脉冲强光与紫外协同延长切片腌腊肉货架期的工艺优化

刘娜+梁美莲+谭媛元+徐鑫+邓力+何腊平+曾雪峰+梁才+张汝萍+周娟+朱秋劲

摘 要：为延长腌腊肉制品的货架期，通过脉冲强光协同紫外照射对切片腌腊肉制品进行保鲜，以菌落总数为评价指标确定协同处理的最优参数为：腌腊肉切片厚度3 mm、腌腊肉距离脉冲强光光源10 cm、距离紫外光源11 cm、脉冲强光-紫外照射时间5 min，此时菌落总数减少了1.4×107 CFU/g。通过30 d的验证实验，测定样品的菌落总数、过氧化值、酸价、水分含量、pH值以及感官指标，结果表明：经脉冲强光协同紫外照射处理的腌腊肉在贮藏过程中的品质明显优于未处理的样品（P<0.05），杀菌率达99.6%，延长了腌腊肉制品的货架期，说明脉冲强光与紫外协同技术可以很好地用于腌腊肉制品的保鲜。

关键词：脉冲强光；紫外照射；表面杀菌；栅栏技术；肉制品

Optimization of Combined Pulsed Light and UV Treatment for Extending the Shelf Life of Sliced Cured Pork

LIU Na1， LIANG Meilian1， TAN Yuanyuan1， XU Xin1， DENG Li1，2， HE Laping1，2， ZENG Xuefeng1，2， LIANG Cai3，

ZHANG Ruping3， ZHOU Juan3， ZHU Qiujin1，2，*

（1. College of Liquor and Food Engineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China； 2. Guizhou Province Key Laboratory of Agricultural and Livestock Products Storage and Processing， Guiyang 550025， China； 3.Guizhou Wufufang Food Co. Ltd.，

Guiyang 550018， China）

Abstract： To prolong the shelf life of meat products， sliced cured pork was subjected to combined pulse light and UV treatment. The processing parameters were optimized based on total colony number. The results indicated that the total colony number was reduced by 1.4 × 107 CFU/g when 3 mm thick meat slices were irradiated 10 cm from the pulse light source and

11 cm from the UV source for 5 min. The irradiated samples were stored for 30 days and the total colony number， peroxide value， acid value， moisture content， pH value and sensory evaluation were measured during the period. It was demonstrated that the quality of the treated samples was far better than that of the untreated ones （P < 0.05）. This combined treatment yielded a sterilization rate of 99.6% and extended the shelf life of cured pork， and thus it could be applied to preserve cured pork.

Key words： pulsed light； ultraviolet irradiation； surface sterilization； hurdle technology； meat product

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707004

中圖分类号：TS251.5 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）07-0016-06

引文格式：

刘娜， 梁美莲， 谭媛元， 等. 脉冲强光与紫外协同延长切片腌腊肉货架期的工艺优化[J]. 肉类研究， 2017， 31（7）： 16-21. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707004. http：//www.rlyj.pub

LIU Na， LIANG Meilian， TAN Yuanyuan， et al. Parameter optimization of pulsed light and uv on extending the shelf life of sliced cured pork[J]. Meat Research， 2017， 31（7）： 16-21. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201707004. http：//www.rlyj.pub

腌腊肉是我国的一种传统肉制品，它是将原料肉经腌制、晾晒或烘烤、烟熏等工艺加工制成，具有特有的腌腊肉风味。腊肉有易加工、风味独特、便于贮藏和运输、营养丰富、开胃、祛寒、消食等特点，但传统的加工过程易受微生物污染，使产品的带菌量较高[1]。影响肉制品质量安全的有害微生物有两大类：腐败菌和致病菌，其中腐败菌的种类和数量较多时易导致肉制品的腐败变质[2-3]。开发高效、无公害的保鲜技术来取代传统技术对延长腊肉保质期、提高其营养品质、扩大其销售规模具有十分重要的现实意义。endprint

脉冲强光杀菌是一种新兴的冷杀菌技术，它使用瞬时、高强度、广波谱的脉冲光来杀灭食品中的微生物，主要用于粮油制品、畜禽制品、水产品、果蔬制品等的杀菌及保藏[4-7]，具有杀菌均匀、操作安全、环境污染小等优点[8]。Funes等[9]的研究表明，脉冲强光杀菌技术是减少苹果中棒曲霉素的一种潜在杀菌方法。Aguiló-Aguayo等[10]研究认为脉冲强光照射可以减少新鲜西红柿的微生物污染，且不影响其营养价值。作为一种表面抗菌技术，紫外辐射具有利用效率高、操作简单、便于管理等特点[11]，应用于水处理、医院空气消毒、食品包装车间消毒以及饮料、果蔬、肉制品、海鲜等食品[12-13]的抗菌防腐中。紫外杀菌时，微生物受短波紫外线照射时会使其DNA键发生断裂，从而抑制DNA的复制和细胞分裂，最终导致细胞死亡。由于紫外线能够对微生物的核酸产生光化学危害，因此当微生物受到紫外线照射时，细胞内核酸的生物活性可能发生改变，引起蛋白质和酶的合成障碍，导致微生物死亡[14]。Lagunas-Solar等[15]的研究表明，紫外照射能够安全地用于新鲜农产品和其他液体商品的表面消毒保藏。Koutchma[16]指出紫外灯照射新鲜果汁、葡萄酒、奶酪、牛乳、糖浆、乳清蛋白、全蛋和鸡蛋成分等均可保证其营养价值，因此紫外杀菌具有一定的商业化价值。丁有生[17]对紫外杀菌技术应用于空气、水精华及不同微生物的杀菌效果等关键问题进行了讨论，并证明紫外杀菌的效果不断提升。脉冲强光杀菌与紫外辐射杀菌均属于冷杀菌技术，二者有一定的相似度，但目前对于将2 种技术结合在一起应用的效果研究较少。

本研究采用脉冲强光协同紫外照射杀菌技术，对切片腌腊肉制品的杀菌技术进行研究，以切片厚度、脉冲强光-紫外照射时间、腌腊肉切片与脉冲强光光源及紫外光源的距离为影响因素，以样品的菌落总数为评价指标，通过正交试验、方差分析等对各因素进行优化，确定最佳工艺参数，建立一种高效、安全、成本较低的切片腌腊肉制品杀菌方式，为延长切片腌腊肉制品的货架期、提高腌腊肉制品品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

腌腊肉（猪肉） 贵州五福坊食品股份有限公司。

平板计数琼脂（plate count agar，PCA）培养基、氯化钠、三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、乙醚、无水乙醇、氢氧化钾（均为分析纯） 贵州赛兰博科技有限公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

YE-01型脉冲强光杀菌设备 常州市兰诺光电科技有限公司；BXM-30R型立式灭菌锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；SW-CJ-1D型净化工作台 苏州净化设备有限公司；101-2A型电热鼓风干燥箱 天津泰斯特仪器公司；TG328A分析天平 上海分析天平厂；HH-S6六孔水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；DZ280/2SE型真空包装机 绿叶真空机有限

公司；JY3001型电子天平、JA-1104N型电子天平（感应量0.000 1 g） 上海民桥精密科学仪器有限公司；

LRH-300（F）型恒温培养箱 上海柏欣仪器设备厂；MB45快速水分测定仪 美国奥豪斯仪器（上海）有限公司；ESTO-205型便捷式pH计 上海三信仪表厂。

1.3 方法

1.3.1 腌腊肉样品处理

原料肉（猪肉）→清洗→切片（纵切长5 cm，宽5 cm，厚度3 mm，质量10～12 g）→腌制（10 ℃，24 h）→冷熏→烘烤（20 h）→冷却→再次切片（取样监测点）→脉冲强光-紫外照射处理→真空包装→成品→低温保藏（10 ℃）→定期测定理化指标

1.3.2 单因素试验设计

选取切片厚度、脉冲强光-紫外照射时间、脉冲强光-紫外照射距离为影响因素，固定其中2 个因素条件，对另外一个影响因素进行实验[18]。选取切片厚度分别为1、2、3、4、5 mm、脉冲强光-紫外照射时间分别为1、3、5、7、9 min、样品与脉冲强光光源的距离分别为2、6、10、14、18 cm、对应与紫外光源的距离分别为19、15、11、7、3 cm，研究各因素对切片腌腊肉表面杀菌效果的影响。

1.3.3 正交试验设计

选取切片厚度、脉冲强光-紫外照射时间、脉冲强光-紫外照射距离为影响因素，进行正交试验，以样品的菌落总数为指标，确定最佳工艺参数。实验因素水平如表1所示。

1.3.4 杀菌率的计算

切片腌臘肉的杀菌率按照下式计算[19]。

式中：Y为杀菌率/%；S为未经杀菌处理腌腊肉的菌落总数/（CFU/g）；S0为杀菌处理腌腊肉的菌落总数/（CFU/g）。

1.3.5 指标测定

菌落总数：参照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[20]；过氧化值：参照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》[21]；酸价：参照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》[21]；水分含量：取腌腊肉样品

（0.6 g

1.3.6 感官评价

挑选15 位品评人员对切片腌腊肉样品的色泽、气味及组织状态进行评分，评分标准如表2所示。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2013软件和SPSS 13.0软件进行数据统计、分析、方差分析以及显著性分析，使用Origin 8.0

软件进行数据整理和绘图。实验均平行测定3 次，结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 切片厚度对腌腊肉表面杀菌效果的影响

由图1可知，切片厚度越厚，杀菌率越小，当切片厚度为1 mm时，腌腊肉样品表面的杀菌率最大，但考虑到1 mm和2 mm的切片太薄，感官视觉效果较差，且厚度为3 mm和2 mm时的杀菌率无显著差异（P>0.05），因此选择3 mm作为最适切片厚度。

2.1.2 照射距离对腌腊肉表面杀菌效果的影响

由图2可知，在距离脉冲强光光源10 cm、距离紫外光源11 cm时，腌腊肉样品表面的杀菌率最大，因此切片腌腊肉处于脉冲强光-紫外光源的中间位置（10 cm，11 cm）

时，杀菌效果最佳。

2.1.3 照射时间对腌腊肉表面杀菌效果的影响

由图3可知，随着闪照时间的增加，脉冲强光-紫外照射对切片腌腊肉的杀菌率呈增大趋势，且在照射5 min后，杀菌效果增加不明显（P>0.05）。为了节约能源、缩短处理时间，减少对腌腊肉营养的破坏，应尽量缩短照射时间[8]，因此，选择脉冲强光-紫外闪照时间为5 min。

2.2 正交试验结果

由表3可知，在切片厚度为3 mm、处于脉冲强光-紫外光源的中间位置（10 cm，11 cm）、照射时间为5 min时，切片腌腊肉的菌落总数降到了3.6×104 CFU/g，

相比于对照样品（7.8×107 CFU/g）下降效果明显。由表4可知，切片厚度和照射距离对切片腌腊肉制品菌落总数的影响不显著（P>0.05），照射时间影响显著

（P<0.05）。因此确定脉冲强光协同紫外照射杀菌的最佳工艺参数为腌腊肉切片厚度3 mm、处于脉冲强光-紫外光源的中间位置（10 cm，11 cm）、照射时间5 min，此时的杀菌效果显著。脉冲强光技术通过瞬时、高强度的脉冲光能量有效杀灭微生物，已获美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用于食品杀菌[24]。

2.3 脉冲强光-紫外照射处理对腌腊肉的保鲜效果

2.3.1 腌腊肉样品的杀菌率贮藏期间

由表5可知，经脉冲强光-紫外杀菌处理5、10 d后腌腊肉样品的杀菌率均达到了99.6%，殺菌效果显著

（P<0.05）。随着贮藏时间的延长，杀菌率有减小趋势，在贮藏30 d后，杀菌率又上升为99.0%，这可能是由于在30 d的贮藏期内，腌腊肉样品的品质较为稳定，内部机理变化相对不明显。

2.3.2 腌腊肉样品贮藏期间的菌落总数

由图4可知，贮藏5 d时，未处理组样品的菌落总数为1.5×107 CFU/g，经脉冲强光-紫外照射处理样品的菌落总数为5.6×104 CFU/g；贮藏30 d时，未处理组样品的菌落总数明显上升，经脉冲强光-紫外照射处理样品的菌落总数较未处理组样品降低了8.4×107 CFU/g。原因可能是脉冲强光照射通过使细菌DNA结构发生改变而阻止细菌细胞的复制和分裂，紫外照射通过抑制细胞DNA的复制和分裂导致细菌死亡，因此经脉冲强光协同紫外照射处理的样品抗菌效果显著（P<0.05），与王勃[8]、唐明礼[25]等的研究结果一致。

2.3.3 腌腊肉样品贮藏期间的过氧化值

脂质氧化程度是衡量腌腊肉品质优劣的重要指标之一，且脂质氧化产物对腌腊肉制品的风味形成起着重要作用[26]。在贮藏过程中，肉中脂肪不断氧化形成过氧化物，使肉的过氧化值持续上升[27]。由图5可知，随着贮藏时间的延长，未处理组样品和经脉冲强光-紫外照射处理样品的过氧化值均有上升趋势，但经脉冲强光-紫外照射处理的腌腊肉制品的过氧化值整体明显低于未处理组样品，符合灌肠制品、腊肉、咸肉标准中不得高于0.5 g/100 g的标准。贮藏30 d时，经脉冲强光-紫外照射处理样品的过氧化值为（7.1±0.1） g/100 kg，而未经处理样品的过氧化值为7.9 g/100 kg，二者间的差异不显著

（P>0.05）。虽然随着贮藏时间的延长，腌腊肉样品的过氧化值呈增大趋势，但经脉冲强光-紫外照射处理可以起到降低切片腌腊肉制品过氧化值的效果。

2.3.4 腌腊肉样品贮藏期间的酸价

GB 2730—2015《食品安全国家标准 腌腊肉制品》中未规定酸价的控制指标，但在GB 2730—2005《腌腊肉制品卫生标准》[28]中，规定用酸价和过氧化值2 个理化指标来衡量腌腊肉制品的氧化酸败程度，灌肠制品、腊肉、咸肉的酸价不得高于4 mg/g。由图6可知，经脉冲强光-紫外照射处理的切片腌腊肉制品与未处理组样品的酸价均低于（3.600±0.015） mg/g，贮藏30 d时，经脉冲强光-紫外照射处理样品的酸价为（3.160±0.016） mg/g，

显著低于未处理组样品（P<0.05）。因此脉冲强光-紫外照射可有效阻止样品酸价增大的趋势，从而防止氧化酸败。

2.3.5 腌腊肉样品贮藏期间的水分含量

由图7可知，经脉冲强光-紫外照射处理样品的水分含量下降较为缓慢，均低于未处理组样品（P>0.05）。在贮藏期间，经脉冲强光-紫外照射处理样品的水分含量由贮藏第5天的（28.18±1.84）%下降到贮藏第30天的（27.60±1.17）%，下降趋势较为平缓；未处理组样品的水分含量由贮藏第5天的（31.01±1.81）%下降到贮藏第30天的（29.29±1.65）%，下降幅度较大。可见脉冲强光-紫外照射处理有助于防止腌腊肉制品水分含量降低过程中水分流失过快，这与何余堂等[29]的研究结果一致。水分含量的高低是评价腊肉等级的重要指标[30]，在腌腊肉制品的卫生标准中，控制好水分含量是抑制腌腊肉制品腐败的有效途径。endprint

2.3.6 腌腊肉样品贮藏期间的pH值

pH值是判断肉和肉制品微生物腐败的重要指标，对贮藏过程中细菌的繁殖、肉制品的颜色和系水力等均有影响[31]。由图8可知，随着贮藏时间的延长，经脉冲强光-紫外照射处理和未处理组样品的pH值均呈上升趋势，这可能是由于肉品中的蛋白质经分解变成碱性的氨及胺类化合物等有机碱，这些有机碱有助于细菌的繁殖，因此肉制品pH值向碱性发展。经脉冲强光-紫外照射处理和未处理组样品贮藏5 d时的pH值分别为（6.03±0.005）和（6.10±0.01），在贮藏30 d时，样品的pH值有向碱性发展的趋势。贮藏时间越久，腌腊肉中氨及胺类化合物积累的越多，样品pH值越大。经脉冲强光-紫外照射处理腌腊肉制品的pH值低于未处理组样品。

2.3.7 腌腊肉样品贮藏期间的感官评分

由图9可知，未处理组样品的感官评分在贮藏期间下降较快，而经脉冲强光-紫外照射处理样品的感官评分较为稳定，说明脉冲强光-紫外照射处理对样品感官评分的影响较小。贮藏初期（0～10 d），未处理组样品的感官评分下降了（1.87±0.49），变化不显著。随着贮藏时间的延长，未处理组样品的感官评分呈不断下降趋势。贮藏5 d时，处理组样品的感官评分高于未处理组样品，贮藏30 d时，处理组样品的感官评分比未处理组样品高出8.78，差异显著（P<0.05），且经脉冲强光-紫外照射处理的腌腊肉制品有一定的香味，肉制品的风味有60%来源于脂质氧化[32]，脂肪是畜禽肉产生风味物质、形成风味的主要途径[33]。

3 结 论

本研究在单因素试验的基础上，通过正交试验优化，确定了脉冲强光协同紫外照射保鲜切片腌腊肉制品的最佳参数：腌腊肉切片厚度3 mm、腌腊肉距离脉冲强光光源10 cm、距离紫外光源11 cm、照射时间5 min。脉冲强光-紫外杀菌使得原料肉的菌落总数从1.5×107 CFU/g

降至5.6×104 CFU/g，杀菌效果显著。验证实验中，样品的杀菌率达99.6%，通过对贮藏30 d期间样品的菌落总数、过氧化值、酸价、水分含量、pH值及感官指标进行测定，分析了方法的可行性，但对于脉冲强光-紫外杀菌对有关品质的影响还有待进一步研究。本研究的结果表明，脉冲强光协同紫外杀菌技术保鲜切片腌腊肉制品的效果显著，且对肉制品的品质改善也有一定的效果，能够为延长腌臘肉制品的货架期提供一定的依据。

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