出口冻煮螯虾制品生产中蒸煮灭菌的杀菌值研究

袁永辉

(南通出入境检验检疫局启东办事处 江苏启东 226200)

出口冻煮螯虾制品生产中蒸煮灭菌的杀菌值研究

袁永辉

(南通出入境检验检疫局启东办事处 江苏启东 226200)

本文应用杀菌学原理,研究了出口冻煮螯虾制品生产中蒸煮灭菌需要达到的合理杀菌值,结果表明其为5.6min。同时本文还进一步推算了不同规格螯虾、在不同初温时所需的预期蒸煮时间,从理论上确保了出口冻煮螯虾制品的微生物安全性。

出口冻煮螯虾制品;蒸煮灭菌;杀菌值

1 前言

冻煮螯虾制品是我国主要出口水产品之一,主要品种为冻煮整肢螯虾、冻熟螯虾仁等,年出口量达数万t,主要销往欧盟、美国等。在冻煮螯虾制品生产中,蒸煮是控制致病菌危害的关键控制点,此过程可彻底杀灭虾体中可能存在的致病菌,并将非致病性细菌降低到最低限度,其中蒸煮温度和时间是需要控制的关键参数。由于蒸煮一般在沸水中进行,因此蒸煮时间就成为需要控制的关键,目前对这一关键参数的控制都采用经验数据。

理论上,杀菌效果的好坏是用杀菌值(F值)来衡量,只有达到了规定的F值,才表示达到了应有的灭菌效果。但是关于螯虾蒸煮灭菌需要达到的合理F值,目前国内外尚无相关报道[1]。本文通过大量实验分析并结合实践,对螯虾蒸煮灭菌需达到的合理F值进行了研究探讨,并对不同规格及初温的螯虾需达到此合理F值的预期蒸煮时间进行了理论推算,从而在理论上确保了产品的安全。

2 材料和方法

2.1 材料

活螯虾:来自于安全许可捕捞水域,选取规格L(从虾体眼球到尾端距离)为6.0cm-12.0cm的成熟螯虾(加工用螯虾规格通常在此范围内)。

便携式数字温度计:型号JM222,测温范围-100～199.9℃,准确度±0.2%,分辨力0.1℃,由天津立文电子有限公司生产。

2.2 蒸煮过程中虾体中心温度的理论计算

中心温度即为冷点温度。对螯虾来说,中心温度在其头部最大截面中心处。螯虾蒸煮过程中中心温度随时间不断变化,可利用螯虾蒸煮的传热动力学方程式[2],计算得到任一蒸煮时间点的虾体中心温度,即:

式中:Tc0—虾体初温(℃)

Tc—蒸煮过程中虾体中心温度(℃)

Tw—蒸煮水温度(℃)(沸腾状态下Tw=100℃)

L—螯虾规格(cm)

τ—蒸煮时间(min)

2.3 F值的理论推算

F值是确定杀菌过程全部致死程度的标准,而杀菌过程中各温度时相应的致死率值(Li)是确定F值的基础,它可利用鲍尔公式法计算得到[3,4],即:

式中:Ti—蒸煮过程中虾体冷点上测得的各温

度即中心温度(℃)

Tr—标准参照温度(℃)

Z—杀菌时间变化10倍相应改变的温度数(℃),100℃或以下杀菌的,通常取Z=8℃

对于螯虾蒸煮灭菌来说,Robert J.Price等对烧煮螯虾得出的结论是当虾体中心温度达到82.2℃(180℉)并持续1min,即可足以杀死致病性细菌;美国FDA水产品危害控制指南中,对甲壳类蒸煮要求其中心温度至少达到82.2℃(180℉),以彻底杀灭可能存在的致病菌[5,6]。因此可以采用82.2℃作为标准参照温度,即Tr=82.2℃,则F82.28=1min,并以此作为基准,进一步计算得到任何其他致死温度、1min蒸煮处理,相当于82.2℃的蒸煮时间[7-9],则F值为:

式中:△τ为相邻两测温点间的蒸煮时间(min)

3 试验结果

3.1 合理F值的理论推算

从试验中知道,在同样蒸煮条件下,虾体中心达到一定温度(如82.2℃)所需的时间与虾体规格及其初温有关。虾体规格越大、初温越低,则所需蒸煮时间越长;反之则越短。因而其各点的Li各不相同,加热时间越长,中心温度越高,其Li越大,F值越大。对于规格小的虾,因其在更短的时间内即可达到指定中心温度,得到的F值小,用其来衡量大规格虾或者需要更大杀菌值的虾,则存在杀菌不足问题。为了在生产中便于控制,需要有一个合理F值作为确定蒸煮时间的基准,满足该F值的所有螯虾都能达到应有的灭菌效果。因而,首先需要一个螯虾的基准规格和基准初温作为计算依据,在该规格、该初温下计算得到的F值应为最大。显然,规格越大,初温越低,达到同样中心温度需要的蒸煮时间越长,其F值越大。从日常测试中知道,生产中所用的螯虾规格一般在6cm与12cm之间,生产季节通常在4月份至10月份,虾体初温一般在10℃以上。因此,本文以L=12.0cm,Tc0=10.0℃作为计算合理杀菌值的基准,满足该F值的螯虾,都能达到应有的灭菌效果。如果螯虾蒸煮中要求其中心温度达到82.2℃,则根据式1计算得蒸煮时间为7.0min。

实际蒸煮过程中存在各种不稳定因素,如蒸煮环境条件、蒸煮设备以及存在热损失因素等,每只虾的受热程度未必一致,不可能在同一时间达到相同中心温度。按照经验,为补尝蒸煮过程中可能带来的各种不稳定因素,确保蒸煮后产品均能达到预定中心温度,保证产品的安全性,实际蒸煮强度一般增加20%的热处理时间比较合理,对其感官品质的影响可以接受。故实际蒸煮时间可以设定为τ=7.0(1+20%)=8.4min。这样,根据式1、式2和式3分别计算得到蒸煮时间每隔1min时的虾体中心温度Tc及各温度时的Li值,进而计算得到F值,见表1。

表1 虾体中心温度Tc分布及Li值(L=12.0cm,Tc0=10.0℃)

故螯虾蒸煮灭菌的合理杀菌值F=△τ∑Li=5.6min

3.2 预期蒸煮时间的理论推算

表2 预期蒸煮时间推算表

以L=6.0cm,Tc0=10.0℃为例,见表2。

从表2可看出,当蒸煮时间为2.3min时,虽然冷点温度已超过82.2℃,但此时杀菌值小于合理F值,因此灭菌效果还不充分;到2.4min时,冷点温度为90.1℃,杀菌值为6.6min,大于合理F值,因此灭菌效果已经充分。此结果表明,仅增加0.1min的蒸煮时间,对灭菌效果的影响非常显著,而从生产中知道,增加0.1min的蒸煮时间对产品感官品质的影响很小。

同样方法推算出各种规格螯虾在不同初温时达到F=5.6min时所需的预期蒸煮时间和此时可能达到的虾体中心温度,见表3。

表3 各种规格螯虾、不同初温时的预期蒸煮时间τ及其中心温度Tc

如果虾体初温Tc0=25.0℃,规格L=10.0cm,从表3中即可知道,该螯虾预期蒸煮时间应为4.0min,此时虾体可能达到的中心温度为88.1℃

4 讨论

(1)F值是衡量食品热灭菌效果的标准,也是制定灭菌工艺参数(温度、时间)的依据。只有达到了合理的F值要求,才能确保产品达到了应有的灭菌效果。在螯虾制品生产中,生产者往往以虾体中心是否达到规定温度(如82.2℃)来判断其灭菌效果,而不考虑在此温度下的持续时间,这种做法存在安全风险。

(2)生产者通常不论虾体大小、初温多少,普遍采取单一蒸煮时间控制,缺乏科学性。往往对于小规格虾由于蒸煮过度,导致肉质偏老,影响口感;而对于大规格虾则存在杀菌不足的安全隐患。本研究的结果显示,对于同一蒸煮设备,在相同蒸煮环境条件下,要达到同样的杀菌值,螯虾规格及其初温对于蒸煮时间的影响较大。因此,有必要对不同规格的螯虾在不同初温时采用不同的蒸煮时间。

(3)蒸煮是螯虾制品生产中消除致病菌危害的关键控制点。本文应用杀菌学原理提出了螯虾蒸煮灭菌的合理F值,并以此来确定具体蒸煮时间,在理论上有效避免了因蒸煮工艺参数的不合理而可能带来的系统性微生物安全风险。

[1] 国家出入境检验检疫局.中国出口食品卫生注册管理指南[M].北京:中国对外经济贸易出版社,2000:113-128.

[2] 袁永辉.冻煮螯虾制品生产中蒸煮过程的传热动力学研究[J].食品科技,2010,35(3):130-133.

[3] 夏文水.食品工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2009:83-125.

[4] 无锡轻工业学院,轻工业部食品发酵所,上海食品工业公司编译.罐藏食品热力杀菌控制、酸化和容器封口评定[M].无锡:无锡轻工业学院,1983.

[5] Robert J Price,Pamela D Tom.Compendium of Fish and Fishery Product Process,Hazards and contrlos[M].2004.

[6] U.S.Food&Drug Administration,Center for Food Safety and Applied Nutrition.Fish&Fishery Products Hazards&Controls Guide.Third Edition[M].2001.

[7] 赵天云,吴希铭.罐头杀菌冷点温度和F值测定系统的设计[J].食品科学,2005,26(4):118-123.

[8] 黄福南,孙梅君.流速分布测定与连续杀菌计算方法的研究[J].食品与发酵工业,1998,24(3):20-23.

[9] 刘达玉,刘清斌.罐藏食品杀菌F值的探讨[J].农产品加工学刊,2006,1:43-45.

The F Value of Cooking Sterilization of Frozen Cooked Crawfish Products for Export

Yuan Yonghui

(Qidong Agency of Nantong Exit-Entry Inspection and Quarantine Bureau,Qidong,Jiangsu,226200)

According to the sterilization theory,the proper F value of frozen cooked crawfish products during cooking process was studied.The results showed that the reasonable F value was 5.6min.Moreover,the expected cooking time of crawfish under different specifications and different initial temperature was calculated.Thus,the security of microorganism for frozen cooked crawfish products was ensured in theory.

Frozen Cooked Crawfish Products for Export;Cooking Sterilization;F Value

TS254.1