臭氧水減菌化處理在冷鮮魚肉中的應用

劉偉　孫杰　劉芹

摘要：臭氧和臭氧水在食品加工業中應用廣泛，在處理水產品、水果蔬菜保鮮等方面的運用越來越多。為達到冷鮮魚肉質量控制的目的，研究臭氧水的溶解度變化、質量濃度變化、生產減菌試驗、保質期試驗，以探討臭氧水在冷鮮魚肉中的應用情況。結果表明，在試驗環境下，臭氧的質量濃度隨通入臭氧時間的增加逐漸增大；在水量一定的條件下，臭氧的溶解量到達峰值時則不再增加；隨著放置時間的延長，臭氧水的質量濃度逐漸降低，降解率增大。在噴淋減菌試驗中，臭氧水對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的平均殺菌率分別為80%、60%；魚肉樣品經自來水清洗后，采用質量濃度為3.60 mg/L（通臭氧30 min）的臭氧水噴淋3 min，進行托盤包裝后4 ℃貯藏保質期可延長2 d。

關鍵詞：冷鮮魚肉；臭氧水；溶解度；保質期

中圖分類號： TS205.7 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0343-04

水產品是人體獲取動物性蛋白質的主要來源，其中魚類占據著重要比重。隨著科學技術的發展以及消費者對生活品質的追求不斷提高，傳統的活魚銷售模式無法滿足廣大消費者的需求。冷鮮魚肉以其方便快捷、安全衛生等優點而深受消費者喜愛，具有廣闊的市場前景。然而，冷鮮魚肉貯藏期短、易腐敗變質的特點是阻礙其大規模生產的主要因素。冷鮮魚肉自身附著及加工中污染的微生物隨著貯藏時間的延長而增長繁殖，導致魚肉腐敗變質、品質劣變[1]。有效降低產品中初始微生物的數量是保持冷鮮魚肉鮮度品質、延長貨架期的重要手段。

近年來，臭氧在食品工業中的應用量不斷增長，且適用范圍呈不斷擴大的趨勢[2]。臭氧是一種具有強氧化性的氣體滅菌劑，其滅菌原理結合了物理、化學、生物等多方面因素，具有很強的消毒殺菌能力[3-5]。李杉等對鮮羅非魚片的減菌處理進行研究，發現臭氧水對樣品的減菌率超過90%，且對其感官品質影響最低[6]。施建兵等、閆師杰等分別研究了臭氧水處理對鯧魚塊、鲇魚中微生物的影響，發現臭氧水可有效減少兩者的初始微生物數量并抑制微生物的增長[7-8]。刁石強等以鮮鳀為研究對象，將普通海水與臭氧處理的海水進行保鮮對比試驗；結果表明，經臭氧處理的海水可使鮮鳀的保質期延長1～2 d[9]。Laura等采用臭氧水處理新鮮鱈魚，發現臭氧水處理能夠明顯減少微生物的數量，延長其貨架期[10]。Cao等采用臭氧水處理太平洋牡蠣，發現臭氧水處理可顯著減少牡蠣中的初始微生物數量，并使貨架期延長2 d[11]。在新形式的食品領域，臭氧已被廣泛應用于鮮切果蔬的保鮮并取得了良好效果[12-16]。然而，將臭氧水用于控制冷鮮魚肉的初始微生物數量以延長其貨架期的報道較少。本研究通過探討了臭氧水的穩定性及其對冷鮮魚肉微生物的控制效果，以期為臭氧水在延長冷鮮魚肉貯藏期中的應用提供依據。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

鮮活草魚購自武漢市常青花園武商量販，去內臟后迅速運回實驗室加工。PCA菌落總數瓊脂培養基、VRBDA腸道菌計數瓊脂、甘露醇高鹽瓊脂均購自青島市高科技園海博生物技術有限公司，氯化鈉（分析純）購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

3S-A10型臭氧發生器（北京同林高科科技有限責任公司），FHW-450型保鮮膜封接機（浙江江南實業有限公司），SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺（蘇州凈化設備有限公司），FSH-2A型可調高速勻漿機（金壇市醫療儀器廠），MIR-450型電熱恒溫培養箱（三洋電機株式會社），手提式蒸汽不銹鋼消毒器（滅菌鍋）（上海博訊寶業有限公司），DHG-9123A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）。

2 試驗內容與方法

2.1 臭氧溶解度變化規律試驗

向5 L蒸餾水中分別通入5、10、20、25、30 min的臭氧，測定水中的臭氧質量濃度。

2.2 臭氧水質量濃度的變化

在室溫（10 ℃）條件下將低質量濃度、高質量濃度（分別通入臭氧5、25 min）的臭氧水放置一段時間，測定臭氧水中臭氧質量濃度的變化規律。

2.3 臭氧水不同作用時間的殺菌效果試驗

選擇同一質量濃度的臭氧水于室溫（10 ℃）下噴淋冷鮮魚肉，測定樣品中菌落總數的變化。

2.4 臭氧水噴淋殺菌試驗

殺菌率的計算公式為：

殺菌率=（No-Nt）/No×100%。

式中，No為噴淋前的活菌數，Nt為噴淋后剩余的活菌數。

多種質量濃度的臭氧水在室溫（10 ℃）下噴淋3 min后，測定冷鮮魚肉中的菌落總數及殺菌率。多種質量濃度的臭氧水在室溫（10 ℃）下噴淋3 min后，測定冷鮮魚肉中的大腸桿菌總數。冷鮮魚肉經臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，測定噴淋前后的菌落總數及滅菌率。冷鮮魚肉經臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，測定噴淋前后的致病菌（金黃色葡萄球菌、大腸桿菌）數及滅菌率。

2.5 保質期試驗

冷鮮魚肉經臭氧水（通入臭氧30 min）噴淋3 min，托盤包裝后冷藏，測定貯藏期間冷鮮魚肉中的菌落總數、大腸桿菌數，并進行感官評定。

3 結果與分析

3.1 臭氧溶解度的變化規律

利用臭氧水對水產品進行處理，不僅起到了減菌化的作用，水產品的品質也得以較好保持。臭氧是通過空氣放電產生并具有強氧化作用的物質，其殺菌力與菌體細胞接觸臭氧的濃度有關[17]。本試驗利用臭氧發生器產生臭氧，并通過曝氣泵使臭氧與水接觸形成臭氧水。臭氧水中的臭氧溶解量不僅與通氣時間有關，也會隨著時間的延長重新溶出而使濃度降低；因此，有必要探討在試驗環境（10 ℃）下隨著通臭氧時間的增加，臭氧在水中溶解度的變化規律。

由圖1可知，隨著通入臭氧時間的增加，水中臭氧的質量濃度逐漸增大，但25 min后臭氧溶解度變化較小。在一定水量的條件下，臭氧的溶解量并不隨著通氣時間的延長而增加，當質量濃度達到3.60 mg/L時溶解量不再增加。

3.2 臭氧水放置過程中的質量濃度變化

分別制備高、低質量濃度的臭氧水，考察室溫放置過程中臭氧質量濃度的變化規律，為冷鮮魚肉臭氧水減菌過程提供參考。在室溫10 ℃條件下，分別向蒸餾水中通入臭氧 25、5 min，制得的臭氧水質量濃度分別為3.58、2.90 mg/L。由圖2可知，高、低不同質量濃度臭氧水中的臭氧質量濃度均隨時間的推移逐步下降，在0～5 min質量濃度降低最顯著。分別于通入臭氧25、5 min后停止通入，室溫下靜置5 min后測量，其降解率分別達到7.3%、10.1%；靜置1 h后臭氧質量濃度基本趨于穩定，分別為2.52、1.99 mg/L。

3.3 臭氧水不同作用時間的殺菌效果

利用臭氧水殺菌通?？刹扇〗莺蛧娏?種方法，但浸

泡和噴淋時間過長均會導致魚肉的感官品質變差。在不影響殺菌效果和感官品質的前提下，生產中大多采用噴淋的殺菌方式[18]。研究不同噴淋時間對冷鮮魚肉中微生物的影響，以獲得較好的噴淋殺菌時間。由圖3可知，冷鮮魚肉中的菌落總數隨著噴淋時間的延長迅速下降，其殺菌率逐漸增大。噴淋作用3、5、7 min時，殺菌率變化較小。試驗結果表明，臭氧對冷鮮魚肉中的微生物具有一定殺菌效果，且處理時間越長其殺菌效果越好。在實際生產中，達到殺菌效果的同時考慮感官品質和生產效率，因此選擇臭氧水噴淋時間3 min為冷鮮魚肉的最適殺菌條件。

3.4 臭氧水噴淋減菌試驗

3.4.1 不同質量濃度臭氧水噴淋對冷鮮魚肉的減菌效果 臭氧是一種強氧化性物質，其殺菌率與細胞暴露于臭氧質量濃度的大小有關。在作用時間均為3 min的條件下，比較不同質量濃度臭氧水的減菌效果。由圖4可知，殺菌率隨著臭氧水質量濃度的升高而上升。通入臭氧時間為25 min時，殺菌率達到67%；通入臭氧45 min后，殺菌率高達83%；通入臭氧時間為30 min時，制備的臭氧水殺菌率達到峰值。隨著通入臭氧時間的延長，臭氧水的殺菌效果明顯增加。

3.4.2 不同質量濃度臭氧水噴淋對冷鮮魚肉中大腸桿菌的減菌效果 比較不同質量濃度的臭氧水作用3 min對冷鮮魚肉中大腸桿菌的減菌效果。由圖5可知，殺菌率隨著臭氧水質量濃度的升高逐漸增大，通入臭氧時間為25、30、45 min時，殺菌率分別達到73%、80%、83%。魚肉中的大腸桿菌數隨著通入臭氧時間的增加而不斷減少，即殺菌率不斷提高。當處理時間延長至30 min時，大腸桿菌總數呈明顯降低趨勢，即對大腸桿菌的減菌效果顯著上升。當臭氧水噴淋30～45 min時，大腸桿菌數的下降趨勢變緩。在達到滅菌效果的同時考慮經濟等因素，選擇通入臭氧時間為30 min，臭氧水質量濃度為3.60 mg/L。

3.4.3 通入臭氧30 min臭氧水噴淋3 min對冷鮮魚肉菌落總數的減菌效果 根據初步試驗結果將臭氧水處理應用于生產，發現其減菌效果顯著（表1）。樣品魚肉經3.60 mg/L臭氧水噴淋3 min后檢測菌落總數，試驗共5個批次，3次重復。結果顯示，噴淋處理可顯著減少魚肉微生物數量，其感官品質無明顯變化，平均殺菌率高達80%，最高殺菌率達82%。

3.4.4 通入臭氧30 min臭氧水噴淋3 min對魚肉中致病菌的減菌效果 對魚肉等水產品品質影響較大的致病菌有大腸菌群、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌、單核細胞增生李斯特氏菌、霍亂弧菌[19]。本試驗針對大腸菌群、金黃色葡萄球菌2種冷鮮魚肉中易污染的致病菌進行培養檢測。樣品魚肉經質量濃度為3.60 mg/L的臭氧水噴淋3 min，試驗共5個批次，3次重復，分別進行大腸菌數、金黃色葡萄球菌數檢測。由表2可知，2種菌的菌落總數大幅減少，而魚肉感官品質沒有明顯變化。5個批次對大腸菌群的平均殺菌率為80%，最高殺菌率達81%；對金黃色葡萄球菌的平均殺菌率為58%，最高殺菌率達60%?？梢?，臭氧水噴淋對冷鮮魚肉中的致病菌（大腸桿菌和金黃色葡萄球菌）具有一定殺滅作用。

3.5 冷鮮魚肉保質期試驗結果

由于無法采用高溫殺菌方式控制冷鮮魚肉中的微生物數量，為保證一定的貨架期，常采用減菌劑減菌的方法降低冷鮮魚肉中初始微生物的數量，以達到質量控制的目的。臭氧水減菌處理可有效減少魚肉的初始微生物數量，為后續的微生物控制減少壓力。本試驗以蒸餾水處理為對照組，主要從菌落總數、大腸桿菌數、感官3個方面研究臭氧水噴淋對冷鮮魚肉的影響。冷鮮魚肉樣品采用3.60 mg/L臭氧水噴淋3 min后進行托盤包裝，于4 ℃下貯藏。結果表明，處理組微生物數量在貯藏約4 d時達到106 CFU/g，而空白對照組約2 d時已達到106 CFU/g。處理樣品在貯藏期間表現為顏色鮮、肉質脆、氣味變化不明顯；而空白組于3 d時顏色開始變暗，肉質變軟，并于5 d出現明顯臭味（表3）。臭氧水減菌化處理有利于維持產品的品質，有效延長冷鮮魚肉的保質期。

4 結論

在10 ℃試驗環境下，水中臭氧的質量濃度隨著通入臭氧時間的延長逐漸增大，通入臭氧25～30 min后溶解量達到峰值。制備好的臭氧水在放置過程中，其質量濃度逐漸降低。利用臭氧水進行噴淋減菌，噴淋時間越長減菌效果越好。綜合考慮各因素，臭氧水減菌處理冷鮮魚肉的最佳噴淋時間為3 min。

在臭氧水噴淋減菌試驗中，不同質量濃度臭氧水對冷鮮魚肉中菌落總數和大腸桿菌的減菌效果研究表明，當臭氧水質量濃度為3.60 mg/L時，即制備時通入臭氧時間為30 min時，減菌率高，減菌效果達到要求，菌落總數減菌率為83%，大腸桿菌平均殺菌率為80%。通入臭氧30 min的臭氧水（質量濃度為3.60 mg/L）噴淋3 min對冷鮮魚肉進行減菌處理，對魚肉中大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的平均殺菌率分別為80%、60%，處理后冷鮮魚肉的貨架期可延長2 d。利用臭氧水減菌處理是控制冷鮮魚肉中初始微生物數量、延長產品貨架期的有效措施。

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