超高壓殺菌技術(shù)在半固體膏狀調(diào)味料生產(chǎn)中的應(yīng)用

超高壓技術(shù)是將密封在柔性介質(zhì)中的食品配置在壓力系統(tǒng)中，以水或其他液體作為壓力介質(zhì)，并使用超過100mpa的壓力處理食品，以達(dá)到殺菌、酶分解和改善食品功能特征的目的。目前,超高壓滅菌技術(shù)廣泛的應(yīng)用于含液體成分的固態(tài)食品或液態(tài)食品的殺菌,如蔬菜、水果、奶類產(chǎn)品、肉類產(chǎn)品、醬油等的殺菌。在超高壓殺菌過程中,由于食品成分和組織狀態(tài)十分復(fù)雜,因此要根據(jù)不同的食品對(duì)象采取不同的處理?xiàng)l件。一般影響超高壓殺菌的主要因素有:壓力大小、加壓時(shí)間、加壓溫度等。本實(shí)驗(yàn)嘗試以醬料食品為樣本,研究超高壓殺菌技術(shù)對(duì)半固體膏狀調(diào)味品的微生物衛(wèi)生指標(biāo)的影響,探討非熱力抑菌技術(shù)在半固體膏狀調(diào)味品生產(chǎn)的應(yīng)用。1材料和方法1.1試劑與培養(yǎng)基蛋白胨、牛肉膏、營養(yǎng)瓊脂等生化試劑,北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;氯化、番紅、氯霉素、草酸銨、結(jié)晶紫、碘化鉀、碘等分析純?cè)噭?天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;氯化鈉,分析純,天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;葡萄糖,食用級(jí)(一級(jí)),內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司。細(xì)菌培養(yǎng)基:營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基;大腸菌群培養(yǎng)基:霉菌和酵母培養(yǎng)基:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基);乳糖膽鹽發(fā)酵培養(yǎng)基、伊紅美籃瓊脂(EMB)培養(yǎng)基。1.2風(fēng)味物質(zhì)的微生物檢測(cè)1.2.1根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)方法，下表顯示了檢測(cè)上述常規(guī)細(xì)菌的方法1.2.2實(shí)驗(yàn)2.3微生物指標(biāo)檢測(cè)由于目前國內(nèi)還沒有關(guān)于復(fù)合調(diào)味品(火鍋蘸醬類)的國家標(biāo)準(zhǔn),本次實(shí)驗(yàn)的微生物指標(biāo)采用提供涮肉調(diào)料樣品廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn):菌落總數(shù)≤30000;大腸桿菌群數(shù)≤30。致病菌(沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌)不得檢出。由于企業(yè)提供的涮肉調(diào)料樣品已經(jīng)檢測(cè)了致病菌(沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌)菌數(shù),結(jié)果為未檢出,故本次實(shí)驗(yàn)不再將致病菌列入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定霉菌和酵母的微生物指標(biāo),但本實(shí)驗(yàn)本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度測(cè)定真菌數(shù),以期數(shù)值愈少愈好。1.3超高壓消毒實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.3.1灌裝密封袋、壓漿、超高壓處理(1)同一批次密封的涮肉調(diào)料在4℃的冰箱中冷藏保存,將涮肉調(diào)料分裝成10g/袋,用PVC密封袋分裝。整個(gè)過程在無菌環(huán)境中完成。(2)立即對(duì)分裝好涮肉調(diào)料進(jìn)行超高壓處理。(3)處理后的樣品應(yīng)立即進(jìn)行微生物檢測(cè),若時(shí)間條件無法滿足,應(yīng)將樣品放置在4℃的冰箱中冷藏保存,時(shí)間不得超過12h。1.3.2試驗(yàn)壓力的確定一般來說,壓力越大,超高壓殺菌的效果越好。但是隨著壓力的增大,壓力對(duì)微生物的影響越來越小,而設(shè)備的制造和維護(hù)成本會(huì)成倍增加,設(shè)備運(yùn)行安全性也會(huì)降低。所以,選擇合適的壓力,會(huì)大大降低生產(chǎn)成本。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100MPa、200MPa、300MPa、350MPa、400MPa、500MPa六個(gè)壓力進(jìn)行試驗(yàn),溫度20℃,保壓時(shí)間10min,并且留有一組空白作為對(duì)照。分別進(jìn)行菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的檢測(cè)。1.3.3保壓時(shí)間的確定保壓時(shí)間越長,超高壓的殺菌的效果也就越好。但是當(dāng)保壓時(shí)間越大,其對(duì)殺菌效果的貢獻(xiàn)越小,保壓時(shí)間到達(dá)一定的值時(shí),其對(duì)殺菌效果基本沒有任何影響了。保壓時(shí)間的增長,整個(gè)工序的時(shí)間都要延長,最終會(huì)影響生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力,增加了成本。而長時(shí)間的持續(xù)高壓也容易造成殺菌釜的損耗加快,維護(hù)成本增加。本實(shí)驗(yàn)期望得到在符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)情況下最短的保壓時(shí)間。選取10min、15min、20min、25min、30min五個(gè)保壓時(shí)間,壓力為1.3.2單因素實(shí)驗(yàn)所得的較好值,溫度20℃。并且留有一組空白作為對(duì)照。分別進(jìn)行菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的檢測(cè)。1.3.4提高溫度的影響中溫對(duì)超高壓殺菌有協(xié)同的作用,在20~60℃之間,隨著溫度的增長,殺菌效果逐漸增強(qiáng)。中溫協(xié)同超高壓對(duì)一些耐壓菌尤其是革蘭氏陽性的帶芽抱桿菌有很好的殺滅效果。通過提高溫度可以促進(jìn)芽抱的萌發(fā),促使微生物活力增強(qiáng),從而降低它們的抵抗能力,達(dá)到很好的殺菌效果。超高壓殺菌過程中的溫度升高會(huì)帶來更多的能量消耗,而且,過高的溫度會(huì)破壞食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味,這也違背了超高壓殺菌的低能耗、保護(hù)風(fēng)味和營養(yǎng)成分的初衷。本實(shí)驗(yàn)要求非熱力殺菌,故選取20℃、26℃、32℃、38℃四個(gè)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),壓力為1.3.2單因素實(shí)驗(yàn)所得的最佳值,保壓時(shí)間由1.3.3單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最佳值確定,檢測(cè)菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母數(shù)。2結(jié)果與討論2.1不同菌種的耐壓性系統(tǒng)超高壓殺菌對(duì)菌種有一定的選擇性,研究表明,陽性菌的耐壓能力大于陰性菌,其中以芽孢類桿菌的耐壓能力最強(qiáng)。由于不同的微生物的耐壓性能差異很大,一般地說,處于指數(shù)生長期地微生物比處于靜止生長期地微生物對(duì)壓力反應(yīng)更敏感。革蘭氏陽性菌耐壓性比革蘭氏陰性菌強(qiáng);酵母菌、霉菌的耐壓性比革蘭氏陰性菌強(qiáng);真菌孢子耐壓能力很強(qiáng);革蘭氏陽性菌芽孢最為耐壓。其中超高壓殺菌的壓力因素,保壓時(shí)間和溫度因素對(duì)大腸菌群影響實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論為大腸菌群陰性,大腸菌群數(shù)均未檢測(cè)出超標(biāo)情況,MPN/g<3.0,故以下均未做相應(yīng)的圖示說明。2.2壓力對(duì)殺菌及殺菌的影響按1.3.1和1.3.2的試驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在保壓時(shí)間10min,溫度20℃的條件下,超高壓殺菌的壓力因素對(duì)菌落總數(shù),霉菌與酵母菌的影響分別如下圖1和圖2。從圖1中看出:壓力小于100MPa時(shí),壓力對(duì)菌落總數(shù)的影響基本遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),施加壓力大小與細(xì)菌的存活量呈線性反比關(guān)系;壓力在100MPa~200MPa中,殺菌曲線有些波動(dòng);壓力越大,其殺菌曲線的趨勢(shì)越緩,在大于400MPa時(shí),接近直線?？梢娫诖笥?00MPa之后,單純?cè)黾訅毫?duì)于殺菌效果影響不大。壓力與霉菌和酵母數(shù)的關(guān)系如圖2。壓力在小于200MPa的壓力下,殺菌曲線比較平緩;壓力在200MPa~300MPa下殺菌曲線基本呈線性關(guān)系;在大于400MPa時(shí),曲線趨于平緩。綜合考慮壓力對(duì)菌落總數(shù)與霉菌和酵母數(shù)的影響,考慮到實(shí)驗(yàn)成本,選取300MPa為最佳壓力。2.3保壓時(shí)間對(duì)菌落總數(shù)的影響在壓力300MPa,溫度20℃的條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。超高壓殺菌的保壓時(shí)間因素對(duì)菌落總數(shù),霉菌和酵母菌的影響分別如圖3和圖4。保壓時(shí)間和菌落總數(shù)的關(guān)系如圖3。保壓時(shí)間在20min之內(nèi)對(duì)菌落總數(shù)的影響基本遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué);在10min~15min之間殺菌曲線有些波動(dòng),考慮到可能由于實(shí)驗(yàn)操作誤差;20min后,曲線趨于平緩接近直線。在如圖4中保壓時(shí)間在10min內(nèi)曲線緩慢下降,在10min處產(chǎn)生拐點(diǎn),曲線斜率增加;大于20min后殺菌曲線逐漸接近平滑直線。結(jié)合保壓時(shí)間對(duì)菌落數(shù)與霉菌和酵母數(shù)的影響結(jié)果,考慮到低耗能原則,選取20min為最佳保壓時(shí)間。2.4溫度、真菌和酵母的關(guān)系在壓力300MPa,保壓時(shí)間20min條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。超高壓殺菌的溫度因素對(duì)菌落總數(shù)、霉菌及酵母菌的影響如下圖溫度和菌落總數(shù)的關(guān)系如圖5。溫度在20℃~32℃之內(nèi)對(duì)菌落總數(shù)的影響基本遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué);在32℃之后殺菌曲線趨于平緩接近直線。溫度與霉菌和酵母數(shù)的關(guān)系如圖6。溫度在20℃~38℃之間殺菌曲線一直趨于平滑曲線,斜率在26℃后有部分減小,但是變化不大。綜合考慮溫度與菌落總數(shù)、霉菌和酵母數(shù)的殺菌曲線,很明顯得出32℃為最佳保壓時(shí)間。3超高壓殺菌對(duì)醬料微生物指標(biāo)的影響選用一種醬料樣品進(jìn)行超高壓殺菌實(shí)驗(yàn)。分別對(duì)壓力、保壓時(shí)間、溫度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),研究非熱力殺菌對(duì)醬料食品的微生物指標(biāo)的影響。大腸菌群數(shù)均未檢測(cè)出超標(biāo)情況,故以下均未做影響因子。