羟基水和超高压对炝虾杀菌效果及货架期品质的影响

尚海涛，宣晓婷，朱麟，林旭东，崔燕，凌建刚

（宁波市农业科学研究院宁波市农产品保鲜工程重点实验室，浙江 宁波 315040）

炝虾是一种经添加盐、糖、酒、生姜等调味料腌渍加工而成的生食特色水产品，因味道鲜美、风味独特而大受青睐，然而其在食用上存在一定的安全性隐患，常有人因吃炝虾而引发肠胃等方面的疾病。张治等[1]研究表明，炝制不能有效杀死虾体上的大肠杆菌及其他非致病性革兰氏阴性杂菌，虾体上的寄生虫囊蚴也不能被杀死。

既不破坏生食特性又可杀灭微生物是炝虾生产亟待解决的重要课题。近年来，新兴的非热杀菌技术为生食水产品杀菌提供了可能。如羟基水、臭氧水[2]、酸性电解水[3]、微酸性电解水[4]、超高压[5]、低温等离子体[6]、高密度二氧化碳[7]等。将传统的水产品生食加工方法与非热杀菌相结合，可以在保持生食水产品风味的同时保证产品的安全性，具有良好的应用前景[8]。

羟基水技术，又称水羟基技术（water hydroxyl technology）、水触媒技术或羟基水离子技术。其生成不需要添加任何形式的化学物质，仅以自来水为原料，通过发生装置通电后产生的粒子簇射使水分子裂解为羟基自由基（·OH）等，以达到高效、安全地降解农残、杀灭细菌的目的[9]。羟基水技术是继臭氧、超声波后的第三类清洗技术，具有制备简单、杀菌高效、无残留毒性、对人体无害等特点，是近年来业内推崇的新技术方向[10]。Takatsuji等[11]研究表明，·OH具有比臭氧更强的氧化性，对微生物的杀菌作用也更大。Bai等[12]采用强电离放电技术制备·OH，当浓度达到0.32 mg/L，处理6 s，大肠杆菌菌落总数从1.0×104CFU/mL下降到88 CFU/100 mL，当浓度达到 0.30 mg/L，处理 6 s，肠球菌落总数从6.8×104CFU/mL下降到12 CFU/100 mL，杀菌率都达到100%。Zhou等[13]采用电芬顿法制备·OH杀灭大肠杆菌，菌落总数下降达4个对数单位，并认为·OH通过破坏细胞膜杀灭微生物。Ryu等[14]对比研究发现，常压低温等离子体在水中的杀菌效果最为明显，·OH含量最高，120 s即可杀灭绝大多数的酵母菌，推测·OH是酵母菌致死的重要因素。张东峰等[15]优化·OH处理葡萄表面条件，理论上霉菌最高杀菌率为95.813%，酵母菌最高杀菌率为96.673%。伍惠仪[16]研究表明，·OH处理对蔬菜中细菌的杀菌效果能达到与氯酸钠接近的良好水平，对大肠杆菌展现出良好的杀灭能力，杀菌率可达99.75%。·OH是一种无选择性的强氧化剂，非常活泼，存在时间极短，只有微秒级甚至更短，能诱发一系列的自由基链式反应，可以分解大分子有机物，使其降解为小分子，直至完全矿化为水、二氧化碳和无机盐，反应彻底[17]。

超高压（high pressure processing，HPP）技术是 21世纪备受关注的一种食品非热加工技术，可在常温甚至低温条件下实现杀菌、钝酶以及改善物料结构和特性的目的，并能最大程度保持食品的风味和营养物质[18]。近年来，国内外关于超高压技术在水产品保鲜加工方面已有较多研究报道，主要集中于杀菌保鲜、脱壳、品质改良和快速冷冻解冻等方面。梁山泉等[19]研究表明，超高压处理可显著降低牡蛎肠道菌菌群的数量和多样性，并能有效减少牡蛎肠道中致病微生物菌属的丰度。Ye等[20]研究表明，300 MPa下超高压处理2 min，可使经接种的美洲牡蛎中的副溶血性弧菌含量减少超过5 lg（MPN/g），并完全灭活其中的创伤弧菌。李肖婵等[21]研究发现，在4℃的贮藏条件下，超高压杀菌处理的即食小龙虾货架期为14 d，相比80℃巴氏杀菌处理组，延长了约2 d的货架期。Brutti等[22]研究表明，在300 MPa、20 °C、5 min 的超高压条件下，足以杀灭鲭中体内的简单异尖线虫的幼虫。Aganovic等[23]分析认为，寄生虫比细菌营养体更易于被杀灭。《国际食品法典标准》规定，食用水产需在-20℃或更低温度下冷冻7 d，或-35℃下放置20 h，以确保寄生虫被有效杀死[24]。由于超高压处理也可杀灭寄生虫，可以免去冷冻处理。

本文以炝虾为研究对象，联合羟基水原料减菌和超高压成品杀菌各自优势，研究其对货架期菌落总数和品质变化的影响，为羟基水联合超高压杀菌技术在水产品中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻中华管鞭虾（红虾）：象山鼎峰水产品有限公司；食盐、白砂糖、生姜、黄酒：市售；氯化钠、氧化镁、盐酸（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

76792 T-NA果蔬清洗机：科勒（中国）投资有限公司；CQC2L-600全液相超高压设备：北京速原中天科技股份公司；TDFJ-160电动封罐机：温州恒林包装机械有限公司；TA-XT.Plus质构仪：英国Stable Micro Systems公司；X-rite色差仪：爱色丽（上海）色彩科技有限公司；2100Q便携式浊度计：美国哈希公司。

1.3 方法

1.3.1 杀菌处理

冷冻红虾经自来水流水解冻后，选取大小均一、颜色相近的虾，去头、去虾线。清洗沥干后，分成两组。一组按 1∶1.2（g/mL）加入自来水，静置 12 min，然后捞出沥干水分，再按1∶1.2（g/mL）加入腌制液。腌制液为10%黄酒，并添加2%食盐、2%白砂糖、0.5%生姜丝。灌装封口后，随机分为两小组。一小组不做杀菌处理，作为对照组（CK），一小组采用超高压处理（450 MPa、5 min），作为超高压处理组（HPP）。另一组将去头虾置于果蔬清洗机中按1∶1.2（g/mL）加自来水处理12 min，然后捞出沥干水分，并采用处理12 min制备的羟基水配制腌制液。灌装封口后，随机分为两小组，一组仅羟基水杀菌作为羟基水处理组（HW），另一组再进行超高压处理，作为联合处理组（HW+HPP）。每个处理3次平行。

1.3.2 货架期试验

将处理好的样品，置于冰柜（-20℃～-25℃）内冷冻7 d。将对照组、羟基水处理组、超高压处理组，联合处理组4组样品取出先用流动水解冻，再置于冰箱冷藏室（4℃～6℃）内，分别间隔3 d取样测定指标。

1.3.3 感官评价

参照GB/T 37062—2018《水产品感官评价指南》[25]即食水产制品的评价要求，制定炝虾感官评价标准见表1。将样品打开包装后，评分小组首先对气味特征进行评价，然后观察并评价样品外观特征，再品尝并评价其滋味、质地等特征。

表1 炝虾感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of salted shrimp

1.3.4 菌落总数的测定

按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检测菌落总数测定》[26]的方法测定，培养温度（30±1）℃，培养时间 72 h。

1.3.5 TVB-N含量的测定

按照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》[27]第一法测定。去除虾外壳，取可食部分，绞碎搅匀。称取10 g，加入100 mL水，不时振摇，浸渍30 min后过滤。取10 mL滤液，由小玻杯注入反应室。用10 mL水洗涤小玻杯并使之流入反应室内。再加入5 mL 1%氧化镁悬浮液。夹紧螺旋夹，开始蒸馏。待蒸馏结束，取下蒸馏液接收瓶。加入混合指示液，以0.010 0 mol/L盐酸标准滴定溶液滴定至终点。

1.3.6 质构的测定

参照崔燕等[28]的方法进行测定。测定参数：P/5探头，探头下行速度2 mm/s、下压速度2 mm/s、回升速度2 mm/s，触发力5 g，测试距离5 mm。每组取5个平行样进行测定，每个样品重复测定3次，测定部位为虾肉第二腹节中部。

1.3.7 色泽的测定

采用色差仪进行测定。测定部位为虾肉第二腹节横切面。

1.3.8 汤汁浊度的测定

先取出虾，将汤汁混匀后，按体积比1∶3稀释，采用浊度计进行测定，再按稀释度换算为原汤汁浊度。

1.4 数据分析

各指标平行测定3次，结果以平均值±标准差表示，使用Origin8软件作图。数据统计分析采用SPSS 18.0软件，差异显著性检验采用Duncan多重比较法，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理杀菌效果及对感官评分的影响

对于腌制生食动物性水产品，我国GB 10136—2015《食品安全国家标准动物性水产制品》[29]对其菌落总数有严格的限量标准。不同处理杀菌效果及对感官品质的影响见表2。

表2 不同处理杀菌效果及对感官评分的影响Table 2 Sterilization efficiency of different treatments on salted shrimp and their effect on sensory score

如表2所示，未处理组炝虾菌落总数为4.826 lg（CFU/g），界于标准规定的可接受水平限量值4.699 lg（CFU/g）和最高安全限量值 5 lg（CFU/g）之间。杀菌率从低到高，依次为羟基水、超高压和联合处理，杀菌率分别达到86.9%、99.0%和99.4%。羟基水处理对气味、外观和口感的影响不显著，但是超高压会导致外观评分一定程度的下降。主要是由于虾肉变白和汤汁浊度上升，从而使其感官评分低于对照组。

2.2 感官评分的变化

不同处理对炝虾货架期感官评分的影响见图1。

图1 不同处理对炝虾货架期感官评分的影响Fig.1 Effect of different treatments on sensory score of salted shrimp during shelf life

由图1可知，羟基水处理和对照组感官评分变化趋势相近，超高压处理和联合处理趋势相近，感官评价很难分辨羟基水处理的效果，但可以清晰看出超高压处理的效果。羟基水处理和对照组感官评分前3 d下降平缓，超高压处理和联合处理前9 d下降平缓，之后急剧下降。感官评分的下降主要是气味上表现为腐臭味，口感上表现为苦味。外观色泽变化不大，汤汁浊度会不同程度的上升。相对而言，气味和口感上劣变对品质的影响更大，同时有大量气体产生，导致胀瓶（胀袋）现象。

2.3 菌落总数的变化

微生物生长繁殖是导致腌制生食水产品冷藏期间品质和食用安全性下降的重要因素。不同处理对炝虾货架期菌落总数的影响见图2。

图2 不同处理对炝虾货架期菌落总数的影响Fig.2 Effects of different treatments on total viable count of salted shrimp during shelf life

由图2可知，炝虾货架期菌落总数逐渐上升。以4.699 lg（CFU/g）作为标准，由曲线图可推算，对照组货架期为0 d，出库解冻后需立即食用，羟基水处理的炝虾可延长货架期约1 d，超高压处理可延长货架期约7.5 d，联合处理可延长货架期约9 d。

2.4 TVB-N含量的变化

在酶和细菌的共同作用下，蛋白质被分解产生的碱性含氮物质（如氨、胺类等）称为TVB-N，常被用来表征高蛋白食品如水产品中的鱼、虾、贝类等食品的腐败程度。不同处理对炝虾货架期TVB-N含量的影响见图3。

图3 不同处理对炝虾货架期TVB-N含量的影响Fig.3 Effect of different treatments on TVB-N content of salted shrimp during shelf life

由图3可知，羟基水、超高压和联合处理都可明显降低TVB-N含量。货架期TVB-N含量逐渐上升，不同处理间存在明显差异。其中，对照组的TVB-N含量上升速度最快，羟基水处理次之，两组在6 d超过GB 10136—2015《食品安全国家标准动物性水产制品》限量值（25 mg/100 g）。羟基自由基是一种无选择性的强氧化剂，氧化还原电位高达2.8 V（仅次于氟），是臭氧的1.35倍、氯的2.06倍，在水中会诱发一系列的自由基链反应，氧化分解几乎所有的有机物质、生物体[30]。因此，可推测羟基自由基氧化分解虾体表面碱性含氮物质，从而使TVB-N含量下降。超高压和联合处理的上升趋势相对缓慢，货架期12 d仍低于限量值。超高压也具有降低TVB-N含量的作用，这可能与超高压使有机物质渗出到汤汁而TVB-N含量检测只检测可食部分有关。对比图2和图3可知，菌落总数比TVB-N含量上升的速度更快，超标的时间更早。同时推测可知，超高压处理有效地抑制炝虾体内微生物的生长，从而降低蛋白质的氧化分解速度，减少挥发性物质，如胺和三甲胺等的产生，抑制了TVB-N含量的上升。

2.5 质构的变化

质构特性是食品重要的品质特征之一。不同处理对炝虾货架期质构的影响见图4～图6。

图4 不同处理对炝虾货架期硬度的影响Fig.4 Effect of different treatments on hardness of salted shrimp during shelf life

图5 不同处理对炝虾货架期弹性的影响Fig.5 Effect of different treatments on springiness of salted shrimp during shelf life

图6 不同处理对炝虾货架期咀嚼性的影响Fig.6 Effect of different treatments on chewiness of salted shrimp during shelf life

羟基水处理对炝虾质构的影响不大，但超高压处理会使炝虾硬度、弹性和咀嚼性明显上升。硬度从169.1 g上升到282.2 g，弹性从0.706上升到0.869，咀嚼性从57.8 mJ上升到144.1 mJ。超高压处理对质构的影响已多有报告，如王芝妍等[31]研究发现，200 MPa处理组虾仁硬度、弹性和咀嚼性分别提高35.37%、7.46%和24.93%，并认为虾仁质构得到改善。在货架期间，其质构参数逐渐下降，与对照和羟基水处理的质构参数相接近。表明超高压处理后质构特性的改变具有可逆性。

2.6 色泽的变化

色泽是影响炝虾外观品质的因素之一。不同处理对炝虾货架期色泽的影响见图7～图9。

图7 不同杀菌处理对炝虾虾肉货架期L*的影响Fig.7 Effect of different treatments on L*of salted shrimp meat during shelf life

图8 不同杀菌处理对炝虾虾肉货架期a*的影响Fig.8 Effect of different treatments on a*of salted shrimp meat during shelf life

图9 不同杀菌处理对炝虾虾肉货架期b*的影响Fig.9 Effect of different treatments on b*of salted shrimp meat during shelf life

如图7～9所示，羟基水处理对炝虾虾肉色泽的影响不大，而超高压会明显影响炝虾虾肉色泽，主要表现为虾肉色泽变白，透明度变低。超高压处理会使L*从53.98上升至61.57；使a*从0.78下降至-1.60；使b*从1.578下降至-5.820。在货架期，L*和a*变化较小。超高压和联合处理后的b*随时间延长，会逐渐上升，但仍低于对照组和羟基水处理组。表明超高压处理后虾肉色泽改变，具有不可逆性。超高压处理还会影响虾体表面的色泽，主要也是由表面虾肉色泽的变化引起相应程度变白。虽然超高压处理对炝虾的色泽和质构产生了一定的影响，但对风味的影响较小，未见有明显的熟制风味，仍表现为生鲜风味。

2.7 汤汁浊度的变化

汤汁浊度是影响炝虾外观品质的因素之一。不同处理对炝虾汤汁浊度的影响见图10。

图10 不同处理对炝虾汤汁货架期浊度的影响Fig.10 Effect of different treatments on soup turbidity of salted shrimp during shelf life

由图10可知，货架期起始浊度，从低到高依次为羟基水处理组、对照组、联合处理组和超高压处理组。羟基水处理可明显降低汤汁浊度，而超高压处理后汤汁浊度会显著上升。羟基水处理氧化分解表面有机物而被清洗掉，从而使浊度下降。王星璇等[32]研究表明，超高压处理会使虾仁中的蛋白质溶出，因而超高压处理汤汁浊度上升可能与蛋白质等有机物溶出有关。联合处理兼具羟基水和超高压双重作用，其浊度介于两者单独处理之间。货架期间，对照组和羟基水处理组汤汁浊度会快速上升，而超高压处理和联合处理缓慢上升。这与不同处理货架期腐败速度相一致，腐败的发生加快了汤汁浊度上升。由于羟基水延缓货架期腐败的作用有限，也因此汤汁浊度上升也很快。还可以看出，羟基水处理组汤汁浊度一直低于对照组，联合处理组低于超高压组，表明羟基水处理可以一定程度上可保持炝虾货架期汤汁的澄清度。

3 结论

采用羟基水、超高压和联合处理炝虾，研究不同处理的杀菌率及其对货架期品质的影响。结果表明，羟基水处理不仅可以杀菌，还具有净化作用，可降低菌落总数、TVB-N含量和汤汁浊度，且对产品外观无显著性影响，结合冻藏有助于提高质检合格率。超高压处理杀菌更彻底，可以明显延长冷藏货架期；超高压联合羟基水处理，既具有较高的杀菌效果，还可延缓汤汁浊度上升。因此，联合处理在提高质量安全，延长货架期方面具有巨大的应用潜力。此外，羟基水处理杀菌技术还有待进一步研究，如结合超声波处理等技术，进一步优化清洗杀菌工艺，提高杀菌效果。