電解水保障南美白對蝦品質(zhì)安全及其初步機制研究.pdf

1、食品安全問題是當前中國食品工業(yè)發(fā)展中最受關(guān)注的問題之一，因為它關(guān)系著國計民生、國家的國際形象、國家經(jīng)濟的健康持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展和社會穩(wěn)定。其中，由微生物引起的一系列食品品質(zhì)安全問題，已經(jīng)成為最為突出的社會公共衛(wèi)生安全問題。統(tǒng)計衛(wèi)生部2010-2013年全國重大食物中毒數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示食源性致病微生物引發(fā)的食物中毒事件比例，居各類誘發(fā)食源性疾病因素的首位。另外，根據(jù)我國建立的食源性疾病監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，水產(chǎn)品中最容易發(fā)生食源性致病菌引起的食物中毒事件

2、。同時，由腐敗微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問題，也對食品品質(zhì)安全和人民生命財產(chǎn)安全提出了嚴重挑戰(zhàn)，阻礙了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，給國民經(jīng)濟造成了一定程度的負面影響。
　　為了解決上述問題，食品工業(yè)界正在尋求一些新型貯藏保鮮方法，期望這些方法在對食品原有的色澤、質(zhì)地、營養(yǎng)成分等產(chǎn)生較小負面影響的同時，能夠最大程度地保障食品品質(zhì)安全，從而滿足現(xiàn)代消費者的消費需求。電解水是目前世界食品工業(yè)領(lǐng)域正在研究的一種新型殺菌方法，其對許多種類的食源性致病微生物

3、具有殺滅作用，且不會對食品品質(zhì)產(chǎn)生不良的影響；電解水冰是電解水的一種固體化形態(tài)，其除了具有當前廣泛使用的自來水冰低溫、高濕的貯藏特性以外，還具有殺滅微生物、延長食品貨架期等方面的能力。
　　基于以上事實，本文選擇在我國消費廣泛的水產(chǎn)品---南美白對蝦為研究對象，探究⑴電解水作用對水產(chǎn)品中主要食源性致病微生物---副溶血性弧菌的殺滅情況，及后續(xù)貯藏過程中對副溶血性弧菌生長行為的影響情況；⑵電解水冰在貯藏保鮮過程中，對南美白對蝦品質(zhì)保

4、障情況。從更加基礎(chǔ)性評價指標角度，綜合考察電解水方法在降低水產(chǎn)品中食源性致病微生物潛在致病風(fēng)險、保障水產(chǎn)品食用品質(zhì)安全等方面的作用和功能。以此為基礎(chǔ)，為未來電解水在食品工業(yè)中應(yīng)用于保障其它水產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品等品質(zhì)安全方面，提供理論研究基礎(chǔ)。本研究主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　1.電解水作用下南美白對蝦中副溶血性弧菌失活模型的構(gòu)建
　　副溶血性弧菌在中國引起的食源性疾病事件已居微生物性食源性疾病事件的首位，其中一種可能導(dǎo)致發(fā)病

5、的途徑是熟蝦制品間副溶血性弧菌的交叉污染。研究構(gòu)建了電解水的3個作用因素（電解的NaCl濃度, X1；電解水處理時間, X2；電解水處理溫度, X3）對南美白對蝦中副溶血性弧菌的失活數(shù)學(xué)模型，并在建立的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，探究各因素對副溶血性弧菌失活作用影響的主次順序，從而最大程度的增強電解水的殺菌能力，降低副溶血性弧菌的致病風(fēng)險。運用二級預(yù)測模型---響應(yīng)面模型中的Central Composite Design(CCD)試驗設(shè)計方法探

6、究上述電解水3個因素對副溶血性弧菌失活的作用，南美白對蝦中副溶血性弧菌對數(shù)值(Log10 CFU/g)的減少量作為響應(yīng)值。結(jié)果顯示，構(gòu)建的模型具有較好的擬合度，其中相關(guān)系數(shù)(R2)為0.982，失擬項不顯著(p>0.05)，均方根誤差(RMSE)為0.15，準確因子(Af)為1.10，偏差因子為(Bf)為0.99。同時，選擇3個因素水平范圍內(nèi)的隨機8組試驗組合條件，驗證構(gòu)建模型的可靠性。結(jié)果表明建立的失活模型具有很好的可靠性和穩(wěn)定性，表

7、現(xiàn)在RMSE值(0.43)、Af值(1.28)和Bf值(1.19)均在可接受范圍內(nèi)。另外，根據(jù)帕累托(Pareto)圖和響應(yīng)面圖分析可得，各因素對副溶血性弧菌失活影響作用的主次順序為 X3=X32>>X1X3>X2>X1。因此，本研究能夠作為一種有效的工具用于預(yù)測電解水作用下南美白對蝦中副溶血性弧菌的失活情況，同時為最大程度的提升電解水的殺菌能力，從而降低食源性致病微生物潛在致病風(fēng)險，提供理論依據(jù)。
　　2.電解水處理對南美白對蝦

8、中副溶血性弧菌生長特性的影響
　　在上一章研究基礎(chǔ)之上，探究了電解水（EW）處理對后續(xù)貯藏過程中南美白對蝦中副溶血性弧菌生長特性的影響情況。本研究選擇4株副溶血性弧菌（F18：tlh+、trh+、tdh-；F36：tlh+、trh-、tdh-；ATCC33847：tlh+、trh-、tdh+；ATCC17802：tlh+、trh+、tdh-）等量混合接種于南美白對蝦中，經(jīng)電解水處理后于不同溫度(4-30℃)下貯藏。運用預(yù)測微生物學(xué)

9、一級生長模型（modified Gompertz模型）和微生物失活模型（Log-linear模型）對獲得的試驗數(shù)據(jù)進行擬合分析。通過模型擬合獲得南美白對蝦中副溶血性弧菌的生長和失活參數(shù)值（延滯期，λ；最大生長速率，μmax；最大生長濃度，D；失活速率值，K），以確定電解水作用后不同貯藏溫度條件下副溶血性弧菌生長特性變化情況。同時，本研究運用實時熒光定量PCR技術(shù)（real-time PCR），從分子生物學(xué)角度探究冷藏溫度下（10，7，4

10、℃）副溶血性弧菌的生長變化狀況。結(jié)果表明，當貯藏溫度為30，25，20和15℃時，電解水處理能夠顯著（p<0.05）降低副溶血性弧菌的最大生長速率（μmax），及延長其生長延滯期（λ），但并不能夠降低不同貯藏溫度下副溶血性弧菌在南美白對蝦中生長所達到的最大生長濃度（D）。電解水處理提高了副溶血性弧菌對冷藏溫度的敏感性，主要表現(xiàn)在電解水處理后的副溶血性弧菌具有更高（p<0.05）的死亡速率值（K），這種現(xiàn)象在10℃條件下表現(xiàn)最為突出。另外

11、，Real-time PCR分析結(jié)果表明，電解水處理結(jié)合低溫貯藏能夠完全抑制副溶血性弧菌的細胞分裂增殖?；谝陨戏治?，本研究證明了電解水處理對水產(chǎn)品中的副溶血性弧菌在后續(xù)貯藏過程中，具有明顯的生長速率抑制和加速失活作用，從而能夠大大降低水產(chǎn)品中副溶血性弧菌的致病風(fēng)險。
　　3.電解水冰保障南美白對蝦品質(zhì)安全初步機制探究
　　電解水冰（EW ice）是目前食品工業(yè)中發(fā)展起來的一個相對較新的食品保鮮方法。本研究從較為基礎(chǔ)的評價指

12、標角度，探究了電解水冰在貯藏保鮮南美白對蝦整個過程中，對其品質(zhì)方面的影響情況。以傳統(tǒng)自來水冰（TW ice）為對照組，從微生物多樣性（PCR-DGGE）及化學(xué)指標（pH）、生物酶活力（酸性磷酸酶、組織蛋白酶B、組織蛋白酶 D、脂肪酶、多酚氧化酶）、蛋白質(zhì)（SDS-PAGE）及組織學(xué)等基礎(chǔ)性指標方面，較為深入地分析了電解水冰在貯藏南美白對蝦7天中，對保障其品質(zhì)安全方面的影響情況。結(jié)果顯示，電解水冰貯藏能夠顯著（p<0.05）殺滅南美白對蝦

13、中的微生物，且能夠降低微生物群落的多樣性；顯著抑制對蝦 pH的升高；能夠在一定貯藏時間內(nèi)顯著（p<0.05）抑制組織蛋白酶B活力、多酚氧化酶（PPO）活力，但對整個貯藏過程中的酸性磷酸酶活力、組織蛋白酶 D活力及脂肪酶活力沒有明顯影響。SDS-PAGE結(jié)果表明，盡管電解水冰沒有顯著保持肌漿蛋白完好性的能力，但是電解水冰具有的氧化能力不會對蝦肌漿蛋白造成負面影響。組織學(xué)分析顯示，與自來水冰貯藏相比電解水冰具有較好地（p<0.05）保持南美