熱輔助超高壓對復合調味醬細菌總數的殺滅研究

吳月蛟，周怡清，沈 群

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京100083）

熱輔助超高壓對復合調味醬細菌總數的殺滅研究

吳月蛟，周怡清，沈 群*

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京100083）

以三種半固態的醬味復合調味料——復合甜面醬、復合黃豆醬、復合芝麻醬為研究對象，以菌落總數、霉菌和酵母數為指標，通過對壓力、溫度作單因素分析，探討了不同熱輔助超高壓條件變化對殺菌效果的影響。結果表明，熱輔助超高壓處理對霉菌和酵母有較好的殺滅效果，處理后的醬料均能達到國家食品衛生標準；而細菌耐壓性更強，菌落總數未能達國家食品衛生標準，且隨著壓力的增大并未明顯表現出下降的趨勢。

復合調味醬，菌落總數，殘存率，熱輔助超高壓

復合調味料（Compound condiment）是經工藝加工、處理及包裝，能夠賦予食品、菜肴特殊風味的一類定型調味料產品[1]，隨著生活水平的提高，已成為發展最快、最有潛力的食品行業之一。目前常見的殺菌方式主要有巴氏殺菌、熱灌裝、輻照殺菌、微波殺菌、臭氧殺菌、加防腐劑等[2-5]。然而，傳統的殺菌方法存在處理時間長、殺菌不徹底、影響食品風味和營養成分等問題，不僅很難達到較高的安全衛生要求，而且不易實現自動化，限制了產品的推廣應用[6]。熱輔助超高壓處理，即超高壓熱處理（High hydrostatic pressure-assisted thermal processing，HHPATP）作為一種能使低酸性食品中的耐熱芽孢失活的食品保藏技術而受到廣泛關注，經超高壓處理的食品在完成殺菌后，能較好地保持其原有營養成分，且加工后的食品口感佳、色澤鮮艷、保質期延長[7]。其滅菌效果受到微生物自身特性、介質屬性、壓力大小以及加壓時的溫度等多種因素的影響。其中，壓力-溫度共同作用，可以最大限度地提高產品的安全性和貨架期[8]。目前，國內外對熱輔助超高壓技術在食品領域的應用有較多的研究，尤其是對于果蔬、乳制品和肉制品的研究較為豐富，而對復合調味料應用研究較少[9-11]。本文分別制作以芝麻醬、黃豆醬、甜面醬為主要原料的三種復合調味醬，分析溫度、壓力因素變化導致的細菌總數的變化，以期為熱輔助超高壓應用于實際生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

平板計數培養基（Plate count agar，PCA） 北京奧博星生物技術有限責任公司；孟加拉紅培養基（Rose bengal medium） 北京奧博星生物技術有限責任公司；2，3，5-三苯基四唑氯化物（TTC）、氯化鈉（NaCl） 北京北化精細化學品有限責任公司；所用化學試劑（除注明外） 均為分析純；配制復合調味醬的材料 均為市售材料，且一次性同時購買。

PHS-25酸度計 上海精科雷磁有限公司；CAUHHP-700-6高靜壓PATS裝置 內蒙古包頭科發有限公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海中安醫療器械廠；SW-CJ-2D雙人凈化工作臺 蘇州尚田潔凈技術有限公司；DZQ400/500/600型真空包裝機 北京瑞明興包裝科技有限公司；AR5120電子精密天平 美國奧豪斯公司；PHX智能型生化培養箱 寧波萊福科技有限公司；DWP-9082電熱恒溫培養箱 上海精宏實驗設備有限公司；HH-SY11-Ni電熱恒溫水浴鍋 北京市長風儀器儀表公司；

1.2 實驗方法

1.2.1 確定制醬工藝流程 醬料、辛香料、輔料的定量→調配（增味）→混合均勻→裝袋并封口→冷卻→成品。

復合甜面醬配料表（100g計）：甜面醬80g，純凈水10g，白砂糖10g，味精0.03g。

復合黃豆醬配料表（100g計）：干黃醬47g，純凈水30g，紅辣腐乳15g，白砂糖7g，陳醋1g，味精0.05g。

復合芝麻醬配料表（100g計）：芝麻醬35g，純凈水57g，韭菜花1g，紅辣腐乳7g。

1.2.2 試樣的準備 按照制定出的能被消費者接受的配方，用電子天平稱量出所需的原料，倒入容器中混勻后以20g/袋的量裝入超高壓專用包裝袋中，進行真空包裝（真空度0.1MPa，抽真空時間15s，熱封溫度90℃，熱封時間3s）。為保證原料中微生物種類及數量的一致性，所有實驗用復合調味醬均一次性配制，混合均勻后不添加任何物質，熱封后冷藏于冰箱（4℃）中備用。

1.2.3 熱輔助超高壓處理方法 在參考丁瑞祥[12]、張立云[13]、雷波等[14]研究方法的基礎上，結合本實驗所采用的原料特性，確定研究參數如下：

1.2.3.1 壓力處理范圍的選取 本實驗期望得到在符合衛生標準情況下較低的殺菌臨界值，選取其中的合適水平。選取300、400、500MPa三個壓力進行實驗，溫度45℃，保壓時間10min，并且留有一組空白作為對照。分別進行菌落總數、霉菌和酵母的檢測。

1.2.3.2 溫度處理范圍的選取 本實驗要求非熱力殺菌，故選取20、45℃兩個溫度進行實驗，壓力為400MPa，保壓時間為10min，檢測菌落總數、霉菌和酵母數。

1.2.4 微生物殘活率檢測 根據GB 4789.2-2010《食品微生物學檢驗菌落總數測定》、GB 4789.15-2010《食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》的相關操作進行微生物菌落計數，選取菌落總數、霉菌和酵母菌數作為微生物檢測指標。菌落總數培養基選用平板計數瓊脂培養基，霉菌和酵母計數選用孟加拉紅培養基。為保證實驗數據準確性，所得實驗結果均為三組重復數據平均所得，用微生物殘活率表示殺菌效果，細菌殘活率S的計算公式是：

式中：N0表示超高壓處理前樣品中菌落總數，cfu/g；N表示超高壓處理后樣品中菌落總數，cfu/mL；lgS表示處理前后菌落總數降低的對數。

本實驗重復三次取平均值，為充分有效合理地使用熱輔助超高壓設備，實驗過程中采取每一次熱輔助超高壓過程，同時處理三種醬料，并且每種醬料處理三袋，以控制實驗條件，并保證實驗的可靠性。熱輔助超高壓處理完后，將醬料于4℃冰箱中冷藏，并在12h內進行細菌總數、霉菌和酵母的檢測。

2 結果與分析

2.1 復合調味醬微生物浸染情況

表1 復合調味醬的pHTable 1 The pH value of compound seasoning sauce

在進行微生物侵染實驗之前，首先測定了本實驗中復合甜面醬、復合黃豆醬、復合芝麻醬的pH，結果如表1所示，甜面醬屬于低酸性和非酸性食品。

圖1 復合調味醬微生物侵染情況Fig.1 The microbial infestation of compound seasoning sauce

由圖1可知，三種復合調味醬都容易受細菌的侵染。此外復合甜面醬易受酵母的侵染，不易受霉菌的侵染；復合黃豆醬易受霉菌的侵染，不易受酵母菌的侵染；復合芝麻醬易受霉菌的侵染，不易受酵母菌的侵染。復合黃豆醬中霉菌種類多屬于青霉屬、毛霉屬；復合芝麻醬中霉菌種類多屬于曲霉屬、青霉屬。

2.2 不同加壓處理對菌落總數的影響

不同壓力處理后，復合調味醬中細菌菌落總數如表2所示。

表2 不同壓力對復合調味醬中菌落總數的影響Table 2 Effect of different pressures on total count of bacteria in compound seasoning sauce

由表2可知，在45℃超高壓處理保壓10min后，300、400、500MPa下復合甜面醬和復合黃豆醬中的殘存菌落總數均未達到國家食品衛生的標準（≤3× 104cfu/g），三個壓力下菌落總數都只下降了一個對數級或小于一個對數級。由圖2可知，隨著壓力增大，菌落總數并未出現顯著下降的趨勢，殺菌效果不明顯。而復合芝麻醬300、500MPa壓力下菌落總數也只下降了一個對數級左右，殺菌效果不明顯，僅400MPa下處理的達到了國家食品衛生標準，菌落總數下降了兩個對數級左右，相較于其他壓力下的處理有較好的殺菌效果。300MPa的壓力可以導致各種微生物出現相當數量的死亡，革蘭氏陰性菌和霉菌需要350MPa的壓力，而革蘭氏陽性菌在400MPa的壓力下尚不能完全殺滅[15]。根據本實驗微生物侵染的結果，這三種復合調味醬都容易被細菌侵染，且三種復合醬的細菌殘存率與初始菌落總數呈現一定的正相關性，通常初始菌落總數越多，抗熱力、抗壓力越強，初始菌落總數也是影響殺菌效果的一個重要因素，這可能是造成細菌殘存率難以達到國家衛生標準的原因之一。

圖2 45℃時細菌殘存率Fig.2 Baterial survival rate at 45℃

2.3 不同溫度處理對菌落總數的影響

選取400MPa壓力，分別采用溫度20、45℃處理復合調味醬，菌落總數如表3所示。

表3 不同溫度對復合調味醬中菌落總數的影響Table 3 Effect of different tempratures on total count of bacteria in compound seasoning sauce

由表3可知，復合甜面醬和復合黃豆醬經過400MPa超高壓處理保壓10min后，20、45℃下殘存菌落數均未達到國家食品衛生標準（≤1×104cfu/g）。由圖3可知，復合甜面醬45℃下菌落總數下降了一個對數級左右，與20℃相比有一定的殺菌作用；復合黃豆醬20、45℃兩個溫度下菌落總數下降都小于一個對數級，殺菌效果不明顯。復合芝麻醬在45℃下達到國家食品衛生的標準，細菌殘存率下降兩個對數級左右，與20℃相比有較明顯的殺菌作用。實驗結果表明，溫度與超高壓協同作用能提高滅菌效果[16]，然而本實驗中復合甜面醬、復合黃豆醬和20℃下的復合芝麻醬殺菌效果均未達到國家標準。鮑志英等[17]研究發現，400MPa下保壓10min，pH在4以下的果汁即可達商業無菌狀態，在常溫下放置幾個月甚至一年亦無任何微生物引起的腐敗變質現象。本實驗中復合甜面醬、復合黃豆醬、復合芝麻醬屬于低酸性和非酸性食品，這可能是造成細菌殘存率較高的原因。

圖3 400MPa時細菌的殘存率Fig.3 Bacterial survival rate at 400MPa

2.4 不同加壓處理對霉菌和酵母菌的影響

不同壓力處理后，復合調味醬霉菌和酵母菌數量如表4所示。

表4 不同壓力對復合調味醬中霉菌和酵母菌的影響Table 4 Effect of different pressures on mycete and saccha-romycetes in compound seasoning sauce

圖4 45℃時霉菌和酵母菌殘存率Fig.4 Mold and yeast survival rate at 45℃

由表4可知，復合甜面醬、復合黃豆醬和復合芝麻醬，在45℃超高壓處理保壓10min后，300、400、500MPa下均達到國家食品衛生標準。由圖4可知，隨著壓力的增大，霉菌和酵母數出現顯著下降的趨勢，殺菌效果較為明顯。通常各種微生物的耐壓性強弱依次為革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌[15]，相關資料也表明，多數酵母及霉菌的孢子可以很容易地被300～400MPa左右的壓力殺死[16]，細胞膜變化可能是壓力引起微生物死亡最主要的原因之一[18]。

2.5 不同溫度處理對霉菌和酵母菌的影響

選取400MPa壓力，分別采用溫度20、45℃處理復合調味醬，霉菌和酵母菌數量如圖5所示。

表5 不同溫度對復合調味醬中霉菌和酵母菌的影響Table 5 Effect of different tempratures on mycete and saccha-romycetes in compound seasoning sauce

圖5 400MPa時霉菌和酵母菌的殘存率Fig.5 Mold and yeast survival rate at 400MPa

由表5可知，復合甜面醬、復合黃豆醬和復合芝麻醬在400MPa下經超高壓處理保壓10min后，20、45℃下殘存霉菌和酵母數均達到國家食品衛生標準（≤1×104cfu/g）。由圖5可知，復合甜面醬和復合黃豆醬45℃下霉菌和酵母數分別下降了一個和兩個對數級左右，殺菌效果均比20℃下更明顯。說明受壓條件下，溫度對滅菌效果有明顯影響[19]，而復合芝麻醬在20、45℃下的殺菌效果差異不明顯，可能是由于在高壓下，食品的化學成分對殺菌效果有顯著的影響，蛋白質、碳水化合物以及脂類對微生物具有保護作用。

3 結論

在本實驗所采用的實驗條件下，霉菌和酵母菌對壓力較為敏感，在相同的殺菌溫度下隨著壓力的增大耐壓性下降。細菌的耐壓能力比霉菌和酵母強，且菌落總數隨著壓力的增大并未明顯表現出下降的趨勢，殺滅效果并不明顯也不能達到國家食品衛生標準。溫度對熱輔助超高壓處理的結果有一定的影響，三種復合調味醬在45℃下的殺菌效果均比20℃下的要好。綜合初始菌體個數、pH各因素的影響發現，熱輔助超高壓處理對霉菌和酵母有較好的殺滅效果，對菌落總數的殺滅效果不太明顯。

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The fungicidal study on high hydrostatic pressure-assisted thermal processing on the total bacterial count of compound seasoning

WU Yue-jiao，ZHOU Yi-qing，SHEN Qun*
（College of Food Science&Nutritional Engineering，Beijing 100083，China）

Three kinds of semi-solid compound seasoning sauce——compound sweet flour paste，compound soybean paste and compound tahini were used for the study，to explore the different heat-assisted change impacts on germicidal efficacy of ultrahigh-pressure conditions，through single factor analysis of the pressure and temperature，with total number of bacteria，yeast and mold as indicators.Heat-assisted ultrahigh pressure treatment showed better effectiveness of killing mold and yeast and processed sauces were qualified with the national food hygiene standards.However，bacteria colony failed to reach the national food hygiene standards，due to its higher pressure resistance and showed no sign of downward trend with increasing pressure.

compound seasoning sauce；total bacterial count；residual rate；high hydrostatic pressure-assisted thermal processing

TS205.9

A

1002-0306（2014）08-0092-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.011

2013－08－02 *通訊聯系人

吳月蛟（1989-），女，碩士研究生，研究方向：糧食、油脂與植物蛋白工程。

“十二五”國家科技計劃課題（2011BAD23B05-4）。