典型调理菜肴射频及其抑菌剂协同杀菌机理及品质调控研究

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在调理菜肴加工和贮藏环节中,其体系内部持续进行的生化反应易导致品质下降,极大地限制了调理菜肴的品质和货架期。尽管传统杀菌技术(高压蒸汽)有效保证了调理菜肴的微生物安全,但易对调理菜肴色泽、风味和质构等品质产生较大不利影响。针对使用传统杀菌技术易造成调理菜肴品质下降的缺陷,本文开发绿色物理杀菌技术(射频)与生物抑菌剂(ε-聚赖氨酸)和化学抑菌剂(纳米氧化锌)协同的新型温和杀菌技术,以三种典型生鲜调理菜肴单品(食用菌,茄果蔬菜,禽肉)为切入点,探讨其适用性。在基于单品生鲜调理菜肴的基础上,制备典型单组分熟制调理菜肴(煎鸡胸肉)和典型多组分熟制调理菜肴(宫保鸡丁和蘑菇炒鸡),系统对比了新型温和杀菌技术和传统高压蒸汽杀菌技术对典型熟制调理菜肴的杀菌效果和色、香、味等品质的影响,阐明了相关机理并建立货架期模型,旨在为调理菜肴工业化提供新的思路和理论依据。主要内容如下:首先,以食品加工、运输和贮藏等过程中普遍存在的大肠杆菌为研究对象,从大肠杆菌的残菌量、细胞膜通透性和细胞内紫外吸收物质泄漏量等评价指标着手,研究射频及其抑菌剂协同处理的杀菌效果,结合扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜对杀菌机理进行分析,筛选出最优杀菌工艺参数。实验结果表明,射频与ε-聚赖氨酸和纳米氧化锌协同处理导致大肠杆菌结构破坏程度增大,细胞膜通透性增加,细胞内紫外吸收物质泄露量加大,细胞损伤程度加剧,协同作用提高了杀菌效率。对杀菌动力学的研究结果表明,修正的Gompertz模型对射频结合ε-聚赖氨酸和射频结合纳米氧化锌杀菌动力学拟合的相关系数和模型评价参数更高,其拟合效果和准确度高于一级动力学模型和Weibull模型。根据实验结果所确立的后续实验参数为:极板间距20 mm,杀菌时间20min或30 min,ε-聚赖氨酸浓度0.25 g/kg,纳米氧化锌浓度0.04 g/kg。其次,采用射频及其抑菌剂协同技术对三种典型生鲜调理菜肴——调理蛹虫草(食用菌类)、调理青椒(茄果蔬菜类)和调理鸡胸肉(禽肉类)进行杀菌处理,研究杀菌后三种典型生鲜调理菜肴的菌落总数、质构、色泽、虫草素含量、抗坏血酸含量和硫代巴比妥酸反应物含量等指标的变化情况,对杀菌效果进行评价。实验结果表明:射频协同抑菌剂的杀菌效果优于单独使用射频或单独使用抑菌剂,且对三种典型生鲜调理菜肴的色泽、质构、虫草素含量、抗坏血酸含量和硫代巴比妥酸反应物含量等品质的影响较小。射频协同抑菌剂杀菌对三种典型生鲜调理菜肴的穿透深度均远大于菜肴本身的厚度,可以满足杀菌要求。再次,在生鲜调理菜肴的研究基础上,制作典型单组分熟制调理菜肴煎鸡胸肉,对射频结合ε-聚赖氨酸杀菌的适用性进行分析,研究杀菌后煎鸡胸肉的品质变化规律,并结合电子舌和扫描电子显微镜技术对不同杀菌处理导致的品质变化机理进行分析。实验结果表明,射频结合ε-聚赖氨酸杀菌过程中煎鸡胸肉温度呈现均匀分布,穿透深度(59.13~66.29 cm)远大于煎鸡胸肉包装厚度,无边角效应。与传统高压蒸汽杀菌技术对比,射频结合ε-聚赖氨酸杀菌较好地保持了煎鸡胸肉的色泽、质构和滋味等品质。而传统高压蒸汽杀菌不仅导致煎鸡胸肉鲜味值降幅高达33.45%,还严重破坏其肌原纤维紧实的网状结构,这可能是传统高压蒸汽杀菌技术导致煎鸡胸肉滋味和质构下降的主要原因。第四,制备典型多组分熟制调理菜肴宫保鸡丁,研究射频结合纳米氧化锌杀菌对其适应性和品质影响。实验结果表明,该技术可有效降低宫保鸡丁的微生物数量,且在杀菌过程中,宫保鸡丁温度均匀分布,无边角效应。对电子鼻响应值进行的聚类分析和主成分分析结果表明,射频结合纳米氧化锌杀菌后,宫保鸡丁的风味与未杀菌样接近,而经传统高压蒸汽杀菌的宫保鸡丁其风味与未杀菌样和射频结合纳米氧化锌处理组之间的差异较大。射频结合纳米氧化锌杀菌引起硫代巴比妥酸反应物含量增加18.82%~31.92%,而传统高压蒸汽杀菌导致其含量急剧增加95.68%。低场核磁分析结果表明,传统高压蒸汽处理对宫保鸡丁水质子的流动性和细胞结构破坏程度较大,而射频结合纳米氧化锌杀菌较好地保持了水质子的流动性和水分分布。第五,在前期研究基础上,采用射频与ε-聚赖氨酸(0.20 g/kg)和纳米氧化锌(0.03g/kg)组成的复合抑菌剂协同杀菌技术对典型多组分熟制调理菜肴蘑菇炒鸡进行杀菌处理,对其适用性和杀菌后的品质进行分析。实验结果表明,射频结合复合抑菌剂提高了对蘑菇炒鸡菜肴的杀菌效率,通过缩短杀菌时间有效控制了硫代巴比妥酸反应物的积累,并降低了抗坏血酸的损失。射频结合复合抑菌剂杀菌过程中蘑菇炒鸡温度均匀分布,无边角效应产生。蘑菇炒鸡挥发性成分中醛类和醇类物质的含量较高,在射频结合复合抑菌剂杀菌过程中,前者相对含量先增至32.65%后降至27.70%,后者总相对含量从22.83%降至14.38%,通过分析挥发性成分的变化阐明了高压蒸汽处理组的风味与未杀菌样差异较大的原因。最后,对三种典型熟制调理菜肴进行加速贮藏实验,建立基于硫代巴比妥酸反应物含量的货架期模型,该模型预测准确性较高。对三种典型调理菜肴贮藏期间微生物数量、硫代巴比妥酸反应物含量和感官品质的变化规律进行分析,实验结果表明,射频协同抑菌剂杀菌可有效控制三种调理菜肴的微生物数量,在4℃冷藏270 d后菌落总数未超过最高限值。与传统高压蒸汽杀菌的菜肴相比,在贮藏期内,射频结合抑菌剂杀菌的三种调理菜肴品质与贮藏初期最接近。综合分析,射频协同抑菌剂杀菌能较好地保持三种典型熟制调理菜肴的原有品质,可将其货架期有效延长至270 d,在180 d以内三种典型熟制调理菜肴的品质最优。
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