電解水保障南美白對(duì)蝦品質(zhì)安全及其初步機(jī)制研究.pdf

1、食品安全問(wèn)題是當(dāng)前中國(guó)食品工業(yè)發(fā)展中最受關(guān)注的問(wèn)題之一，因?yàn)樗P(guān)系著國(guó)計(jì)民生、國(guó)家的國(guó)際形象、國(guó)家經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。其中，由微生物引起的一系列食品品質(zhì)安全問(wèn)題，已經(jīng)成為最為突出的社會(huì)公共衛(wèi)生安全問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)衛(wèi)生部2010-2013年全國(guó)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(lèi)誘發(fā)食源性疾病因素的首位。另外，根據(jù)我國(guó)建立的食源性疾病監(jiān)測(cè)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(shí)，由腐敗微生物引起的食品腐敗變質(zhì)問(wèn)題，也對(duì)食品品質(zhì)安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，阻礙了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了一定程度的負(fù)面影響。
　　為了解決上述問(wèn)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(duì)食品原有的色澤、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)成分等產(chǎn)生較小負(fù)面影響的同時(shí)，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(fèi)者的消費(fèi)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(duì)許多種類(lèi)的食源性致病微生物

3、具有殺滅作用，且不會(huì)對(duì)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(dāng)前廣泛使用的自來(lái)水冰低溫、高濕的貯藏特性以外，還具有殺滅微生物、延長(zhǎng)食品貨架期等方面的能力。
　　基于以上事實(shí)，本文選擇在我國(guó)消費(fèi)廣泛的水產(chǎn)品---南美白對(duì)蝦為研究對(duì)象，探究⑴電解水作用對(duì)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(guò)程中對(duì)副溶血性弧菌生長(zhǎng)行為的影響情況；⑵電解水冰在貯藏保鮮過(guò)程中，對(duì)南美白對(duì)蝦品質(zhì)保

4、障情況。從更加基礎(chǔ)性評(píng)價(jià)指標(biāo)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(xiǎn)、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(lái)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?jī)?nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　1.電解水作用下南美白對(duì)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(guó)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(gè)作用因素（電解的NaCl濃度, X1；電解水處理時(shí)間, X2；電解水處理溫度, X3）對(duì)南美白對(duì)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(duì)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(qiáng)電解水的殺菌能力，降低副溶血性弧菌的致病風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用二級(jí)預(yù)測(cè)模型---響應(yīng)面模型中的Central Composite Design(CCD)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法探

6、究上述電解水3個(gè)因素對(duì)副溶血性弧菌失活的作用，南美白對(duì)蝦中副溶血性弧菌對(duì)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(xiàng)不顯著(p>0.05)，均方根誤差(RMSE)為0.15，準(zhǔn)確因子(Af)為1.10，偏差因子為(Bf)為0.99。同時(shí)，選擇3個(gè)因素水平范圍內(nèi)的隨機(jī)8組試驗(yàn)組合條件，驗(yàn)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(duì)副溶血性弧菌失活影響作用的主次順序?yàn)?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(cè)電解水作用下南美白對(duì)蝦中副溶血性弧菌的失活情況，同時(shí)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(xiǎn)，提供理論依據(jù)。
　　2.電解水處理對(duì)南美白對(duì)蝦

8、中副溶血性弧菌生長(zhǎng)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(duì)后續(xù)貯藏過(guò)程中南美白對(duì)蝦中副溶血性弧菌生長(zhǎng)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(duì)蝦中，經(jīng)電解水處理后于不同溫度(4-30℃)下貯藏。運(yùn)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)

9、一級(jí)生長(zhǎng)模型（modified Gompertz模型）和微生物失活模型（Log-linear模型）對(duì)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析。通過(guò)模型擬合獲得南美白對(duì)蝦中副溶血性弧菌的生長(zhǎng)和失活參數(shù)值（延滯期，λ；最大生長(zhǎng)速率，μmax；最大生長(zhǎng)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(zhǎng)特性變化情況。同時(shí)，本研究運(yùn)用實(shí)時(shí)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(zhǎng)變化狀況。結(jié)果表明，當(dāng)貯藏溫度為30，25，20和15℃時(shí)，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(zhǎng)速率（μmax），及延長(zhǎng)其生長(zhǎng)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(duì)蝦中生長(zhǎng)所達(dá)到的最大生長(zhǎng)濃度（D）。電解水處理提高了副溶血性弧菌對(duì)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(xì)胞分裂增殖?；谝陨戏治?，本研究證明了電解水處理對(duì)水產(chǎn)品中的副溶血性弧菌在后續(xù)貯藏過(guò)程中，具有明顯的生長(zhǎng)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(xiǎn)。
　　3.電解水冰保障南美白對(duì)蝦品質(zhì)安全初步機(jī)制探究
　　電解水冰（EW ice）是目前食品工業(yè)中發(fā)展起來(lái)的一個(gè)相對(duì)較新的食品保鮮方法。本研究從較為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)指

12、標(biāo)角度，探究了電解水冰在貯藏保鮮南美白對(duì)蝦整個(gè)過(guò)程中，對(duì)其品質(zhì)方面的影響情況。以傳統(tǒng)自來(lái)水冰（TW ice）為對(duì)照組，從微生物多樣性（PCR-DGGE）及化學(xué)指標(biāo)（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(biāo)方面，較為深入地分析了電解水冰在貯藏南美白對(duì)蝦7天中，對(duì)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(duì)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(duì)蝦 pH的升高；能夠在一定貯藏時(shí)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(duì)整個(gè)貯藏過(guò)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(méi)有明顯影響。SDS-PAGE結(jié)果表明，盡管電解水冰沒(méi)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(huì)對(duì)蝦肌漿蛋白造成負(fù)面影響。組織學(xué)分析顯示，與自來(lái)水冰貯藏相比電解水冰具有較好地（p<0.05）保持南美