复合酱味复合料热辅助超高压杀菌工艺研究

复合酱味复合料热辅助超高压杀菌工艺研究

复合香料是指经过工艺加工、处理和包装，能赋予食品和蔬菜独特的味道的定量香料产品。随着生活水平的提高，它是食品和饮料中发展最快、最具潜力的行业之一。目前常见的杀菌方式主要有巴氏杀菌、热灌装、辐照杀菌、微波杀菌、臭氧杀菌、加防腐剂等。然而,传统的杀菌方法存在处理时间长、杀菌不彻底、影响食品风味和营养成分等问题,不仅很难达到较高的安全卫生要求,而且不易实现自动化,限制了产品的推广应用。热辅助超高压处理,即超高压热处理(Highhydrostaticpressure-assistedthermalprocessing,HHPATP)作为一种能使低酸性食品中的耐热芽孢失活的食品保藏技术而受到广泛关注,经超高压处理的食品在完成杀菌后,能较好地保持其原有营养成分,且加工后的食品口感佳、色泽鲜艳、保质期延长。其灭菌效果受到微生物自身特性、介质属性、压力大小以及加压时的温度等多种因素的影响。其中,压力-温度共同作用,可以最大限度地提高产品的安全性和货架期。目前,国内外对热辅助超高压技术在食品领域的应用有较多的研究,尤其是对于果蔬、乳制品和肉制品的研究较为丰富,而对复合调味料应用研究较少。本文分别制作以芝麻酱、黄豆酱、甜面酱为主要原料的三种复合调味酱,分析温度、压力因素变化导致的细菌总数的变化,以期为热辅助超高压应用于实际生产提供依据。1材料和方法1.1复合调味酱材料平板计数培养基(Platecountagar,PCA)北京奥博星生物技术有限责任公司;孟加拉红培养基(Rosebengalmedium)北京奥博星生物技术有限责任公司;2,3,5-三苯基四唑氯化物(TTC)、氯化钠(NaCl)北京北化精细化学品有限责任公司;所用化学试剂(除注明外)均为分析纯;配制复合调味酱的材料均为市售材料,且一次性同时购买。PHS-25酸度计上海精科雷磁有限公司;CAU-HHP-700-6高静压PATS装置内蒙古包头科发有限公司;LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅上海中安医疗器械厂;SW-CJ-2D双人净化工作台苏州尚田洁净技术有限公司;DZQ400/500/600型真空包装机北京瑞明兴包装科技有限公司;AR5120电子精密天平美国奥豪斯公司;PHX智能型生化培养箱宁波莱福科技有限公司;DWP-9082电热恒温培养箱上海精宏实验设备有限公司;HH-SY11-Ni电热恒温水浴锅北京市长风仪器仪表公司;1.2真空包装、热辅助超高压处理、样品制备和指标检测1.2.1确定制酱工艺流程酱料、辛香料、辅料的定量→调配(增味)→混合均匀→装袋并封口→冷却→成品。复合甜面酱配料表(100g计):甜面酱80g,纯净水10g,白砂糖10g,味精0.03g。复合黄豆酱配料表(100g计):干黄酱47g,纯净水30g,红辣腐乳15g,白砂糖7g,陈醋1g,味精0.05g。复合芝麻酱配料表(100g计):芝麻酱35g,纯净水57g,韭菜花1g,红辣腐乳7g。1.2.2试样的准备按照制定出的能被消费者接受的配方,用电子天平称量出所需的原料,倒入容器中混匀后以20g/袋的量装入超高压专用包装袋中,进行真空包装(真空度0.1MPa,抽真空时间15s,热封温度90℃,热封时间3s)。为保证原料中微生物种类及数量的一致性,所有实验用复合调味酱均一次性配制,混合均匀后不添加任何物质,热封后冷藏于冰箱(4℃)中备用。1.2.3热辅助超高压处理方法在参考丁瑞祥、张立云、雷波等研究方法的基础上,结合本实验所采用的原料特性,确定研究参数如下:1.2.3.1压力处理范围的选取本实验期望得到在符合卫生标准情况下较低的杀菌临界值,选取其中的合适水平。选取300、400、500MPa三个压力进行实验,温度45℃,保压时间10min,并且留有一组空白作为对照。分别进行菌落总数、霉菌和酵母的检测。1.2.4微生物残活率检测根据GB4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》、GB4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》的相关操作进行微生物菌落计数,选取菌落总数、霉菌和酵母菌数作为微生物检测指标。菌落总数培养基选用平板计数琼脂培养基,霉菌和酵母计数选用孟加拉红培养基。为保证实验数据准确性,所得实验结果均为三组重复数据平均所得,用微生物残活率表示杀菌效果,细菌残活率S的计算公式是:式中:N0表示超高压处理前样品中菌落总数,cfu/g;N表示超高压处理后样品中菌落总数,cfu/mL;lgS表示处理前后菌落总数降低的对数。本实验重复三次取平均值,为充分有效合理地使用热辅助超高压设备,实验过程中采取每一次热辅助超高压过程,同时处理三种酱料,并且每种酱料处理三袋,以控制实验条件,并保证实验的可靠性。热辅助超高压处理完后,将酱料于4℃冰箱中冷藏,并在12h内进行细菌总数、霉菌和酵母的检测。2结果与分析2.1复合调味酱的微生物指标在进行微生物侵染实验之前,首先测定了本实验中复合甜面酱、复合黄豆酱、复合芝麻酱的pH,结果如表1所示,甜面酱属于低酸性和非酸性食品。由图1可知,三种复合调味酱都容易受细菌的侵染。此外复合甜面酱易受酵母的侵染,不易受霉菌的侵染;复合黄豆酱易受霉菌的侵染,不易受酵母菌的侵染;复合芝麻酱易受霉菌的侵染,不易受酵母菌的侵染。复合黄豆酱中霉菌种类多属于青霉属、毛霉属;复合芝麻酱中霉菌种类多属于曲霉属、青霉属。2.2复合保鲜剂压力对菌落总数的影响不同压力处理后,复合调味酱中细菌菌落总数如表2所示。由表2可知,在45℃超高压处理保压10min后,300、400、500MPa下复合甜面酱和复合黄豆酱中的残存菌落总数均未达到国家食品卫生的标准(≤3×104cfu/g),三个压力下菌落总数都只下降了一个对数级或小于一个对数级。由图2可知,随着压力增大,菌落总数并未出现显著下降的趋势,杀菌效果不明显。而复合芝麻酱300、500MPa压力下菌落总数也只下降了一个对数级左右,杀菌效果不明显,仅400MPa下处理的达到了国家食品卫生标准,菌落总数下降了两个对数级左右,相较于其他压力下的处理有较好的杀菌效果。300MPa的压力可以导致各种微生物出现相当数量的死亡,革兰氏阴性菌和霉菌需要350MPa的压力,而革兰氏阳性菌在400MPa的压力下尚不能完全杀灭。根据本实验微生物侵染的结果,这三种复合调味酱都容易被细菌侵染,且三种复合酱的细菌残存率与初始菌落总数呈现一定的正相关性,通常初始菌落总数越多,抗热力、抗压力越强,初始菌落总数也是影响杀菌效果的一个重要因素,这可能是造成细菌残存率难以达到国家卫生标准的原因之一。2.3复合保压与温度协同作用选取400MPa压力,分别采用温度20、45℃处理复合调味酱,菌落总数如表3所示。由表3可知,复合甜面酱和复合黄豆酱经过400MPa超高压处理保压10min后,20、45℃下残存菌落数均未达到国家食品卫生标准(≤1×104cfu/g)。由图3可知,复合甜面酱45℃下菌落总数下降了一个对数级左右,与20℃相比有一定的杀菌作用;复合黄豆酱20、45℃两个温度下菌落总数下降都小于一个对数级,杀菌效果不明显。复合芝麻酱在45℃下达到国家食品卫生的标准,细菌残存率下降两个对数级左右,与20℃相比有较明显的杀菌作用。实验结果表明,温度与超高压协同作用能提高灭菌效果,然而本实验中复合甜面酱、复合黄豆酱和20℃下的复合芝麻酱杀菌效果均未达到国家标准。鲍志英等研究发现,400MPa下保压10min,pH在4以下的果汁即可达商业无菌状态,在常温下放置几个月甚至一年亦无任何微生物引起的腐败变质现象。本实验中复合甜面酱、复合黄豆酱、复合芝麻酱属于低酸性和非酸性食品,这可能是造成细菌残存率较高的原因。2.4不同压力下的杀菌效果不同压力处理后,复合调味酱霉菌和酵母菌数量如表4所示。由表4可知,复合甜面酱、复合黄豆酱和复合芝麻酱,在45℃超高压处理保压10min后,300、400、500MPa下均达到国家食品卫生标准。由图4可知,随着压力的增大,霉菌和酵母数出现显著下降的趋势,杀菌效果较为明显。通常各种微生物的耐压性强弱依次为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌,相关资料也表明,多数酵母及霉菌的孢子可以很容易地被300~400MPa左右的压力杀死,细胞膜变化可能是压力引起微生物死亡最主要的原因之一。2.5总体抗菌活性选取400MPa压力,分别采用温度20、45℃处理复合调味酱,霉菌和酵母菌数量如图5所示。由表5可知,复合甜面酱、复合黄豆酱和复合芝麻酱在400MPa下经超高压处理保压10min后,20、45℃下残存霉菌和酵母数均达到国家食品卫生标准(≤1×104cfu/g)。由图5可知,复合甜面酱和复合黄豆酱45℃下霉菌和酵母数分别下降了一个和两个对数级左右,杀菌效果均比20℃下更明显。说明受压条件下,温度对灭菌效果有明显影响,而复合芝麻酱在20、45℃下的杀菌效果差异不明显,可能是由于在高压下,食品的化学成分对杀菌效果有显著的影响,蛋白质、碳水化合物以及脂类对微生物具有保护作用。3温度对热辅助超高压处理杀菌效果的影响在本实验所采用的实验条件下,霉菌和酵母菌对压力较为敏感,在相同的杀菌温度下随着压力的增大耐压性下降。细菌的耐压能力比霉菌和酵母强,且菌落总数随着压力的增大并未明显表现出下降的趋势,杀灭效