CN105661264B - 提升超高压杀菌效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升超高压杀菌效果的方法，所述方法包括以酸性电解水为超高压液体介质，对水产品进行超高压杀菌处理。所述酸性电解水的pH值范围为2.28～2.39，氧化还原电位范围为1077～1168mV，有效氯含量范围为36～73mg/L。本发明创新地将酸性电解水作为一种新的压力传导介质用于超高压技术，构建了一种全新的杀菌技术，以服务于食品工业；为降低致病菌的患病风险，维护公共卫生提供强有力的技术支持。

Description

提升超高压杀菌效果的方法

技术领域

本发明涉及水产品中食源性致病菌的杀菌技术，具体涉及一种提升超高压杀菌效果的方法。

背景技术

副溶血性弧菌和单核细胞增生性李斯特菌(简称单增李斯特菌)是水产品中两种重要的食源性致病菌，对食品品质安全和人民生命财产安全提出了严重挑战。在中国，副溶血性弧菌是水产品中头号食源性致病菌，由该菌引起的食物中毒事件数量居我国细菌性食物中毒事件的首位，食用被该菌污染的水产品极易引起严重的急性胃肠炎和原发性败血症等疾病，给公众健康造成了极大的安全隐患。单增李斯特菌是常见的食源性致病菌。世界卫生组织将其列为20世纪90年代四大食源性病原菌之一。该菌是一种人畜共患病菌，可存在于多种食品中，可在低温、酸性、高盐的环境中生长，人类被感染后可能导致胃肠炎、败血症、脑膜炎、孕妇流产等。欧美国家曾多次发生由该菌引起的食物中毒，且死亡率达30％以上。

传统的热杀菌技术虽然能保证食品在微生物方面的安全，但会破坏食品的营养成分，影响其风味。非热杀菌技术则能满足消费者对食品安全与品质的双重要求，最为常见的非热杀菌技术有超高压、电解水、辐射和微波等。其中，超高压杀菌技术是将食品物料放入液体的压力传导介质(通常是水、食用油、油与水的乳液)中，而液体介质注入容器腔内(如图1，其中，承压框架1为整个超高压仪器的支架；容器体2为超高压处理过程中承载液体介质的容器；容器腔3为空腔体，在处理过程中被注满液体介质，而被处理的食品浸没于液体介质中；上堵头4为超高压施压装置，处理过程中，通过上堵头向下挤压液体介质，压力通过介质传递给被处理食品，从而达到杀菌目的)，并在100～1000MPa压力下处理一段时间使之达到灭菌要求，同时可最大限度地维持食品原有味道和营养价值，该技术已在食品工业中得到了广泛的应用，可有效地保证食品安全与品质。而酸性电解水则被视为一种环境友好型的杀菌剂，具有低pH值、高氧化还原电位(ORP)和一定的有效氯(ACC)等特点，可用于杀灭多种食源性致病微生物。基于上述对酸性电解水的研究，现有技术中常将酸性电解水作为一种杀菌剂用于食品原料的清洗，进而减少食品原料中的食源性微生物。

研究表明，在食品加工过程中采取可靠的杀菌技术杀灭食品中致病菌可显著降低其风险，因此，研发一种新型杀菌技术对保护水产品安全，降低食源性患病风险，维护公共卫生健康具有至关重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种提升超高压杀菌效果的方法。本发明创新地将酸性电解水作为一种新的压力传导介质用于超高压技术，构建了一种全新的杀菌技术，以服务于食品工业；为降低致病菌的患病风险，维护公共卫生提供强有力的技术支持。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种提升超高压杀菌效果的方法，所述方法包括以酸性电解水为超高压液体介质，对水产品进行超高压杀菌处理。

优选的，所述酸性电解水的pH值范围为2.28～2.39，氧化还原电位范围为1077～1168mV，有效氯含量范围为36～73mg/L。

优选的，所述酸性电解水是通过将含0.1wt％～0.2wt％NaCl的去离子水电解5～15min制备而得。

优选的，所述酸性电解水是通过将含0.15wt％NaCl的去离子水电解15min制备而得。

优选的，所述超高压杀菌处理的压力为200～400MPa。

优选的，所述超高压杀菌处理的时间为5～15min。

优选的，所述水产品包括南美白对虾、牡蛎或鱼。

优选的，所述超高压杀菌处理前还包括对水产品进行前处理的步骤。

优选的，所述前处理为紫外辐照10～30min。经过该前处理，可进一步提升升超高压杀菌效果。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的酸性电解水结合超高压技术在200、300和400MPa压力下最多分别能减少副溶血性弧菌量为3.32、4.56和6.08Log CFU/g；比单纯超高压技术对副溶血性弧菌(革兰氏阴性细菌)的杀灭效率有明显的增强效果；

2)本发明的酸性电解水结合超高压技术处理对虾仁中单增李斯特菌的杀菌能力均显著高于单纯超高压杀菌技术；

3)本发明的酸性电解水结合超高压技术处理在200、300和400MPa下分别可降低1.47±0.05，4.33±0.11和5.66±0.06Log CFU/g虾仁中自然污染微生物；与单纯超高压技术相比，酸性电解水结合超高压技术处理能显著(p＜0.05)减少总微生物群落；

4)本发明的酸性电解水结合超高压技术处理对自然污染微生物量高达7Log CFU/g的水产品同样具有显著地杀菌效果。

附图说明

图1为超高压设备结构示意图，其中，1为承压框架，2为容器体，3为容器腔，4为上堵头；

图2为不同方式处理后副溶血性弧菌失活情况示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例涉及一种提升超高压杀菌效果的方法，具体如下：

1.材料与方法

1.1材料及菌种

鲜活的南美白对虾市售；副溶血性弧菌ATCC 17802、ATCC 33847和单增李斯特菌ATCC 19115、ATCC 19116购自中国科学院微生物研究所。

1.2培养基、试剂与仪器

胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)、TCBS培养基、PALCAM培养基、胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)北京陆桥技术有限公司；NaCl等化学试剂均为分析纯。

pH测定仪、ORP测定仪梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；FW-200型强AEW生成器、RC-3F型高质量浓度有效氯测定仪(测量范围：0～300mg/L，分辨率：1mg/L)日本Amano公司；HPP.L2-600/2超高压设备天津市华泰森淼生物工程技术有限公司；BagMixer400VW型拍打式均质器(时间范围：10～360s或连续运转，可变速率：6～9次/s挤压)法国Interscience公司；9272隔水式恒温培养箱上海一恒科技有限公司。

1.3方法

1.3.1菌液的制备

副溶血性弧菌培养条件：取-80℃保存下甘油管中菌种液划线接种于TCBS平板，挑取单菌落于10mL TSB(3％NaCl，pH 8.0)试管中，在37℃转速为180r/min的摇床中培养18h，获得稳定初期的菌体培养液。将等量的每株副溶血性弧菌培养液混合于离心管中，离心10min(25℃，3000g)，用PBS缓冲溶液对菌体进行重悬，调整菌体浓度为约9Log CFU/mL。将混合菌株悬液添加到500ml 2.5％NaCl溶液中，获得副溶血性弧菌菌体悬浮液。

单增李斯特菌培养条件：取-80℃保存下甘油管中菌种液划线接种于PALCAM平板，挑取单菌落于10mL TSB(0.5％NaCl，pH 8.0)试管中，在37℃转速为180r/min的摇床中培养18h，获得稳定初期的菌体培养液。将等量的每株单增李斯特菌培养液混合于离心管中，离心10min(25℃，3000g)，用PBS缓冲溶液对菌体进行重悬，调整菌体浓度为约9Log CFU/mL。将混合菌株悬液添加到500mL 2.5％NaCl溶液中，获得单增李斯特菌菌体悬浮液。

1.3.2样品制备及接种

将鲜活的市售南美白对虾去头去尾去壳去肠线后置于4℃条件下备用。使用时将虾仁置于生物安全柜中，待其温度恢复至室温(25±2℃)。部分虾仁作为自然污染的样品直接用于后续实验，另一部分虾仁置于紫外下照射30min去除本底微生物，然后，运用浸泡接种法将无菌虾仁样品(7±1g/只)分别浸没于1.3.1中所制备的副溶血性弧菌和单增李斯特菌菌体悬浮液中，震荡摇晃30min。接种后的样品置于生物安全柜中静置30min，以使菌体更好的附着于虾体中。最终接种于虾仁中菌体浓度约为约7Log CFU/mL。

1.3.3酸性电解水的制备

采用二槽隔膜电解水装置，将NaCl浓度分别为0.10％、0.15％和0.20％的去离子水电解15min，获得pH值范围为2.28～2.39，氧化还原电位(ORP)范围为1077～1168mV和有效氯(ACC)含量范围为36～73mg/L的酸性电解水。

1.3.4不同方式处理虾仁

超高压处理：将每只虾仁样品(接种副溶血性弧菌、接种单增李斯特菌及自然污染)分别置于常规超高压(200、300和400MPa，温度为室温：22～25℃)中保压10min。放入含0.85g/100mL灭菌生理盐水90mL的无菌匀质袋中拍打2min，获得均质液。然后选择合适稀释度用0.85g/100mL灭菌生理盐水进行稀释。取100μL的稀释液进行涂布，副溶血性弧菌实验处理组涂布于TCBS琼脂平板上，单增李斯特菌涂布于PALCAM琼脂平板上，自然污染的总微生物涂布于TSA平板上，将平板在37℃条件下培养24～48h计算菌落数。每个处理均做2个平行样本，每个稀释度重复2次。

酸性电解水结合超高压技术处理：将备用的酸性电解水替换普通水作为液体介质用于超高压杀菌技术。将每只虾仁样品(接种副溶血性弧菌、接种单增李斯特菌及自然污染)分别置于更换了液体介质的超高压中保压10min。放入含0.85g/100mL灭菌生理盐水90mL的无菌匀质袋中拍打2min，获得均质液。同超高压处理中平板计数方法计算菌落数。

1.4数据分析

运用SPSS17.0软件包(SPSS Inc.，Chicago，USA)对实验数据进行处理和分析。采用最小显著极差法(LSD)对数据间的显著性进行比较(p＝0.05)。

2结果

2.1酸性电解水结合超高压技术处理对副溶血性弧菌的杀灭效果

在生物安全柜内接种并干燥1h后，虾仁中副溶血性弧菌的最初接种量为7.12LogCFU/g。图2中显示了不同方式处理后副溶血性弧菌的失活情况。在不同压力下，酸性电解水结合超高压技术的杀菌效果均显著大于单纯超高压技术的杀菌效果(p＜0.05)，其中，酸性电解水结合超高压技术在200、300和400MPa压力下最多分别能减少副溶血性弧菌量为3.32、4.56和6.08Log CFU/g。说明，将酸性电解水作为一种新的压力介质用于超高压技术比单纯超高压技术对副溶血性弧菌(革兰氏阴性细菌)的杀灭效率有明显的增强效果。

2.2酸性电解水结合超高压技术处理对单增李斯特菌的杀灭效果

虾仁中单增李斯特菌的最初接种量为6.94Log CFU/g。不同方式处理后单增李斯特菌的失活情况如表1所示。显然，单纯超高压和酸性电解水结合超高压技术处理均能减少虾仁中的单增李斯特菌。然而，通过显著性分析可知，加入NaCl浓度为0.15％制备的酸性电解水后的超高压技术处理对虾仁中单增李斯特菌的杀菌能力均显著高于单纯超高压杀菌技术(p＜0.05)。因此，酸性电解水结合超高压技术对单增李斯特菌(革兰氏阳性细菌)具有显著地杀灭效果。

表1 不同方式处理后单增李斯特菌与自然污染微生物失活情况

注：^A不同的上标字母表示根据LSD检验得出地显著性差异，p＝0.05

2.3酸性电解水结合超高压技术处理对自然污染微生物的杀灭效果

为了进一步验证酸性电解水能有效提高超高压技术的杀菌效果，本实验对自然污染的虾仁也进行了研究。不同方式处理后虾仁中自然污染微生物的失活情况如表1所示。在未经处理的新鲜虾仁中初始微生物数量为6.72Log CFU/g。酸性电解水结合超高压技术处理在200、300和400MPa下分别可降低1.47±0.05，4.33±0.11和5.66±0.06Log CFU/g虾仁中自然污染微生物。与单纯超高压技术相比，酸性电解水结合超高压技术处理能显著(p＜0.05)减少总微生物群落。

通过以上分析可知，将酸性电解水作为一种新的介质，是一种可有效提升超高压技术杀菌效率的方法。

Claims (7)

1.一种提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述方法包括以酸性电解水为超高压液体介质，对水产品进行超高压杀菌处理；

所述酸性电解水的pH值范围为2.28～2.39，氧化还原电位范围为1077～1168mV，有效氯含量范围为36～73mg/L；所述酸性电解水是通过将含0.1wt％～0.2wt％NaCl的去离子水电解5～15min制备而得。

2.根据权利要求1所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述酸性电解水是通过将含0.15wt％NaCl的去离子水电解15min制备而得。

3.根据权利要求1所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述超高压杀菌处理的压力为200～400MPa。

4.根据权利要求1所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述超高压杀菌处理的时间为5～15min。

5.根据权利要求1所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述水产品包括南美白对虾、牡蛎或鱼。

6.根据权利要求1所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述超高压杀菌处理前还包括对水产品进行前处理的步骤。

7.根据权利要求6所述的提升超高压杀菌效果的方法，其特征在于，所述前处理为紫外辐照10～30min。