王毅明， 張 慜＊， 王擁軍， 徐豐民

（1.食品科學與技術國家重點實驗室，江南大學，江蘇 無錫 214122；2.杭州嚴州府食品有限公司，浙江 杭州 310014）

湯鴨的柔性殺菌工藝

王毅明1， 張 慜＊1， 王擁軍2， 徐豐民2

（1.食品科學與技術國家重點實驗室，江南大學，江蘇 無錫 214122；2.杭州嚴州府食品有限公司，浙江 杭州 310014）

研究了乳酸鏈球菌素（Nisin）及山梨酸鉀復配在鴨肉熟制品的中的抑菌作用，通過添加Nisin抑制肉制品中的芽孢等耐熱性菌體，從而降低殺菌強度。結果表明：當Nisin、山梨酸鉀的質量分數分別為0.5 g／kg、0.05 g／kg時，殺菌條件可降至110℃、25 min，產品保質期可以達到6個月。

鴨肉；乳酸鏈球菌素；山梨酸鉀；殺菌

柔性殺菌是指通過不同殺菌技術的聯合或添加一定的防腐劑在能保證產品安全性的前提下，減低殺菌強度，從而最大限度保持產品原有的色、香、味的一種殺菌方法。目前，熟肉制品都采用121℃長時間殺菌，此殺菌方法雖能保證產品的安全性，但肉中含有的人體必需氨基酸會遭到破壞，肉中蛋白質營養(yǎng)價值也會降低，同時產品肉質軟爛、香味損失嚴重，產品品質下降。

乳酸鏈球菌素（Nisin）是由Lactococcus lactic菌株產生的一種無毒副作用的蛋白質，極易被人體消化道中的蛋白酶和胰蛋白酶降解［1－2］，不會改變腸道內正常菌群，不產生抗藥性，半致死量與食鹽相近，使用安全［3］。Nisin能夠抑制大部分革蘭陽性菌及其芽孢的生長與繁殖，如葡萄球菌屬、鏈球菌屬、梭狀芽孢桿菌屬和芽孢桿菌屬的細菌，特別是對金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌、肉毒桿菌作用明顯［4］。使用它還可降低殺菌溫度，減少熱處理時間，因此能改進食品營養(yǎng)價值、風味、結構、色澤等性狀，同時還可節(jié)省能耗［5］。Nisin在中性和堿性條件下幾乎不溶解，如在水中溶解度為49 mg／m L；若在0.02 mol／L HCl中，溶解度增加為118 mg／m L。Nisin的熱穩(wěn)定性與其溶解性相關，在p H值為2.0或更低的稀鹽酸中可以經115.6℃處理失活40%，p H值為6.8時將喪失90%的活力［6］。目前，Nisin多用于冷卻肉、西式切片火腿，此類產品需冷鏈保藏且保質期短，由于Nisin受強熱易失活，所以用于高溫肉制品的例子還很少。

山梨酸鉀具有高效、無毒、穩(wěn)定、易溶解等優(yōu)點，在肉制品生產中應用廣泛。目前常用的防腐劑是苯甲酸及其鈉鹽，其價格低廉，應用范圍廣，但其毒性偏高，安全性沒有保障，正逐漸被山梨酸及山梨酸鉀所取代［7］。山梨酸鉀是一種新型食品添加劑，能抑制細菌、霉菌和酵母菌等的生長，與Nisin復配使用可以擴大抑菌范圍，且效果顯著，對食品風味無不良影響，能參與人體新陳代謝，氧化生成二氧化碳和水，對人體無害。山梨酸鉀防腐效果比傳統(tǒng)使用的苯甲酸鈉高5～10倍，而毒副作用僅為苯甲酸的1／4，對人體不會產生致癌和致畸作用，安全性高［8］。

通過Nisin與山梨酸鉀的復配，擴大抑菌范圍來減低殺菌強度［8］，從而弱化殺菌強度，這樣既可以保證乳酸鏈球菌的活性，使其起到抑菌作用；又可以防止肉質軟爛。作者研究的目的是確定Nisin、山梨酸鉀的最優(yōu)添加質量分數及殺菌條件，為指導現實生產提供可靠的依據。

1 材料與方法

1.1 原料、試劑與設備

鴨肉及各種香辛料：購于江蘇省無錫市雪浪市場；調味料（食鹽、味精等）：購于當地超市；Nisin：銀象集團提供。

SW－CJ－10型潔凈工作臺：蘇州凈化設備廠；2DX－35BI型座式自動電熱壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；SPX型智能生化培養(yǎng)箱：南京實驗儀器廠；XH－400真空包裝機：北京派克龍包裝機械灌裝機有限公司；電熱恒溫水浴鍋：上海醫(yī)療器械五廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 熟制鴨肉的制作工藝及操作要點

1）工藝流程

2）操作要點：原料經解凍、分割后進行預煮除腥，煮制時添加調料、山梨酸鉀，煮制一定時間添加Nisin，經真空包裝后進行殺菌，殺菌溫度為100、105、110、115℃時，分別保持20、25、30、35 min。冷卻后37℃下保藏，若保藏4 d不變質，說明產品常溫可保持6個月；若能保持7 d，則常溫下保質期能達到1年［9］。

1.2.2 單因素實驗主要研究各因素對產品微生物的影響，具體操作：每1.5 kg鴨肉用1 kg水進行煮制。煮制時間為40 min。

1）不同Nisin質量分數對菌落總數的影響：為研究不同質量分數Nisin的抑菌作用，選取條件為：開始煮制時添加0.07 g／kg山梨酸鉀，煮制20 min后加入 Nisin 0.2、0.3、0.4、0.5 g／kg。殺菌條件為105℃、30 min。

2）不同Nisin添加時間對菌落總數的影響：添加時間既可以影響Nisin的受熱時間，又能影響其在組織中的分布。為使Nisin均勻的滲透到肉組織中，同時減小Nisin受熱時間，選取煮制進行0、10、20、30、40 min時添加進行考察，其他條件不變。

3）不同山梨酸鉀質量分數對菌落總數的影響：為研究山梨酸鉀對產品貨架期的影響，選取0.03、0.05、0.07、0.09 g／kg添加量，Nisin添加質量分數為0.4 g／kg，其他條件不變。

4）殺菌條件對微生物的影響：殺菌條件包括殺菌溫度與殺菌時間，為了具體研究殺菌溫度對微生物的影響，選定殺菌條件為：100、105、110、115℃分別保持30 min；研究殺菌時間對微生物的影響，選擇殺菌條件為為105℃下分別保持20、25、30、35 min。

1.2.3 正交試驗為進一步優(yōu)化工藝參數，在上述單因素基礎上進行正交試驗，選取4個對菌落總數影響較大的因素進行L9（34）正交試驗［10］。選擇指標為37℃保藏4 d時的菌落總數與產品咀嚼性作為感官評分。

1.3 測定指標及處理方法

1.3.1 菌落總數菌落總數測定方法參見GB／T 4789.2－2008，當菌落總數＞50 000 CFU／g時認定產品已腐敗變質。作者選取菌落總數的對數值為指標，與國標相應的菌落總數對數值為4.699［11－12］。

1.3.2 感官評分感官評定小組由10位評判員組成，主要對肉的咀嚼性進行感官評定。各樣品評定結果取中位數。感官評定標準見表1。

表1 鴨肉的感官評定標準Tab.1 Standard of sensory evaluation of duck meat

1.3.3 大腸菌群大腸菌群測定方法參見GB／T 4789.3－2008，當大腸菌群＞150 MPN／hg時，很可能含有大腸致病菌，產品不能食用［12－13］。

1.3.4 數據處理數據處理采用DPS數據處理系統(tǒng)，對正交試驗結果采用隨機區(qū)組模型進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 不同Nisin質量分數對菌落總數的影響

經解凍、分割、清洗后稱取鴨肉1.5 kg，經預煮后，用1 000 m L水煮制，添加香辛料及0.07 g／kg山梨酸鉀，煮制20 min時添加質量分數為0.20、0.30、0.40、0.50 g／kg Nisin食醋溶液各5 m L［14］。煮制20 min后冷卻，真空包裝，殺菌條件為：105℃、30 min。所得樣品在37℃下保藏。分別于第2、4、7天測定樣品的菌落總數，試驗結果見圖1。

從圖1可以看出，當Nisin使用質量分數為0.20 g／kg，保藏實驗進行至第2天時對數值已達到3.027，第4天時菌落總數已遠遠超出國家標準，產品已腐敗變質；Nisin質量分數大于0.30 g／kg時，第二、四天的微生物指標均小于國標要求，但第七天時，產品已腐敗變質，表明產品的貨架期可以達到六個月，但達不到一年。當Nisin使用質量分數大于0.30 g／kg時，隨著Nisin質量分數的增加，抑菌效果變化不明顯，這可能是由一些Nisin不能抑制的革蘭氏陰性細菌的生長引起的。

圖1 Nisin質量分數對菌落數的影響Fig.1 Effect of Nisin concentrations on the colonies number

2.1.2 不同Nisin添加時間對殺菌效果的影響煮制進行0、10、20、30、40 min時分別添加 0.08 g／m L Nisin食醋溶液5 m L，其他條件保持不變，試驗結果見圖2。從圖2可以看出，不同添加時間對Nisin的抑菌效果影響較大，這與其熱敏性、滲透速度、分布均勻性有關。開始煮制時，添加Nisin延長了其受熱時間，失活較嚴重，因此抑菌效果不理想；煮制結束時添加，Nisin只附著于肉的表面，沒有深入組織中去，對組織內部的耐熱性菌體起不到抑制作用，因此抑菌效果差；煮制20 min時進行添加其抑菌效果較10、30 min好些，但相差不大。這可能是Nisin受熱時間、滲透速度平衡的結果，因為煮制20 min時肉的組織受到一定程度的破壞，有利于Nisin迅速、均勻地滲入到肉的組織中，使組織內的大分子對其起到保護作用［15］，減小后期殺菌處理造成活性損失。

圖2 Nisin添加時間對菌落數的影響Fig.2 Effect of addition time on the colonies number

2.1.3 不同山梨酸鉀質量分數對菌落數的影響煮制開始時添加0.03、0.05、0.07 g／kg山梨酸鉀，其他條件不變，試驗結果見圖3。從圖3可以看出，隨著山梨酸鉀質量分數的增加，抑菌效果逐漸增強，當質量分數達到0.05 g／kg時，繼續(xù)增加山梨酸鉀的質量分數對抑菌效果影響不大。這可能有兩種原因引起：第一，不受山梨酸鉀抑制的菌體成為主要腐敗菌；第二，山梨酸鉀與Nisin協同作用有極大值，當山梨酸鉀質量分數超過極大值時，繼續(xù)增大山梨酸鉀的使用量效果不明顯。對此，有必要做進一步研究。

圖3 山梨酸鉀質量分數對菌落數的影響Fig.3 Effects of sorbate potassium concentration on the colonies number

2.1.4 不同殺菌溫度對菌落數的影響殺菌溫度分別采用100、105、110、115 ℃，殺菌時間為30 min，其他條件不變。對37℃保藏2、4、7 d樣品的菌落數進行測定，結果見圖4。

圖4 殺菌溫度對菌落數的影響Fig.4 Effects of sterilization temperature on the colonies number

結果顯示，殺菌溫度為100℃時，殺菌效果差，保藏2 d時樣品的菌落總數對數值已達到3.154，4 d后樣品已完全腐敗，7 d后的樣品菌落數已遠遠超出國標要求。當殺菌溫度為105、110、115℃時，菌落總數并不呈下降趨勢，殺菌效果順序為：110℃＞105℃＞115℃。殺菌溫度提高至115℃時，產品后期的抑菌效果并不好，這可能與高溫導致Nisin大量失活有關。殺菌溫度為105℃時，雖能殺大部分細菌，但仍有部分耐熱性菌體存活，這可能是引起殺菌效果比110℃差的原因。殺菌溫度為110℃時效果較好，這說明110℃為殺菌效果與Nisin活性保留的平衡點，此條件既能殺死絕大多數耐熱性菌體，又能很好的保留Nisin的活性，從而獲得較好的抑菌效果。

2.1.5 不同殺菌時間對微生物的影響殺菌溫度選定為105℃，殺菌時間分別為20、25、30、35 min，其他條件不變。對37℃保藏2、4、6 d樣品的菌落數進行測定，結果見圖5。從圖5可以看出，當殺菌溫度為20、25、30 min時，隨著殺菌時間的延長，保藏2、4、6 d的微生物總數呈下降趨勢。當殺菌時間為35 min時，保藏2 d的菌落總數與30 min相當；保藏4、6 d后，殺菌35 min比30 min的效果稍差。這是因為殺菌時間加長，Nisin失活嚴重，影響產品后期抑菌效果。

圖5 殺菌時間對菌落數的影響Fig.5 Effects of sterilization time on the colonies number

2.2 正交試驗及結果

在上述單因素實驗的基礎上，選擇Nisin、山梨酸鉀、殺菌溫度、時間4個對微生物影響較大的因素進行L9（34）正交試驗，因素水平見表2［10］。以產品37℃保藏4 d的菌落總數、感官評定（咀嚼性）為考察指標，結果見表3。鉀質量分數、殺菌時間。殺菌時間對菌落總數對數值影響小，這與所選溫度的梯度較小有關。最優(yōu)水平組合式A3B2C3D3，即 Nisin 0.5 g／kg，山梨酸鉀0.05 g／kg，殺菌溫度115℃、殺菌時間35 min；4個因素對產品咀嚼性影響的主次順序為：殺菌溫度、殺菌時間、山梨酸鉀、Nisin。從極差值來看，山梨酸鉀與Nisin通過影響殺菌強度影響產品的口感，且對產品口感影響較小。產品口感的主要影響因素為殺菌溫度、殺菌時間。所以最優(yōu)水平組合式為ABC1D1。工藝參數為：殺菌溫度105℃、殺菌時間25 min。

表2 正交因素水平表Tab.2 Selected table of level of orthogonal factors

由表3可知，4個因素對菌落總數對數值的影響主次順序為：Nisin質量分數、殺菌溫度、山梨酸

表3 正交實驗安排L9（34）及結果Tab.3 Arrangement and the results of orthogonal experiment

綜合上述結果，為了即能保證產品微生物安全性，又能保持較好的口感，采用綜合平衡法，最終選定的參數為殺菌溫度110℃、殺菌時間25 min、Nisin 0.50 g／kg、山梨酸鉀0.05 g／kg。按照最佳工藝條件進行實驗，測得產品保藏4 d后的菌落總數對數值為2.213，咀嚼性感官評分為85，評定等級為好。

菌落總數方差分析見表4，可知Nisin、山梨酸鉀濃度、殺菌溫度對試驗結果有非常顯著的影響，殺菌時間對試驗結果有顯著的影響，與極差分析結果一致。

按GB／T 4789.3－2008的方法測定保藏4 d后上述樣品的大腸菌群，測得結果為小于60 MPN／hg，符合國家標準的要求。

表4 正交設計L 9（34）方差分析表（隨機區(qū)組模型）Tab.4 Orthogonal design analysis of variance（random block model）

3 結語

1）Nisin質量分數≥0.3 g／kg時才會產生有效的抑菌效果；山梨酸鉀質量分數＞0.05 g／kg時，繼續(xù)增加濃度抑菌效果不明顯。

2）煮制20 min時添加Nisin，此時肉組織受到一定程度的破壞，有利于其迅速、均勻的滲透到組織內部去，達到較好的抑菌效果。

3）Nisin與山梨酸鉀有協同作用，當Nisin與山梨酸鉀質量分數分別為0.5 g／kg、0.05 g／kg時能起到很好的抑菌作用。

4）開始煮制時添加山梨酸鉀0.05 g／kg、煮制20 min時添加 Nisin 0.5 g／kg、殺菌條件110℃、25 min。

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Flexible Sterilization of Duck with Soup

WANG Yi－ming1，ZHANG Min＊1，WANG Yong－jun2，XU Feng－min2

（1.Sate Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Hangzhou Yanzhoufu Food Company，Hangzhou 310014，China）

This manuscript studied the antibacterial action of Nisin and potassium sorbate compound in the cooked duck meat products.It resists bacterial spores in meat products by adding Nisin，thereby reducing the sterilization intensity.The results showed that：When the concentration of nisin and potassium sorbate in the cooked duck meat were achieved at 0.5 g／kg and 0.05 g／kg，respectively，the sterilization conditions reduced to 110 ℃for 25 mins，under the optimum conditions，the cooked duck meat′s shelf－life is 6 months.

duck，Nisin，potassium sorbate，sterilization

TS 205

A

1673－1689（2012）05－0511－07

2011－01－09

國家“十一五”科技支撐計劃項目（2007BA03Z320）。

＊

張慜（1962－），男，浙江平湖人，工學博士，教授，博士研究生導師，主要從事農產品貯藏與加工研究。E－mail：min＠jiangnan.edu.cn