復(fù)合醬味復(fù)合料熱輔助超高壓殺菌工藝研究

復(fù)合醬味復(fù)合料熱輔助超高壓殺菌工藝研究

復(fù)合香料是指經(jīng)過工藝加工、處理和包裝，能賦予食品和蔬菜獨(dú)特的味道的定量香料產(chǎn)品。隨著生活水平的提高，它是食品和飲料中發(fā)展最快、最具潛力的行業(yè)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。然而,傳統(tǒng)的殺菌方法存在處理時(shí)間長、殺菌不徹底、影響食品風(fēng)味和營養(yǎng)成分等問題,不僅很難達(dá)到較高的安全衛(wèi)生要求,而且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,限制了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。熱輔助超高壓處理,即超高壓熱處理(Highhydrostaticpressure-assistedthermalprocessing,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(shù)而受到廣泛關(guān)注,經(jīng)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(yǎng)成分,且加工后的食品口感佳、色澤鮮艷、保質(zhì)期延長。其滅菌效果受到微生物自身特性、介質(zhì)屬性、壓力大小以及加壓時(shí)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(chǎn)品的安全性和貨架期。目前,國內(nèi)外對熱輔助超高壓技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)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(fù)合調(diào)味料應(yīng)用研究較少。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(fù)合調(diào)味醬,分析溫度、壓力因素變化導(dǎo)致的細(xì)菌總數(shù)的變化,以期為熱輔助超高壓應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。1材料和方法1.1復(fù)合調(diào)味醬材料平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基(Platecountagar,PCA)北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;孟加拉紅培養(yǎng)基(Rosebengalmedium)北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)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(xì)化學(xué)品有限責(zé)任公司;所用化學(xué)試劑(除注明外)均為分析純;配制復(fù)合調(diào)味醬的材料均為市售材料,且一次性同時(shí)購買。PHS-25酸度計(jì)上海精科雷磁有限公司;CAU-HHP-700-6高靜壓PATS裝置內(nèi)蒙古包頭科發(fā)有限公司;LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋上海中安醫(yī)療器械廠;SW-CJ-2D雙人凈化工作臺蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司;DZQ400/500/600型真空包裝機(jī)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(yǎng)箱寧波萊福科技有限公司;DWP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;HH-SY11-Ni電熱恒溫水浴鍋北京市長風(fēng)儀器儀表公司;1.2真空包裝、熱輔助超高壓處理、樣品制備和指標(biāo)檢測1.2.1確定制醬工藝流程醬料、辛香料、輔料的定量→調(diào)配(增味)→混合均勻→裝袋并封口→冷卻→成品。復(fù)合甜面醬配料表(100g計(jì)):甜面醬80g,純凈水10g,白砂糖10g,味精0.03g。復(fù)合黃豆醬配料表(100g計(jì)):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(fù)合芝麻醬配料表(100g計(jì)):芝麻醬35g,純凈水57g,韭菜花1g,紅辣腐乳7g。1.2.2試樣的準(zhǔn)備按照制定出的能被消費(fèi)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(jìn)行真空包裝(真空度0.1MPa,抽真空時(shí)間15s,熱封溫度90℃,熱封時(shí)間3s)。為保證原料中微生物種類及數(shù)量的一致性,所有實(shí)驗(yàn)用復(fù)合調(diào)味醬均一次性配制,混合均勻后不添加任何物質(zhì),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、張立云、雷波等研究方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)所采用的原料特性,確定研究參數(shù)如下:1.2.3.1壓力處理范圍的選取本實(shí)驗(yàn)期望得到在符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)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(gè)壓力進(jìn)行實(shí)驗(yàn),溫度45℃,保壓時(shí)間10min,并且留有一組空白作為對照。分別進(jìn)行菌落總數(shù)、霉菌和酵母的檢測。1.2.4微生物殘活率檢測根據(jù)GB4789.2-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》、GB4789.15-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》的相關(guān)操作進(jìn)行微生物菌落計(jì)數(shù),選取菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)作為微生物檢測指標(biāo)。菌落總數(shù)培養(yǎng)基選用平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基,霉菌和酵母計(jì)數(shù)選用孟加拉紅培養(yǎng)基。為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為三組重復(fù)數(shù)據(jù)平均所得,用微生物殘活率表示殺菌效果,細(xì)菌殘活率S的計(jì)算公式是:式中:N0表示超高壓處理前樣品中菌落總數(shù),cfu/g;N表示超高壓處理后樣品中菌落總數(shù),cfu/mL;lgS表示處理前后菌落總數(shù)降低的對數(shù)。本實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次取平均值,為充分有效合理地使用熱輔助超高壓設(shè)備,實(shí)驗(yàn)過程中采取每一次熱輔助超高壓過程,同時(shí)處理三種醬料,并且每種醬料處理三袋,以控制實(shí)驗(yàn)條件,并保證實(shí)驗(yàn)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(nèi)進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)、霉菌和酵母的檢測。2結(jié)果與分析2.1復(fù)合調(diào)味醬的微生物指標(biāo)在進(jìn)行微生物侵染實(shí)驗(yàn)之前,首先測定了本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬、復(fù)合芝麻醬的pH,結(jié)果如表1所示,甜面醬屬于低酸性和非酸性食品。由圖1可知,三種復(fù)合調(diào)味醬都容易受細(xì)菌的侵染。此外復(fù)合甜面醬易受酵母的侵染,不易受霉菌的侵染;復(fù)合黃豆醬易受霉菌的侵染,不易受酵母菌的侵染;復(fù)合芝麻醬易受霉菌的侵染,不易受酵母菌的侵染。復(fù)合黃豆醬中霉菌種類多屬于青霉屬、毛霉屬;復(fù)合芝麻醬中霉菌種類多屬于曲霉屬、青霉屬。2.2復(fù)合保鮮劑壓力對菌落總數(shù)的影響不同壓力處理后,復(fù)合調(diào)味醬中細(xì)菌菌落總數(shù)如表2所示。由表2可知,在45℃超高壓處理保壓10min后,300、400、500MPa下復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬中的殘存菌落總數(shù)均未達(dá)到國家食品衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)(≤3×104cfu/g),三個(gè)壓力下菌落總數(shù)都只下降了一個(gè)對數(shù)級或小于一個(gè)對數(shù)級。由圖2可知,隨著壓力增大,菌落總數(shù)并未出現(xiàn)顯著下降的趨勢,殺菌效果不明顯。而復(fù)合芝麻醬300、500MPa壓力下菌落總數(shù)也只下降了一個(gè)對數(shù)級左右,殺菌效果不明顯,僅400MPa下處理的達(dá)到了國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),菌落總數(shù)下降了兩個(gè)對數(shù)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(dǎo)致各種微生物出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)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。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)微生物侵染的結(jié)果,這三種復(fù)合調(diào)味醬都容易被細(xì)菌侵染,且三種復(fù)合醬的細(xì)菌殘存率與初始菌落總數(shù)呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,通常初始菌落總數(shù)越多,抗熱力、抗壓力越強(qiáng),初始菌落總數(shù)也是影響殺菌效果的一個(gè)重要因素,這可能是造成細(xì)菌殘存率難以達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的原因之一。2.3復(fù)合保壓與溫度協(xié)同作用選取400MPa壓力,分別采用溫度20、45℃處理復(fù)合調(diào)味醬,菌落總數(shù)如表3所示。由表3可知,復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬經(jīng)過400MPa超高壓處理保壓10min后,20、45℃下殘存菌落數(shù)均未達(dá)到國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤1×104cfu/g)。由圖3可知,復(fù)合甜面醬45℃下菌落總數(shù)下降了一個(gè)對數(shù)級左右,與20℃相比有一定的殺菌作用;復(fù)合黃豆醬20、45℃兩個(gè)溫度下菌落總數(shù)下降都小于一個(gè)對數(shù)級,殺菌效果不明顯。復(fù)合芝麻醬在45℃下達(dá)到國家食品衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn),細(xì)菌殘存率下降兩個(gè)對數(shù)級左右,與20℃相比有較明顯的殺菌作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度與超高壓協(xié)同作用能提高滅菌效果,然而本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和20℃下的復(fù)合芝麻醬殺菌效果均未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。鮑志英等研究發(fā)現(xiàn),400MPa下保壓10min,pH在4以下的果汁即可達(dá)商業(yè)無菌狀態(tài),在常溫下放置幾個(gè)月甚至一年亦無任何微生物引起的腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬、復(fù)合芝麻醬屬于低酸性和非酸性食品,這可能是造成細(xì)菌殘存率較高的原因。2.4不同壓力下的殺菌效果不同壓力處理后,復(fù)合調(diào)味醬霉菌和酵母菌數(shù)量如表4所示。由表4可知,復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和復(fù)合芝麻醬,在45℃超高壓處理保壓10min后,300、400、500MPa下均達(dá)到國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由圖4可知,隨著壓力的增大,霉菌和酵母數(shù)出現(xiàn)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(qiáng)弱依次為革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌,相關(guān)資料也表明,多數(shù)酵母及霉菌的孢子可以很容易地被300~400MPa左右的壓力殺死,細(xì)胞膜變化可能是壓力引起微生物死亡最主要的原因之一。2.5總體抗菌活性選取400MPa壓力,分別采用溫度20、45℃處理復(fù)合調(diào)味醬,霉菌和酵母菌數(shù)量如圖5所示。由表5可知,復(fù)合甜面醬、復(fù)合黃豆醬和復(fù)合芝麻醬在400MPa下經(jīng)超高壓處理保壓10min后,20、45℃下殘存霉菌和酵母數(shù)均達(dá)到國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤1×104cfu/g)。由圖5可知,復(fù)合甜面醬和復(fù)合黃豆醬45℃下霉菌和酵母數(shù)分別下降了一個(gè)和兩個(gè)對數(shù)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,而復(fù)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(xué)成分對殺菌效果有顯著的影響,蛋白質(zhì)、碳水化合物以及脂類對微生物具有保護(hù)作用。3溫度對熱輔助超高壓處理殺菌效果的影響在本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)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(xì)菌的耐壓能力比霉菌和酵母強(qiáng),且菌落總數(shù)隨著壓力的增大并未明顯表現(xiàn)出下降的趨勢,殺滅效