劉麗芳，邱建清，徐 芳，施 源，曾紹校，胡嘉淼

聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果

劉麗芳1，邱建清2，徐 芳1，施 源1，曾紹校1，胡嘉淼1※

（1. 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福州 350002；2. 福建技術(shù)師范學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，福州 350300）

針對單獨(dú)光動力殺菌、聲動力殺菌技術(shù)的缺陷，探究聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)（Sono-photodynamic sterilization treatment，SPDT）對牡蠣的保鮮效果。該研究以牡蠣為研究對象，在以姜黃素濃度、聲光動力處理時間及超聲波功率為單因素試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗，優(yōu)化聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣保鮮的工藝條件，同時對比不同處理前后的牡蠣進(jìn)行理化指標(biāo)及感官評分。結(jié)果表明：在姜黃素濃度50 μmol/L、超聲波功率600 W及聲光動力處理時間60 min的條件下，對牡蠣的保鮮效果明顯，菌落總數(shù)為4.52 lg (CFU/g)。此外，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)與空白對照組、姜黃素組、光照組、超聲波組比較，較好維持牡蠣的pH值、硫代巴比妥酸和揮發(fā)性鹽基氮在較低數(shù)值，保持了牡蠣的外觀、硬度及色澤等感官品質(zhì)，使牡蠣在4 ℃下貯藏貨架期由6 d延長至12 d。因此，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)具有良好的殺菌特性，可用于生鮮牡蠣的保鮮，為聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)應(yīng)用于食品領(lǐng)域提供理論指導(dǎo)與技術(shù)參考。

殺菌；貯藏；聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)；牡蠣；姜黃素；超聲波

0 引 言

牡蠣，又名生蠔、蠣黃、海蠣，是中國四大傳統(tǒng)養(yǎng)殖貝類之一。中國牡蠣養(yǎng)殖基地主要分布在福建、廣東、臺灣、浙江等沿海地區(qū)[1]。牡蠣肉肥味美，營養(yǎng)豐富，不但富含維生素與優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，礦質(zhì)元素含量也相當(dāng)高，其中僅含鋅量達(dá)到了22.54 mg/g[2]。牡蠣的貝肉與貝殼均可入藥，因此牡蠣也被中國衛(wèi)生部列為第一批的藥食兩用食品[3]。目前在市場上流通的鮮牡蠣主要為開殼牡蠣，牡蠣開殼后貝肉直接暴露在空氣中，使牡蠣更加容易被外界微生物侵染[4]，此外，在貯藏過程中也會產(chǎn)生脂肪氧化、黃變，汁液流失等問題，破壞牡蠣感官品質(zhì)，降低牡蠣的市場價值。故企業(yè)為解決生鮮牡蠣貨架期短的問題，通常將牡蠣制成牡蠣干、牡蠣罐頭、蠔油等加工制品銷往國內(nèi)外。因此如何運(yùn)用現(xiàn)代殺菌技術(shù)，在保證生鮮開殼牡蠣的產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，有效減少牡蠣中攜帶的微生物，延長食品貨架期，成為有待解決的重要問題。

傳統(tǒng)熱力殺菌技術(shù)，是最古老也是近現(xiàn)代及其重要的一種殺菌方式，主要通過熱傳導(dǎo)的方式傳輸大量熱能給食品，繼而達(dá)到高溫殺滅微生物以及鈍化酶類的目的，如目前廣泛使用的巴氏殺菌技術(shù)[5]，雖然能夠有效殺滅致病菌，但往往會對食品質(zhì)構(gòu)與風(fēng)味造成破壞[6-7]。因此，挖掘新的殺菌技術(shù)，確保在有效控菌的前提下也能保證食品品質(zhì)是食品安全領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。光動力殺菌在醫(yī)學(xué)中已有廣泛應(yīng)用，在食品中潛在的應(yīng)用前景受到諸多關(guān)注，它是通過光照射光敏劑來實現(xiàn)對周邊環(huán)境的殺菌。光動力殺菌在食品基質(zhì)中有很好的作用效果[8]，使用這種技術(shù)對食品進(jìn)行消毒時，不僅安全性更高，而且可以保持處理后食品的質(zhì)量[9]，但由于光源穿透力問題，光動力技術(shù)在食品基質(zhì)中的應(yīng)用仍有頗多限制[10]。而聲動力殺菌技術(shù)則正好彌補(bǔ)了這一缺陷，超聲波具有較強(qiáng)穿透力，對于不透明液體以及固體食品內(nèi)部也能達(dá)到良好的殺菌效果，研究表明低頻超聲可以暫時改變細(xì)胞膜的通透性，同時產(chǎn)生適量的活性氧，不會破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)[11]，但其對光敏劑的刺激強(qiáng)度不如光照[12]。而聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)則是在聲動力技術(shù)與光動力技術(shù)的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的[13]，是在特定波長的光照以及超聲波的作用下，通過激活聲光敏劑分子產(chǎn)生一系列活性氧殺菌物質(zhì)，從而達(dá)到殺菌的效果[14-15]。聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)在抑制腫瘤方面的有效應(yīng)用以及其操作簡便、成本低廉、穿透力強(qiáng)且安全無副作用、作用于細(xì)菌以后不會產(chǎn)生菌株耐藥性[16-17]，在食品殺菌領(lǐng)域的應(yīng)用上也產(chǎn)生了巨大的影響力。

姜黃素主要來源于郁金、姜黃等姜科植物的塊莖或者根莖，它是世界衛(wèi)生組織以及美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)使用的食品添加劑，也是中國標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中允許添加于食品中的9種天然色素之一[18]。相對于化學(xué)合成聲光敏劑，姜黃素具有分子多樣性，且其對人體無毒無害、環(huán)保可降解，姜黃素具有抗氧化性[19]，在特定波長的光照以及超聲波的作用下，通過激活聲光敏劑分子產(chǎn)生一系列活性氧殺菌物質(zhì)，從而達(dá)到殺菌保鮮效果。WANG等[20]評估了由姜黃素介導(dǎo)的聲光動力處理技術(shù)對4 ℃貯藏的蝦魚糜品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，聲光動力處理技術(shù)顯著抑制了蝦魚糜中的細(xì)菌生長，延緩蝦魚糜品質(zhì)劣變，證明聲光動力處理是一種可靠且有潛力的殺滅腐敗微生物和保持蝦魚糜品質(zhì)的方法。BHAVYA等[21]以姜黃素作為聲光敏劑，將感染大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的橙汁進(jìn)行聲光動力聯(lián)合殺菌，研究發(fā)現(xiàn)殺菌后橙汁中的大腸桿菌菌落總數(shù)與金黃色葡萄球菌的數(shù)量均有所下降，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)有效延長了橙汁的保質(zhì)期。前期研究了單獨(dú)光動力殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮殺菌[22]，但聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)應(yīng)用在牡蠣的研究未見報道，因此，本研究聯(lián)合聲動力技術(shù)與光動力技術(shù)，以菌落總數(shù)作為評價指標(biāo)，探究姜黃素濃度、聲光動力處理時間以及超聲波功率3個條件，對牡蠣貨架期品質(zhì)指標(biāo)的影響，優(yōu)化聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)牡蠣保鮮工藝條件，以期為聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)應(yīng)用于食品領(lǐng)域提供理論指導(dǎo)與技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 試驗材料

生鮮牡蠣購于福州永輝超市（大儒世家店）。

1.1.2 試驗試劑

三氯乙酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙二胺四乙酸，生工生物工程（上海）股份有限公司；硫代巴比妥酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；1,1,3,3-四乙基丙烷，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氧化鎂，上海麥克林生化科技有限公司；生理鹽水，福州海王福藥制藥有限公司。

1.1.3 試驗儀器

XH300E微波超聲波組合儀，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司；PL-LED20F LED燈，北京卓立漢光儀器有限公司；UV-1100紫外分光光度計，上海美譜達(dá)儀器有限公司；LRH-250恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；MJ-54A高壓滅菌鍋，施都凱儀器設(shè)備（上海）有限公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；Legend Micro 17冷凍高速離心機(jī)，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；PB-10 pH計，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；KT8400全自動凱氏定氮儀，丹麥福斯集團(tuán)有限公司；CS-200精密色差儀，杭州彩譜科技有限公司；EZ-test質(zhì)構(gòu)分析儀，日本島津有限公司；SCIENTZ-09均質(zhì)機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣保鮮效果的參數(shù)優(yōu)化

1）牡蠣樣品處理

將新鮮牡蠣置于人工海水中暫養(yǎng)6 h去除雜質(zhì)，洗凈開殼，并用無菌生理鹽水清洗兩遍。然后將牡蠣封裝于均質(zhì)袋，每袋50 g并置于4 ℃冰箱冷藏備用。

2）牡蠣貨架期間菌落總數(shù)生長曲線

將處理好的牡蠣分成若干組，以菌落總數(shù)作為牡蠣新鮮程度評價指標(biāo)，測定在4 ℃條件下牡蠣的菌落總數(shù)變化，預(yù)判牡蠣的貨架期終點(diǎn)。

3）不同姜黃素濃度對牡蠣保鮮效果的影響

配制終濃度為0、20、40、60、80 μmol/L的姜黃素溶液并置于4 ℃冰箱避光保存。按照牡蠣樣品處理的操作處理好牡蠣樣品后，將其瀝干水分，以1∶1的料液比將牡蠣浸泡在不同濃度的姜黃素溶液中，并置于4 ℃冰箱避光孵育20 min后，將樣品放入裝有4 ℃冰水的燒杯中，置于超聲波探頭下方5 cm，距425 nm LED光源5 cm處，在800 W超聲波功率下對牡蠣進(jìn)行聲光動力處理30 min。以菌落總數(shù)作為殺菌效果評價指標(biāo)，考察姜黃素濃度對牡蠣中微生物的滅活效果。

4）不同聲光動力處理時間對牡蠣保鮮效果的影響

將處理好的牡蠣以1∶1的料液比浸泡在濃度為40 μmol/L的姜黃素溶液中，并將樣品置于4 ℃冰箱避光孵育20 min后，將樣品放入裝有4 ℃冰水的燒杯中，置于超聲波探頭下方5 cm，距425 nm LED光源5 cm處，在800 W超聲波功率下對牡蠣進(jìn)行聲光動力處理，處理時間分別為0、10、20、30、40、50 min。以菌落總數(shù)作為殺菌效果評價指標(biāo)，考察聲光動力處理時間對牡蠣中微生物的滅活效果。

5）不同超聲波功率對牡蠣保鮮效果的影響

將處理好的牡蠣以1∶1的料液比浸泡在濃度為40 μmol/L的姜黃素溶液中，并將樣品置于4 ℃冰箱避光孵育20 min后，將樣品放入裝有4 ℃冰水的燒杯中，置于超聲波探頭下方5 cm，距425 nm LED光源5 cm處，分別在0、200、400、600、800、1 000 W超聲功率下進(jìn)行聲光動力殺菌處理，處理時間為30 min。以菌落總數(shù)作為殺菌效果評價指標(biāo)，考察超聲波功率對牡蠣中微生物的滅活效果。

6）正交試驗優(yōu)化保鮮參數(shù)

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇姜黃素濃度、聲光動力處理時間以及超聲波功率3個因素進(jìn)行正交試驗優(yōu)化，試驗設(shè)計見表1。以菌落總數(shù)作為考察指標(biāo)，篩選最佳保鮮參數(shù)組合。

表1 正交試驗因素水平表

1.2.2 品質(zhì)指標(biāo)測定

1）菌落總數(shù)測定[23]

準(zhǔn)確稱取5 g打碎的牡蠣肉放入裝有45 mL無菌水的均質(zhì)袋中，以8 000 r/min均質(zhì)2 min后取出，在超凈臺中進(jìn)行10倍梯度稀釋，選取2～3個適宜的稀釋濃度，分別吸取200 μL注入平板計數(shù)瓊脂（plate count agar，PCA）培養(yǎng)基中并進(jìn)行均勻涂布，待樣液被PCA平板完全吸收后，放入（30±1）℃恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)48 h。

2）pH值測定[24]

準(zhǔn)確稱取5 g打碎的牡蠣肉于無菌均質(zhì)袋中，隨后加入45 mL新煮沸冷卻后的水置于均質(zhì)機(jī)中拍打混勻，將處理好的樣液于常溫下浸漬30 min后在8 000下離心10 min，棄沉淀，使用pH計測定上清液的pH。

3）硫代巴比妥酸值測定[25]

準(zhǔn)確稱取5 g（精確到0.01 g）打碎的牡蠣肉，加入50 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%的三氯乙酸提取液（內(nèi)含0.1%乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）），充分振蕩搖勻后浸漬0.5 h，隨后在4 ℃條件下8 000離心10 min得上清液。用移液槍吸取10 mL上清液并按 1∶1的體積比與濃度為0.02 mol/L的硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA)水溶液混合，裝入加塞玻璃試管中，90 ℃水浴30 min后取出冷卻。待冷卻至室溫后，以1 mL去離子水與1 mL TBA水溶液混合溶液作為空白參照，測量各組樣品在波長532 nm下的吸光度，每組設(shè)置3個平行，試驗結(jié)果取平均值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線測定：稱取0.315 g的1,1,3,3-四乙氧基丙烷，用容量瓶定容至1 000 mL，制成濃度為100 μg/mL的丙二醛（malondialdehyde，MDA）母液，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?，儲存時間不超過3個月。吸取10 mL MDA母液，稀釋至100 mL，制成濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)使用液。隨后分別吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL標(biāo)準(zhǔn)使用液并用三氯乙酸提取液定容至10 mL，配制濃度為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液用于標(biāo)準(zhǔn)曲線測定。

4）揮發(fā)性鹽基氮值測定[26]

準(zhǔn)確稱取打碎的牡蠣肉4 g，加入30 mL蒸餾水，充分振蕩使樣品分散均勻，將樣品浸漬30 min后，在上機(jī)檢測前加入0.4 g氧化鎂，隨后按照全自動凱氏定氮儀操作要求上機(jī)檢測。

5）硬度測定[27]

通過質(zhì)構(gòu)分析儀測定各處理組牡蠣在貯藏過程中硬度的變化。質(zhì)構(gòu)分析儀設(shè)置參數(shù)為：探頭采用P36R圓柱探頭，測前、側(cè)中、測后速度均為1 mm/s，壓縮形變30%，觸發(fā)力0.004 9 N，每組重復(fù)3次，試驗結(jié)果取平均值。

6）色差測定[26]

將牡蠣分為空白對照組、姜黃素組、光照組、超聲波組、聲光動力組，每組4只牡蠣，用吸水紙除去牡蠣表面的水分后，采用色差分析儀分別測定、、值。其中值代表樣品的亮度，值越大表示樣品的亮度越高。值代表紅綠值，表示樣品顏色偏紅，表示樣品顏色偏綠。值代表黃藍(lán)值，表示樣品偏黃，表示樣品偏藍(lán)。

1.2.3 感官評價

選擇10位經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的從事食品研究的學(xué)生作為感官評定員，根據(jù)國標(biāo)GB 2733-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)鮮、凍動物性水產(chǎn)品》中的相關(guān)規(guī)定，制定牡蠣感官評定標(biāo)準(zhǔn)，從牡蠣的色澤、氣味、質(zhì)構(gòu)、黏液4個方面分別進(jìn)行打分。將所有人的打分進(jìn)行收集匯總后，取其均值進(jìn)行統(tǒng)計分析。牡蠣感官評定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 牡蠣感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

所有試驗結(jié)果均測定3次，使用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Duncan多重比較檢驗法進(jìn)行顯著性分析，<0.05表示存在顯著性差異，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SE）表示，采用Origin 2017軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡蠣貨架期間菌落總數(shù)生長曲線

由于地理條件、生態(tài)環(huán)境有所不同，故每個地區(qū)的牡蠣攜帶的菌落種類，數(shù)量等都會有所差異，因此在探究聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果前，預(yù)先測定牡蠣在4 ℃條件下的菌落生長情況，了解牡蠣中細(xì)菌的生長特性。牡蠣在4 ℃冷藏條件下的菌落總數(shù)生長曲線如圖1所示，江艷華等[28]提出菌落總數(shù)達(dá)7.0 lg (CFU/g)是牡蠣的不可接受界限，試驗發(fā)現(xiàn)從超市購買的牡蠣初始菌落總數(shù)大約為（4.02±0.02）lg (CFU/g)，在貯藏過程中，牡蠣的菌落總數(shù)不斷攀升，當(dāng)貯藏到第6天時，菌落總數(shù)達(dá)（7.06±0.02）lg (CFU/g)，為牡蠣的不可接受界限。因此初步認(rèn)定本試驗所用牡蠣在4 ℃貯藏貨架期為6 d左右。

注：圖中不同字母表示差異顯著（P<0.05）。

2.2 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果分析

2.2.1 姜黃素濃度對牡蠣的保鮮效果分析

在800 W超聲波功率下對牡蠣進(jìn)行聲光動力處理30 min，不同姜黃素濃度對牡蠣的菌落總數(shù)影響如圖2a所示。結(jié)果顯示，隨著姜黃素濃度的提高，牡蠣中的菌落總數(shù)顯著下降，當(dāng)姜黃素濃度達(dá)到40 μmol/L時，殺菌率可達(dá)99.64%±0.06%，濃度繼續(xù)增大，菌落總數(shù)下降幅度明顯減緩，從而影響了殺菌效果。40與60 μmol/L，60與80 μmol/L之間不存在顯著差異（>0.05），因此暫定40 μmol/L為適宜試驗濃度。

2.2.2 聲光動力處理時間對牡蠣的保鮮效果分析

在姜黃素濃度為40 μmol/L，超聲波功率為800 W的的條件下，聲光動力處理時間對牡蠣的保鮮效果如圖2b所示。隨著聲光動力處理時間的延長，牡蠣中菌落總數(shù)顯著下降（<0.05），但當(dāng)殺菌時間達(dá)到30 min后，菌落總數(shù)下降幅度減緩，牡蠣的菌落總數(shù)不存在顯著差異（>0.05），此時聲光動力對牡蠣中細(xì)菌的殺菌率可達(dá)99.69%±0.07%。由于在姜黃素濃度為40 μmol/L，超聲波功率為800 W的條件下，殺菌時間大于30 min下的處理條件下，牡蠣的菌落總數(shù)并沒有出現(xiàn)顯著下降（>0.05）。綜合考慮，故選擇適宜聲光動力處理時間為30 min。

2.2.3 超聲波功率對牡蠣的保鮮效果分析

在姜黃素濃度為40 μmol/L，聲光動力處理時間為30 min的條件下，超聲波功率對牡蠣保鮮的影響如圖2c所示。隨著超聲波功率的提高，牡蠣中的菌落總數(shù)迅速下降，當(dāng)超聲波功率達(dá)到600 W時，殺菌率達(dá)到99.60%±0.04%。繼續(xù)提高超聲波功率，菌落總數(shù)下降不明顯，這可能是因為低頻超聲可以暫時改變細(xì)胞膜的通透性，同時產(chǎn)生適量的活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS），但細(xì)胞結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生破壞，而高強(qiáng)度超聲則會直接導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁、細(xì)胞膜及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生物理破壞，是一種不可逆的非熱力滅活過程，從而使殺菌率降低。600與800 W處理后的牡蠣菌落總數(shù)不存在顯著差異（>0.05）。故選擇超聲波功率600 W作為適宜殺菌功率。

注：圖2a中牡蠣的聲光動力處理時間是30 min，超聲波功率是800 W；圖2b中牡蠣的姜黃素濃度是40μmol·L-1，超聲波功率為800 W；圖2c中牡蠣的姜黃素濃度是40 μmol·L-1，聲光動力處理時間為30 min。

2.2.4 正交試驗優(yōu)化結(jié)果分析

通過單因素試驗結(jié)果，選擇姜黃素濃度、聲光動力處理時間、超聲波功率3個因素設(shè)計L9正交試驗，空白對照組為未經(jīng)過處理的新鮮牡蠣，試驗結(jié)果以菌落總數(shù)作為聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果評價指標(biāo)，試驗結(jié)果如表3所示。根據(jù)菌落總數(shù)值對不同處理條件下的牡蠣保鮮效果進(jìn)行評價，優(yōu)化的保鮮參數(shù)為332，即在聲光動力時間50 min，姜黃素濃度60 μmol/L，超聲波功率為600 W的條件下，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的殺菌效果最佳。通過比較極差的大小可知，影響殺菌效果的因素主次關(guān)系為姜黃素濃度、聲光動力處理時間、超聲波功率，姜黃素濃度對聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)的殺菌效果的影響最大。綜上所述，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的優(yōu)化保鮮參數(shù)為聲光動力處理時間50 min，姜黃素濃度60 μmol/L，超聲波功率600 W，菌落總數(shù)為4.52 lg (CFU/g)。

表3 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果優(yōu)化結(jié)果

2.3 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣菌落總數(shù)的影響

牡蠣肉質(zhì)柔軟且營養(yǎng)豐富，體內(nèi)褶皺多，因此其極易富集與繁殖微生物。并且在體內(nèi)各種酶的作用，大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成極易利用的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)一步為微生物提供了營養(yǎng)，促進(jìn)了微生物的快速增長。因此殺滅牡蠣體內(nèi)的微生物，是延長牡蠣貨架期的關(guān)鍵一步。當(dāng)菌落總數(shù)≥7 lg(CFU/g)時，牡蠣被判定為不可食用[27]。從圖3可知，在貯藏過程中，菌落總數(shù)總體呈上升趨勢，空白對照組菌落總數(shù)上升最快，在第6天時菌落總數(shù)就達(dá)到（7.14±0.02）lg(CFU/g)，超過限定值，被判定為腐敗水產(chǎn)品。姜黃素組、單獨(dú)光照組和單獨(dú)超聲波組也略微延長了食品貨架期，牡蠣貨架期分別為8、6、7 d，經(jīng)過這三組處理后的牡蠣菌落總數(shù)不存在顯著差異（0.05）。由圖可知，貯藏至12 d時不同處理組在減少牡蠣菌落總數(shù)的效果由小到大依次是聲光動力組、姜黃素組、超聲波組、光照組、空白對照組，聲光動力組的整體菌落總數(shù)值明顯低于其他處理組。試驗結(jié)果表明聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)能有效延長食品貨架期，對牡蠣保鮮具有積極意義。

注：單獨(dú)姜黃素組條件為姜黃素濃度60 μmol·L-1，單獨(dú)光照組條件為425 nm的LED光源照射，單獨(dú)超聲波組條件為600 W，聲光動力組條件為姜黃素濃度60 μmol·L-1，超聲波功率600 W，聲光動力處理時間50 min，下同。

2.4 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣pH值的影響

不同處理組的牡蠣在冷藏過程中的pH值變化如圖4a所示。各處理組的牡蠣pH值均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。牡蠣在貯藏前期出現(xiàn)pH值下降的原因是在牡蠣死亡后的初期階段，肌肉組織的糖原發(fā)生厭氧發(fā)酵反應(yīng)生成乳酸，ATP則降解生成PO43-，從而使牡蠣的pH值降低[28]。隨后由于牡蠣中的菌落總數(shù)的逐漸增多，細(xì)菌的分解作用占據(jù)主導(dǎo)地位，不斷加速牡蠣中蛋白質(zhì)的分解，導(dǎo)致胺類物質(zhì)生成，pH值逐漸上升[29]。空白對照組牡蠣的pH值在連續(xù)下降4 d后開始快速上升，姜黃素組、光照組、超聲組也分別到達(dá)最低點(diǎn)，開始出現(xiàn)不同程度的pH值回升，三組都分別在第6天迎來拐點(diǎn)，但與空白對照組相比這三組的pH下降的趨勢差異不大（>0.05）。而聲光動力處理后，牡蠣的pH值下降和上升的趨勢均明顯減緩且牡蠣的pH值上升點(diǎn)相較于空白對照組推遲了4 d。這也說明了聲光動力處理后牡蠣中細(xì)菌的生長得到了有效控制。

2.5 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣脂肪氧化值的影響

硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）是評價脂肪氧化程度的一項重要指標(biāo)，其體現(xiàn)了機(jī)體內(nèi)醛類物質(zhì)的積累情況。貯藏過程中各組的硫代巴比妥酸值變化情況如圖4b所示，各處理組的硫代巴比妥酸均處于上升趨勢，光照組的硫代巴比妥酸值上升最快且顯著高于空白對照組，各處理組的硫代巴比妥酸均處于上升趨勢，光照參與的組別（單獨(dú)光照組、聲光動力組）的硫代巴比妥酸值上升較快，原因可能是LED輻照條件下，光催化會加速脂肪出現(xiàn)氧化變質(zhì)，而聲光動力組最初由于光照的影響，脂肪氧化水平上升較快，但聲光動力作用在殺菌的同時也會抑制酶的活性，所以后期脂肪氧化水平放緩。這可能與姜黃素和光照時間有關(guān)，姜黃素具有抗氧化性，短時間的光照射減弱了脂質(zhì)的過度氧化[30]。貯藏至12 d時不同處理組導(dǎo)致脂肪氧化的效果由大到小依次是光照組、空白對照組、聲光動力組、超聲波組、姜黃素組。因此在使用聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)時，如果產(chǎn)品對氧化反應(yīng)較為敏感，則需要綜合考慮殺菌條件與光照時間。

2.6 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣揮發(fā)性鹽基氮的影響

牡蠣死亡后，機(jī)體內(nèi)的微生物迅速增多，微生物會將牡蠣內(nèi)的蛋白質(zhì)進(jìn)行氧化分解，生成堿性含氮物質(zhì)，這些物質(zhì)通常具有揮發(fā)性，因此這種物質(zhì)被稱為揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N），TVB-N是檢驗?zāi)迪牳瘮∽冑|(zhì)的一項重要指標(biāo)[31]。

在4 ℃冷藏條件下不同處理組牡蠣的TVB-N值變化如圖4c所示。貯藏初期，牡蠣的TVB-N值含量為（4.05±0.26）mg/100 g，基本符合生鮮牡蠣品質(zhì)。在貯藏過程中，各處理組的揮發(fā)性鹽基氮均處于上升趨勢，但相較于空白對照組，其他處理組的TVB-N值含量上升均出現(xiàn)了不同程度的減緩，其中聲光動力組的整體TVB-N值含量最低。根據(jù)GB 2733-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)鮮、凍動物性水產(chǎn)品》中的規(guī)定，TVB-N≥20 mg/100 g認(rèn)為肉質(zhì)已發(fā)生腐敗。空白對照組牡蠣在貯藏到第6天時，TVB-N值含量達(dá)到（20.11±0.74）mg/100 g，超過限定值認(rèn)定為腐敗肉。但聲光動力處理組在第12天時TVB-N值的含量才達(dá)到（20.05±0.72）mg/100 g，貨架期延長了6 d，貯藏至12 d時不同處理組導(dǎo)致牡蠣腐敗變質(zhì)的效果由大到小依次是空白對照組、光照組、超聲波組、姜黃素組、聲光動力組，故聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)延緩了牡蠣的腐敗，對牡蠣的保鮮效果明顯。

2.7 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣硬度的影響

各處理組牡蠣在4 ℃貯藏條件下的硬度變化如圖5a所示。牡蠣在貯藏過程中，由于機(jī)體水分喪失、微生物的分解以及酶的降解作用，機(jī)體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)被分解，導(dǎo)致牡蠣內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織松散，肉質(zhì)變軟。從圖5a可以看出，空白對照組的牡蠣在貯藏過程中，隨著牡蠣中的菌落總數(shù)的不斷增多，細(xì)菌分解作用增強(qiáng)，牡蠣硬度迅速下降。貯藏至12 d時不同處理組在維持牡蠣的硬度的效果由大到小依次是聲光動力組、姜黃素組、光照組、超聲波組、空白對照組，且聲光動力組的硬度下降速率明顯減小且與空白對照組存在顯著差異（<0.05），這說明了聲光動力有效控制牡蠣中細(xì)菌增殖代謝，在維持牡蠣的硬度具有較為顯著的效果。

2.8 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣色差的影響

食品色澤是消費(fèi)者判斷食品新鮮度的重要依據(jù)，食品是否具有其本身應(yīng)有的色澤會直接影響消費(fèi)者對食品的認(rèn)可性和滿意度。試驗通過色差儀來測定牡蠣在貯藏過程中的顏色變化，其變化值分別用、、表示。各處理組在4 ℃條件下貯藏過程中牡蠣的色差變化如圖5b～圖5d所示。貯藏過程中，肉眼可見牡蠣的外觀開始出現(xiàn)不同程度的變黃以及局部變青現(xiàn)象，通過儀器測定得出各處理組的牡蠣呈下降趨勢，呈上升趨勢，而則由正值轉(zhuǎn)負(fù)值，數(shù)值不斷下降，即牡蠣在貯藏過程中出現(xiàn)了肉質(zhì)亮度降低，顏色發(fā)黃且變青的情況，牡蠣值由正轉(zhuǎn)負(fù)，出現(xiàn)局部顏色發(fā)青現(xiàn)象的原因可能是由于貯藏過程中牡蠣汁液流失導(dǎo)致牡蠣內(nèi)臟顏色更為突出。貯藏至12 d時不同處理組對延緩牡蠣色變的效果由大到小依次是聲光動力組、姜黃素組、超聲波組、光照組、空白對照組，聲光動力組處理的牡蠣與其他處理組相比，顏色變化最不明顯，、、值的下降或上升速率都較低且與空白對照組存在顯著差異（<0.05）。因此通過色差分析，證明聲光動力處理可以有效延緩牡蠣的色變，保持牡蠣良好的感官品質(zhì)。

圖4 牡蠣在4 ℃冷藏過程中各種鮮度指標(biāo)的變化

圖5 牡蠣在4 ℃冷藏過程中硬度及色差的變化

Fig.5 Changes of hardness and color difference of oyster stored at 4 ℃

2.9 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的感官評定結(jié)果分析

感官評定是比菌落總數(shù)、TVB-N等更直觀的貨架期鑒定指標(biāo)。食品的外觀品質(zhì)會直接影響消費(fèi)者的購買行為[32]。通過感官指標(biāo)來鑒別食品的優(yōu)劣和真?zhèn)?，不僅簡便易行，而且靈敏度高，直觀而實用。根據(jù)牡蠣中細(xì)菌的生長特性，比較牡蠣在4 ℃條件下保藏6 d后，空白對照組牡蠣與聲光動力組牡蠣的感官特性。由圖6和表4可知，通過對比保藏6 d后牡蠣的色澤、氣味、質(zhì)地和黏液，發(fā)現(xiàn)空白對照組的牡蠣肉質(zhì)發(fā)黃，黏液暗沉且已經(jīng)沒有牡蠣?wèi)?yīng)有的氣味。但聲光動力處理后的牡蠣，肉質(zhì)顏色淡黃，黏液較為澄清且依然具有牡蠣?wèi)?yīng)有氣味，牡蠣品質(zhì)良好。這可能與聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)有效殺滅了牡蠣中的微生物有關(guān)。因此通過感官評定結(jié)果可知，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)增強(qiáng)了牡蠣的貯藏特性，延緩了食品的感官品質(zhì)劣變，使牡蠣的貨架期得到有效延長。

圖6 不同處理組的牡蠣在貯藏6 d后的變化

表4 牡蠣感官評分結(jié)果

3 結(jié) 論

該論文旨在通過探究聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮應(yīng)用，為今后聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)應(yīng)用于食品領(lǐng)域提供理論指導(dǎo)與技術(shù)參考。試驗得出主要結(jié)論如下：

1）探究了姜黃素的濃度、聲光動力處理時間、超聲波功率三大主要因素對聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)殺菌效果的影響。結(jié)果表明，當(dāng)姜黃素濃度為40 μmol/L，聲光動力處理時間為30 min，超聲波功率為800 W時，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的殺菌率可高達(dá)99.69%，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)殺菌效果顯著。

2）通過姜黃素濃度、聲光動力處理時間、超聲波功率優(yōu)化試驗，得出聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的最佳保鮮參數(shù)為姜黃素濃度50 μmol/L，聲光動力處理時間60 min，超聲波功率600 W，菌落總數(shù)為4.52 lg (CFU/g)。

3）聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)較好維持牡蠣的pH值、硫代巴比妥酸和揮發(fā)性鹽基氮在較低水平，保持了牡蠣的外觀、硬度及色澤等感官品質(zhì)，將牡蠣在4 ℃下的貯藏貨架期由6 d延長至12 d。聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)增強(qiáng)了牡蠣的貯藏特性，保證了牡蠣在貯藏過程中的產(chǎn)品品質(zhì)，對牡蠣具有較好的保鮮效果。

作為一種對抗微生物污染的非熱殺菌新手段，聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)具有極大的發(fā)展?jié)摿?，有望成為一線抗菌策略。

[1] 滕煒鳴，鄭杰，謝璽，等. 大連市牡蠣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與建議[J].中國漁業(yè)經(jīng)濟(jì)，2022，40(2)：84-90.

TENG Weiming, ZHENG Jie, XIE Xi, et al. The current situation and suggestions on development of oyster industry in Dalian[J]. Chinese Fisheries Economics, 2022, 40(2): 84-90.(in Chinese with English abstract)

[2] 曹斌斌. 光動力非熱力殺菌技術(shù)在生鮮牡蠣加工中的應(yīng)用[D]. 青島：中國海洋大學(xué)，2015.

CAO Binbin. Application of Photodynamic Non-Thermal Sterilization Technology in Fresh Oyster Processing[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2015. (in Chinese with English abstract)

[3] 曹葦，馮婭婷，譚成玉. 牡蠣蛋白及肽的研究進(jìn)展[J]. 精細(xì)與專用化學(xué)品，2020，28(4)：5-8.

CAO Wei, FENG Yating, TAN Chengyu. Research progress of oyster protein and its peptide[J]. Fine and Specialty Chemicals, 2020, 28(4): 5-8. (in Chinese with English abstract)

[4] 馮濤，曾小蘭，王珂，等. 短鏈葡聚糖-姜黃素納米乳液的制備及結(jié)構(gòu)表征[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(1)：303-309.

FENG Tao, ZENG Xiaolan, WANG Ke, et al. Preparation and structure characterization of short glucan chain-curcumin nano-emulsion[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(5): 319-326. (in Chinese with English abstract)

[5] BAO X, ZHANG S, ZHANG X, et al. Effects of pasteurization technologies and storage conditions on the flavor changes in acidified chili pepper[J]. Current Research in Food Science, 2022, 5: 1295-1304.

[6] 任愛清. 非熱力殺菌技術(shù)原理及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 麗水農(nóng)業(yè)科技，2017(1)：6-9.

REN Aiqing. Principle of non-thermal sterilization technology and its application in food industry[J]. Lishui Agricultural Science and Technology, 2017(1): 6-9. (in Chinese with English abstract)

[7] 徐繼成. 納米氧化鋅—射頻協(xié)同殺菌對典型菜肴品質(zhì)與安全性的影響及其機(jī)理研究[D]. 無錫：江南大學(xué)，2018.

XU Jicheng. Effects and Mechanism Analysis of ZnO Nanoparticles Combined Radio Frequency Pasteurization on the Quality of Chinese Typical Dishes[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2018. (in Chinese with English abstract)

[8] 李雪娜. 姜黃素介導(dǎo)的光動力殺菌在食品中的潛在應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代食品，2021(9)：29-31.

LI Xuena. Curcumin-based photosensitization as a potential preservation technology in food[J]. Modern Food, 2021(9): 29-31. (in Chinese with English abstract)

[9] 鄭寶東，林少玲，曾紹校，等. 光動力技術(shù)研究進(jìn)展及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報，2020，39(5)：6-15.

ZHENG Baodong, LIN Shaoling, ZENG Shaoxiao, et al. Photodynamic technology and its application in food industry[J]. Journal of Food Science and Biotechnology, 2020, 39(5): 6-15. (in Chinese with English abstract)

[10] 檀茜倩，麻冰玉，王丹，等. 光動力技術(shù)及其在生鮮食品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報，2022，41(7)：100-110.

TAN Qianqian, MA Bingyu, WANG Dan, et al. Research progress of photodynamic technology and its application in fresh food preservation[J]. Journal of Food Science and Biotechnology, 2022, 41(7): 100-110. (in Chinese with English abstract)

[11] LI Q, LIU Q, WANG P, et al. The effects of Ce6-mediated sono-photodynamic therapy on cell migration, apoptosis and autophagy in mouse mammary 4T1 cell line[J]. Ultrasonics, 2014, 54(4): 981-989.

[12] YAN Q, MEI J, LI D, et al. Application of sonodynamic technology and sonosensitizers in food sterilization: A review of developments, trends and challenges[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022, 11: 1-20.

[13] SADANALA K, CHATURVEDI P, SEO Y, et al. Sono-photodynamic combination therapy: A review on sensitizers[J]. Anticancer Research, 2014, 34(9): 4657-4664.

[14] MCHALE A, CALLAN J, NOMIKOU N, et al. Sonodynamic therapy: Concept, mechanism and application to cancer treatment[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2016, 880: 429-450.

[15] AKHTAR F, KHAN A, MISBA L, et al. Antimicrobial and antibiofilm photodynamic therapy against vancomycin resistant(VRSA) induced infection in vitro and in vivo[J]. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2021, 160: 65-76.

[16] 王東. 卟啉基自組裝納米材料的制備及其抗菌治療的研究[D]. 鄭州：河南大學(xué)，2018.

WANG Dong. Preparation of Porphyrin-Polypeptide Self-Assembly System for Antibacterial Treatment[D]. Zhengzhou: Henan University, 2018. (in Chinese with English abstract)

[17] 馬靜文，孫曉蓮. 無機(jī)納米聲敏劑在腫瘤聲動力治療中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 藥學(xué)進(jìn)展，2018，42(11)：842-830.

MA Jingwen, SUN Xiaolian. Application of lnorganic nanosonosensitizers in sonodynamic therapy for tumor[J]. Progress in Pharmaceutical Sciences, 2018, 42(11): 842-830. (in Chinese with English abstract)

[18] 鄭蕾，黃紅，吳涵，等. 姜黃素抗肺纖維化作用的分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 中草藥，2022，53(21)：6909-6918.

ZHENG Lei, HUANG Hong, WU Han, et al. Research progress on molecular mechanism of curcumin against pulmonary fibrosis[J]. Chinese Medicinal Herb, 2022, 53(21): 6909-6918. (in Chinese with English abstract)

[19] 曹榮，劉淇，趙玲，等. 基于高通量測序的牡蠣冷藏過程中微生物群落分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(20)：275-280.

CAO Rong, LIU Qi, ZHAO Ling, et al. Microbial flora analysis of oyster during refrigerated storage by high throughput sequencing technology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(20): 275-280. (in Chinese with English abstract)

[20] WANG D, ZHOU F, LAI D, et al. Curcumin-mediated sono/photodynamic treatment preserved the quality of shrimp surimi and influenced its microbial community changes during refrigerated storage[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2021, 78: 105715.

[21] BHAVYA M, HEBBAR H . Sono-photodynamic inactivation ofandin orange juice[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2019, 57: 108-115.

[22] 林以琳，李世洋，賴丹寧，等. 姜黃素介導(dǎo)光動力減菌技術(shù)對縊蟶的保鮮效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36(16)：320-326.

LIN Yilin, LI Shiyang, LAI Danning, et al. Effects of curcumin-mediated of anti-microbial photodynamic technology onpreservation of razor clam[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(16): 320-326. (in Chinese with English abstract)

[23] 王娟，程萌，孔瑞琪，等. 植物精油海藻酸鈉復(fù)合膜對雙孢蘑菇的抑菌保鮮效果研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(5)：319-326.

WANG Juan, CHENG Meng, KONG Ruiqi, et al. Inhibitory and fresh-keeping effects study of plant essential oil sodium alginate composite film on Agaricus bisporus[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(5): 319-326. (in Chinese with English abstract)

[24] 劉金峰. pH 計的原理、使用方法和維護(hù)[J]. 口腔護(hù)理用品工業(yè)，2019，29(2)：35-36.

LIU Jinfeng. Principle, application method and maintenance of pH meter[J]. Oral Care Products Industry, 2019, 29(2): 35-36. (in Chinese with English abstract)

[25] 周嬌嬌，郭丹婧，尤娟，等. 不同致死方式對鱔魚肌肉鮮度及生物胺含量的影響[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016，35(6)：129-135.

ZHOU Jiaojiao, GUO Danjing, YOU Juan, et al. Effects of different slaughter methods on freshness and biogenic amines of monopterus albus muscle[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2016, 35(6): 129-135. (in Chinese with English abstract)

[26] 苑閃閃，盧素芳，雷躍磊，等. 不同貯藏溫度鱖魚片品質(zhì)變化規(guī)律[J]. 肉類研究，2023，37(1)：26-30.

YUAN Shanshan, LU Sufang, LEI Yuelei, et al. Quality changes of mandarin fish fillets under different temperature storage conditions[J]. Meat Research, 2023, 37(1): 26-30. (in Chinese with English abstract)

[27] 胡麗麗，牛麗影，李大婧，等. 質(zhì)構(gòu)儀探頭選擇及樣品處理對草莓脯TPA測定結(jié)果的影響[J]. 食品研究與開發(fā)，2022，43(5)：170-176.

HU Lili, NIU Liying, LI Dajing, et al. The Influence of texture analyzer probe selection and sample preparation on the texture parameters of dried strawberry[J]. Food Research and Development, 2022, 43(5): 170-176. (in Chinese with English abstract)

[28] 江艷華，姚琳，朱文嘉，等. 國內(nèi)外水產(chǎn)品微生物限量標(biāo)準(zhǔn)的比對分析[J]. 中國漁業(yè)，2015，5(4)：6-16.

JIANG Yanhua, YAO Lin, ZHU Wenjia, et al. Comparison and analysis of microbiological limits for aquatic products at home and abroad[J]. Chinese Fisheries, 2015, 5(4): 6-16. (in Chinese with English abstract)

[29] LIU D, LIANG L, XIA W, et al. Biochemical and physical changes of grass carp () fillets stored at -3 and 0 ℃[J]. Food Chemistry, 2013, 140(12): 105-114.

[30] GEORGANTELIS D, AMBROSIADIS I, KATIKOU P, et al. Effect of rosemary extract, chitosan and α-tocopherol on microbiological parameters and lipid oxidation of fresh pork sausages stored at 4 ℃[J]. Meat Science, 2007, 76(1): 172-181.

[31] ZHU Z, CAI H, SUN D, et al. Photocatalytic effects on the quality of pork packed in the package combined with TiO2coated nonwoven fabrics[J]. Journal of Food Process Engineering, 2019, 42(3): 1-10.

[32] 史夢佳，陳麗嬌，張卿，等. 冷風(fēng)干燥溫度和環(huán)境相對濕度對牡蠣品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2019(3)：1-5，9.

SHI Mengjia, CHEN Lijiao, ZHANG Qing, et al. Effects of cold air drying temperature and relative humidity on the quality of oyster[J]. Agricultural Product Processing, 2019(3): 1-5, 9. (in Chinese with English abstract)

Preservation effect of oyster by sono-photodynamic sterilization technology

LIU Lifang1, QIU Jianqing2, XU Fang1, SHI Yuan1, ZENG Shaoxiao1, HU Jiamiao1※

(1.,,350002,; 2.,,350300,)

Oyster is one of the four favorite cultured shellfish in China, particularly in the high content of mineral elements rich in vitamins and high-quality proteins. However, the meat of oysters was easy to be infected by external microorganisms, due to the direct exposure to the air after opening. In addition, the fat oxidation, yellowing, and juice loss of oyster meat can also occur during storage, leading to destroy the sensory quality and the economic value of oysters. Therefore, it is necessary for new and efficient sterilization to inhibit microbial contamination for oyster preservation. Traditional thermal sterilization technology mainly transmits a large amount of heat energy to the food via heat conduction, in order to achieve the purpose of killing microorganisms and inactivating enzymes at high temperatures. However, some damage can often occur to the food texture and flavor during thermal sterilization. Fortunately, the Sono-photodynamic sterilization technology (SPDT) is a new type of sterilization to combine sonodynamic and photodynamic technology. The sterilization can be expected to activate the Sono-photosensitizer molecules for a series of active oxygen bactericidal substances under the action of a specific wavelength of light and ultrasound. The purpose of this study is to explore the preservation effect of sono-photodynamic sterilization technology on oysters in view of the shortcomings of photodynamic sterilization and sonodynamic sterilization technology alone. Firstly, the growth curve was drawn for the total colonies number of microorganisms in oysters at 4℃. The initial colony number of oysters was (4.02±0.02) lg (CFU/g), and the shelf life was only 6 days. Then, orthogonal experiments were carried out based on the single factor experiments of curcumin concentration, sono-photodynamic processing time and ultrasonic power. The results showed that the fresh oysters treated with 50 μmol/L curcumin, 600 W ultrasonic power for 60 min LED exposure presented the best preservation effects, and the total number of bacterial colonies was 4.52 lg (CFU/g). Finally, the quality changes of oyster products were evaluated to determine the total bacterial count and volatile base nitrogen under the optimal preservation parameters of Sono-photodynamic sterilization. The results showed that the Sono-photodynamic sterilization was used to effectively kill the microorganisms in the oysters for the extending shelf life of oysters to 12 days. The thiobarbituric acid value determination showed that the light in the Sono-photodynamic sterilization accelerated the oxidation of oyster fat. Therefore, the sterilization effect and exposure time were considered under oxidation reaction conditions. The color difference analysis, pH value, and hardness measurement showed that the Sono-photodynamic sterilization can be expected to effectively delay the color change of oysters, and then control the spoilage rate of oysters, finally preventing the autolysis of oysters. The sensory evaluation showed that the Sono-photodynamic sterilization can maintain the product quality for the longer shelf life of oysters. In general, comparison of sono-photodynamic group with control group, curcumin group, illumination group and ultrasonic group, sono-photodynamic group can keep the pH value, thiobarbituric acid and volatile base nitrogen of oysters at low values, maintain the sensory quality of oysters such as appearance, hardness and color, and prolong the shelf life of oysters from 6 days to 12 days at 4 ℃. In summary, Sono-photodynamic sterilization can be used to obtain better bactericidal activity for the preservation of oysters.

sterilization; storage; sono-photodynamic sterilization technology; oysters; curcumin; ultrasonic

10.11975/j.issn.1002-6819.202210154

TS254.4

A

1002-6819(2023)-05-0232-09

劉麗芳，邱建清，徐芳，等. 聲光動力聯(lián)合殺菌技術(shù)對牡蠣的保鮮效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2023，39(5)：232-240.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202210154 http://www.tcsae.org

LIU Lifang, QIU Jianqing, XU Fang, et al. Preservation effect of oyster by sono-photodynamic sterilization technology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2023, 39(5): 232-240. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202210154 http://www.tcsae.org

2022-10-20

2023-02-22

國家自然科學(xué)基金面上項目（32272450）；福建省科技廳對外合作項目（2020I0012）

劉麗芳，研究方向為食品安全控制技術(shù)。Email：2469082300@qq.com

胡嘉淼，博士，副教授，研究方向為光動力殺菌技術(shù)。Email：Jiamiao.hu@fafu.edu.cn