（农产品加工及贮藏工程专业论文）草鱼粒休闲食品延长货架期的研究.pdf

摘要 草鱼粒休闲食品延长货架期的研究 专业：农产品加工及贮藏工程 硕士研究生姓名：孙红男 指导教师：张憨 入学时间：2 0 0 7 9 1 答辩时间：2 0 0 9 7 1 7 授予学位时间： 摘要 本论文以腌制草鱼块为原料，通过脱盐、干燥、切粒、油炸、调味等一系列工艺生 产出草鱼粒产品，并针对鱼粒生产后杀菌及防腐工艺，进行微波紫外联合处理，使鱼 粒产品细菌总数在3 x 1 0 4e f u g 以内，大肠菌群阴性达标。通过对不同种类尼泊金酯复配 抑菌效果的研究，找出较优复配方案，代替传统抑菌剂山梨酸钾。通过加速试验预测出 添加不同复配型抑菌剂鱼粒产品的货架期。 采用微波紫外联合处理方式对草鱼粒产品进行杀菌试验。通过单因素试验分析微 波功率、微波作用时间、物料装载量、紫外电压、紫外灯距、紫外作用时间对杀菌效果 的影响。正交试验确定最优杀菌工艺：微波功率4 2 1 4w ，微波作用时间2 5s ，紫外电 压2 2 0v 。 在研究单一尼泊金酯类抑菌剂的抑菌试验中，发现尼泊金丁酯，庚酯有明显抑菌作 用。在研究不同浓度抑菌剂的抑菌试验中，发现浓度对短链抑菌剂的抑菌效果影响更大。 通过两种云种尼泊金酯复配效果研究，发现当尼泊金丙酯，丁酯，庚酯的复配比在1 ：l ：l ， 总添加量为鱼粒产品的0 2 9 6 0 时抑菌效果最好。 在加速试验中，基于微生物方面，测定添加复配型抑菌剂鱼粒产品货架期，计算得 添加乙酯2 5 + 丙酯7 5 、丁酯+ 庚酯各5 0 、酯+ 丁酯+ 庚酯各3 3 3 产品货架期分别 为3 7 5 + 4 9 ，3 9 6 - 4 - 8 3 ，4 2 3 4 - 6 3 天。通过测定酸价、过氧化值，建立回归方程得出2 5 货架期分别为3 8 3 4 - 7 3 5 2 ，4 1 8 4 - 8 9 3 7 ，4 3 6 4 - 8 2 1 5 天。 关键词：草鱼粒；微波；紫外；联合处理；尼泊金酯；微生物：脂质氧化；货架期 a b s r a c t a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , b l o a t e df i s hw a su s e da sm a t e r i a l st op r o d u c eg r a s sc a r pt i d b i tt h o u g ha s e r i e so fp r o c e s ss u c ha sd e s a l i n a t i o n , d r y i n g ，c u t t i n g ，f r y i n ga n ds e a s o n i n g a c c o r d i n gt o s t e r i l i z a t i o nt e c h n o l o g ya n da n t i c o r r o s i o nt e c h n o l o g y ，t h ec o m b i n e dt r e a t m e n tw a sc a r r i e do u t b a s e do ne n s u r i n gt h eq u a l i t yo fg r a s sc a r pt i d b i ta n dc o n t r o l l i n gt h et o t a lb a c t e r i a lc o u n t u n d e r3 xlo 耳c f u g ，a n dt h ee c o l di sn e g a t i v e c o m p o s i t ep r o p o r t i o no f n i p a g i ne s t e r sw a s f o u n dt ob eb e t t e ra n t i b a c t e r i a le f f e c ti n s t e a do ft r a d i t i o np r e s e r v a t i v ep o t a s s i u ms o r b a t e a t t h es a m et i m et h es h e l f - l i v e so ft h ef i s ht i d b i tp r o d u c tw i t hd i f f e r e n tc o m p o s i t eb a c t e r i o s t a t i c a g e n t sw e r ee s t i m a t e da c c o r d i n gt oa c c e l e r a t e dt e s t g r a s sc a r pt i d b i tw a ss t e r i l i z e db ym i c r o w a v e u l t r a v i o l e tc o m b i n e dt r e a t m e n t 耽e g e r m i c i d a le f f i c a c i e sa tt h ed i f f e r e n tm i c r o w a v ep o w e r s ，w o r k i n gt i m e s ，l o a d s ，u l t r a v i o l e t v o l t a g e s ，u l t r a v i o l e td i s t a n c e s ，a n du l t r a v i o l e tw o r k i n gt i m ew e r ea n a l y z e di nt h es i n g l ef a c t o r e x p e r i m e n t s 砀eo p t i m a ls t e r i l i z i n gc o n d i t i o nw a s ：m i c r o w a v ep o w e r4 21 4 彤m i c r o w a v e w o r k i n gt i m e2 5sa n dt h eu l t r a v i o l e tv o l t a g e2 2 0 v 1 1 1 ea n t i b a c t e r i a le f f e c t so fb u t y lp h y d r o x y b e n z o a t e ，n - h e p t y lp - h y d r o x y b e n z o a t ew e r e f o u n dt ob es i g n i f i c a n ti nt h es t u d i e so fs i g n l en i p a g i ne s t e r s i nt h es t u d i e so fd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n sb a c t e r i o s t a t i ca g e n t s ，a n t i b a c t e r i a le f f e c to fs h o r tc h a i nn i p a g i ne s t e r sw a sm o r e s u s c e p t i b l et h a nl o n gc h a i nn i p a g i ne s t e r s i nt h ec o m p o s i t ea n t i b a c t e r i a le f f e c ts t u d i e so ft w o o rt h r e ek i n d so fn i p a g i ne s t e r s ，t h eb e s tb a c t e r i o s t a t i ce f f e c tw a sf o u n dw h e nt h e p r o p y l p a r a b e n ，b u t y lp - h y d r o x y b e n z o a t e ，n - h e p t y lp h y d r o x y b e n z o a t ew e r em i x e da t1 ；1 ：1 r a t i oa n dt h em i x e dc o n c e n t r a t i o nw a s0 2 oo ft h ef i s ht i d b i t 1 1 1 es h e l f - l i v e so fg r a s sc a r pt i d b i t 、析t l lc o m p o s i t eb a c t e r i o s t a t i ca g e n t sw e r e m e a s u r e di n t h ea c c e l e r a t e dt e s t s b a s e do nt h ea s p e c to fm i c r o o r g a n i s m ，t h es h e l f - l i v e so ft h r e ec o m p o s i t e b a c t e r i o s t a t i ca g e n t sw e r ep r e d i c t e dt ob e3 7 5 4 - 4 9 ，3 9 6 a ：8 3 ，4 2 3 4 - 6 3d c o r r e s p o n d i n g l y t h e s h e l f - l i v e sw e r eo b t a i n e dt ob e3 8 3 4 - 7 3 5 2 ，4 18 4 - 8 9 3 7 ，4 3 6 4 - 8 2 1 5dr e s p e c t i v e l yb ym e a s u r i n g t h ea va n dp o vo ft h eg r a s sc a r pt i d b i ta n db u i l d i n gr e g r e s s i o ne q u a t i o na t2 5 k e yw o r d s ：g r a s sc a r pt i d b i t ；m i c r o w a v e ；u l t r a v i o l e t ；c o m b i n e dt r e a t m e n t ；n i p a g i ne s t e r s ； m i c r o o r g a n i s m ；l i p i do x i d a t i o n ；s h e l f - l i f e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：二盈立玉墨一 日期：细7 年7 月孑e l 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 筮) 坌量易导师签名：主丝 日期：山d 歹年7 月g 日 1 1 草鱼的营养价值及养殖模式 1 引言 草鱼( g r a s sc a r p ) 属鲤形目鲤科雅罗鱼亚科草鱼属。现代营养学表明草鱼其组织柔嫩、 味道鲜美、营养丰富。草鱼的重量组成及可食部分的化学成分大致为：水分含量7 4 4 ， 粗脂肪2 1 ，粗蛋白1 9 5 ，矿物质1 9 ，c a 含量4 6 0 m g 1 0 0 0 9 ，f e 含量0 s m g 1 0 0 0 9 。 草鱼含有丰富的不饱和脂肪酸，丰富的硒元素，经常食用有抗衰老、养颜的功效，而且 对肿瘤也有一定的防治作用。 草鱼的生存能力较强，一般可根据不同养殖环境选择合适的模式。如果进排水方便， 水质条件好在建议使用一次放足、分批起捕及轮捕轮放模式。如果水环境差，进排水不 方便建议使用一次放足、年底一次起捕模式为主【2 】。 1 2 淡水鱼产品加工的发展状况 我国地域辽阔，很多品种的淡水鱼加工都有着传统的地方特色，可以根据这些传统 工艺开发出适应市场需求的、满足不同人群需要的、不同风味特色的低值淡水鱼加工制 品。通常鱼肉加工分冻制品加工、干制品加工、腌制品加工和罐制品加工等。罐制品加 工按包装形式可分为软罐和硬罐制品加工，如传统的油浸青鱼、葱烤鲫鱼、荷包鲫鱼、 豆豉鲮鱼、爆鱼、茄汁鱼、凤尾鱼以及鱼松、鱼片等休闲食品，均可按需要制成硬罐或 软罐。腌制品加工，例如龚丽【3 】等以冻藏的海水鱼、金线鱼、化眉笛鲷与勒氏笛鲷为原 料，经解冻、腌制、干制等处理，制成半干咸鱼制品。干制品加工，熏制品加工、动物 饲料加工及鱼糜制品加工。将低值淡水鱼加工成鱼片、鱼段或鱼排，速冻成小包装冷冻 食品，已成为目前水产品加工业中广泛采用的方法。淡水鱼类下脚料可以进行综合利用。 利用低值淡水小杂鱼或淡水鱼加工的下脚料，通过酸、碱、酶或有机溶剂法来分离提取 鱼体中的优质蛋白质，是低值淡水鱼加工的一个重要方向。从低值鱼内脏中提取鱼油，提 炼e p a 、d h a 制品，鱼头、鱼骨可加工成天然的钙强化剂。低值淡水鱼皮中含有大量 胶原，达到5 0 左右，因而是制胶的好原料【4 】。 1 3 鱼粒产品生产状况及面临的主要困难 随着人们物质生活的不断提高，休闲食品越来越受到人们的青睐，其中，鱼制品尤 受广大消费者喜爱。鱼粒是一种味道鲜美、富有营养价值的新型水产休闲食品。鱼粒具 有高蛋白、低脂肪、营养丰富且食用方便，深受群众特别是儿童的欢迎。近年来，同本 已研制出鱼粒休闲食品，产品很受市场欢迎。目前我国市场上至今未见有国产鱼粒休闲 食品，因此开发生产鱼粒休闲食品前景很好，预计可创造较大的社会效益和经济效益。 但鱼粒产品在储藏过程中常由于微生物的繁殖及脂质氧化而引起营养价值、质构、外观、 风味等发生不良劣变问题，缩短了鱼粒货架期。因此控制鱼粒产品中微生物数量及微生 物的生长，脂质氧化等因素成为目前需要解决的主要问题。 江南大学硕+ 学位论文 1 4 淡水鱼类产品加工过程中杀菌技术的研究进展 一般食品杀菌方式可分为热杀菌和非热杀菌两大类。热杀菌的形式有：按杀菌温度 的高低，可将热杀菌分为低温杀菌、高温杀菌、超高温杀菌；食品的非热杀菌主要包括 物理杀菌和化学杀菌。物理杀菌主要是指：辐照杀菌、紫外线杀菌、超高压杀菌、高压 脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌和超声波灭菌等【5 】。单一热力杀菌不利于产品营养物质的 保存，因此研究者将目光转向了联合杀菌技术。 1 4 1 微波杀菌 微波杀菌属于热杀菌技术。多方面试验结果表明，它不仅具有因生物体吸收微波能 量而转换的热效应，而且还存在一种非热效应【6 】。食品吸收微波能，微生物细胞分子被 极化并作高频振荡，产生热效应。温度的快速升高使其蛋白质结构发生变化失去生物活 性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。非热效应是在电磁波的作用下，可以产生 强烈的生物响应，使生物体内发生各种生理、生化和功能的变化。微波的作用会使微生 物在其生命化学过程中所产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态 和运动规律发生改变，也就是使微生物的生理活性物质发生变化【_ 7 1 。同时，电场也会使 细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏， 使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或死亡。由于生物效应的存在，使得微波 辐射能在较低温度和较短时间内杀灭物料中的菌类和微生物与热力杀菌相比，经微波处 理的物料的理化指标还略有提高，就作为试样的酱油而言，适量的物料在1 5 k w 微波 功率辐射下，6 5 温度时lm i n 即可杀菌达标，而热力杀菌则需在8 0 温度下保持2 0m i n 以上，其效果对比极为明显。对于酱油等调味品、饮料、啤酒等，高温虽有利于杀菌， 但同时也破坏了产品的营养成份，这就更加限制了热力杀菌方法的应用【8 】。微波能还能 使微生物细胞赖以生存的a w 降低，破坏微生物的生存环境。另外，微波还可以导致细 胞d n a 和r n a 分子结构中的氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变 中断细胞的正常繁殖能力。s h i r o1 w a g u c h 9 】等以典型的化学物质亚甲基蓝为材料，分别 检测了微波、紫外、微波和紫外联合作用对其分解作用。结果发现微波紫外联合作用对 亚甲基蓝的分解作用达到9 0 以上，而单独用微波作用分解为1 0 ，这与产生的活化氧 有关。试验结果表明微波和紫外联合做用能通过产生活化氧物质分解化学成分。同时微 波和紫外联合作用对大肠菌群的杀菌结果也比单独使用微波杀菌效果明显。 r v d e c a r e a u 0 j 的研究证实微波辐射能在比传统加热方法低的温度下杀灭物料中的微 生物，为生物效应的存在提供了有力论据。王盛良等】进行的微波月饼防霉实验研究结 果表明，微波照射3 0s ，温度升为5 4 4 ，可杀死7 8 8 8 的黄曲霉菌和6 4 7 7 的园弧 青菌，微波照射1 2 0s ，可杀死1 0 0 的黄曲霉菌和9 9 9 9 的园弧青菌，证实了微波杀 菌非热效应的存在。微波加热很大程度上与样品的规格大小，形状有关。加热过程很大 程度上与辐射频率有关，低频微波的功率吸收及辐射穿透力比高频微波更有效【1 2 , 1 3 】。高 频微波对特定食品物质具有较好的杀菌效果，例如9 1 5m h z 微波对盘装切片牛肉杀菌 效果显著【1 引。m h l a u ，j t a n g 1 5 1 通过使用9 1 5m h z 微波系统及纤维光学传感器检测加 2 热均一性，开发一种对盐渍竹笋杀菌的短时微波加热技术。通过与传统的热杀菌技术工 艺过程中的组织状态品质变化相比，发现当使用9 1 5m h z 的微波加热系统可使加热更 均一，对比热水加热可使加热时间缩短一半，并且微波杀菌显著的减小了竹笋组织的热 损伤程度。 1 4 2 紫外杀菌 紫外线可以杀灭各种微生物，具有广谱性。紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的 紫外线能够破坏微生物机体细胞中的d n a 或r n a 的分子结构，造成生长性细胞死亡和 ( 或) 再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。它通常与其它杀菌方式联合使用，消毒效 果会更好。 影响紫外灯辐射强度和灭菌效果因素常见要有电压、湿度、距离、照射时间等。而 电压对紫外灯杀菌效果影响较大。相对湿度不超过5 0 ，对紫外灯辐射强度的影响不大； 随着室内相对湿度的增加，紫外灯辐射强度呈下降的趋势。当相对湿度达n 8 0 一9 0 时， 紫外灯辐射强度和杀菌效果降低3 0 4 0 左右。而一般距离越远辐射强度越弱，一般距 离超过1m , 贝l j 基本无杀菌效果。用紫外线灭菌必须使照射剂量达到杀灭目标菌所需要的 照射剂量。紫外线灯的杀菌能力关键是取决于照射剂量的大小。在实际应用中应纠正那 种不管紫外线灯的性能，使用时间长短，均开灯o 5h 灭菌的做法，杀菌剂量倒是辐射 强度和照射时间似的乘积f ，k = i * 0 。可见，照射时间越长，灭菌的效果越好【1 6 j 。 国内外研究紫外杀菌的例子有很多，m a n7 a vs e l m a 等【1 7 】，将紫外辐照，及紫外与 臭氧联合作用于蔬菜洗涤用水，研究结果发现当紫外与臭氧联合使用作用6 0 m i n 时，可 使微生物量降低5 9 l o gc f u m l 以下。m a r i c e lk e y s e r 等【1 8 】在对果酱生产时采用紫外灯来 减少微生物数量的研究中表明：当u v - c 波长为2 4 5 n m 时可用于杀菌作用。与热杀菌相比， 紫外灯处理果酱不会引起口味及色泽的改变，紫外辐射剂量在0 ，2 3 0 ，4 5 9 ，9 1 8j l 时 可用于不同果酱的杀菌。j o r g em f o n s e c a 等【1 9 1 ，将紫外辐照用于鲜切西瓜的杀菌研究上， 并与传统的杀菌方式臭氧( o 4 此l - 1 ) 及氯( 4 0 肚l 1 ) 浸泡液相比，结果表明，紫外辐照 ( 1 4 - 1 3 7k jm - 22 5 4n m ) 对微生物总量的控制更有效。m a it h ut h it r a n 等【2 0 】，采用薄膜 反应堆结合紫外辐照对橙汁进行杀菌，结果表明当采用u v ( 7 3 。8 m j c m 2 ) 杀菌时，新鲜 橙汁的货架期可以延长5 天。v c 的降解量为1 7 ，与传统热杀菌相似。与热杀菌( 8 2k w h m 3 ) 相比，紫外杀菌( 2 0k wh m 3 ) 能耗更小，且对果汁的p h 及色泽影响更小。p e n e l o p e p e r k i n s v e a z i e 等【2 1j 研究表明，当蓝莓在5 存储7 天，2 0 及9 0 r h 存储2 天后采用 u v - c 剂量在0 4 k j m 2 时，其重量及硬度都不会变化。与未储藏的水果相比，采用u v - c ( o 1 k j m 2 ) 辐照，存在于水果中的抗氧化性物质含量更高。 1 4 3 其他杀菌技术 辐射杀菌技术它是利用电磁波中的x 射线、y 射线和放射性同位素射线杀死微生物的 方法。辐射杀菌的特点是射线可以穿透食品包装和冻结层，可以在食品包装后辐照杀菌， 避免二次污染；在适当的辐照剂量条件下，食品营养成分不发生明显变化，而且保鲜程 度很高；利用辐照保藏可以减少冷藏的压力，节约能源【2 2 l 。无线电频率蒸煮通过两极变 江南大学硕士学位论文 化的电磁场对产品进行加热。加热猪肉碎肉产品与传统的水浴加热，蒸汽炉加热相比色 泽，组织状态及表现出来的流体性质并没有较大的差异，通过感官相似性评价表明采用 无线电频率加热能在7m i n4 0s 内使产品平均终点温度达7 3 ，相同的平均终点温度在使 用热水、热蒸汽加热时却要2 9 ，3 3m i n ，因此无线电频率能在短时间内使达到杀菌温度 2 3 o 臭氧是一种新型、高效、广谱的杀菌剂。臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，作用 于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌溶解和死亡。臭氧具有杀菌力强、 作用时间短、杀菌彻底、无残留等特点【2 4 1 。超高压技术是指将食品原料包装后密封于超 高压容器中，在静高压和一定的温度下，引起食品成分非共价键的破坏或形成，使食品 中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失活、变性和糊化，杀死食品中的微生物， 达到食品灭菌、保藏目的一种方法【2 5 1 。 1 4 4 联合杀菌的研究进展 多数情况下单独的杀菌技术不能满足杀菌要求，因此研究者常用联合杀菌技术，通 过其协同效应达到杀菌效果。联合杀菌研究报道较多，赵家丽【2 6 】在臭氧及其联合处理在 蔬菜加工中应用臭氧和微波、紫外、超声波联合作用发现臭氧紫外并联杀菌的最优工艺 是初始臭氧浓度为0 4 8m g l ，紫外灯工作电压2 0 0v ，处理时间6 0m i n ；臭氧气体与微 波的串联杀菌最优杀菌工艺是臭氧浓度为3 3 6m g l ，臭氧作用时间为6 0m i n ，微波强度 为2 6 1 。9w ，4 5s 。微波与化学试剂之间的联合灭菌作用的研究很多，例如刘怀田等【2 7 】 在研究微波与柠檬酸协同杀菌作用的实验中发现柠檬酸对微波杀灭枯草杆菌黑色变种 芽胞有协同作用。3 o 柠檬酸或单用微波作用1 5m i n ，分别仅能杀灭1 5 0 0 与2 9 4 6 ； 而2 0 柠檬酸与微波协同作用1 5 m i n 杀灭率可达1 0 0 。邢淑霞等【2 8 】在研究微波同化学 物质联合杀菌效果的过程中发现，在微波输出功率为2 1 0w 的协同作用下，氯己定和苯 扎溴铵显现微弱杀枯草杆菌黑色变种芽胞活性，戊二醛和邻苯二甲醛杀枯草杆菌黑色变 种芽胞的活性则显著增强。微波和紫外协同杀菌作用研究并不多见，杨红旗等【2 9 】采用一 种特殊的控制电路使微波与紫外线结合起来，兼容微波良好的穿透性和紫外线的强灭菌 性。微生物学检验表明微波和紫外线协同杀菌作用明显优于单独微波杀菌或紫外线杀菌 作用。 1 5 鱼类产品中各种防腐剂的研究进展 1 5 1 尼泊金酯类抑菌剂研究进展 防腐剂在食品中的使用最为广泛，它能有效防止食品由微生物所引起的腐败变质现 象的发生，从而延长其保存期。随着科学技术的进步，人们逐步发现化学合成食品防腐 剂对人体健康有巨大威胁。于是，世界各国都又致力于广谱、安全、高效食品防腐剂的 研发。 传统上鱼粒产品以山梨酸及其钾盐作为防腐剂，但抑菌效果不明显。尼泊金酯类， 又名对羟基苯甲酸酯类，其抑菌作用强于苯甲酸和山梨酸，且毒性低【3 0 】、用量少，抑菌 作用不受p h 影响，为目前国际上广泛采用的食品防腐剂。许多西方国家如美国、日本、 4 英国等很早就允许在食品【3 1 1 、化妆品【3 2 】中使用低碳醇酯，而且对庚酯等高碳醇也进行了 研制和应用，如美国以正庚醋用于啤酒的防腐，日本年也以正庚酯、正辛酯用于啤酒和 清酒的防腐。而我国目前只有低碳醇酯乙酯、丙酯、丁酯在食品、化妆品中使用，高碳醇 酯的研制及在食品中的应用等情况很少见。目前关于尼泊金酯类防腐剂研究主要针对尼 泊金酯类产品的抑菌种类【3 3 1 ，热稳定性，p h 值范吲3 4 1 ，和应用方面如其在啤酒【3 5 1 、酱 油及大酱中的应用【3 6 1 ，但在鱼粒防腐中的应用还未见报导。有研究表明尼泊金酯类物质 除是一种抑菌剂外还是有效的抗氧化剂【3 7 1 。e i k o r o t k o v a 等【3 8 】通过脉冲电压结合各种 防腐剂对电化学氧的降解量动力学参数，研究了各种防腐剂的抗氧化性。结果表明尼泊 金酯类物质具有较强的抗氧化性。s e o n m i n 1 e o n 3 9 】等，研究表明柚的代谢物对羟基 苯甲酸具有较强的抗氧化性，可以降低原生质中甘油三酸酯的含量。 1 5 2 尼泊金酯类抑菌剂的抑菌及抗氧化机理 尼泊金酯对霉菌、酵母菌和细菌有广泛的抑菌作用，对霉菌、酵母菌作用最强，但 对细菌特别是革兰氏阴性杆菌及乳酸菌作用较差。尼泊金酯的作用在于抑制微生物细胞 的呼吸酶系与电子传递酶系的活性以及破坏微生物的细胞膜结构，从而阻止霉菌、酵母 菌、细菌的发育作用。烃基碳链越大，亲油性越强，这种作用越大，同时菌体对酯的吸 附量越大，对细菌的发育阻止作用也越大。尼泊金酯对菌体有一定附着量，所以能很好 地起到这种作用【4 们。由于尼泊金酯类防腐剂的p h 为4 8 ，具有较宽的抗菌谱，且考虑到 经济性原因，选其作为鱼粒产品的防腐剂。 尼泊金酯类物质具有抗氧化性主要是由于其分子内含有酚类结构，而酚类化合物能 够向酯类自由基提供氢原子，同时未成对的电子可以在苯环上离域分布，酚类化合物与 脂类白由基反应后形成的自由基稳定性更高，因此更稳定。这样就使其具有清除自由基， 抗氧化活性【4 。尼泊金酯类物质具有抗氧化性的另外一个原因就是其可以抑制微生物的 生长，以此排除由于微生物繁殖而引起食品的氧化酸败因素，也使其间接的具有了抗氧 化性。 1 6 食品贮藏的加速试验原理及进展 食品储存期加速测试的原理就是利用化学动力学来量化外来因素对变质反应的影 响力。通过控制食品处于一个或多个外在因素高于j 下常水平的环境中，变质的速度将加 快或加速，在短于正常时间内就可判定产品是否变质。 。 加速试验中微生物预测模型理论很多，如t r o s s 等【4 2 】曾利用平方根模型研究温度， a w ，p h 及乳酸浓度对预测e c o 的生长状况。k o n s t a n t i n o sk o u t s o u m a n i s 等【4 3 】采用系统 实验程序演化出一种快速预测冷链鱼货架期的微生物模型。k a r e nm v e r e e c k e n 】等采 用l o t k a - v o l t e r r a 模型预测两种微生物的竞争性生长模型。s k j r a s m u s s e n 4 5 】等通过工 艺风险模型( p r m ) 预测了大西洋鲑在4 储藏时的货架期为6 5 天，实测值为6 2 天。 郑业- - 4 6 j 提出的基于茵落总数理论，结合加速试验预测产品货架期的有i c f u 5 理论等。 在脂质氧化的研究中，防修珍【4 7 】曾经应用油脂氧化的一级反应动力学模型结合q ，d 法对青虾风味休闲干制品进行货架期预测，结果表明充氮包装的青虾干制品的贮藏货架 江南大学硕士学位论文 期为1 0 个月，添加适量的抗氧化剂能使其保藏期更长。曹平等【4 8 】应用w e i b u l l 模型通过 对食品非感官指标的分析，通过感官w h a 方法预测灭菌乳货架期时，预测结果与寿命 加速方法a s l t 基本一致，酸度作为描述灭菌乳品质下降的调整指标，通过w h a 方法 预测2 5 。c 贮藏货架期可达到7 8 天。e g a r c l a g a r c l a 等【4 9 】运用加速试验，预测了成熟橄 榄的货架期。章银副5 0 】对淡腌鳗鱼的研究结果表明，t v b - n 的品质变化遵循0 级反应 模型，而可滴定酸度和t v c 遵循1 级反应模型。鱼丸贮藏过程中的细菌总数生长、脂 肪氧化和腐败反应速率常数用a r r h e n i u s 方程描述，有很高的拟合精度【5 l 】。 1 7 国内外鱼类产品中各种品质变劣控制的研究进展 鱼类产品品质劣变的因素主要分脂质氧化和微生物的繁殖。控制微生物的生长主要 从降低温度，及控制a w 值，及抑菌剂的使用等方面入手。如将鱼制品用盐、糖、柠檬 酸盐、磷酸盐等【5 2 5 5 】进行腌制降低了鱼制品的a w 值达到抑菌目的。脂质氧化的控制主 要采用加入抗氧化剂，及气调包装形式。例如刘焱【5 6 】等人探讨茶多酚对鱼糜的保鲜效果 的试验表明，茶多酚能降低冷藏鱼糜的酸价、过氧化值、挥发性盐基氮；添加茶多酚能 显著地延缓冷藏鱼糜凝胶强度的降低，而对冷冻鱼糜凝胶强度的影响不明显。谢荣辉等 【5 7 j 通过对鱼类宠物食品添加抗氧化剂比较试验显示：t b h q 在鲨鱼肉宠物食品中具有优 良的抗脂肪氧化功能，p g 因其可溶于水是理想的鱼类宠物食品抗氧化剂。 1 8 本论文主要研究的内容 1 对鱼粒产品进行微波紫外联合杀菌工艺研究；分别研究微波功率、微波作用时间、 紫外电压等一系列因素对杀菌效果的影响。以菌落总数、大肠菌群及感官评定为指标， 通过单因素及正交试验，选出最优杀菌工艺条件。 2 通过添加单一不同浓度的尼泊金酯类抑菌剂，研究各个尼泊金酯类抑菌剂对鱼 粒的抑菌效果。 3 通过尼泊金酯类抑菌剂间的复配试验，检测复配抑菌剂对鱼粒产品抑菌效果。 通过尼泊金乙酯、丙酯，两种或三种尼泊金酯类抑菌剂的复配抑菌试验，找出最优复配 比。 4 在使用优化复配抑菌剂的同时，基于微生物指标，通过加速试验，利用1 c f u 5 法，以产品变质菌落总数为指标，预测出鱼粒产品在室温下的理论货架期。 5 使用抑菌剂的同时，基于脂质氧化理论，以产品的酸价，过氧化值为指标，预 测鱼粒产品在室温下的理论货架期。 6 2 材料与方法 2 材料与方法 2 1 试验原料试剂及设备 2 1 1 原料 某公司提供的盐渍草鱼块。一般新鲜的草鱼采购来不能马上投入生产，为了抑制草 鱼肉在生产前时间间隔中微生物大量繁殖常将草鱼肉进行盐渍，晒半干，以腌制草鱼肉 为原料生产草鱼粒。 2 1 2 主要试剂 东湖塘化学试剂厂； 0 【乳糖 上海恒信化学试剂有限公司； 可溶性淀粉、乙醚 上海化学试剂公司； 营养琼脂、麦康凯琼脂、n a o h 、草酸铵、中国医药集团上海化学试剂公司； 9 5 乙醇、n a 2 s 2 0 3 5 h 2 0 碳酸氢钠分析纯，氯化钠分析纯、蛋白胨、 国药集团化学试剂有限公司； 猪胆盐、溴甲酚紫、结晶紫、沙黄、h 2 s 0 4 尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯、无锡江大百泰科技有限公司； 尼泊金丁酯、尼泊金庚酯 2 1 3 主要设备 s w - c j 1 0 型洁净工作台苏州净化设备厂 f a l10 4 分析天平上海天平仪器厂 电热恒温水浴锅上海医疗器械五厂 2 d x 3 5 b i 型座式自动电热压力蒸汽灭菌锅上海申安医疗器械厂 1 0 1 2 b s 型电热恒温鼓风干燥箱 上海跃进医疗器械厂 s p x 型智能生化培养箱南京实验仪器厂 h a i e rm f - 2 2 7 0 e g 青岛海波制品有限公司 x h 4 0 0 真空包装机北京派克龙包装机械灌装机有限公司 食品除湿干燥机 上海桑菱贸易有限公司 2 2 鱼粒加工工艺及试验要点 2 2 1 鱼粒加工工艺流程及要点 鱼粒原料_ 清洗一脱盐一热泵干燥_ 切粒_ 油炸_ 冷却至室温一调味( 同时加入抑 菌剂) _ 杀菌_ 真空包装一保藏 1 ) 脱盐：使用自来水进行浸泡脱盐，鱼粒原料与自来水的比为4 ：2 5 ，脱盐时间1 2 h ， 江南大学硕士学位论文 脱盐温度1 5 。 2 ) 将干燥后的鱼肉产品切成8 x 8 x 8 c m 的颗粒。 3 ) 热泵干燥：干燥温度3 1 3 5 ，干燥4 4 5h ，回潮6h ，温度范围不变，继续干 燥2h ，使其水分含量在4 0 5 0 之间。 4 ) 油炸：将色拉油加热至油温为1 6 0 1 7 0 ，将鱼粒原料与色拉油的比按5 ：2 加入 到色拉油内，放入鱼粒原料后油温下降到1 0 5 左右，加热过程中油温有所升高但油炸 过程中油温不高于1 1 5 。油炸5m i n ，翻动1m i n ，继续炸5m i n ，冷却至室温。 5 ) 调味：将给定的调味料配方与试验中所用到的抑菌剂配方混合均匀，并将其混 合液按比例与鱼粒产品混合均匀。 6 ) 杀菌：按试验设计的杀菌方案进行杀菌，得出最优杀菌方案，并以此作为最终 的杀菌方案。 7 ) 真空包装：蒸煮袋，无菌真空包装。 8 ) 保藏：按试验温度及时间要求进行保藏。 2 2 2 微生物检测流程 2 2 2 1 细菌检测工艺流程 无菌条件下进行样品_ 研磨_ 配成均匀的菌液_ 逐步稀释_ 细菌培养基培养 ( 3 6 + 1 ，4 8h ) 叶计数_ 结果分析( 详见附录3 ) 2 2 2 2 大肠菌群检测工艺流程 无菌条件下进行：样品_ 研磨_ 配成均匀的菌液一逐步稀释_ 乳糖胆盐发酵液培养 ( 3 6 士1 ，4 8h + 2h ) _ 分离培养( 3 6 士1 ，18 - - 2 4h ) _ 证实实验( 染色，3 6 土1 ， 2 4h + 2h ) 一计数_ 报告( 详见附录3 ) 2 2 2 3 检测过程中注意事项 1 ) 制菌液：保藏一段时间的样品，称取鱼粒产品约5g ，用无菌剪刀将其剪碎，无 菌操作台中用，无菌研钵将其磨成粉状，加入约4 5m l ( 计算为鱼粒产品的九倍) 生理 盐水，进行稀释溶解，吸取稀释液1m l ( 此为l ：1 0 的稀释液) 进行逐步稀释。 2 ) 倒培养基：将灭好菌的营养琼脂培养基置于5 0 恒温水浴锅中保温待用，倒培 养基时要感觉培养基的温度较热，但不烫手为宜( 此时一般为4 6 左右) 。 3 ) 乳糖胆盐发酵液：量取菌液1m l ，并加入1 0m l 单管乳糖胆盐发酵液，制备时 准确称取胆盐，因其作为一种抑菌剂，添加量的波动易导致大肠菌群假阳性或假阴性的 出现。 2 3 试验设计与方法 2 3 1 紫外微波联合杀菌工艺研究 按照草鱼粒生产工艺流程生产出草鱼粒产品，在未加入任何抑菌剂的前提下进行杀 菌试验，选择出最优杀菌工艺。 2 材料与方法 2 3 1 1 单一紫外杀菌工艺研究 紫外杀菌的基础条件为：3 0w 石英紫外灯、电压2 2 0v 、2 5 、直射光线、照射时 间为6 0m i n 、检测距离6 0e r a 。当研究其中的某一因素时，其他因素不变。主要研究同一 型号石英紫外灯不同电压、不同照射时间、不同垂直灯距等因素对鱼粒产品作用的杀菌 效果的影响。 1 ) 紫外灯电压对杀菌效果的影响：研究不同紫外灯电压( 2 2 0v ，2 0 0v ，1 8 0v ， 1 6 0v ) 下紫外线对杀菌效果的影响，确定较合适的紫外灯工作电压；每个试验做三次 平行，结果取平均值。 2 ) 紫外照射时间对杀菌效果的影响：研究不同辐射时间( 2 0m i n ，3 0m i n ，4 0m i n ， 6 0m i n ，8 0m i n ，1 0 0m i n ) 对杀菌效果的影响，确定较合适的照射时间；每个试验做三 次平行，结果取平均值。 3 ) 不同灯距对杀菌效果的影响：研究不同辐射距离( 3 0e m ，4 0c m ，6 0e m ，8 0c m ， 1 0 0c m ) 对杀菌效果的影响，并确定合适的杀菌距离；每个试验做三次平行，结果取平 均值。 2 3 1 2 单一微波杀菌工艺研究 为防止微波功率过高使鱼粒产品产生焦糊现象，在预试验的基础上，将微波杀菌的 基础条件设定在p 3 ：微波功率3 0 4 1w ，微波杀菌采用间歇杀菌，除去间歇时间微波总 作用时间3 0 s ( 连续时间为l o s ，间歇时间l o s ) ，杀菌过程物料量：6 9 。主要研究微波 功率、微波加热时间、物料装载量等因素对草鱼粒产品杀菌效果的影响。 1 ) 微波功率对草鱼粒杀菌效果的研究：研究相同的时间，相同物料量，不同微波 功率对( p l ，p 2 ，p 3 ，p 4 ，p 5 ，p 6 ) 杀菌的影响，确定合适微波功率。( 微波炉固定功率 的检测见附录3 ) 每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 ) 微波时间对鱼粒杀菌效果的研究 研究相同微波功率，相同装载量时，不同微波作用时间对鱼粒杀菌效果的影响，确 定合适的杀菌时间。取等量草鱼粒( 6g ) ，在优化微波功率条件下，用不同的间歇杀菌 时间( 1 0s ，2 0s ，3 0 s ，4 0s ) 进行微波杀菌，研究时间对微波杀菌效果的影响。每个 试验做三次平行，结果取平均值。 3 ) 装载量对鱼粒杀菌效果的研究：研究在优化后杀菌功率、杀菌时间基础上，不 同的装载量( 3g ，6g ，9g ，1 2g ，1 5g ) 对鱼粒杀菌效果的影响。每个试验做三次平行， 结果取平均值。 2 3 1 3 紫外微波联合杀菌优化工艺的研究 最优杀菌工艺条件的确定：在前面单因素试验的基础上，进行正交试验，以确定最 优杀菌工艺条件。每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 3 2 尼泊金酯类抑菌剂对鱼粒产品抑菌效果研究 2 3 2 1 单一抑菌剂抑菌性研究 主要研究不同种类尼泊金酯抑菌剂的抑菌效果。以山梨酸钾( 添加量为草鱼粒产品 质量的1 o ) 做对照，通过不同浓度添加量( 添加量为草鱼粒产品的质量的0 2 o ，0 1 5 o ， 9 江南大学硕士学位论文 o 1 ) 的单一尼泊金酯类抑菌剂对鱼粒产品的抑菌效果的研究，讨论浓度对不同种类的 抑菌剂的抑菌效果的影响。将添加有各种抑菌剂的鱼粒产品置于3 6 4 - 1 恒温培养箱中 培养，观察培养3 0d 内大肠菌群和菌落总数的变化，找出抑菌效果较好的单一抑菌剂， 为复配试验做准备。每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 3 2 2 两种防腐剂复配抑菌性研究 在单一抑菌剂抑菌试验中找出对大肠菌群及细菌抑制作用较强的尼泊金酯类抑菌 剂，并通过研究两种抑菌剂按比例1 ：l ，总的添加剂量为产品质量的o 2 o 时( 参考国标 g b 2 7 6 0 2 0 0 7 ) ，复配型尼泊金酯类抑菌剂对鱼粒产品的抑菌效果的影响。将添加有各种 复配型抑菌剂的鱼粒产品于3 6 4 - 1 恒温培养箱中培养，观察培养3 0d 内大肠菌群和菌 落总数的变化，找出最佳抑菌效果的复配方案。每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 3 2 3 尼泊金乙酯、丙酯的复配抑菌性研究 按国标g b 2 7 6 0 2 0 0 7 中对尼泊金乙酯、丙酯的最大总添加剂量为产品质量的o 2 o ， 分别将二者按比例l ：l ，1 ：2 ，2 ：l ，1 ：3 ，3 ：1 ，1 ：4 ，4 ：l 添加到鱼粒产品中，以山梨酸钾 为参照，研究复配抑菌剂的抑菌效果。将添加有各种复配型抑菌剂的鱼粒产品于3 6 4 - 1 恒温培养箱中培养，观察培养3 0d 内大肠菌群和菌落总数的变化，选择出最佳抑菌效果 的复配方案。每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 3 2 4 三种抑菌剂复配抑菌性的研究 在上述三个试验的基础上，研究三种抑菌剂按比例1 ：1 ：1 总的添加剂量为产品的质 量的o 2 o 时，研究复配尼泊金酯类抑菌剂对鱼粒产品的抑菌效果。将添加有各种抑菌 剂的鱼粒产品置于3 6 4 - 1 恒温培养箱中培养，观察培养3 0d 内大肠菌群和菌落总数的 变化。每个试验做三次平行，结果取平均值。 2 3 3 鱼粒产品货架期预测试验研究 2 3 3 1 微生物水平货架期预测 鱼粒产品属于罐头食品，因此在采用加速试验时，微生物保藏温度应在2 0 4 0 范围内。将抑菌效果较好的复配型抑菌剂按比例添加到鱼粒产品中，分别将鱼粒产品置 于4 0 ，3 5 ，3 0 ，恒温培养箱中进行微生物培养试验。以菌落总数 3 x 1 0 4 e f u g 为 变质指标定期检测微生物数量，当菌落总数恰好刚刚高于此值时的贮藏天数即为在此温 度贮藏时，添加有特定抑菌剂的鱼粒产品的货架期。在微生物的检测过程中，当菌落总 数接近3 1 0 4 c f u g 时，缩短时间间隔，最后每天进行一次菌落总数的检测，直至达到最 大限度菌落数。每个试验做三次平行，结果取平均值。 通过公式( a ) 计算得出不同产品的1 c f u 5 值。 1 c f u 5 = 温度为t c 时的