几种杀菌方法对罗非鱼片鱼肉品质的影响比较

岑剑伟，于福田，杨贤庆，李来好，黄卉，赵永强，魏涯，郝淑贤*，林织

1(中国水产科学研究院南海水产研究所，农业农村部水产品加工重点实验室，广东 广州，510300) 2(广东顺欣海洋渔业集团有限公司，广东 阳江，529800)

罗非鱼(Oreochromismossambicus)是我国大宗的养殖经济鱼类，因其具有繁殖力强、肉质细嫩有弹性、肌间刺少、营养成分均衡、市场售价适中、烹饪方法多样等特点，而被广大消费者所喜爱[1]。近年来，在国际上罗非鱼的销售竞争日益激烈，但中国依然是最大的罗非鱼生产国和贸易国[2]。目前中国以罗非鱼片出口销售为主，鲜活全鱼为辅，国内仍以鲜活全鱼销售为主[3]。罗非鱼肉富含营养物质，但由于微生物的作用，鱼肉品质迅速劣变，导致其货架期较短，造成流通销售环节的品质控制难度较大，从而大大地降低了商品的经济价值[4-5]。因此在加工生产环节减菌化处理对维持产品的品质和货架期有着重要的作用。

目前水产品加工减菌处理仍是加工企业面临的技术难题，在抽检过程中常被报出微生物超标。近年来，为使水产品免受微生物影响，研究人员探索了各种杀菌技术和杀菌工艺[6-7]。水产品加工前通常使用洗涤水和几种化学消毒剂处理，如氯溶液[8]。但是过量使用化学消毒剂，会加速水产品品质的劣变，消毒剂的残留可能对人体健康产生不良影响，更会导致一系列环境问题[9]。因此，亟需寻找安全的杀菌剂替代氯消毒剂。微酸性电解水是一种新型的杀菌剂，其pH值范围为5.0～6.5，微酸性电解水有效氯主要以HClO的形式存在[10]，它是由稀HCl在无膜电解室中电解而成的，与其他消毒剂相比，微酸性电解水不仅拥有高效杀菌性能，而且还有安全、环保、低成本和易制取等优点，是一种绿色环保、安全可靠的消毒剂。多项研究表明，微酸性电解水可作为一种消毒剂，用来降低水产品的微生物数量[11-12]。因此本实验比较了微酸性电解水与NaClO溶液、H2O2溶液和臭氧水3种减菌剂对罗非鱼片的杀菌效果以及它们对鱼片感官品质的影响，探索微酸性电解水是否能取代目前鱼片加工厂常用的减菌剂，筛选出高效绿色安全的减菌剂，为罗非鱼片的工厂化生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 实验原料与试剂

样品准备：鲜活罗非鱼重(500±100)g，在1 h内从超市运到实验室。将罗非鱼剖片、剥皮和修剪，将罗非鱼片切成12 cm×8 cm×3 cm，备用。

试剂：浓HCl、NaCl、KI、Na2S2O3、H2SO4、可溶性淀粉、NaClO溶液、无水乙醇等都为分析纯;H2O2溶液(食用级)、PCA平板计数琼脂培养基。

1.2 实验仪器设备

方心牌微酸性电解水实验机，烟台方心水处理设备有限公司；CFS-500臭氧水一体机，北京山美水美环保高科技有限公司；SQ510C型立式压力蒸汽灭菌器，重庆雅马拓科技有限公司；SPX-320型生化培养箱，宁波江南仪器厂；IS128实验室pH计，上海仪迈仪器科技有限公司；MIR254低温恒温培养箱，日本Sanyo公司；SW-CJ-1FD超净工作台，苏州净化设备有限公司；JJ500型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；CR-400 色彩色差仪，日本柯尼卡美能达；BCD-171CH华凌牌冷冻箱，博西华家用电器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 微酸性电解水的制备及其指标测定

采用微酸性电解水实验机制取微酸性电解水[13]，微酸性电解水制取后1 h内使用。

微酸性电解水理化指标的测定：微酸性电解水的pH值、氧化还原电位值(oxidation-reduction potentia, ORP)采用pH计直接测定，微酸性电解水有效氯浓度的测定用碘量法[14]，对水样各指标重复测定3次。

1.3.2 臭氧水的指标及其浓度的测定

由臭氧发生器制备出臭氧进入高效涡旋泵气水混合装置，经混合形成臭氧水。臭氧水浓度的测定用碘量法[15]。

1.3.3 罗非鱼片的杀菌处理

取罗非鱼片用NaClO溶液、H2O2溶液、臭氧水和微酸性电解水以不同浓度及浸泡时间分别进行杀菌处理，各杀菌剂的浸泡浓度和浸泡时间水平如表1所示。

表1 杀菌剂的浓度和浸泡时间水平

注：微酸性电解水的质量浓度为有效氯的质量浓度

H2O2为食品级，臭氧水及NaClO溶液浓度参考王萍等[15]研究，本实验前期研究表明微酸性电解水理化指标满足国标要求[3]，以料液比1∶6(g∶mL)浸泡鱼片，对照组用无菌蒸馏水浸泡5 min。每组处理均做3个平行。通过比较4种杀菌剂对鱼片的杀菌效果，最终得出各杀菌剂的最佳浓度及处理时间。

1.3.4 菌落总数的测定

菌落总数的测定参考GB 4789.2—2016.食品微生物学检验—菌落总数测定[16]，并适当修改[17]。

(1)

1.3.5 感官评价

通过8人组成的评判小组对微酸性电解水处理后的罗非鱼片的气味和色泽指标进行评分，评分标准参岑剑伟等[18]的方法略作修改，具体评分内容以表2为参照标准，其中评分结果以平均值呈现。

表2 罗非鱼片感官评定标准表

1.3.6 色泽的测定

色泽用 CR-400 型色差计中的LAB 表色系统进行色差分析，在罗非鱼片背面的主脊位置随机选取3点测定L*、a*和b*值，并根据它们计算出色度H(hue angle)和饱和度C(chroma)，其中色度H由b*/a*表示，饱和度C由(a2+b2)1/2表示。通常鱼肉颜色的稳定性由L*、H和C的变化来表达，其中L*值代表亮度，值越大说明鱼肉越亮，值越小说明鱼肉越暗；H值越大说明鱼肉越黄，值越小表示鱼肉越鲜红；C表示肉色的深浅[19]。

1.4 数据分析

实验数据利用Microsoft Excel 2016软件整理，方差及显著性利用SPSS 20软件分析，显著性水平设置为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 杀菌剂对罗非鱼片杀菌效果的影响

本研究采用20～150 mg/L 4种浓度的NaClO溶液对罗非鱼片进行杀菌，杀菌效果如图1-a所示。NaClO溶液对罗非鱼片的杀菌率随浓度和浸泡时间增加而逐渐增加。在前10 min内杀菌率随时间而显著提升(P<0.05)，后期杀菌率增速减缓(P>0.05)；浓度在100 mg/L内，杀菌率随浓度变化明显(P<0.05)，浓度高于100 mg/L时，杀菌率变化不显著(P>0.05)，NaClO溶液杀菌率最高为62%。

采用100～3 000 mg/L 4种浓度的H2O2溶液对罗非鱼片进行杀菌效果如图1-b所示。H2O2溶液对罗非鱼片的杀菌率随浓度和浸泡时间增加而逐渐增加。在0～2 min杀菌率随时间而增大(P<0.05)；100～1 000 mg/L内，杀菌率随溶液浓度增加而显著(P<0.05)增大，H2O2溶液杀菌率最高达到77%。

采用不同浓度的臭氧水对罗非鱼片进行杀菌效果如图1-c所示。前10 min杀菌率快速增长(P<0.05)，后期减缓(P>0.05)；在1～4 mg/L浓度范围内，杀菌率提升较快(P<0.05)，但臭氧浓度高于4 mg/L时，杀菌率随溶液浓度变化不显著(P>0.05)，臭氧水的杀菌率最高能达到84%。

微酸性电解水对罗非鱼片的杀菌效果如图1-d所示，在0～10 min杀菌率随时间显著提升(P<0.05)，而浸泡时间超过10 min，杀菌率随时间增长增速变缓(P>0.05)；有效氯在10～30 mg/L范围内，杀菌率随浓度变化显著(P<0.05)，但溶液质量浓度高于30 mg/L变化不显著(P>0.05)，微酸性电解水对罗非鱼片的杀菌效果与臭氧水相近，杀菌率最高达88%。

2.2 杀菌剂对罗非鱼片感官品质的影响

NaClO溶液对罗非鱼片感官品质的影响如图2-a所示，鱼片感官评分值随浸泡时间和浓度增加逐渐降低，但浓度高于100 mg/L时，鱼片感官评分值随浓度增加下降较明显(P<0.05)。其中浸泡时间5～10 min及20～100 mg/L浓度范围，鱼片感官评分值变化不明显(P>0.05)。结合杀菌率及感官评分，确定NaClO溶液浸泡罗非鱼片的最佳处理条件为浓度100 mg/L，浸泡时间10 min。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性电解水

H2O2水溶液对罗非鱼片感官品质的影响如图2-b所示，浓度及浸泡时间对鱼片感官评分影响较大，浸泡5 min后的鱼片感官评分值明显降低(P<0.05)；在100～1 000 mg/L范围内，鱼片感官评分值随溶液浓度增加降低不显著(P>0.05)，但浓度高于1 000 mg/L时，鱼片感官评分值随浓度增加下降较明显(P<0.05)。综合杀菌率及感官评分因素，确定H2O2水溶液浸泡罗非鱼片的最佳处理条件为浓度1 000 mg/L，浸泡时间2 min。

臭氧水对罗非鱼片感官品质的影响如图2-c所示，鱼片感官评分值随浸泡时间和浓度增加逐渐降低，其中浸泡5～10 min的鱼片感官评分值变化不明显(P>0.05)，而浸泡大于10 min的鱼片感官评分值明显降低(P<0.05)；其中臭氧浓度在1～4 mg/L范围，鱼片感官评分值变化不显著(P>0.05)，但质量浓度高于4 mg/L时，鱼片感官评分值随质量浓度增加下降较明显(P<0.05)。

a-NaClO溶液；b-H2O2溶液；c-臭氧水；d-微酸性电解水

综合杀菌率及感官评分因素，确定臭氧水浸泡罗非鱼片的最佳处理条件为质量浓度4 mg/L，浸泡时间10 min。

微酸性电解水对罗非鱼片感官品质的影响如图2-d所示，和其他杀菌剂的效果类似，鱼片感官评分值随浸泡时间和浓度增加逐渐降低。其中浸泡2～10 min的鱼片感官评分值变化不明显(P>0.05)，而浸泡大于10 min的鱼片感官评分值明显降低(P<0.05)；有效氯在10～30 mg/L范围内，鱼片感官评分值随浓度变化不显著(P>0.05)，但浓度高于30 mg/L时，鱼片感官评分值下降较明显(P<0.05)。综合杀菌率及感官评分因素，确定微酸性电解水的最佳处理条件为浓度30 mg/L，浸泡时间10 min。

2.3 杀菌剂最佳处理条件对罗非鱼片感官品质的影响

各种杀菌剂最佳处理条件对罗非鱼片感官品质的影响结果如表3所示。

表3 四种杀菌剂处理后罗非鱼片的感官评定结果

注：同行标注有不同字母的平均值之间差异显著(P<0.05)

可知4种杀菌剂浸泡后的罗非鱼片感官评分值均与对照组存在显著性差异(P<0.05)，4种杀菌剂处理后鱼片的感官评分值大小顺序为：H2O2溶液

2.4 杀菌剂最佳处理条件对罗非鱼片色泽的影响

4种杀菌剂最佳处理条件对罗非鱼片色泽的影响结果如表4所示。与对照组相比，4种杀菌剂处理后鱼片的L*值即亮度均明显增大(P<0.05)，大小顺序为H2O2溶液>NaClO溶液>微酸性电解水>臭氧水>对照组，微酸性电解水和臭氧水对鱼片亮度值的影响较接近对照组，且微酸性电解水和臭氧水对鱼片L*值的影响差异不显著(P>0.05)。与对照组相比，经4种杀菌剂处理后鱼片的a*和b*值均呈不同程度的减小，H值均明显增大，C值呈降低趋势，可能的原因是4种杀菌剂均具有较强的氧化性，促使鱼肉脱氧肌红蛋白生成氧合肌红蛋白，比较4者之间的数据可知，微酸性电解水和臭氧水2组数据和对照组较接近，特别是臭氧水的数据更接近对照组，采用4 mg/L臭氧水处理时间10 min，可获得良好的杀菌效果及较高的感官评分的罗非鱼片。

表4 四种杀菌剂处理后对罗非鱼片色泽的影响

注：同行标注有不同字母的平均值之间差异显著(P<0.05)

3 讨论

3.1 四种杀菌剂的杀菌机理及其效果比较

NaClO溶液的杀菌机理是ClO-水解产生HClO分子，HClO分子为小分子物质可通过被动作用进入细胞内，与胞内大分子物质(核酸、酶)反应，破坏细胞正常生长从而达到杀灭微生物的作用[21]。NaClO处理鱼片后鱼片表面会残留一定的消毒气味，相对而言NaClO对鱼片的杀菌效果并不高。王萍等[15]研究4种减菌剂对军曹鱼片的减菌效果，发现100 mg/L NaClO处理5 min，效果最佳，在最佳条件下NaClO对军曹鱼片的杀菌率达到70%，而本文NaClO的杀菌率仅仅达到56%，这可能是因为罗非鱼片和军曹鱼片表面存在的菌体种类和数量不同。H2O2溶液的杀菌机理为H2O2作用于微生物菌体细胞膜，破坏细胞膜结构，影响其新陈代谢功能，进而破坏膜内组织，直至微生物菌体死亡，从而达到杀灭微生物的作用[22]。H2O2对鱼片杀菌的效果优于NaClO，但它具有较强的氧化性对鱼片的感官品质影响较大，不利于鱼片的加工和销售。ALEXANDRE等[7]研究NaClO和H2O2溶液处理红甜椒、草莓和豆瓣菜对其表面的微生物和品质的影响，发现5%的H2O2杀菌效果较好，但是对样品感官品质影响较大，NaClO杀菌效果一般弱于H2O2，杀菌效果略高于本研究，这可能是是处理的材料不同，而且H2O2氧化鱼肉表面部分有机物，致使它的浓度下降。臭氧水的杀菌机理主要是其作用于细胞膜，破坏细胞膜使其膜通透性增加致使胞内物质外流，从而使菌体细胞失去活力及使细胞活动必需的酶失去活性，从而达到杀灭菌体细胞的作用[23-24]。李杉等[25]对罗非鱼片减菌化处理发现，臭氧水可以较好的维持鲜鱼片的感官品质，同时臭氧水对样品的杀菌效果也较好，这与本文研究基本一致。微酸性电解水的杀菌机理为HClO分子作用于菌体细胞，不仅可以与细胞壁发生作用，而且因其分子小，呈电中性，因而易于进入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶的活性，使糖代谢失调而致死细胞[26-27]。CAO等[28]和KAWAI等[10]研究发现微酸性电解水具有较高的杀菌效果。

3.2 微酸性电解水杀菌效果分析

由4种杀菌剂的杀菌结果可知，在最佳处理条件下，各种杀菌剂对鱼片的杀菌率分别为：H2O2溶液73%，NaClO溶液60.5%，微酸性电解水82.14%，臭氧水78.14%，由此可知，微酸性电解水和臭氧水溶液拥有较高的杀菌效果，而且微酸性电解水的杀菌效果优于臭氧水。由感官评定结果可知，臭氧水处理的鱼片感官效果优于微酸性电解水，可能是由于微酸性电解水与鱼肉蛋白反应，致使鱼片感官指标变差，而且实验过程中发现微酸性电解水浸泡罗非鱼片后，静置浸泡液后底部会有少量白色沉积物产生，而其他杀菌剂未见有这种现象，这可能是鱼片经微酸性电解水处理后感官劣变的部分因素。鱼片经微酸性电解水处理后的感官评分弱于臭氧水处理的鱼片，但依然高于NaClO和H2O2溶液处理鱼片的感官评分，这可能是因为NaClO和H2O2溶液对鱼片具有较强的氧化作用，因此可知微酸性电解水对鱼片的杀菌效果优于其他3种杀菌剂，但在感官劣变方面不及臭氧水，加强杀菌过程中的品质保护研究，才能使微酸性电解水应用于罗非鱼片加工生产中。

4 结论

比较4种杀菌剂对鱼片的杀菌效果和感官评价的影响，得出各种杀菌剂对罗非鱼片的最佳杀菌工艺为：NaClO溶液浓度100 mg/L，浸泡时间10 min；H2O2溶液浓度1 000 mg/L，浸泡时间2 min；臭氧水浓度4 mg/L，浸泡时间10 min；微酸性电解水浓度(以有效氯计)30 mg/L，浸泡时间10 min。进一步比较4种杀菌剂对罗非鱼片感官品质的影响，可知H2O2溶液和NaClO溶液对鱼片感官品质影响较大，而且杀菌效果一般，而微酸性电解水和臭氧水对罗非鱼片不仅有较好的杀菌效果，并且对罗非鱼片感官品质的影响相对较小，特别是微酸性电解水对鱼片的杀菌效果最佳，但微酸性对鱼片感官的影响大于臭氧水，因此，微酸性电解水还不能完全取代臭氧水在水产品加工中的应用。但微酸性电解水具有较好的杀菌效果，未来可将其与其他有机物结合使用，使杀菌剂不仅拥有较好的杀菌效果且对鱼片的副作用较小[29-31]。本实验从杀菌效果以及感官品质方面研究了4种杀菌剂对罗非鱼片的影响，为了更为全面的阐述它们的杀菌效果，后续可以从保鲜效果以及杀菌剂对鱼肉肌原纤维蛋白的影响和微生物群落结构的变化等方面开展深入研究。