酸性氧化电解水对冷凉环节酱卤鸭制品微生物控制效果研究

韩千慧，欧阳何一，朱玥，王宏勋，艾有伟，侯温甫

（武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉430023）

酱卤肉制品是以鲜（冻）畜禽肉和可食副产品为原料，在香辛料、食盐等调味品调制的卤水中，经预煮、浸泡、卤制等加工工艺制成的[1]。作为我国的传统食品，酱卤肉制品有着悠久的历史，其中为代表的酱卤鸭制品因其口感好、风味浓郁，在我国肉制品消费中占有重要比例。然而由于酱卤鸭制品营养丰富、水分活度较高，冷藏条件下货架期仅为5 d～7 d。同时，加工环境易发生交叉污染，尤其是在冷凉环节，环境控制条件不当极易导致产品初始微生物含量过高，从而在贮藏、销售过程中由于微生物的生长繁殖而导致产品货架期进一步缩短[2-3]。因此，开发冷凉环节的酱卤鸭制品的微生物控制技术具有重要的现实意义。

酸性氧化电解水（electrolyzed oxidizing water，EOW）是通过电解槽电解稀盐溶液制得，具有良好的杀菌能力，是一种新型的杀菌剂[4-5]。随着现代食品工艺的不断发展，近年来，越来越多的研究者开始着力于酸性氧化电解水在肉制品中的应用[6-7]，叶章颖等[8]通过研究不同浓度、不同处理时间的微酸性电解水对南美白对虾虾仁的杀菌作用，发现其对虾仁表面的大肠杆菌有较强的杀菌效果；付丽等[9]通过研究发现在相对较短的时间内，强酸性电解水能够有效减少鸡肉原始菌数，最高可达94.13%。研究表明，酸性氧化电解水处理对肉类的杀菌具有明显的作用，在实际生产中有较好的应用前景，但目前在鸭肉制品上的研究却鲜见报道。

在传统的生产过程中，鸭肉卤制完成出锅后需进行摊凉或者冷风吹凉2 h之久，在此过程中原本无菌的鸭肉制品存在又被微生物污染的风险。为了寻求这一问题的解决方案，通过在冷凉环节中以酸性氧化电解水冷杀菌处理技术为主要手段，研究在冷凉环节中酸性氧化电解水对肉类制品的杀菌效果及产品货架期的延长作用。同时结合预测微生物学，通过建立酸性氧化电解水处理组与空白组的肠杆菌科细菌的生长模型，对其的杀菌效果进行评价，掌握肠杆菌科细菌在酱卤鸭腿制品中的生长规律，为产品的贮藏保鲜提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

卤鸭腿产品：小胡鸭专卖店汉口火车站分店。

平板计数琼脂（plate count agar，PCA）、肠杆菌科培养琼脂：青岛高科园海博生物技术有限公司；有效氯浓度为68 mg/L酸性氧化电解水：武汉轻工大学化学与环境工程学院；氯化钠（分析纯）、硼酸、无水乙醇、30%过氧化氢、人造沸石、甲醛、革兰氏染色试剂盒、甲基红、溴甲酚绿：国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸、盐酸：中国平煤神马集团。

1.2 仪器与设备

立式压力蒸汽灭菌器（YXQ-LS-50S11）：上海博迅公司；电热恒温培养箱（DRP-9082）：上海森信公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9140A）：上海一恒公司；电冰箱（BCD-210SPAB）：无锡松下公司；电子分析天平（CP214）：美国奥豪斯公司；双人单面净化工作台（SW-CJ-2FD）：苏州净化公司；样品均质器（HBM-400D）：天津恒奥公司；高速分散器（XHF-D内切式匀浆机）：宁波新芝生物科技公司；酸性氧化电解水生成机（LHD6-A）：武汉理会新技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料预处理

1）产品复热

将购回的原料连包装盒一起放入蒸煮锅中使产品复热，水浴加热控制温度为75℃～85℃，时间30 min，水浴过程中温度最高不能超过82℃，最低不能低于77℃。

2）冷凉环节减菌处理

产品复热后，撕开包装盒（但无需取出原料），打开电风扇进行冷凉，模拟工厂冷凉环节，时间为2 h。将冷凉后的鸭腿分成两组，试验组样品采用酸性氧化电解水喷雾处理10 min，气调包装（50%O2+30%CO2+20%N2）[10]，置于4℃冰箱中冷藏，备用。空白组样品采用去离子水喷雾处理10分钟后，气调包装后置于4℃冰箱冷藏备用。

1.3.2 酸性氧化电解水对酱卤鸭腿肉中微生物的影响

以菌落总数和肠杆菌数为指标，研究经酸性氧化电解水以及去离子水处理后的鸭腿肉在储藏0～7天内菌落数的变化，每隔24小时检测一次。分别参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》和GB 4789.41-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验肠杆菌科检验》进行检测。

1.3.3 挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVBN）含量变化的测定

参照GB 5009.228-2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》中半微量定氮法测定。称取10 g剪碎的鸭腿肉置于烧杯中，加入100 mL蒸馏水，使用匀浆机匀浆后，静置过滤得不少于20 mL滤液待测。试验组及空白组的每个样品各进行3次平行测定，同时为减小误差设置3个平行试验，并做试剂空白。从第0天起每隔24小时测定一次。

1.3.4 感官评价

选取 10 名试验员对 0、2、4、6、8 天的样品进行评价，每位感官评分人员根据鸭肉的色泽、气味、组织形态和肌肉弹性对产品的色泽、气味、感官嫩度及多汁性进行评定，评分标准参考李超等[11]方法略做修改进行。每项满分为9分，消费者可接受的最低限为6分。具体评分标准如表1所示。

表1 卤鸭腿肉感官评定表Table 1 Scale for sensory evaluation of braised duck leg

1.3.4 鸭腿中肠杆菌科微生物预测模型的建立[12]

应用SAS 9.1统计软件，分别将在不同储藏时间下获得的肠杆菌的生长数据，用Gompertz模型拟合其生长动态。

Gompertz方程如下：

式中：N0为初始菌数，lg（cfu/g）；C 为随时间无限增加时菌增量的对数值，lg（cfu/g）；B为在时间为M时的相对最大比生长速率，d-1；M为达到相对最大生长速率所需要的时间，d。

得到上述参数后，通过以下公式求出U、LPD值。其中，迟滞期LPD=M-1/B，d；最大比生长速率U=B·C/e，e=2.718 2，d-1。

1.3.5 数据统计分析

使用F检验和t检验进行差异性分析；利用单因素方差分析对贮藏期内样品感官评分的差异性进行分析；数据分析采用Excel、SPSS软件，作图使用Origin8.5软件。

2 结果与分析

2.1 酸性氧化电解水对卤鸭腿肉贮藏过程中菌落总数变化的影响

为了研究酸性氧化电解水对鸭腿样品在冷凉和贮藏过程中微生物的控制效果，本试验通过两组菌落总数结果的对比，得出微生物生长情况如图1所示。

通过分析第0天数据可知，经过酸性氧化电解水处理后的样品其初始菌落数低于空白组一个数量级之多，表明在冷凉环节使用酸性氧化电解水对冷凉环节中的产品具有良好的降低初始微生物的作用。从图1中可知，随着贮藏时间的增加，两组样品中的菌落总数逐步上升，但在整个贮藏过程中，酸性氧化电解水处理后的鸭腿样品其菌落总数明显低于空白组样品，两组样品差异显著（P＜0.05）。根据鲜度指标规定，贮藏期间生鲜肉类的菌落总数的上限为6×106CFU/g，从图中分析知，空白组样品在4℃冷藏3天后即将达到上限，而经酸性氧化电解水处理后的样品在冷藏5天后才达到鲜度指标上限。因此，酸性氧化电解水处理对冷凉和贮藏过程中鸭腿肉制品的微生物数量有显著影响，气调包装下其可将产品货架期延长2 d左右。

图1 贮藏过程中卤鸭腿肉菌落总数的变化Fig.1 Changes in total number of bacteria in braised duck leg during storage

2.2 酸性氧化电解水对卤鸭腿肉贮藏过程中肠杆菌数变化的影响

本研究通过测试7天内肠杆菌数来探讨酸性氧化电解水的杀菌效果，结果如图2所示。

图2 贮藏过程中卤鸭腿肉肠杆菌数的变化Fig.2 Changes in total number of Enterobacteriaceae in braised duck leg during storage

通过对比第0天数据发现，处理组相比于空白组细菌减少量约33%，表明酸性氧化电解水能够有效降低冷凉环节中的肠杆菌数。随着贮藏时间的增加，两组样品中肠杆菌数总体呈上升趋势，但经处理后的样品其菌落总数始终显著低于空白组（P＜0.01），且在0～4天内呈现出稳定的杀菌效果。通过查阅资料发现，在使肉制品发生腐败的微生物中，肠杆菌科细菌是一类主要特定的微生物，且其种类繁多，分布广泛，在加工处理环节中控制其数量至关重要[13-16]。以上结果表明，酸性氧化电解水处理对控制冷凉和贮藏过程中肠杆菌数有非常显著的作用，在提升鸭肉产品品质方面亦具有实际的生产意义。

2.3 酸性氧化电解水对卤鸭腿肉贮藏过程中TVB-N变化的影响

挥发性盐基氮（TVB-N）是由于腐败性微生物或酶利用肉品中蛋白质，分解产生的氨以及胺类等碱性含氮物质，具有挥发性，是表征肉制品新鲜度的重要指标[17-19]。为了研究在贮藏过程中鸭肉样品中蛋白质、氨基酸等营养物质的变化，本试验测定了两组样品挥发性盐基氮的值，得到结果如图3所示。

图3 贮藏过程中卤鸭腿肉TVB-N的变化Fig.3 Changes in TVB-N of braised duck leg during storage

分析第0天数据发现，冷凉结束后经过酸性氧化电解水处理的样品其TVB-N值比空白组降低约21%。在整个贮藏阶段两组样品TVB-N值均呈上升趋势，处理组的值始终显著低于空白组（P＜0.05）。从图3中可发现，空白组样品在后期增长速率明显增加，可能是由于在贮藏前期低温抑制了肌肉内源酶的活性，而当微生物数量达到一定值时，加快了蛋白质分解速度。卤鸭肉中TVB-N值限量为≤20 mg/100 g，空白组及处理组样品分别在贮藏第3天、第5天时达到上限。因此，酸性氧化电解水对于延缓冷凉及贮藏过程中TVB-N值增加有显著作用。

2.4 酸性氧化电解水对卤鸭腿肉感官评定变化的影响

通过对两组鸭肉样品进行感官评价后，得到如图4所示结果。

从图4中可知，在贮藏过程中两组样品的感官评分均呈现下降趋势，但酸性氧化电解水处理组样品分值始终高于空白组。通过方差分析发现，从第3天开始，处理组样品感官评分与空白组差异非常显著（P＜0.01）。此外，消费者能接受的感官分值最低为6分，空白组与处理组样品分别在第5天、第7天时评分低于6分。因此，在冷凉环节中利用酸性氧化电解水处理对于减缓贮藏过程中感官评分下降具有非常显著的作用。

通过对感官评分数据进行分析发现，在分值下降速率上，空白组样品在第3天时下降最快，处理组样品在第5天时下降最快。这一结果与2.1、2.3测得的空白组及处理组菌落总数、TVB-N值分别在第3天、第5天达到指标上限相符合。以上结果表明，从理化指标上判断，在冷凉环节使用酸性氧化电解水处理能够显著控制微生物生长，延缓产品品质劣变。

图4 冷藏过程中卤鸭腿肉感官评定的变化Fig.4 Sensory changes of braised duck leg during storage

2.5 基于肠杆菌科细菌生长预测模型评价酸性氧化电解水的杀菌效果

由于肠杆菌可作为肉类食品的卫生指标菌，本研究依据2.2中测得的肠杆菌科菌落总数结果，利用Gompertz模型对肠杆菌的生长进行拟合，进一步评价酸性氧化电解水处理对卤制鸭腿的杀菌效果。Gompertz模型是一个双指标函数，众多研究者均认为其能够较好的模拟微生物的生长状态[20-23]。肠杆菌生长动力学模型见表2。

表2 肠杆菌生长动力学模型Table 2 Growth kinetics model of Enterobacteriaceae

如表2所示，判定系数R2均大于0.99，表明拟合的模型能很好的描述两组样品中肠杆菌科细菌的生长。

由Gompertz模型求得生长动力学参数如表3所示。

表3 肠杆菌生长动力学参数Table 3 Kinetic parameters for Enterobacteriaceae

由表3可知，其中最大比生长速率U表示微生物生长过程中单位质量的细胞在单位时间内所增加细胞质量的最大值，U越大表明微生物繁殖速率越快；延滞期LPD反应微生物进入对数生长期前的适应时间，LPD越大表示微生物生长延迟时间越长[24-25]。通过比较空白组与处理组中U值与LPD值发现，相比空白组，处理组的最大比生长速率明显降低，细菌生长延滞期有所增加。这一结果与上述理化指标得出的结论一致，因此，从微生物生长动力学角度上，在冷凉环节采用酸性氧化电解水喷雾处理酱卤鸭制品对抑制微生物生长的确具有较好的作用。

3 结论

本文以气调包装的酱卤鸭制品为研究对象，主要讨论分析了在冷凉环节使用有效氯浓度为68 mg/L的酸性氧化电解水喷雾处理10 min对冷凉以及低温贮藏期内产品微生物及品质的影响。研究发现在气调包装4℃的储存条件下，酸性氧化电解水能够显著降低冷凉及贮藏期内微生物的数量，以及显著延缓产品品质指标的劣变。且酸性氧化电解水处理后的样品相对于空白组其货架期可延长2 d左右。另外，本文对于肠杆菌科细菌进行了Gompertz模型拟合，其生长动力学参数表明酸性氧化电解水处理能够降低细菌的最大比生长速率及延长延滞期，进一步证明了在冷凉环节中酸性氧化电解水的应用效果。