干腌火腿腐食酪螨的危害及防治

2023-12-15 13:34:06王伟强许为民应逸琳李双喜
农产品加工 2023年18期
关键词:火腿熏蒸危害

王伟强,许为民,应逸琳,谢 红, 李双喜,

(1.金华金年火腿有限公司,浙江 金华 321041;2.浙江师范大学 行知学院,浙江 兰溪 321100)

0 引言

干腌火腿是以猪的后腿或前腿为原料,在一定的气候条件下,经过食盐腌制及长时间发酵而成的一种发酵肉制品[1]。以金华火腿为例,传统制作技艺包括选料、修坯、腌制、洗晒、整形、发酵、下架分级、堆叠后熟等八大工序48 道工艺,三大核心工序为“低温腌制、中温脱水、高温发酵”,发酵时间长达6~8 个月,是金华火腿制作过程中独特风味生成最重要的环节。发酵阶段是虫害发生高峰期,对干腌火腿的品质危害很大,主要有腐食酪螨、酪蝇、白腹皮蠹、红带皮蠹、白蛆虫、赤颈椰虫甲等[2],其中腐食酪螨和酪蝇危害程度最为严重。通过综合分析,可为今后干腌火腿实际生产过程中综合防治腐食酪螨提供一些技术参考。

1 干腌火腿腐食酪螨的生物学特性

腐食酪螨Tyrophagus putrescentiae(Schrank)归属粉螨亚目(Acarida)、粉螨科(Acaridae),食酪螨属(Tyrophagus),是节肢动物特化的一个类群,整个生活史可分为卵、幼螨、第一若螨、第三若螨和成螨5 个时期。螨卵透明,外形近似圆柱体,除幼螨含3 对足外,其余各发育阶段均有4 对足。成螨躯长270~314 μm,螨体体壁柔软、体色棕黄、体表光滑。口器属于咀嚼型,颚体前端由螯肢、须肢、口下板和上唇等组成,脚背通常有7 对刚毛。

腐食酪螨喜欢温暖与潮湿的环境,最低生长温度为(7±3)℃,最高为(35±2)℃[3]。湿度大小对腐食酪螨有较大影响,当相对湿度低于60%时,存活率很低[4]。雌螨一生可产多达500 多个卵,平均每天20~30 个[5]。繁殖适宜温度为22~26 ℃,11~13 ℃时需39~50 d 完成一代,16~22 ℃时需24~40 d,在23 ℃,85%的相对湿度下,每完成一代仅需2~3 周[6]。低于10 ℃时,该螨就无法继续发育和繁殖,在0 ℃时仍然可以存活[7]。

2 干腌火腿腐食酪螨的传播及危害

腐食酪螨是多种重要仓储食品的常见害螨之一,数量众多、食性复杂、分布广泛,经常大量发生于干腌火腿、干酪、奶粉、花生及大豆饼等富含蛋白质和脂肪的贮藏食品中,因此其危害既是广谱性的,又是世界性的。

2.1 干腌火腿腐食酪螨的传播

腐食酪螨个体微小,可以借助气流、风力等物理因素,老鼠、昆虫等生物因素,人的衣服、鞋袜和生产工具等人为因素的不同接触途径而传播、感染。因此,即使是新建投产的厂房,厂外的螨也会传播到厂内和室内[8]。

温湿度显著影响腐食酪螨在火腿中的生长与繁殖,在火腿上架发酵和贮藏保管期间,空气温度与相对湿度条件适宜腐食酪螨的生长与繁殖[9]。其次,腐食酪螨生长所需营养来自火腿中富含的蛋白质与脂肪,还可以利用火腿发酵时表面上广泛覆盖的霉菌菌丝,因而火腿工厂的发酵房和贮藏室容易滋生或残存大量的腐食酪螨及其虫卵。

一般情况下,每年4—5 月,随着气温的逐步回升,火腿被腐食酪螨感染的风险逐渐增加,5 月份进入雨季以后,火腿腿面上霉菌开始生长,呈现螨、霉快速蔓延与共存共长的局面,8 月上旬到9 月中旬达到高峰[10]。腐食酪螨繁殖力很强,种群基数庞大,危害范围广泛,种群数量增长到高峰时,几乎覆盖整个仓库。

2.2 腐食酪螨对干腌火腿品质的危害

腐食酪螨在干腌火腿中发生及危害程度较为严重,可发生在火腿表面的任何地方,并且发生量较大。通常在火腿表面啃食脂类和霉菌菌丝体,被腐食酪螨感染危害的火腿逐渐破坏了表面霉菌层,没有绿袍生长,突显干燥,残渣较多,肉眼即可观察到火腿表面有大量的螨虫啃食洞穴存在,极端情况下,最后火腿上只剩下稠密的一层螨虫体,外观损毁严重,直接影响了火腿的感官性状,加剧了消费者对火腿食用安全性的担忧,影响了火腿的正常销售。而在风味方面,腐食酪螨还会将部分腐败性微生物带进火腿内部,引起火腿腐败变质,严重影响火腿风味和品质。

2.3 腐食酪螨对人体健康的危害

腐食酪螨也是螨性皮炎(俗称谷痒症)、螨性过敏、肺螨病和肠螨病的主要病原体[11],能导致多种过敏性疾病发生。该螨通过携带与传播多种霉菌,致使接触人员的皮肤和肠道受到外源刺激,引起食源性疾病,威胁到人体健康[12]。

3 腐食酪螨的防治

针对干腌火腿中腐食酪螨的防治,目前国内火腿加工企业大多采用物理结合化学方法防治。防止腐食酪螨大量传播与蔓延的首要措施是保持生产环境、厂区、车间、工具和人员的清洁卫生[13]。要严格遵守工艺要求,规范管理,制定虫害控制计划,定期人工巡检,及时隔离受害火腿。车间、仓库等的出入通道,要安装全自动风幕机或者胶帘。发酵成熟车间必须严格遵循整进整出原则,至少提前腾空1~2 个月,采用磷化铝片剂(56%)或粉剂(85%~90%)进行熏蒸空库,密封5~15 d,通风散气15 d。发酵房人工定期巡检,由专人负责,对发酵过程中出现开裂、分层的火腿,适时采用面糊(面粉40%+油脂52% +食盐8%)填实补满,以减少腐食酪螨在火腿裂缝中产卵及繁殖的机会。当发现火腿上有腐食酪螨出现时,应及时转移隔离,首先人工去除腿面上的霉菌和害螨,再用热猪油浸没火腿或用食用植物油涂抹腿面。

为了有效控制腐食酪螨造成的危害,对不同防治方法开展了大量的试验研究,包括物理防治法、化学防治法和生物防治法等。

3.1 物理防治法

3.1.1 温度控制法

80 ℃高温热处理20 min 虽然可以消除腐食酪螨,但火腿品质严重受损。40 ℃热处理48 h 可以使感染率下降至50%,处理96 h 可以使感染率进一步下降至20%,但7 d 后又回升至65%[14]。低温冷冻通常并不能使腐食酪螨完全死亡,特别是虫卵,在-5 ℃下需要24 d 才被彻底杀死,火腿的品质也会因反复的冻融受到影响。可见,温度控制处理很难从根本上解决干腌火腿中的螨害。

3.1.2 湿度控制法

在正常相对湿度时,腐食酪螨的危害通常局限于火腿的表层,对腿肉内层影响较小。55%以下的相对湿度处理,可以减少腐食酪螨在火腿表层的活动,然而干燥的空气致使霉菌受到很大损伤,迫使螨向火腿表层裂缝和内层侵入,并以火腿腿肉为食,造成更大更多的空穴,甚至掏空全部内部腿肉[14]。因而降低发酵环境的相对湿度,不适宜控制干腌火腿中螨的危害。

在上架发酵阶段,适宜的温湿度条件对干腌火腿形成独特的风味是至关重要的,为了控制腐食酪螨的生长与繁殖而改变温度和湿度条件都会影响火腿的风味品质。

3.1.3 光照控制法

较常使用的设备主要有LED 强光灯、紫外诱杀灯等。腐食酪螨形体微小,趋黑怕光,强光可以减少腐食酪螨的移动和影响发育,但他们仍然能够存活,对控制螨的生长效果较为有限。在距离紫外线灯(260 nm)10 cm,照射3~15 min 条件下,成螨死亡率可达85%以上[15],有一定效果。

3.1.4 微波辐照法

于40 ℃下,将微波功率(50~1 000 W)和时间(15~600 s)的组合应用到干腌火腿上,不会显著影响火腿的感官品质,可用于防治火腿螨虫。但当微波强度太大时,会降低火腿品质。微波处理也存在大众接受度较低和设备成本昂贵等问题。安装超声波作为驱螨剂,可一定程度上有效防止室外螨虫进入室内。60Co γ 射线在0.5~1.0 kGy 的剂量水平时,辐照杀螨彻底。

3.1.5 套袋控制法

用100%涤纶制作成火腿套袋,用食品级化学溶液40%丙二醇(PG)、1%丙二醇藻酸盐(PGA)和1%角叉菜胶(CG)对套袋进行表面处理,强化火腿套袋的功能性,既能起到防治腐食酪螨的作用,而且对套袋的主要机械性能特征几乎没有显著影响[16],有待进一步开展实际应用研究。

3.2 化学防治法

3.2.1 熏蒸法

采用熏蒸或喷洒有机磷杀虫剂的方法处理正在生产的厂房会对食品安全造成潜在威胁,已被禁止。然而熏蒸法作为一种防治腐食酪螨最有效的方法,对未存放火腿等生产原材料的空房进行密闭熏蒸处理,可彻底清除害螨。熏蒸剂主要有溴甲烷、磷化氢、二氯化碳、环氧乙烷、溴乙烷、四氯化碳等[17],其中溴甲烷是防治火腿腐食酪螨并保证火腿品质最有效的熏蒸剂,连续二次低剂量熏蒸就能够达到根除腐食酪螨的目的,且残留量极低[18]。但由于溴甲烷会破坏大气臭氧层被列为受控物质,禁止用于火腿生产中的虫害防治。因此,亟需寻找溴甲烷熏蒸的替代方案,目前对磷化氢、硫酰氟等替代熏蒸剂已经开展了大量研究。最近发现,一氧化氮(NO)是防治腐食酪螨有效的熏蒸剂。在25 ℃的试验条件下、较低浓度(0.5%)的NO 熏蒸处理16,48 h 后,腐食酪螨成虫和虫卵得到有效控制,有望成为溴甲烷潜在替代且安全有效的处理方法[19]。

3.2.2 气调控制法

气调控制技术是一种绿色安全的方法。降低空气中O2浓度(<4.5%)后火腿腐食酪螨的数量有所下降[20],低浓度O2(<2%)、高浓度CO2(>32%)经48 h的密闭可以杀死95.5%以上的腐食酪螨[21]。在空气中充入CO2和N2也能达到防治效果。压强为20 KPa/cm2时,充入CO2气体处理火腿60 min,防治腐食酪螨效果最佳。使用N2防治达到最佳效果的条件为60 kPa/cm2,48 h[22]。臭氧浓度大于175 mg/L 并持续48 h 能够实现火腿腐食酪螨所有生命阶段100%死亡率[23]。但是,气调控制法调节了火腿发酵环境的正常水平,会对火腿风味物质的形成产生一定的影响。

3.2.3 植物源性杀虫剂

植物源性杀虫剂是一种新型的绿色无公害药剂。其功效成分主要包括生物碱、有毒蛋白质、糖苷类及有机酮、酯、酸类物质等[24]。使用肉桂醛、茴香籽油及他们的衍生物对腐食酪螨进行处理后,防治效果优于苯甲酸苄酯等传统农药[25]。某些天然单萜类化合物,如芳樟醇、茴香酮、长叶薄荷酮、薄荷酮、α-或γ-萜品烯的蒸汽对腐食酪螨的成虫及幼虫都能达到100%的致死率,但不能推迟腐食酪螨虫卵发育为幼虫[14]。肉桂精油和丁香精油对腐食酪螨的驱避作用和杀卵作用较强,肉桂精油对腐食酪螨致死中浓度(LC50)为1.06 μg/cm2,毒力是邻苯二甲酸二丁酯和苯甲酸苄酯的33.76 倍和9.08 倍,丁香精油对腐食酪螨的致死中浓度(LC50)为4.49 μg/cm2,毒力是邻苯二甲酸二丁酯和苯甲酸苄酯的7.9 倍和2.14 倍[26]。采用植物中抽提的丁烯基酞内酯[27]、马鞭草烯酮[28]、甲萘酚[29]对腐食酪螨进行熏蒸,也都表现出良好的致死效果。但是,这些植物源生物活性剂与火腿独特香气成分散发的气味不同,因此火腿加工生产应用时需要考虑减少其对火腿感官品质的影响。

3.2.4 可食性膜

国外常使用植物油(椰子油、葵花籽、花生油、玉米油、芝麻油等)和猪油涂膜法来防治害虫。发酵成熟中的火腿表面应用动植物油涂膜之后,能够导致腿肉中的水分散失困难,延长火腿的发酵成熟时间。因此,对于发酵期较短的半发酵火腿,使用动植物油涂膜时必须考虑水蒸气透过率、透过量及透过系数等透湿性参数。在实验室模拟条件下,黄原胶+丙二醇、卡拉胶或海藻酸丙二醇酯+丙二醇制作的复合型涂膜剂对火腿腐食酪螨防治效果显著,且该膜具有良好的水分透过性,不影响火腿的水分散发、正常发酵和感官特性[30],在实际加工中的应用效果有待进一步观察。

3.3 生物防治法

微生物防治螨害也是安全有效的措施之一。真菌控制螨类有显著效果,如用虫霉(Entomophthora)防治桔锈螨和真叶螨,用白僵菌制剂控制红叶螨类。放线菌产生的抗生素也被用于螨害防治[31]。国外筛选到的金色链霉菌(S-3466)能够分泌四活素(Tetranactin),对一般螨害的防治效果达到80%左右[32]。我国筛选到的链霉菌(S-368)菌丝体提取液对腐食酪螨的致死率可达81.5%[3]。当发现火腿上有少许幼螨时,用微生物发酵产物涂布或喷雾于腿面,可在一定程度上达到控制螨害的目的。

4 结语

腐食酪螨是干腌火腿上架发酵成熟期间主要虫害之一,分布范围广、生长繁殖快、传播途径多、危害程度大。腐食酪螨的综合防控需要坚持“防治结合,以防为主”的基本原则,保持良好的加工环境卫生是最基本要求,要加强生产过程管理,定期人工巡检,最大程度减少腐食酪螨的发生。温度控制、湿度控制、光照控制和微波辐照等物理防治法虽较为环保,但很难从根本上彻底消除螨害,且会对火腿的感官、风味和品质产生负面影响,套纱布袋的效果仍需开展进一步实际应用研究。溴甲烷虽然是最有效的熏蒸剂,但已被禁止使用,寻找溴甲烷替代品仍在研究探索,如果发酵车间密闭性较好,且其他金属设备能得到有效保护,磷化氢熏蒸也是较为理想的选择。气调控制、植物源杀虫剂、腿面涂膜等化学防治法仍需要评估实际生产中的应用效果。寻求绿色、高效且便捷的植物源性杀虫剂、微生物发酵产物等仍需要开展深入性研究。

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