汤鸭的柔性杀菌工艺

王毅明， 张 慜＊， 王拥军， 徐丰民

（1.食品科学与技术国家重点实验室，江南大学，江苏 无锡 214122；2.杭州严州府食品有限公司，浙江 杭州 310014）

汤鸭的柔性杀菌工艺

王毅明1， 张 慜＊1， 王拥军2， 徐丰民2

（1.食品科学与技术国家重点实验室，江南大学，江苏 无锡 214122；2.杭州严州府食品有限公司，浙江 杭州 310014）

研究了乳酸链球菌素（Nisin）及山梨酸钾复配在鸭肉熟制品的中的抑菌作用，通过添加Nisin抑制肉制品中的芽孢等耐热性菌体，从而降低杀菌强度。结果表明：当Nisin、山梨酸钾的质量分数分别为0.5 g／kg、0.05 g／kg时，杀菌条件可降至110℃、25 min，产品保质期可以达到6个月。

鸭肉；乳酸链球菌素；山梨酸钾；杀菌

柔性杀菌是指通过不同杀菌技术的联合或添加一定的防腐剂在能保证产品安全性的前提下，减低杀菌强度，从而最大限度保持产品原有的色、香、味的一种杀菌方法。目前，熟肉制品都采用121℃长时间杀菌，此杀菌方法虽能保证产品的安全性，但肉中含有的人体必需氨基酸会遭到破坏，肉中蛋白质营养价值也会降低，同时产品肉质软烂、香味损失严重，产品品质下降。

乳酸链球菌素（Nisin）是由Lactococcus lactic菌株产生的一种无毒副作用的蛋白质，极易被人体消化道中的蛋白酶和胰蛋白酶降解［1－2］，不会改变肠道内正常菌群，不产生抗药性，半致死量与食盐相近，使用安全［3］。Nisin能够抑制大部分革兰阳性菌及其芽孢的生长与繁殖，如葡萄球菌属、链球菌属、梭状芽孢杆菌属和芽孢杆菌属的细菌，特别是对金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、肉毒杆菌作用明显［4］。使用它还可降低杀菌温度，减少热处理时间，因此能改进食品营养价值、风味、结构、色泽等性状，同时还可节省能耗［5］。Nisin在中性和碱性条件下几乎不溶解，如在水中溶解度为49 mg／m L；若在0.02 mol／L HCl中，溶解度增加为118 mg／m L。Nisin的热稳定性与其溶解性相关，在p H值为2.0或更低的稀盐酸中可以经115.6℃处理失活40%，p H值为6.8时将丧失90%的活力［6］。目前，Nisin多用于冷却肉、西式切片火腿，此类产品需冷链保藏且保质期短，由于Nisin受强热易失活，所以用于高温肉制品的例子还很少。

山梨酸钾具有高效、无毒、稳定、易溶解等优点，在肉制品生产中应用广泛。目前常用的防腐剂是苯甲酸及其钠盐，其价格低廉，应用范围广，但其毒性偏高，安全性没有保障，正逐渐被山梨酸及山梨酸钾所取代［7］。山梨酸钾是一种新型食品添加剂，能抑制细菌、霉菌和酵母菌等的生长，与Nisin复配使用可以扩大抑菌范围，且效果显著，对食品风味无不良影响，能参与人体新陈代谢，氧化生成二氧化碳和水，对人体无害。山梨酸钾防腐效果比传统使用的苯甲酸钠高5～10倍，而毒副作用仅为苯甲酸的1／4，对人体不会产生致癌和致畸作用，安全性高［8］。

通过Nisin与山梨酸钾的复配，扩大抑菌范围来减低杀菌强度［8］，从而弱化杀菌强度，这样既可以保证乳酸链球菌的活性，使其起到抑菌作用；又可以防止肉质软烂。作者研究的目的是确定Nisin、山梨酸钾的最优添加质量分数及杀菌条件，为指导现实生产提供可靠的依据。

1 材料与方法

1.1 原料、试剂与设备

鸭肉及各种香辛料：购于江苏省无锡市雪浪市场；调味料（食盐、味精等）：购于当地超市；Nisin：银象集团提供。

SW－CJ－10型洁净工作台：苏州净化设备厂；2DX－35BI型座式自动电热压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；SPX型智能生化培养箱：南京实验仪器厂；XH－400真空包装机：北京派克龙包装机械灌装机有限公司；电热恒温水浴锅：上海医疗器械五厂。

1.2 实验方法

1.2.1 熟制鸭肉的制作工艺及操作要点

1）工艺流程

2）操作要点：原料经解冻、分割后进行预煮除腥，煮制时添加调料、山梨酸钾，煮制一定时间添加Nisin，经真空包装后进行杀菌，杀菌温度为100、105、110、115℃时，分别保持20、25、30、35 min。冷却后37℃下保藏，若保藏4 d不变质，说明产品常温可保持6个月；若能保持7 d，则常温下保质期能达到1年［9］。

1.2.2 单因素实验主要研究各因素对产品微生物的影响，具体操作：每1.5 kg鸭肉用1 kg水进行煮制。煮制时间为40 min。

1）不同Nisin质量分数对菌落总数的影响：为研究不同质量分数Nisin的抑菌作用，选取条件为：开始煮制时添加0.07 g／kg山梨酸钾，煮制20 min后加入 Nisin 0.2、0.3、0.4、0.5 g／kg。杀菌条件为105℃、30 min。

2）不同Nisin添加时间对菌落总数的影响：添加时间既可以影响Nisin的受热时间，又能影响其在组织中的分布。为使Nisin均匀的渗透到肉组织中，同时减小Nisin受热时间，选取煮制进行0、10、20、30、40 min时添加进行考察，其他条件不变。

3）不同山梨酸钾质量分数对菌落总数的影响：为研究山梨酸钾对产品货架期的影响，选取0.03、0.05、0.07、0.09 g／kg添加量，Nisin添加质量分数为0.4 g／kg，其他条件不变。

4）杀菌条件对微生物的影响：杀菌条件包括杀菌温度与杀菌时间，为了具体研究杀菌温度对微生物的影响，选定杀菌条件为：100、105、110、115℃分别保持30 min；研究杀菌时间对微生物的影响，选择杀菌条件为为105℃下分别保持20、25、30、35 min。

1.2.3 正交试验为进一步优化工艺参数，在上述单因素基础上进行正交试验，选取4个对菌落总数影响较大的因素进行L9（34）正交试验［10］。选择指标为37℃保藏4 d时的菌落总数与产品咀嚼性作为感官评分。

1.3 测定指标及处理方法

1.3.1 菌落总数菌落总数测定方法参见GB／T 4789.2－2008，当菌落总数＞50 000 CFU／g时认定产品已腐败变质。作者选取菌落总数的对数值为指标，与国标相应的菌落总数对数值为4.699［11－12］。

1.3.2 感官评分感官评定小组由10位评判员组成，主要对肉的咀嚼性进行感官评定。各样品评定结果取中位数。感官评定标准见表1。

表1 鸭肉的感官评定标准Tab.1 Standard of sensory evaluation of duck meat

1.3.3 大肠菌群大肠菌群测定方法参见GB／T 4789.3－2008，当大肠菌群＞150 MPN／hg时，很可能含有大肠致病菌，产品不能食用［12－13］。

1.3.4 数据处理数据处理采用DPS数据处理系统，对正交试验结果采用随机区组模型进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 不同Nisin质量分数对菌落总数的影响

经解冻、分割、清洗后称取鸭肉1.5 kg，经预煮后，用1 000 m L水煮制，添加香辛料及0.07 g／kg山梨酸钾，煮制20 min时添加质量分数为0.20、0.30、0.40、0.50 g／kg Nisin食醋溶液各5 m L［14］。煮制20 min后冷却，真空包装，杀菌条件为：105℃、30 min。所得样品在37℃下保藏。分别于第2、4、7天测定样品的菌落总数，试验结果见图1。

从图1可以看出，当Nisin使用质量分数为0.20 g／kg，保藏实验进行至第2天时对数值已达到3.027，第4天时菌落总数已远远超出国家标准，产品已腐败变质；Nisin质量分数大于0.30 g／kg时，第二、四天的微生物指标均小于国标要求，但第七天时，产品已腐败变质，表明产品的货架期可以达到六个月，但达不到一年。当Nisin使用质量分数大于0.30 g／kg时，随着Nisin质量分数的增加，抑菌效果变化不明显，这可能是由一些Nisin不能抑制的革兰氏阴性细菌的生长引起的。

图1 Nisin质量分数对菌落数的影响Fig.1 Effect of Nisin concentrations on the colonies number

2.1.2 不同Nisin添加时间对杀菌效果的影响煮制进行0、10、20、30、40 min时分别添加 0.08 g／m L Nisin食醋溶液5 m L，其他条件保持不变，试验结果见图2。从图2可以看出，不同添加时间对Nisin的抑菌效果影响较大，这与其热敏性、渗透速度、分布均匀性有关。开始煮制时，添加Nisin延长了其受热时间，失活较严重，因此抑菌效果不理想；煮制结束时添加，Nisin只附着于肉的表面，没有深入组织中去，对组织内部的耐热性菌体起不到抑制作用，因此抑菌效果差；煮制20 min时进行添加其抑菌效果较10、30 min好些，但相差不大。这可能是Nisin受热时间、渗透速度平衡的结果，因为煮制20 min时肉的组织受到一定程度的破坏，有利于Nisin迅速、均匀地渗入到肉的组织中，使组织内的大分子对其起到保护作用［15］，减小后期杀菌处理造成活性损失。

图2 Nisin添加时间对菌落数的影响Fig.2 Effect of addition time on the colonies number

2.1.3 不同山梨酸钾质量分数对菌落数的影响煮制开始时添加0.03、0.05、0.07 g／kg山梨酸钾，其他条件不变，试验结果见图3。从图3可以看出，随着山梨酸钾质量分数的增加，抑菌效果逐渐增强，当质量分数达到0.05 g／kg时，继续增加山梨酸钾的质量分数对抑菌效果影响不大。这可能有两种原因引起：第一，不受山梨酸钾抑制的菌体成为主要腐败菌；第二，山梨酸钾与Nisin协同作用有极大值，当山梨酸钾质量分数超过极大值时，继续增大山梨酸钾的使用量效果不明显。对此，有必要做进一步研究。

图3 山梨酸钾质量分数对菌落数的影响Fig.3 Effects of sorbate potassium concentration on the colonies number

2.1.4 不同杀菌温度对菌落数的影响杀菌温度分别采用100、105、110、115 ℃，杀菌时间为30 min，其他条件不变。对37℃保藏2、4、7 d样品的菌落数进行测定，结果见图4。

图4 杀菌温度对菌落数的影响Fig.4 Effects of sterilization temperature on the colonies number

结果显示，杀菌温度为100℃时，杀菌效果差，保藏2 d时样品的菌落总数对数值已达到3.154，4 d后样品已完全腐败，7 d后的样品菌落数已远远超出国标要求。当杀菌温度为105、110、115℃时，菌落总数并不呈下降趋势，杀菌效果顺序为：110℃＞105℃＞115℃。杀菌温度提高至115℃时，产品后期的抑菌效果并不好，这可能与高温导致Nisin大量失活有关。杀菌温度为105℃时，虽能杀大部分细菌，但仍有部分耐热性菌体存活，这可能是引起杀菌效果比110℃差的原因。杀菌温度为110℃时效果较好，这说明110℃为杀菌效果与Nisin活性保留的平衡点，此条件既能杀死绝大多数耐热性菌体，又能很好的保留Nisin的活性，从而获得较好的抑菌效果。

2.1.5 不同杀菌时间对微生物的影响杀菌温度选定为105℃，杀菌时间分别为20、25、30、35 min，其他条件不变。对37℃保藏2、4、6 d样品的菌落数进行测定，结果见图5。从图5可以看出，当杀菌温度为20、25、30 min时，随着杀菌时间的延长，保藏2、4、6 d的微生物总数呈下降趋势。当杀菌时间为35 min时，保藏2 d的菌落总数与30 min相当；保藏4、6 d后，杀菌35 min比30 min的效果稍差。这是因为杀菌时间加长，Nisin失活严重，影响产品后期抑菌效果。

图5 杀菌时间对菌落数的影响Fig.5 Effects of sterilization time on the colonies number

2.2 正交试验及结果

在上述单因素实验的基础上，选择Nisin、山梨酸钾、杀菌温度、时间4个对微生物影响较大的因素进行L9（34）正交试验，因素水平见表2［10］。以产品37℃保藏4 d的菌落总数、感官评定（咀嚼性）为考察指标，结果见表3。钾质量分数、杀菌时间。杀菌时间对菌落总数对数值影响小，这与所选温度的梯度较小有关。最优水平组合式A3B2C3D3，即 Nisin 0.5 g／kg，山梨酸钾0.05 g／kg，杀菌温度115℃、杀菌时间35 min；4个因素对产品咀嚼性影响的主次顺序为：杀菌温度、杀菌时间、山梨酸钾、Nisin。从极差值来看，山梨酸钾与Nisin通过影响杀菌强度影响产品的口感，且对产品口感影响较小。产品口感的主要影响因素为杀菌温度、杀菌时间。所以最优水平组合式为ABC1D1。工艺参数为：杀菌温度105℃、杀菌时间25 min。

表2 正交因素水平表Tab.2 Selected table of level of orthogonal factors

由表3可知，4个因素对菌落总数对数值的影响主次顺序为：Nisin质量分数、杀菌温度、山梨酸

表3 正交实验安排L9（34）及结果Tab.3 Arrangement and the results of orthogonal experiment

综合上述结果，为了即能保证产品微生物安全性，又能保持较好的口感，采用综合平衡法，最终选定的参数为杀菌温度110℃、杀菌时间25 min、Nisin 0.50 g／kg、山梨酸钾0.05 g／kg。按照最佳工艺条件进行实验，测得产品保藏4 d后的菌落总数对数值为2.213，咀嚼性感官评分为85，评定等级为好。

菌落总数方差分析见表4，可知Nisin、山梨酸钾浓度、杀菌温度对试验结果有非常显著的影响，杀菌时间对试验结果有显著的影响，与极差分析结果一致。

按GB／T 4789.3－2008的方法测定保藏4 d后上述样品的大肠菌群，测得结果为小于60 MPN／hg，符合国家标准的要求。

表4 正交设计L 9（34）方差分析表（随机区组模型）Tab.4 Orthogonal design analysis of variance（random block model）

3 结语

1）Nisin质量分数≥0.3 g／kg时才会产生有效的抑菌效果；山梨酸钾质量分数＞0.05 g／kg时，继续增加浓度抑菌效果不明显。

2）煮制20 min时添加Nisin，此时肉组织受到一定程度的破坏，有利于其迅速、均匀的渗透到组织内部去，达到较好的抑菌效果。

3）Nisin与山梨酸钾有协同作用，当Nisin与山梨酸钾质量分数分别为0.5 g／kg、0.05 g／kg时能起到很好的抑菌作用。

4）开始煮制时添加山梨酸钾0.05 g／kg、煮制20 min时添加 Nisin 0.5 g／kg、杀菌条件110℃、25 min。

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Flexible Sterilization of Duck with Soup

WANG Yi－ming1，ZHANG Min＊1，WANG Yong－jun2，XU Feng－min2

（1.Sate Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Hangzhou Yanzhoufu Food Company，Hangzhou 310014，China）

This manuscript studied the antibacterial action of Nisin and potassium sorbate compound in the cooked duck meat products.It resists bacterial spores in meat products by adding Nisin，thereby reducing the sterilization intensity.The results showed that：When the concentration of nisin and potassium sorbate in the cooked duck meat were achieved at 0.5 g／kg and 0.05 g／kg，respectively，the sterilization conditions reduced to 110 ℃for 25 mins，under the optimum conditions，the cooked duck meat′s shelf－life is 6 months.

duck，Nisin，potassium sorbate，sterilization

TS 205

A

1673－1689（2012）05－0511－07

2011－01－09

国家“十一五”科技支撑计划项目（2007BA03Z320）。

＊

张慜（1962－），男，浙江平湖人，工学博士，教授，博士研究生导师，主要从事农产品贮藏与加工研究。E－mail：min＠jiangnan.edu.cn