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水产品之调气保存对微生物的抑制效果上

发布时间:2021年08月18日    点击:[4]人次

水产品之调气保存对微生物的抑制效果(上)

一、前言

所谓调气保存(modified atmosphere storage ,简称MA),是指将食品放置于与一般大气组成成份不同的气体环境之下,以抑制或减缓微生物的增长繁殖及产质量质量劣化的速率,进而延长食品的储存寿命。

水产品本身就是一个很好的培养基,及易受微生物的侵害繁殖而导致腐败。在传统上生鲜水产品都是利用低温来保存。虽然冷冻方式可以使产品长期储存,但因消费者的购买心理、质量上的要求,及经济上的考虑,冷冻方式并不适用而需要冷藏来保存水产品。但是单纯以冷藏的方式,并无法达成所需储存的有效期限。因此需要其它的技术搭配冷藏来使用。例如:抑菌剂的添加,各种有机酸处理及利用调气技术保存等。希望在低温及调气保存的相互并用之下可以有效提高食品的保存期限。

二、 不同气体对调气保存的影响

MA通常以CO2配合N2或O2来取代空气(一般的大气)的成份。其混合的比例及浓度则要视产品的特性及微生物的菌相而定。

N2─一般认为对微生物的繁殖及储存寿命没有实质影响,它的使使用主要用来平衡气体的组成成份。

O2─可以抑制嫌气性微生物的生长,特别是肉毒杆菌的繁殖是最值得注意的。

CO2─则被认为是到目前为止在保存生鲜食品上最具有效力的气体。

其它的气体如SO3 , O3 ,CO及enthylene oxide可能也具有抑菌的功效或保护产品质量的功效、但因其稳定性、毒性问题及法规上的限定,至今在MA的体系上使用仍有限。前一阵子,国内出口至日本的生吴郭鱼片,因有经CO处理过以致于不能进口。经CO处理过的生吴郭鱼片因myoglobin永久性的接上了CO,所以肌肉是呈非常美丽的粉红色,商人将之取名为--赤雕,且吴郭鱼的肌肉弹性与日本高价位鱼类--鲷鱼的肌肉性类似。希望能因CO的处理后而使得吴郭鱼的经济价值大大提高。但日本的法令禁止使用CO处理生鲜肉品,原因是因为即使肉品腐败了,肉上面的色泽依然是非常鲜艳的。消费者无法由肉品的外表判定肉品的新鲜程度,可能就会购买到不新鲜的产品。

三、二氧化碳对微生物的抑制效果

(一)二氧化碳的抑菌机制

虽然CO2的防腐效果早在1882年就被发现,但至今对其抑菌机制并不是非常清楚。有人认为CO2抑菌作用来自它能降低食品表面的pH值。因一部份的CO2溶解在食品表面的水中,CO2在水中的溶解度视温度及压力而定,压力越大,则溶解度也越大。温度与溶解度之关系并非呈线性比例关系,而在较低温之下,温度对溶解度的效应较大。溶于水中的CO2会与水作用形成碳酸(H2CO3)。碳酸在水中会解离成HCO3-及CO32-放出H+而使得pH值有轻微下降的趋势。一般空气包装储存期间其pH值较调气包装者为高。其在水中的反应式如下:

H2O + CO2 ═H2CO3

H2CO3═H++ HCO3- PK1=6.37

HCO3-═H++ CO32 PK2=10.25

但1932年学者却证实光是pH值的降低,不足以来说明CO2的抑菌作用。在1982年有学者提出二种假说来解释CO2的抑菌作用:一是认为CO2对细胞生长所需的酵素具有抑制效果。二是认为CO2会与细胞膜作用,使其脂质重新分配而改变它的渗透作用,而阻止孢子的萌芽。不管CO2抑菌的真正机制是什么,在高浓度之下CO2的抑菌模式有二:一是延长微生物脂停滞期(lag phase),降低对数生长期(log phase)的生长速率,有学者指出在高浓度的CO2储存之下,对于鱼虾类生鲜食品微生物停滞期可延续至6?10天。一是抑制微生物的繁殖现象,例如:阻碍其三羧酸循环(TCA cycle)、抑制细菌酵素及生化途径。

(二)二氧化碳浓度对抑菌的影响

1980年曾有学者对数种常见的腐败微生物在不同浓度CO2之环境下测定他们的呼吸速率,这些微生物是被培养在30℃之葡萄糖和酵母抽出液之缓冲液中。在他们的研究结果中发现:CO2对Enterobacter和Microbacterium thermosphactum之呼吸速率没有抑制效果;对Pseudomonas(包括荧光性及非荧光性菌株),Acinetobacter ,Alteromonas Putrefaciens ,Yersinia enterocolitica则有抑制的效果,其效果与CO2浓度有关。而在实际的食品体系上,有学者试验各种鱼虾在不同浓度CO2的调气保存环境下抑制微生物的效果,发现CO2浓度越高其抑菌效力也会越好。

(三)温度对二氧化碳抑菌的影响

CO2的抑菌效果在低温之下比较显著,1979年学者曾研究Pseudomonas fluorescens在20% CO2之调气保存环境下温度对其繁殖速率的影响。他们发现在高温下(30℃),MA(20% CO2)的抑制效果只有10?20%(与在大气环境条件下,同温度培养的对照组比较),但在5℃下,其抑制效果可达80%,但这种抑制效果之影响可能不是直接由温度本身之影响而来,而是温度对 CO2在水中的溶解度的影响所造成。如前所述,CO2在水中之溶解度在低温之下较大,而且在低温范围温度对溶解度影响的效应较大,所以在低温之下液体中之CO2浓度较高,所产生的抑菌效果也较好。在1981年学者也曾进行类似的研究,而有同样的发现。他们将抑菌效果【以相对抑菌力来表示,及〔(rc-rCO2)/ rc〕×100;rc为在一般大气下之繁殖速率,rCO2为同温度下在CO2环境下的繁殖速率】与CO2溶解度【以mmol CO2 dissolved/kg H2O表示】之比值做纵坐标,以温度为横坐标画图,可得到一条直线。也就是说如果将CO2之溶解度也加以考虑的话,那么CO2气体的抑菌效果则与温度没有多大关系。

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