巴氏杀菌和超高压杀菌对即食小龙虾货架期的影响

李肖婵，林 琳，朱亚军，姜绍通，陆剑锋

(合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽省农产品精深加工重点实验室，农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥，230009)

小龙虾，学名克氏原螯虾(Procambarusclarkii)，原产地为美国中西部、墨西哥以及古巴，后经日本传入中国江苏、安徽等地，并沿长江流域不断繁衍扩张，现已成为中国重要的淡水经济虾类[1]。小龙虾肉质鲜美，弹性十足，风味独特，具有高蛋白、低脂肪等营养特性[2]，是优质的水产品。小龙虾主要以生鲜产品、冷冻初加工、低温熟食制品等形式进行销售，产品形式单一，附加值较低，对小龙虾的保鲜保藏技术研究还相对较少[3]，这极大阻碍了小龙虾产品工业化生产的进程，满足不了国内消费者对小龙虾的需求。因此，研发安全美味的即食小龙虾产品，选择合适的保鲜保藏技术尤为重要。

近年来，杀菌方式对即食肉制品理化性质的影响研究已成为热点，如张志清等[4]研究了4种灭菌方式对云南保山特色烤牛肉品质和货架期的影响；李新等[5]研究了高温高压杀菌和辐照杀菌处理对即食草鱼的感官特性、理化特性和水解氨基酸含量的影响。然而，关于杀菌技术对即食小龙虾产品的影响研究还相对较少。如果采用传统的高温高压杀菌工艺，可能在营养、口感和外观等多个方面不能满足消费者对即食小龙虾制品的需求[6]。巴氏杀菌是利用相对温和的温度杀死病菌，同时能够最大限度地保持产品原有的理化性质和固有风味[7]。超高压处理作为一种物理杀菌手段，在杀死肉制品中大部分微生物的同时，能够保证产品的感官和营养品质，从而达到保鲜保藏的目的[8]。鉴于此，本文以即食小龙虾为对象，研究超高压杀菌和巴氏杀菌两种杀菌方式对即食小龙虾产品的理化性质、质构特性、微生物等影响，比较两种杀菌方式的优劣，以期能为即食小龙虾的生产工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小龙虾，巢湖大鑫食品有限公司提供；食盐、辣椒、花椒、十三香、啤酒、食用油购自合肥市包河区马鞍山路的家乐福超市；耐高温蒸煮真空包装袋购自宁晋县恩泽塑业有限公司；平板计数琼脂购自北京奥博星生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

HPP.L2-600/0.6超高压设备，天津华泰森淼生物工程技术股份有限公司；DZ-500/2S真空包装机，山东小康机械有限公司；LRH-50CB低温培养箱，上海一恒科技有限公司；PHS-3C型精密酸度计，上海虹益仪器仪表有限公司；HH-2A孔数显水浴锅，江苏金坛市环宇科学仪器厂；LDZX-30KBS高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；SW-CJ-1F单人双面净化工作台，苏州净化设备有限公司；DHP-9162恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；FJ-200高速分散均质机，上海标本模型厂；K9840凯氏自动定氮仪，海能(济南)仪器有限公司；TA-XT plus物性测试仪，英国Stable公司；SC-100全自动色差仪，北京康光光学仪器有限公司；772S型可见分光广度计，青岛聚创环保设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 即食小龙虾的生产工艺

参照于晓慧等[9]的方法，略有改动。将去头的小龙虾尾清洗干净，油炸后加入调味料(2.5%食盐、4%辣椒、4%花椒)进行翻炒，混合均匀后加入4%十三香和50%啤酒进行蒸煮，冷却至室温后真空包装(PET/AL/PA/CPP复合包装袋)，留出部分不做杀菌处理的即食小龙虾产品作为空白对照组，其余的分别经超高压杀菌(300 MPa/15 min)和巴氏杀菌(80℃/15 min)处理，最后将3组即食小龙虾产品置于4℃下贮藏，检测各项指标。

1.3.2 质构测定

将即食小龙虾去壳，取虾尾肌肉的中间部分，切割成8 mm×8 mm×6 mm 的均匀方块试样，采用TA-XT plus物性仪测定其质构(使用前先进行力量校准，再进行高度校准)。参数设定为：触发类型Auto(自动)、测试速率1 mm/s、返回速率1 mm/s、下压距离5.00 mm，两次压缩之间的停留时间为5 s。压缩探头为不锈钢P/36R圆柱形。

1.3.3 菌落总数、TVB-N、pH测定

菌落总数参照GB4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[10]执行。TVB-N参照GB5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[11]执行。pH参照GB5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[12]执行。

1.3.4 色差测定

采用SC-100全自动色差仪进行测定，使用前先用黑板调零，再用白板校准。白度值(Whiteness，W)由下式方程计算：

W=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

(1)

式中：L*—亮度值，0表示黑，100表示白；a*—红度值，正值表示红色偏向，负值表示绿色偏向；b*—黄度值，正值表示黄色偏向，负值表示蓝色偏向。

1.3.5 数据处理

质构测定的试样，每组做10次平行，其他均做3次平行。数据以“平均值±标准差”表示，利用Office 2017进行数据处理，SPSS 17.0进行显著性统计分析，Origin 8.0软件作图。

2 结果与讨论

2.1 质构的变化

食品质构是模拟并描述口腔对食品的感受，是水产品品质的重要组成部分[13]。硬度是食品保持形状的内部结合力，硬度越大表明食品内部结构越紧密[14]。咀嚼性是由硬度、粘聚力、弹性共同作用的结果。由两种杀菌方式对即食小龙虾质构特性的影响(表1)可知，超高压杀菌组的TPA值均高于巴氏杀菌组。对于硬度、粘着性和咀嚼性3个质构指标而言，空白对照组显著高于(P<0.05)超高压杀菌组和巴氏杀菌组，超高压杀菌组又显著高于(P<0.05)巴氏杀菌组，表明巴氏杀菌和超高压杀菌均会使得即食小龙虾的硬度、粘着性和咀嚼性变劣，但巴氏杀菌的影响更大。对于弹性而言，两种杀菌处理的即食小龙虾并无显著性差异(P>0.05)。但超高压杀菌组的弹性(0.85)略高于空白对照组(0.79)和巴氏杀菌组(0.72)，这与谢乐生等[15]的研究结果一致。可能是因为超高压会引起肌球蛋白的聚合，从而使得弹性增加[16]，即超高压处理在一定程度上会使小龙虾肌肉呈现出更好的弹性，口感上相对更滑嫩。其他质构指标虽无显著性差异(P>0.05)，但在数值上，巴氏杀菌组和空白对照组的差距大于超高压杀菌组与空白对照组的差距，表明超高压杀菌对即食小龙虾的质构特性影响相对较小且略优于巴氏杀菌。

表1 两种杀菌方式对即食小龙虾质构特性的影响

2.2 菌落总数的变化

Al-Dagal等[17]的研究表明，当菌落总数≤5.0 log cfu/g，虾类为一级鲜度；菌落总数为5.0～5.7 log cfu/g，为二级鲜度。而我国规定虾类产品菌落总数的限量标准为4.7～5 log cfu/g(GB10136-2015)，当即食小龙虾的菌落总数超过5.0 log cfu/g，即已腐败变质，不可食用，此时定为即食小龙虾货架期的终点。

童钰等[18]研究表明，超高压处理能够破坏细菌的细胞膜和细胞壁的蛋白，导致微生物死亡。由图1可知，随着贮藏时间的增加，巴氏杀菌和超高压杀菌处理的即食小龙虾菌落总数均呈上升趋势，差异显著(P<0.05)。

图1 两种杀菌方式对即食小龙虾菌落总数的影响

贮藏前7 d，两种杀菌方式处理下的即食小龙虾的菌落总数无显著性差异；到贮藏的第8天及以后，巴氏杀菌处理的即食小龙虾菌落总数明显高于超高压杀菌处理的即食小龙虾菌落总数，表明超高压杀菌组的杀菌效果优于巴氏杀菌组。巴氏杀菌处理的即食小龙虾菌落总数在第13天超过5.0 log cfu/g，为5.5log cfu/g。超高压杀菌处理的即食小龙虾菌落总数在第15天达到5.15 log cfu/g，超过国家限量标准。此时，虾组织开始出现不同程度的糜烂，并呈现难以接受的强烈的氨味、尿素味。因此，初步确定巴氏杀菌处理的即食小龙虾货架期为12 d，超高压杀菌处理的即食小龙虾货架期为14 d。

2.3 挥发性盐基氮(TVB-N)的变化

挥发性盐基氮(TVB-N)是评价水产品新鲜度的一个重要指标。生鲜类水产品在微生物和酶的作用下，促使蛋白质分解产生氨等碱性含氮物质，这些物质与水产品腐败时产生的有机酸结合，形成一种盐基态氮并在肉制品中积聚[19]。由图2可知，随贮藏时间的延长，两种杀菌处理的即食小龙虾TVB-N含量均呈显著性上升趋势(P<0.05)。贮藏前6 d，两种杀菌方式处理下的即食小龙虾菌落总数无显著性差异；到贮藏的第7天及后期阶段，巴氏杀菌处理的即食小龙虾TVB-N含量明显高于超高压杀菌处理的即食小龙虾TVB-N含量。结果表明，超高压杀菌组的杀菌效果优于巴氏杀菌组。巴氏杀菌处理的即食小龙虾菌落总数在第14天达到20.94 mg/100 g。超高压杀菌处理的即食小龙虾菌落总数在第16天达到21.29 mg/100 g，超过国家限量标准。因此，结合测定结果(图1)，进一步确定巴氏杀菌处理的即食小龙虾货架期为12 d，而超高压杀菌处理的即食小龙虾货架期为14 d。

图2 两种杀菌方式对即食小龙虾的TVB-N含量的影响

2.4 pH的变化

pH影响即食小龙虾产品的品质。随着贮藏时间的延长，两种杀菌方式处理的即食小龙虾pH均呈先下降后上升趋势(图3)。这可能是因为在贮藏初期，由于糖原和三磷酸腺苷分解产生乳酸和磷酸使得即食小龙虾的pH下降[20]；随着贮藏时间的延长，微生物大量繁殖引起蛋白质的分解，产生碱性物质，使得pH上升；也有研究表明，经超高压处理的产品的pH升高可能与其在超高压过程中持水量相对增加有关[21]。在整个贮藏期间，两种杀菌处理的即食小龙虾pH无显著性差异(P>0.05)，即两种杀菌处理方式对即食小龙虾pH的影响相近。

图3 两种不同反压方式处理的即食小龙虾的pH变化

2.5 色差的变化

研究表明，由于色素降解、脂质氧化等一系列原因会造成贮藏中的食品发生颜色的劣变[22]，所以，抑制脂肪氧化，减少色素降解，保护食品色泽至关重要。对于即食小龙虾产品而言，强烈的食品外观颜色对产品性能的改善和提高产品的吸引力具有较大优势。由表2可知，未经杀菌处理的即食小龙虾产品的色差与刚经过巴氏杀菌和超高压杀菌的即食小龙虾的色差均无显著性差异(P>0.05)，表明两种杀菌方式对贮藏初期即食小龙虾的色泽影响较小。

表2 贮藏初期杀菌方式对即食小龙虾色差的影响

贮藏期间的色差变化由图4a可知，两种杀菌方式处理的即食小龙虾a*值无显著差异(P>0.05)，在贮藏的前12 d均呈现上下波动状态，之后开始急剧下降，结合上述微生物和TVB-N数据可知，两种杀菌方式处理的即食小龙虾产品在第12天微生物开始大量繁殖，导致小龙虾体内的虾青素被分解，红色度降低。Amonrat等[23]认为，脂质氧化与b*值呈正相关，即脂质氧化程度越高，黄色度越高，b*值越大。由图4b可知，经超高压处理的即食小龙虾b*值略高于巴氏杀菌处理的即食小龙虾b*值，但无显著性差异(P>0.05)，且两种杀菌方式处理的即食小龙虾b*值均呈现下降趋势。可能是因为随着贮藏时间的延长，微生物大量繁殖，使得即食小龙虾的脂肪被氧化，导致b*值减小，黄色度下降。白度值W主要由L*值主导，所以与L*值变化趋势一致。由图4c、图4d可知，两种杀菌方式处理的即食小龙虾L*值和白度值W均呈现上下波动状态，且差异较小。随着贮藏时间的延长，L*值和白度值W均无显著性变化(P>0.05)。由此可见，在贮藏前期，超高压杀菌处理的即食小龙虾色泽略优于巴氏杀菌处理的即食小龙虾，但总体上差异不明显。

图4 两种不同杀菌方式对即食小龙虾色差的影响

3 结论

在4 ℃贮藏条件下，超高压杀菌处理的即食小龙虾的硬度、粘着性和咀嚼性显著(P<0.05)优于巴氏杀菌组，其他质构指标差异不明显；随着贮藏时间的延长，两种杀菌方式处理的即食小龙虾菌落总数和TVB-N含量均显著增加(P<0.05)；pH均呈现先下降后上升的趋势，无显著性差异(P>0.05)；未经杀菌处理的即食小龙虾的色差与刚经过巴氏杀菌和超高压杀菌处理的即食小龙虾的色差无显著性差异(P>0.05)，随着贮藏时间的延长，超高压处理的即食小龙虾色泽略优于巴氏杀菌处理的即食小龙虾色泽，但差异不明显。研究表明，超高压杀菌处理的即食小龙虾货架期比巴氏杀菌组多2 d，但由于超高压处理受到设备成本的制约，目前仅适用于科学研究，无法进行工业化生产，且即食小龙虾产品经两种杀菌方式处理后的理化性质和菌落总数差距不大，因此，在未来的一段时间内，巴氏杀菌依然是工业化低温杀菌的主要方式之一。

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