超高壓處理對川菜熟食殺菌效果及品質的影響

宋永程,王曉瓊,侯鑫悅,畢秀芳*,邢亞閣,車振明

1(西華大學 食品與生物工程學院，四川 成都，610039) 2(宜賓西華大學研究院，四川 宜賓，644000)

川菜熟食又稱川味涼菜，包括口水雞、夫妻肺片、紅油兔丁和老媽兔頭等菜肴，是川菜重要的組成部分，因其制作精細、風味獨特而受到廣大消費者的喜愛[1]。近年來，隨著許多熟食連鎖零售企業的不斷發展，川菜熟食不僅滿足了四川本地人的需求，更是游客爭相購買的“旅游特色食品”。然而，川菜熟食一般以鮮食為主，遠距離運輸主要依靠真空包裝結合低溫保存的方法，未經過殺菌，其保質期短，因而存在很大的安全風險，不能滿足外地游客等人群對安全美味食品的需求[2]。傳統的熱殺菌技術(60～70 ℃)雖然能解決微生物安全性這一問題，但是過度的加熱會嚴重破壞川菜熟食的風味和口感，不能滿足人們對于高品質食品的追求[3-5]。

食品超高壓技術(ultra-high pressure，UHP)作為一種非熱殺菌手段，是將食品物料密封于彈性包裝材料中，以水或其他流體介質作為傳遞壓力的媒介物，在100～1 000 MPa 壓力下作用一段時間，進而殺死其中的細菌、霉菌與酵母菌等，同時可以維持食品中的營養成分與感官品質[6]。與傳統熱殺菌相比，UHP能很好地保留食品原有的顏色、香氣、滋味和形態等品質[7]。郭光平等[8]研究發現，經400 MPa處理10 min后的醬牛肉可在4 ℃下貯藏25 d，且感官品質較好。方紅美等[9]研究表明，300 MPa處理雞肉15 min后，可以顯著提高受壓雞肉凝膠的硬度、彈性、黏結性和咀嚼性。邱春強等[10]研究表明，500 MPa壓力處理真空包裝醬鹵雞肉15 min，產品的微生物含量顯著降低到7 000 CFU/g(P<0.05)。目前川菜等熟食制品采用較多的殺菌方式仍是熱殺菌，但熱處理容易導致熟食制品的風味不佳[11]，而市面上也較少見到將超高壓技術應用于川菜熟食制品。因此，本研究對棒棒雞、夫妻肺片和紅油兔丁3種川菜熟食產品進行超高壓殺菌，以熱殺菌為對照，對比了不同超高壓壓力和時間對3種川菜熟食產品的菌落總數、霉菌與酵母總數、大腸菌群的殺菌效果，以及感官特性、咀嚼性、顏色變化和貯藏特性的影響，選出較優的超高壓處理條件，為UHP在熟食產品生產中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗所用川菜熟食原料由四川省成都市郫都區廖記棒棒雞連鎖店提供，每次實驗原料均新鮮制備。

平板計數培養基、孟加拉紅培養基、煌綠乳糖膽鹽肉湯培養基、NaCl、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯培養基，北京奧博星生物技術有限責任公司。

1.2 實驗材料

G154DWS高壓蒸汽滅菌鍋，上海賽海洋生物科技實業有限公司；WF32-16MM搖床、WF32-16MM色差計，深圳市威福光電科技有限公司；TA-XTPLUS質構儀，北京微訊超技儀器技術有限公司；BCD-206TS冰箱，青島海爾股份有限公司；DK-98-II電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；BSA224S電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；SW-CJ-2F雙人雙面凈化工作臺，蘇州安泰空氣技術有限公司；SGSP-02電熱恒溫隔水式培養箱，黃石市恒豐醫療器械有限公司；HPP600 MPa3-5L超高壓設備，上海沃迪智能裝備股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 川菜熟食的預處理

將棒棒雞、夫妻肺片、紅油兔丁3種熟食材料，按質量比為1∶3的比例將主輔料適當混勻后分裝成小袋，進行真空包裝，每袋40 g。

1.3.2 超高壓處理川菜熟食

將真空包裝好的熟食材料置于超高壓殺菌裝置中，設定超高壓條件為300、400和500 MPa，保壓時間為2、5、8和11 min，溫度為25 ℃，進行超高壓處理，以水為傳壓介質，升壓速率約為7.1 MPa/s，保壓期間壓力波動≤5%，卸壓時間<0.5 min。處理后立即進行微生物和品質分析。

1.3.3 熱處理川菜熟食

通過預實驗確定熱處理條件為70 ℃加熱5 min，對3種川菜熟食進行熱處理作為對照組。將材料置于水浴鍋中，6～8 min后中心溫度升至70 ℃，保溫5 min，之后迅速冷卻至40 ℃以下。處理后立即進行微生物和品質分析。

1.3.4 微生物的測定

根據GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[12]、GB 4789.15—2016《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》[13]、GB 4789.3—2016《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》[14]的相關操作分別對菌落總數、霉菌與酵母、大腸菌群進行計數，結果以對數表示。

1.3.5 感官評價分析

對經過超高壓和熱處理的3種川菜熟食進行感官評定，從色澤、氣味、口感以及咀嚼性4個方面進行評分，感官評定小組由10位男性和10位女性組成，計算平均分為感官評分值。評定標準見表1。

表1 感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3.6 川菜熟食咀嚼性的測定

測定前將棒棒雞、兔丁去骨切成高度1 cm的立方體，將肺片中的牛肚片切成厚度為2 mm，寬度為1 cm的片狀。參考張蘭等[15]的方法，略作修改，對3種川菜熟食材料采用質構儀測定，具體參數如下：TPA模式;36 mm的圓柱形探頭(p/36R)；測試前速度1 mm/s；測試速度1 mm/s；測試后速度1 mm/s；壓縮樣品高度35%；測試時間間隔5 s；觸發類型為自動，觸發力5.0 g。每組樣品進行5次平行試驗，結果取平均值進行數據分析。

1.3.7 川菜熟食顏色的測定

川菜熟食的顏色測定是在25 ℃且光線黑暗條件下，使用色差儀測出3種熟食材料的亮度數值(L*)，紅度數值(a*)與黃度數值(b*)，并按公式(1)計算總色差值(ΔE)：

(1)

1.3.8 川菜熟食貯藏期的微生物變化

與傳統熱殺菌相比，UHP實驗條件雖然能殺死微生物菌體，但卻無法殺死細菌芽孢，所以選擇較短貯藏期(7 d)研究。將經過超高壓和熱處理后的川菜熟食材料放置在室溫條件下，貯藏7 d，選擇第1、3、5、6、7天對樣品的菌落總數進行測定。

1.3.9 實驗數據統計分析

2 結果與分析

2.1 超高壓處理條件對川菜熟食微生物總數的影響

由表2可知，超高壓處理對3種川菜熟食的菌落總數、霉菌與酵母總數和大腸桿菌數的影響顯著(P<0.05)。同一壓力下，隨著保壓時間的增加，3種熟食材料中的菌落數呈現顯著下降趨勢(P<0.05)，這與實驗樣品中細菌的耐壓特性有關，樣品中大部分菌屬于壓力敏感菌，在較低壓力下可被殺滅，而小部分耐壓的菌需要提高保壓時間才能被殺滅[16]。同一時間下，隨著壓力升高，3種熟食材料中的菌落數也呈現顯著下降的趨勢(P<0.05)，張大力等[17]研究發現牛肚菌落總數隨著超高壓處理壓力增大呈減少趨勢。在相同保壓時間與介質溫度下，增大壓強對細菌細胞膜和細胞壁損傷、細胞形態、細胞內酶活力及細胞內物質運輸影響越大，因而細菌受到的傷害越大，殺菌越徹底[18]。這表明在一定時間內增加壓力可顯著提高滅菌效果。

當超高壓條件為300 MPa/8 min、400 MPa/5 min和500 MPa/2 min時，處理后的3種川菜熟食材料中的菌落總數對數值較未處理組顯著降低(P<0.05)，且3種熟食中的菌落總數均小于2個對數值，符合GB 2726—2016《熟肉制品衛生標準》對菌落總數的最低限制。相似地，張隱等[19]發現400 MPa/5 min的殺菌條件能顯著降低泡椒鳳爪中的菌落總數、大腸菌群數。此外，3種熟食在3種壓力條件下處理2 min時，其中的霉菌與酵母數小于2個對數值，而所有處理組的大腸菌群均小于30 MPN/g，滿足GB 2726—2016《熟肉制品衛生標準》的最低限制。以上結果說明超高壓對霉菌、酵母菌和大腸桿菌有顯著的殺菌效果(P<0.05)，這是因為霉菌、酵母菌以及大腸菌群的壓力閾值較低，對壓力非常敏感[16]。易建勇等[20]研究表明,在400 MPa壓力下處理5 min就可將霉菌和大腸桿菌完全殺滅。

綜上所述，經超高壓300 MPa/8 min、400 MPa/5 min和500 MPa/2 min處理后，3種熟食中的菌落總數、霉菌與酵母總數和大腸桿菌群數均符合食品安全標準，因此選為后續超高壓處理條件對3種熟食材料進行品質分析。

2.2 超高壓及熱殺菌對川菜熟食的品質影響

表2 超高壓對3種川菜熟食菌落總數、霉菌和酵母數以及大腸菌群的影響Table 2 Effect of UHP on total plate counts, mold and yeast count and coliforms of three Sichuan cuisine

由表3可知， 與未處理組相比，經超高壓處理后棒棒雞的氣味、形態和口感顯著升高(P<0.05)；經超高壓處理的夫妻肺片色澤和形態無顯著性變化(P>0.05)，氣味和口感顯著升高(P<0.05)；經超高壓處理的紅油兔丁氣味和形態無顯著性變化(P>0.05)，色澤和口感顯著升高(P<0.05)。結果表明，與未處理組相比，超高壓在一定程度上改善了川菜熟食的感官品質。這可能是因為高壓使熟食制品中的營養成分發生了化學變化，或高壓處理加速了佐料滲透，使熟食的品質得到了改善[21]。綜合來看，500 MPa/2 min處理組的效果最好，總得分最高。

表3 川菜熟食感官評價結果Table 3 Sensory evaluation results of Sichuan cuisine

另外，經熱處理后的3種川菜熟食，感官品質基本無顯著性變化(P>0.05)，僅有紅油兔丁的色澤和口感顯著升高(P<0.05)。熱處理雖然能在一定程度上改善川菜熟食的感官品質，但單項分數以及總分偏低，這可能是因為較高的溫度使其脂肪、蛋白質等營養成分發生了過度變化, 造成色澤、嫩度等被破壞[22]，從而影響其感官評分。綜上所述，超高壓處理較熱處理更能有效改善熟食的感官性質。

2.3 超高壓及熱處理對川菜熟食咀嚼性及顏色的影響

2.3.1 超高壓及熱處理對川菜熟食咀嚼性的影響

由表4可知，與未處理組相比，超高壓處理后的棒棒雞的咀嚼性顯著降低(P<0.05)，這可能與雞肉的組織結構、肌纖維和水分含量等有關，較高壓力使肌肉纖維內肌動蛋白和肌球蛋白的結合解離，肌纖維崩解，肌纖維蛋白解離成小片段，從而使咀嚼性降低[23]；而超高壓處理后的夫妻肺片和紅油兔丁的咀嚼性顯著升高(P<0.05)，這可能是因為超高壓促使肉中的蛋白質凝膠加劇，對肉的咀嚼性有改善效果[10]，王元等[24]也發現經UHP處理的肉干咀嚼性有所提高。此外，熱處理后的川菜熟食咀嚼性也有升高，但增幅小于超高壓處理組，這是因為高溫導致肌肉蛋白發生熱收縮和變性，使肉質變堅實，肉樣咀嚼性升高[25]。

表4 不同處理條件對川菜熟食咀嚼性和顏色的影響Table 4 Effects of different processing conditions on masticability and color of Sichuan cuisine

2.3.2 超高壓及熱處理對川菜熟食顏色的影響

由表4可知，與未處理相比，不同超高壓處理條件下3種熟食材料的L*、a*和b*值無顯著變化(P>0.05)，說明超高壓對熟食材料的色澤無顯著影響(P>0.05)；而熱處理后3種熟食的L*值顯著降低(P<0.05)，a*、b*值無顯著變化(P>0.05)，其中紅油兔丁的a*值略有升高，這可能是因為高溫會致使肉品的顏色改變，肉中的高鐵肌紅蛋白與肌紅蛋白的變化使得肉的紅度增加[26]。綜上所述，3種超高壓條件處理對產品的顏色無顯著影響，熱處理使產品顏色發生劣變。

2.4 貯藏期間川菜熟食的微生物生長情況

將超高壓處理(300 MPa/8 min、400 MPa/5 min和500 MPa/2 min)后的熟食置于4 ℃條件下貯藏。貯藏期間熟食的菌落總數變化如圖1所示。

a-棒棒雞；b-紅油兔?。籧-夫妻肺片圖1 超高壓處理后4 ℃貯藏過程中川菜熟食的菌落總數變化Fig.1 Changes of total number of bacterial colony in Sichuan cuisine after UHP during storage at 4 ℃

在整個貯藏期間，未處理組的菌落總數呈現顯著上升趨勢(P<0.05)，熱處理組和超高壓組的菌落總數明顯低于未處理組，在整個貯藏期內也呈現顯著上升趨勢(P<0.05)，其中，超高壓組菌落總數明顯低于熱處理組。超高壓組中300 MPa/8 min和400 MPa/5 min 兩組條件下微生物數量及趨勢相近，在貯藏期第7天長到了3.0和2.9 lg CFU/g，原因可能是300 MPa和400 MPa下微生物中生物大分子變性相對較弱，活性損失較低，壓力對微生物的破壞程度相對較低[27]；而經500 MPa/2 min條件處理后的川菜熟食貯藏后微生物數量明顯低于其他2組，在貯藏期第7天時僅為2.61 lg CFU/g，直到第7天仍滿足GB 2726—2016《熟肉制品衛生標準》對菌落總數的最低限制。

3 結論

與未處理組相比，超高壓和熱處理可使3種川菜熟食的菌落總數顯著下降(P<0.05)，經2種條件處理后川菜熟食的菌落總數、霉菌與酵母和大腸菌群均符合GB 2726—2016《熟肉制品衛生標準》的最低限制。超高壓處理組的川菜熟食的感官評分、咀嚼性優于熱處理組，且超高壓對川菜熟食的顏色無顯著影響(P>0.05)；此外，3種熟食經超高壓和熱處理后在4 ℃下貯藏7 d后，微生物數量符合衛生安全標準。

綜上所述，超高壓處理對川菜熟食有著良好的殺菌效果，同時維持了川菜熟食的品質特性，可作為一種新型的川菜熟食貯藏保鮮技術，經500 MPa/2 min超高壓處理后，川菜熟食的感官品質及滅菌效果最優，認定此條件為最佳處理條件。