酱腌菜防腐技术的研究进展

1、PAGE 6食品安全质量检测学报第11卷第7期杨 颖, 等: 酱腌菜防腐技术的研究进展PAGE 5第11卷 第7期食品安全质量检测学报Vol. 11 No. 72020年4月Journal of Food Safety and QualityApr. , 2020 *通讯作者: 杨颖, 高级工程师, 主要研究方向为食品安全检测及管理。E-mail: *Corresponding author: YANG Ying, Senior Engineer, Shandong Institute for Food and Drug Control, No.99, Tianluo Road, High-t

2、ech District, Jinan 250101, China. E-mail: 酱腌菜防腐技术的研究进展杨 颖1*, 王望舒2, 吴裕健1, 刘 伟1, 明双喜1(1. 山东省食品药品检验研究院, 济南 250101; 2. 山东智行检测技术服务有限公司, 济南 250014)摘 要: 酱腌菜是受大众喜欢的传统食品, 近年来随着新工艺、新品种的出现, 人们也加强了对其防腐技术的研究以期延长产品的货架期。本文对目前酱腌菜防腐技术研究进展情况进行了综述, 包括热杀菌技术如巴氏杀菌、微波杀菌, 非热杀菌技术如超高压杀菌、臭氧杀菌、辐照杀菌、低温等离子体杀菌、高密度二氧化碳杀菌, 真空包装或充气

3、包装技术, 添加化学防腐剂或添加来源于微生物、植物或动物的天然防腐剂等。生产企业可根据产品特点选择一种或多种防腐技术满足防腐要求。新型非热杀菌技术以及天然防腐剂虽然能够提高产品品质并具有更好的安全性, 但目前应用并不广泛, 建议酱腌菜生产企业进一步加强对新型杀菌技术以及天然防腐剂的应用研究, 不断满足人们对产品健康、安全的需求。关键词: 酱腌菜; 防腐技术; 超高压; 低温等离子体; 天然防腐剂Research progress on antiseptic technology of picklesYANG Ying1*, WANG Wang-Shu2, WU Yu-Jian1, LIU We

4、i1, MING Shuang-Xi1(1. Shandong Institute for Food and Drug Control, Jinan 250101, China;2. Shandong Zhixing Testing Technology Service Co., LTD, Jinan 250014, China)ABSTRACT: Pickles are traditional food favored by the public. In recent years, with the emergence of new technologies and new varietie

5、s, people strengthened the research on its antiseptic technology to extend the shelf life of pickles. This review summarized the research status and progress of antiseptic preservation of pickles, including thermal processing technology such as pasteurization and microwave, non-thermal processing te

6、chnology such as ultra-high hydrostatic pressure, ozone, irradiation, non-thermal plasma and dense phase carbon dioxide, using vacuum packaging or modified atmosphere packaging, adding chemical preservatives or natural preservatives which were from microorganism, plant or animal. One or more antisep

7、tic technologies according to the characteristics of the products could be used to prevent deterioration. Although non-thermal processing technology and natural preservatives could improve the quality of food and be more safety, they were not widely used at present. It was suggested that pickle ente

8、rprises should further strengthen the application research of new sterilization technology and natural preservatives to meet peoples demand of health and safety.KEY WORDS: pickles; antiseptic technology; ultra-high hydrostatic pressure; non-thermal plasma; natural preservatives*通讯作者: 汪艳玲, 主管技师, 主要从事

9、微生物检验工作。E-mail: *Corresponding author: WANG Yan-Ling, Supervising Technician, Huaian City Center for Disease Control and Prevention, Huaian 223001, China. E-mail: 1 引 言酱腌菜是以新鲜蔬菜为主要原料, 经腌渍或酱渍加工而成的蔬菜制品REF _Ref29758770 r h * MERGEFORMAT 1, 分为酱渍菜类、盐渍菜类、糖醋渍菜类、虾油渍菜类等11个类别REF _Ref29933068 r h * MERGEFORMAT

10、 2。作为我国消费者的一种常备佐菜, 酱腌菜在我国有着悠久的历史, 不仅产地遍及全国, 而且品种繁多、风味各异, 近年来更是朝着低盐、低糖、本味的营养健康型产品发展REF _Ref30017927 r h * MERGEFORMAT 3 REF _Ref31272625 r h * MERGEFORMAT ,4。在实际生产销售中, 受微生物、温度、光照等多种因素的影响, 酱腌菜会出现品质降低的情况, 表现在质地变软、色泽褐变、风味丧失, 甚至会出现肉眼可见的腐烂变质、胀袋等现象。微生物是造成酱腌菜腐败变质的一个重要因素, 由于酱腌菜富含碳水化合物和水, 因此容易受到微生物的侵袭, 酵母菌、霉菌

11、、细菌都是引起酱腌菜腐败变质的微生物, 其中芽孢杆菌、类芽孢杆菌、毕赤氏酵母、德巴利酵母更是引起腐败的主要微生物 REF _Ref31299677 r h * MERGEFORMAT 5。近年来, 酱腌菜大肠菌群不合格, 以及为了防腐而过量使用化学防腐剂的情况时有报道, 如有文献报道 REF _Ref33551971 r h * MERGEFORMAT 6, 2011-2014年间常熟市酱腌菜防腐剂超标率达70%, 不禁引起消费者的担忧。为提升酱腌菜贮藏期间产品质量, 延长其货架期, 人们加强了酱腌菜防腐技术的研究。本文对目前酱腌菜防腐技术的研究及应用进行了总结和概括,旨在为酱腌菜工业化生产以

12、及科学研究提供参考, 促进安全、高效的新防腐技术在酱腌菜生产中的应用, 不断开拓酱腌菜新的市场。2 热杀菌技术2.1 巴氏杀菌巴氏杀菌是酱腌菜常用的热杀菌方式, 杀菌温度一般在100 以下。杀菌温度越高、时间越长, 杀菌效果越明显, 但会造成酱腌菜质构变软、风味劣变、营养成分降低REF _Ref30926427 r h * MERGEFORMAT 7。易建华等REF _Ref30539809 r h * MERGEFORMAT 8研究发现杀菌温度75 , 杀菌时间15 min时杀菌效果无法满足国家标准要求, 杀菌温度90 、杀菌时间10 min、15 min则会造成酱腌菜质地软化, 而杀菌温度

13、8085 、杀菌时间1015 min的灭菌条件能综合满足杀菌效果以及感官需要。2.2 微波杀菌微波是频率范围在300 MHz300 GHz、波长为1 m 1 mm的非电离辐射电磁波。微波一方面可以通过热效应使水分子在高频磁电场的作用下急剧升温, 导致微生物细胞内蛋白质、核酸等分子结构发生变化或失活, 另一方面通过非热效应造成微生物细胞生理活性物质变化、细胞膜功能障碍、改变细胞生化反应活化能等REF _Ref30973095 r h * MERGEFORMAT 9, REF _Ref31013308 r h * MERGEFORMAT 10, 从而实现杀菌效果。微波杀菌具有加热时间短、能耗少、杀

14、菌均匀、营养及风味破坏和损失少等特点, 被广泛应用于食品加工中。帅天罡REF _Ref31015328 r h * MERGEFORMAT 11研究发现微波功率在8001000 W、杀菌时间80 s以上, 菌落总数和大肠菌群数量达到商业无菌要求。多项研究REF _Ref31017497 r h * MERGEFORMAT 12, REF _Ref31288260 r h * MERGEFORMAT 13表明, 微波杀菌技术不仅可以达到对榨菜的杀菌效果、保持产品的感官特性, 而且可以在一定程度上抑制亚硝酸盐的产生。微波杀菌不能用于金属容器及含铝的包装袋, 另外对软包装产品进行微波杀菌时, 应注意

15、产品中的水分受热气化不仅可能引起胀袋, 也可能冲出袋口。虽然有研究REF _Ref31018008 r h * MERGEFORMAT 14通过对产品进行微波处理后再进行封口和水浴杀菌的方式来避免胀袋, 但是后期是否可以长期储存仍需研究。3 非热杀菌技术3.1 超高压杀菌超高压技术(ultra-high hydrostatic pressure, UHHP)可以通过高压破坏细菌的细胞膜, 使细胞内蛋白质结构发生变化, 从而抑制、钝化微生物以及酶的活性REF _Ref31321006 r h * MERGEFORMAT 15。该技术为非热杀菌技术, 因此可以更好的保持食品的色泽、营养以及风味。陈

16、建保等 REF _Ref30669095 r h * MERGEFORMAT 16研究超高压杀菌操作各因素对酱腌菜杀菌效果的影响, 结果表明压强加压时间单位处理量, 操作压强500 MPa、加压时间20 min、单位处理量为200 g时, 酱腌菜储藏60 d后理化指标符合标准要求, 并保持了酱腌菜的色香味。Park等REF _Ref31288075 r h * MERGEFORMAT 17研究发现500 MPa、5 min可直接应用于商业生产的韩式泡菜, 使鼠诺如病毒完全失活, 而不会造成产品品质变化。Bao等REF _Ref31288102 r h * MERGEFORMAT 18研究发现,

17、 500 MPa、5 min处理萝卜泡菜后菌落总数降低了5.57个数量级, 霉菌和酵母则完全失活。在4 储藏60 d期间, 高压杀菌与80 、20 min热杀菌处理后产品微生物指数无显著差异。另外由于高压杀菌增加了芳樟醇、香茅醇和柠檬醛的丰度, 降低了硫化物和萜品油烯的丰度, 导致产品甜度增加, 刺激性风味降低。虽然超高压杀菌对产品品质的影响优于热杀菌, 但是由于超高压杀菌设备体积大、成本高、生产效率低等问题REF _Ref31318981 r h * MERGEFORMAT 19, 目前仅少数企业应用于韩国泡菜、欧洲泡菜的生产, 尚未大规模应用。3.2 臭氧杀菌臭氧是以氧原子的氧化作用破坏微

18、生物膜的结构, 从而实现杀菌作用。由于臭氧处理后可分解为氧气, 不残留有害物质, 因此是一种安全的杀菌技术。孔庆敏等REF _Ref31288156 r h * MERGEFORMAT 20研究经流量3 L/min、电流强度0.3 A、杀菌时间33 min的臭氧处理, 东北酸菜中微生物菌落总数下降2个数量级, 但色泽和口感变化不大, 产品品质优于热杀菌。由于臭氧杀菌是在包装之前完成, 杀菌后如何在后续工艺中避免微生物二次污染是影响臭氧杀菌技术应用的重要因素。臭氧水比臭氧气具有更强的杀菌作用, 使用臭氧水对腌渍蔬菜进行脱盐处理, 可以在脱盐的同时杀灭微生物, 且能够相对较好的保持原有色泽、有效控

19、制亚硝酸盐含量REF _Ref30929707 r h * MERGEFORMAT 21。蒲佩等REF _Ref30965864 r h * MERGEFORMAT 22研究发现当使用臭氧浓度为6 mg/L的电解式臭氧水对盐渍青菜处理10 min时, 可以完全杀灭致病菌和腐败菌, 但是臭氧水自身的强氧化性也会引起风味物质发生氧化还原反应, 从而影响产品的风味。由于臭氧在常温下容易分解, 因此臭氧水的稳定性是影响臭氧水应用的重要因素。3.3 辐照杀菌食品辐照杀菌是利用电离辐射在食品中产生的辐射化学、微生物学效应而达到杀虫、杀菌和防腐等目的的辐射过程。食品辐照源可以分为3类, 分别为60Co或13

20、7Cs放射性核素产生的射线、电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线、电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束REF _Ref31031614 r h * MERGEFORMAT 23。辐照剂量低无法达到杀菌效果, 剂量高则会影响食品的色泽、口感等感官品质REF _Ref31032973 r h * MERGEFORMAT 24。陈梦玉等REF _Ref31035181 r h * MERGEFORMAT 25研究发现,采用剂量率为0.25 kGy/h、剂量分别为3 kGy、4 kGy的60Co-射线对盐酸菜进行辐照处理, 不仅不影响盐酸菜的感官品质,而且可以有效杀灭微生物, 提高盐

21、酸菜的贮藏期。张莉会等REF _Ref31035780 r h * MERGEFORMAT 26研究结果表明采用60Co-射线、剂量率为20 Gy/min、吸收剂量5 kGy时, 在56 d内能有效抑制榨菜中微生物的生长, 且可以较好地改善榨菜色泽, 提高产品外观。Park等REF _Ref31319010 r h * MERGEFORMAT 27研究在韩式泡菜的工业化生产中, 使用剂量5.75 kGy以上的射线可以有效杀灭90%的诺如病毒, 并且不影响产品质量。然而辐照杀菌成本相对较高, 且需要隔离空间进行安全操作, 目前在酱腌菜中应用相对较少。3.4 低温等离子体杀菌低温等离子体技术(no

22、n-thermal plasma, NTP)是一种新广谱杀菌技术, 它可以利用等离子体中存在的各种活性自由基、带电粒子以及紫外线灯与菌体细胞发生各种物理化学反应, 有效地破坏细菌、病毒以及细菌毒素和其他代谢产物REF _Ref31235442 r h * MERGEFORMAT 28, 在贮藏期间抑制微生物生长并且不影响产品质量REF _Ref31376417 r h * MERGEFORMAT 29, 是一种安全、快速、无毒性残留的杀菌技术。李丽倩REF _Ref31236621 r h * MERGEFORMAT 30研究发现常压低温等离子体杀菌技术处理西兰花泡菜可以对细菌总数、霉菌、酵母

23、、大肠菌群等有良好的杀灭效果, 且随着处理时间的延长泡菜中微生物数量明显降低。 HYPERLINK /science/article/pii/S1466856419313086 l !Zhao等REF _Ref31235404 r h * MERGEFORMAT 31研究使用低温等离子体杀菌可以选择性的将产气酵母降低4个数量级而乳酸菌不受影响, 与巴氏杀菌相比可以减轻泡菜的褐变与软化, 并减少储藏期间亚硝酸盐含量的增加。由于低温等离子体能耗高、穿透性差、易受外界影响等原因, 该技术在工业化生产中普及度不高。3.5 高密度二氧化碳杀菌高密度二氧化碳技术(dense phase carbon di

24、oxide, DPCD)是一种新型非热杀菌技术,通过二氧化碳分子效应和高压进行杀菌和钝酶, 并保持食品营养、风味和新鲜度REF _Ref31383027 r h * MERGEFORMAT 32, REF _Ref31383476 r h * MERGEFORMAT 33。据文献报道REF _Ref31465687 r h * MERGEFORMAT 34DPCD处理条件为20 Mpa、30 min时, 胡萝卜泡菜菌落总数和乳酸菌总数低于热处理组, 可在40 d内保持微生物稳定以及良好的硬度, 并保持胡萝卜泡菜的-胡萝卜素含量以及颜色、风味、质地, 提高萝卜泡菜贮藏期间的品质质量。DPCD是一

25、种新兴非热杀菌技术, 设计大批量产品反应装置、优化杀菌条件、进一步开发其在酱腌菜中的应用等问题仍亟待解决。4 真空及充气包装技术4.1 真空包装空气中的氧是食品氧化腐败和好氧微生物繁殖的重要因素, 真空包装可以排出包装内部空气, 使包装内部处于低氧状态, 抑制好氧微生物的生长繁殖和产品氧化REF _Ref31189732 r h * MERGEFORMAT 35。吴勤民REF _Ref31230712 r h * MERGEFORMAT 36研究发现真空包装的泡菜在冷藏条件下保质期可达1年以上。由于真空包装不能抑制厌氧微生物的生长, 酵母菌还可以利用产品中的残糖发酵产气, 造成胀袋情况REF

26、_Ref31229074 r h * MERGEFORMAT 37, 应结合冷藏、杀菌等方式来延长保质期, 在使用过程中还要注意控制真空度, 在保证贮存时间的同时防止真空度过高造成酱腌菜挤压变形出汁。目前部分榨菜、泡菜、酸菜等生产企业使用此项技术对产品进行包装, 提高产品保质期。4.2 充气包装充气包装可以通过充入保护性气体如氮气、二氧化碳来减少氧气的含量, 并可以避免产品由于真空包装造成的挤压变形出汁, 保持包装饱满。李阿敏等REF _Ref31208641 r h * MERGEFORMAT 38研究发现充氮包装的榨菜硬度、总酸含量、感官指标高于真空包装, 褐变程度和菌落总数低于真空包装,

27、 整体品质高于真空包装。汪黎REF _Ref31210686 r h * MERGEFORMAT 39研究发现低盐榨菜充氮包装和真空包装理化指标变化较小, 采用加速货架寿命试验方法, 对比发现真空包装货架寿命稍大于充氮包装。5 防腐剂的应用5.1 化学防腐剂我国腌渍蔬菜允许使用的化学防腐剂包括苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、脱氢乙酸及其钠盐, 其最大允许使用量为1.0 g/kgREF _Ref31146032 r h * MERGEFORMAT 40。苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸都是酸性化学防腐剂, 它们对霉菌、酵母以及多数腐败菌均有抑菌效果, 且体系酸性越大防腐效果越好, 联合使用还有一定的协同

28、作用, 加上其成本相对较低, 被广泛地应用于腌渍蔬菜的防腐。实际生产中部分生产企业为延长货架期超剂量使用上述防腐剂。在近年来各级食品安全监管部门组织的酱腌菜抽样检验中也常常检出不合格产品, 产品不合格的主要原因为防腐剂超标, 且苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸皆曾被检出添加量超标。5.2 天然防腐剂由于化学防腐剂的过量使用会对人体健康造成一定的影响, 因此研究人员不断研究开发新的更有效、更安全的天然防腐剂, 包括微生物类防腐剂、植物类防腐剂和动物类防腐剂。目前研究用于酱腌菜的微生物类防腐剂包括-聚赖氨酸盐酸盐、乳酸链球菌素(Nisin)、乳酸菌细胞及其代谢物; 植物类防腐剂包括茶多酚、肉桂酸、黄酮、丁

29、香乙醇提取物、蒲公英甾醇、红参浓缩液等; 动物类防腐剂包括壳聚糖、牡蛎壳粉等REF _Ref31118937 r h * MERGEFORMAT 41- REF _Ref31139995 r h * MERGEFORMAT 44。针对多数天然防腐剂抗菌谱窄的情况, 一般将几种防腐剂按照比例组合使用, 利用其协同作用增强抑菌效果REF _Ref31105813 r h * MERGEFORMAT 45, REF _Ref31106344 r h * MERGEFORMAT 46。目前我国腌渍蔬菜生产中-聚赖氨酸盐酸盐、乳酸链球菌素最大允许使用量分别为0.30、0.5 g/kgREF _Ref31

30、146032 r h * MERGEFORMAT 40。-聚赖氨酸盐酸盐是由2530个赖氨酸残基聚合而成多肽抑菌剂, 抑菌谱及抑菌pH范围广, 并具有可降解、无毒、水溶性好等特点 REF _Ref31098698 r h * MERGEFORMAT 47。Nisin是乳酸菌代谢过程中产生的具有活性的蛋白或多肽, 可以抑制食品中的致病菌和腐败菌, 其本身以及产生Nisin的乳酸菌对人体都是安全的REF _Ref31104147 r h * MERGEFORMAT 48。-聚赖氨酸盐酸盐和Nisin联合用于酱腌菜, 抑菌效果增加REF _Ref31098698 r h * MERGEFORMAT

31、47, REF _Ref31118059 r h * MERGEFORMAT 49。二者协同抑菌作用可能为: 乳酸链球菌素破坏细胞壁细胞膜增加其通透性, -聚赖氨酸进入胞内与DNA结合并阻碍DNA复制、影响蛋白质合成与表达, 二者共同抑制细胞膜上的ATP酶活力, 从而达到协同抑菌的效果REF _Ref31100898 r h * MERGEFORMAT 50, REF _Ref31101570 r h * MERGEFORMAT 51。乳酸菌是利用碳水化合物发酵产生乳酸的一类革兰氏染色阳性细菌。乳酸菌可以代谢产生各种抗菌化合物, 如乳酸、醋酸、丙酸、苯乳酸、抗真菌肽、罗氏菌素、3-羟基脂肪酸、

32、环二肽和其他低分子量抑制化合物等REF _Ref31137397 r h * MERGEFORMAT 52, 具有一定的抑菌效果。Kim等 REF _Ref31139483 r h * MERGEFORMAT 53使用乳酸乳球菌和柠檬明串珠菌这2种乳酸菌作为韩国泡菜发酵剂, 不仅延迟发酵期、延长其货架期, 同时可以增加与泡菜风味有关的甘露醇和氨基酸含量。随着乳酸菌发酵剂的不断改进以及产业化生产, 目前已有多家大型企业使用直投式发酵剂批量生产泡菜、酸菜。6 展 望目前我国多数酱腌菜企业规模化、机械化程度不高, 生产过程主要以传统工艺为主。为防止酱腌菜腐败, 绝大多数企业采用巴氏杀菌、添加化学防腐

33、剂等传统方法。相比较传统热杀菌技术, 新型非热杀菌技术可以更好的保持产品品质, 但是由于多数设备成熟度相对低、投资及运行成本高, 很多新技术仍处在研究阶段, 目前在酱腌菜生产中的应用较少, 需要进一步的改进与推广。天然防腐保鲜剂可以满足人们健康安全的需求, 但由于成本较高、抗菌谱窄等原因使其在实际生产中应用有限, 随着研究的不断深入和技术的不断进步, 在酱腌菜生产中使用天然防腐剂特别是复合天然防腐剂将会有更为广阔的前景。在酱腌菜的实际生产中, 使用单一的防腐技术常常无法满足产品商业化生产及贮存需要, 生产企业应结合产品特点, 综合采用多种防腐保鲜方式, 发挥各自的优势, 抑制、消除引起酱腌菜腐

34、败的因素, 达到最佳的防腐保鲜效果。参考文献GB 27142015食品安全国家标准 酱腌菜S. GB 27142015 National food safety standardpickles S. SB/T 102971999酱腌菜分类S. SB/T 102971999 Pickles classification S. 尹立明, 李旭, 魏莹, 等. 浅谈我国酱腌菜的生产现状及发展J. 中国调味品, 2012, 37(9): 1618. Yin LM , Li X , Wei Y, et al. Talking about the development of pickles J. Chi

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