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)不同的食品對象采取不同的處理條件。一般影響超高壓殺菌的主要因素有:壓力大小、加壓時間、加壓溫度等。本實驗嘗試以醬料食品為樣本,研究超高壓殺菌技術(shù)對半固體膏狀調(diào)味品的微生物衛(wèi)生指標的影響,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、碘等分析純試劑,天津市科密歐化學試劑有限公司;氯化鈉,分析純,天津市凱通化學試劑有限公司;葡萄糖,食用級(一級),內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司。細菌培養(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風味物質(zhì)的微生物檢測1.2.1根據(jù)國家行業(yè)標準的檢驗方法，下表顯示了檢測上述常規(guī)細菌的方法1.2.2實驗2.3微生物指標檢測由于目前國內(nèi)還沒有關(guān)于復(fù)合調(diào)味品(火鍋蘸醬類)的國家標準,本次實驗的微生物指標采用提供涮肉調(diào)料樣品廠家的企業(yè)標準: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,故本次實驗不再將致病菌列入實驗內(nèi)容;企業(yè)標準未規(guī)定霉菌和酵母的微生物指標,但本實驗本著嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度測定真菌數(shù),以期數(shù)值愈少愈好。1.3超高壓消毒實驗設(shè)計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。整個過程在無菌環(huán)境中完成。(2)立即對分裝好涮肉調(diào)料進行超高壓處理。(3)處理后的樣品應(yīng)立即進行微生物檢測,若時間條件無法滿足,應(yīng)將樣品放置在4℃的冰箱中冷藏保存,時間不得超過12h。1.3.2試驗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,壓力對微生物的影響越來越小,而設(shè)備的制造和維護成本會成倍增加,設(shè)備運行安全性也會降低。所以,選擇合適的壓力,會大大降低生產(chǎn)成本。本實驗期望得到在符合衛(wèi)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100MPa、200MPa、300MPa、350MPa、400MPa、500MPa六個壓力進行試驗,溫度20℃,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(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的檢測。1.3.3保壓時間的確定保壓時間越長,超高壓的殺菌的效果也就越好。但是當保壓時間越大,其對殺菌效果的貢獻越小,保壓時間到達一定的值時,其對殺菌效果基本沒有任何影響了。保壓時間的增長,整個工序的時間都要延長,最終會影響生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力,增加了成本。而長時間的持續(xù)高壓也容易造成殺菌釜的損耗加快,維護成本增加。本實驗期望得到在符合衛(wèi)生標準情況下最短的保壓時間。選取10min、15min、20min、25min、30min五個保壓時間,壓力為1.3.2單因素實驗所得的較好值,溫度20℃。并且留有一組空白作為對照。分別進行菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母的檢測。1.3.4提高溫度的影響中溫對超高壓殺菌有協(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。中溫協(xié)同超高壓對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芽抱的萌發(fā),促使微生物活力增強,從而降低它們的抵抗能力,達到很好的殺菌效果。超高壓殺菌過程中的溫度升高會帶來更多的能量消耗,而且,過高的溫度會破壞食品的營養(yǎng)成分和風味,這也違背了超高壓殺菌的低能耗、保護風味和營養(yǎng)成分的初衷。本實驗要求非熱力殺菌,故選取20℃、26℃、32℃、38℃四個溫度進行實驗,壓力為1.3.2單因素實驗所得的最佳值,保壓時間由1.3.3單因素實驗結(jié)果的最佳值確定,檢測菌落總數(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。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;酵母菌、霉菌的耐壓性比革蘭氏陰性菌強;真菌孢子耐壓能力很強;革蘭氏陽性菌芽孢最為耐壓。其中超高壓殺菌的壓力因素,保壓時間和溫度因素對大腸菌群影響實驗得出的結(jié)論為大腸菌群陰性,大腸菌群數(shù)均未檢測出超標情況,MPN/g<3.0,故以下均未做相應(yīng)的圖示說明。2.2壓力對殺菌及殺菌的影響按1.3.1和1.3.2的試驗方法進行實驗,在保壓時間10min,溫度20℃的條件下,超高壓殺菌的壓力因素對菌落總數(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,壓力對菌落總數(shù)的影響基本遵循一級反應(yīng)動力學,施加壓力大小與細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;壓力越大,其殺菌曲線的趨勢越緩,在大于400MPa時,接近直線?？梢娫诖笥?00MPa之后,單純增加壓力對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,曲線趨于平緩。綜合考慮壓力對菌落總數(shù)與霉菌和酵母數(shù)的影響,考慮到實驗成本,選取300MPa為最佳壓力。2.3保壓時間對菌落總數(shù)的影響在壓力300MPa,溫度20℃的條件進行實驗。超高壓殺菌的保壓時間因素對菌落總數(shù),霉菌和酵母菌的影響分別如圖3和圖4。保壓時間和菌落總數(shù)的關(guān)系如圖3。保壓時間在20min之內(nèi)對菌落總數(shù)的影響基本遵循一級反應(yīng)動力學;在10min~15min之間殺菌曲線有些波動,考慮到可能由于實驗操作誤差;20min后,曲線趨于平緩接近直線。在如圖4中保壓時間在10min內(nèi)曲線緩慢下降,在10min處產(chǎn)生拐點,曲線斜率增加;大于20min后殺菌曲線逐漸接近平滑直線。結(jié)合保壓時間對菌落數(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為最佳保壓時間。2.4溫度、真菌和酵母的關(guān)系在壓力300MPa,保壓時間20min條件下進行實驗。超高壓殺菌的溫度因素對菌落總數(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)對菌落總數(shù)的影響基本遵循一級反應(yīng)動力學;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℃為最佳保壓時間。3超高壓殺菌對醬料微生物指標的影響選用一種醬料樣品進行超高壓殺菌實驗。分別對壓力、保壓時間、溫度進行單因素實驗,研究非熱力殺菌對醬料食品的微生物指標的影響。大腸菌群數(shù)均未檢測出超標情況,故以下均未做影響因子。