间5min)为空白对照，对比各工艺对军曹鱼片感官的影响，评定结果如表2。

表2 不同减菌剂处理后军曹鱼片的感官评定结果(±s,n=3)Table 2 Sensory evaluation results of cobia fillets treated with chitosan, ClO2, O3and NaClO sterilization agents (±s,n=3)

表2 不同减菌剂处理后军曹鱼片的感官评定结果(±s,n=3)Table 2 Sensory evaluation results of cobia fillets treated with chitosan, ClO2, O3and NaClO sterilization agents (±s,n=3)

注：同行标注有不同字母的平均值之间差异显著(P＜0.05)。

组别 对照 壳聚糖 ClO2 臭氧水 NaClO感官品质 10.00±.01a7.67±0.17b8.10±0.21b8.67±0.17c8.03±0.24b

由表2可知，军曹鱼片经4种减菌剂处理后，感官品质的评分值与对照组均存在显著差异(P＜0.05)，臭氧水的评分值同其他3种减菌剂差异显著(P＜0.05)。感官评分值由大到小为：臭氧水＞ClO2＞NaClO＞壳聚糖。比较4种减菌剂，经臭氧水处理过的样品感官品质最接近对照组，其余3组处理后的鱼片均略带有减菌剂的气味，且色泽与对照组也有不同程度的差异。这可能与臭氧物理特性有关，如半衰期短(蒸馏水中20℃，20min)[16]，稳定性差，易分解。

2.3 4种减菌剂最佳处理条件对军曹鱼片色泽的影响

用色差计测定军曹鱼片经4种减菌剂最佳处理工艺预处理后的色泽变化，结果见表3。

表3 不同减菌剂处理对军曹鱼片色泽测定结果(±s,n=3)Table 3 Color difference determination of cobia fillets treated with chitosan, ClO2, O3and NaClO sterilization agents (±s,n=3)

表3 不同减菌剂处理对军曹鱼片色泽测定结果(±s,n=3)Table 3 Color difference determination of cobia fillets treated with chitosan, ClO2, O3and NaClO sterilization agents (±s,n=3)

注：同列标注不同字母的平均值之间差异显著(P＜0.05)。

组别 L a b H C对照 60.13±0.34a 8.35±0.07a 8.11±0.24a 0.77±0.01a 11.64±0.21a壳聚糖 63.53±0.25b 7.77±0.09b 6.67±0.16b 0.71±0.02b 10.24±0.10bClO2 64.88±0.22c 6.84±0.10c7.82±0.20ac0.85±0.01c 10.39±0.21b臭氧水 61.73±0.51d 8.06±0.09ab7.88±0.20a 0.77±0.02a 11.28±0.08cNa ClO 63.79±0.48b 7.08±0.16c 7.50±0.30c 0.81±0.03d 10.27±0.13b

由表3可知，不同减菌剂处理的军曹鱼片色泽与对照组相比呈现不同程度的变化。与对照组相比，L值即亮度明显增大，差异显著(P＜0.05)，差异度由大到小为ClO2、NaClO、壳聚糖、臭氧水。比较NaClO与壳聚糖处理组，对军曹鱼片亮度的影响两者之间差异不显著(P＞0.05)，臭氧水处理后的L值与对照组最接近。与对照组相比，鱼片经4种减菌剂处理后a、b值呈不同程度的减小，除壳聚糖处理后的鱼片H值减小外，其他3组都增大，由此分析知军曹鱼片色泽都有变淡变黄。可能的原因：一是壳聚糖可以在鱼肉表面形成保护膜，对肉色有一定保护作用，但同时壳聚糖膜的形成也降低了鱼片表面的O2浓度，又由于为酸性溶液，降低了肌肉的pH值，促进了氧合肌红蛋白的氧化而转变为高铁肌红蛋白，使a、b值有所降低；二是理论上采用ClO2、NaClO、臭氧水处理军曹鱼片的过程中会释放O2，增加鱼肉表面的氧分压，起到氧化作用，促进脱氧肌红蛋白生成氧合肌红蛋白，但由于实验中采用浓度较低，这种作用效果不明显。综合分析鱼片的色差参数得到臭氧的各项a、b、H值与对照组差异不显著，即臭氧处理对鱼片的色泽无明显影响，说明在4种减菌剂中，采用臭氧水6mg/L，时间10min处理军曹鱼片是较为合适的。

3 结 论

3.1 通过分析4种减菌剂对军曹鱼片的减菌效果及对样品感官品质的影响得到各减菌剂的最佳处理工艺，即壳聚糖：2g/L，8min；ClO2：200mg/L，10min；臭氧水：6mg/L，10min；NaClO：100mg/L，5min。其中以臭氧水对军曹鱼片的减菌效果最好且对鱼片的感官品质影响最小，最佳的臭氧水减菌处理条件为：6mg/L，处理时间10min。

3.2 臭氧水处理对军曹鱼片的减菌效果最好，且对样品感官品质影响小，预处理效果最佳，这与臭氧的性质相关。臭氧具有强氧化性，其氧化还原电位为2.07V仅次于氟，高于氯(1.36V)和H2O2(1.98V)[16]，且在水中溶解度大，为氧气的10倍[17]，因此臭氧水成为广泛应用于食品领域的冷杀菌剂。臭氧水稳定性差，半衰期短，易分解为氧气，因此不会对水产品持续影响，保证水产品的感官品质。比较4种减菌剂，臭氧水残留量很低，更能保证军曹鱼片的食用安全。综合分析减菌剂的减菌效果及对样品感官品质的影响，臭氧水最适合于军曹鱼片的减菌化预处理。

3.3 壳聚糖对军曹鱼片的减菌效果虽然明显，但经其处理后，鱼片感官品质较差，所以如何在保持壳聚糖减菌效果的同时，降低其对鱼片品质的影响需进一步研究。

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Sterilization Effects of Four Kinds of Sterilization Agents on Cobia Fillets

WANG Ping1,2，WU Yan-yan1,*，LI Lai-hao1，YANG Xian-qing1，GONG Xiao-jing1,2，DIAO Shi-qiang1，ZHOU Wan-jun1
(1. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China；2. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University，Shanghai 201306, China)

S983

A

1002-6630(2010)21-0283-06

2010-08-19

广东省海洋与渔业科技推广专项(A200899G02；A200901G03)

王萍(1986—)，女，硕士研究生，主要从事水产品加工与质量安全研究。E-mail：pingmingjing@126.com

*通信作者：吴燕燕(1969—) ，女，研究员，博士，主要从事水产品加工与质量安全研究。E-mail：wuyy1028@yahoo.com.cn