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肉牛屠宰过程中的减菌技术研究进展

韩吉娜1,张 佳2,罗欣1,朱立贤1,梁荣蓉1,张一敏1,*,杨振刚3 (1.山东农业大学食品科学与工程学院;2.哈尔滨理工大学荣成学院; 3.阳信亿利源清真肉类有限公司)

      来源:《肉类机械装备》    2019年第11期
 
内容摘要:为了减少冷却肉的初始菌落数,延长其货架期并提高其安全性,众多学者对畜禽胴体及冷却肉减菌技术进行了研究。因此,本文对近年来肉牛屠宰过程及冷却牛肉生产过程中应用的减菌技术研究进展进行概述,总结基于物理方法减菌的胴体修整及清水冲洗、热除菌、紫外线杀菌和低温等离子体杀菌等措施
  摘要:为了减少冷却肉的初始菌落数,延长其货架期并提高其安全性,众多学者对畜禽胴体及冷却肉减菌技术进行了研究。因此,本文对近年来肉牛屠宰过程及冷却牛肉生产过程中应用的减菌技术研究进展进行概述,总结基于物理方法减菌的胴体修整及清水冲洗、热除菌、紫外线杀菌和低温等离子体杀菌等措施,以及基于化学方法减菌的有机酸喷淋、过氧乙酸喷淋等措施。通过比较分析每种方法的减菌效果及优缺点,初步得出清水冲洗与乳酸喷淋的复合减菌方法是既有效又经济的牛胴体减菌措施的结论。通过本文的总结和概述,期望可以为肉牛屠宰企业合理地选择减菌措施提供参考。
  关键词:牛胴体;屠宰;减菌技术;乳酸;过氧乙酸
  冷却牛肉是指将屠宰后的肉牛胴体经冷却、成熟、分割,并在销售前的整个过程中保持低温而不冻结(0~4℃)的牛肉产品。在此温度下,大多数微生物的生长繁殖会受到抑制,然而,肉牛在屠宰及加工过程中不可避免地会污染多种腐败菌和致病菌,如果温度控制不当,微生物中的优势腐败菌假单胞菌、肠杆菌、乳酸杆菌(lactic acid bacteria,LAB)及热杀索丝菌等会迅速繁殖,不仅会使肉的感官特性如颜色、气味、质地等发生变化,缩短肉品的货架期,还会对肉品安全造成威胁,同时也可能导致肉类工业重大的经济损失。据报道,全球每年因腐败变质而造成消费者拒绝购买的肉类总量高达数百万吨。许多研究均表明,初始微生物数量越高,冷却牛肉的腐败速度越快,货架期越短。
  在国外,发达国家的肉牛产业中普遍采用乳酸喷淋以及过氧乙酸喷淋等技术降低屠宰过程中牛胴体的微生物污染,国内的肉牛屠宰企业常用的仅有清水冲洗和修整等减菌措施,只有极少数的企业配有高压清水冲洗、热水巴氏杀菌喷淋、乳酸喷淋等设备,且各种措施的减菌效果也鲜有报道。因此,减菌技术是肉牛屠宰过程中亟需采取的关键技术,合理的减菌措施可以减少胴体的初始微生物数量,提高其安全性并延长货架期。本文综述了肉牛胴体中微生物的污染来源及危害,并重点对近年来肉牛屠宰过程中应用的物理减菌、化学减菌等方法的研究进展做了概述,目的是为肉牛屠宰企业选取最合适的减菌措施以降低胴体的初始微生物数量,并为实际应用提供理论指导。
  1  微生物污染的来源及对牛肉货架期的影响
  健康动物的肌肉组织基本上是无菌的,但是即使在最严格的操作条件下,胴体也会不可避免地被大肠杆菌等微生物污染。冷鲜肉如果处理、加工、保存不当,由于其充足的营养成分、较高的水分活度和适宜的pH值,就可能成为各种腐败菌生长的培养基,并成为食源性致病菌的常见载体,导致弯曲杆菌、沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌等微生物的生长。有学者发现,活体动物的皮毛及皮毛上的污染物、去皮用的刀具和剥皮操作工人的手、胃肠道的内容物、分割时的工作接触面是生鲜牛肉中微生物的主要污染源,且每经过一道屠宰工序,胴体的污染就会加剧;去皮工序完成后,整个胴体完全暴露在空气中,此时胴体更容易被污染。在一些肉牛屠宰企业,胴体上的菌落总数污染量为2.7~4.0(lg(CFU/cm2)),大肠菌群的污染量为0.6~2.4(lg(MPN/cm2))。如果不尽快采取减菌措施,那么微生物不仅可以黏附在胴体上形成生物膜,污染生产链,还可能导致交叉污染。而腐败微生物的生长和繁殖是影响冷却牛肉货架期的重要因素。
  随着贮存时间的延长,菌落总数不断增加,腐败的牛肉会逐渐产生一些肉眼可见的变化,如色泽的发暗或绿变、不良气味的产生、表面黏液的产生等。引起这种现象的微生物主要有革兰氏阴性菌(假单胞菌、不动杆菌、嗜冷杆菌、气单胞菌、腐败希瓦氏菌及肠杆菌等)和革兰氏阳性菌(乳酸杆菌及热杀索丝菌等)。因此,初始菌落数的高低与冷却牛肉的货架期有着直接的关系。研究表明,-1.5℃条件下贮藏的牛肉,初始菌落数为4.1(lg(CFU/cm2))时,货架期为28d;也有研究表明,在相同的包装方式下,初始菌落数为2.3(lg(CFU/cm2))的牛肉,货架期能达到126d。由此可见,初始菌落数越少,在合适的贮藏条件下,牛肉的货架期越长。
  2  物理法减菌
  物理法减菌是指采用物理的方法,如胴体修整与清水冲洗、热水除菌、蒸汽杀菌等技术将微生物从胴体上除去或杀死的减菌手段,其中最常见、最基本的措施是清水冲洗。
  2.1  胴体修整与清水冲洗
  胴体修整是指将胴体劈半后,人工清除胴体表面的各种污物,修割掉胴体上有碍食品卫生的组织器官,并对胴体进行修削整形,使胴体具有完好商品形象的加工操作。一般使用具有一定压力的温热水冲洗,将附着在胴体表面的毛、血、粪等污物冲洗干净。有学者在牛胴体进入冷却间前对臀腿部位取样时发现,不经修整也不经冲洗的胴体初始菌落总数为3.5(lg(CFU/cm2)),而经修整后的胴体初始菌落数降低至0.5(lg(CFU/cm2))。但胴体修整与清水冲洗这两种方法都不能完全除去胴体上的病原菌,如大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌和单增李斯特菌。在北美地区,屠宰场通常会在剥皮后去内脏前采用高压清水或其他方式对胴体进行冲洗减菌,此时空气中及其他污染来源的微生物还没有完全牢固地附着在胴体上,减菌效果比较显著。在国内,目前还鲜有相关企业在剥皮后立即对胴体进行喷淋的实例,大多数企业是在屠宰线的末端,即在胴体进入冷却间前采用清水喷淋。若想进一步减少微生物,还需采用其他的除菌措施。
  2.2  热除菌
  2.2.1  热水除菌
  热水除菌是屠宰企业早期便采用的减菌措施,其通过对胴体或分割肉采用高于70℃的热水喷淋或浸泡从而抑制或杀死微生物。热水除菌的减菌效果受操作因素和产品本身因素的影响:其中操作因素包括水温、压力、流量、距离胴体表面的距离以及使用的时间和阶段等;与产品本身相关的因素包括肌肉组织类型、初始微生物数量、微生物的附着能力以及生物膜形成的时间等。有学者报道,74℃热水喷淋5.5s可使牛胴体的有氧平板计数和肠杆菌科细菌数量减少2.7(lg(CFU/cm2)),并将大肠杆菌O157:H7患病率降低81%;85℃热水喷淋15s能够分别使接种在新鲜牛肉表面上的大肠杆菌O157:H7和非O157降低3.2(lg(CFU/cm2))和4.2(lg(CFU/cm2))。减少胴体微生物数量的主要因素是达到胴体表面时水的温度而不是水的设定温度。
  2.2.2  蒸汽杀菌
  蒸汽杀菌是热水除菌的替代方法。使用蒸汽杀菌的主要优点是100℃的蒸汽具有比同等温度的水更大的热容量,而且蒸汽分子小,能够穿透和灭活表面空腔和毛囊中的细菌。研究发现,采用蒸汽处理,将牛肉的表面温度提高到71℃,持续6 s,可以使大肠杆菌O157:H7和非O157、O26、O111以及沙门氏菌总数降低约3(lg(CFU/cm2))。也有学者用130℃、172kPa的蒸汽处理接种过沙门氏菌的冷却牛胴体,但是并没有发现明显的抑菌效果,这可能是因为细菌在冷却过程中吸附在肉表面形成了生物膜以及蒸汽处理时间太短杀菌不彻底所致。胴体表面比较粗糙,存在很多小孔,一般的物质短时间处理时无法深入小孔内部,很难杀死深层的细菌。
  还有一种蒸汽杀菌的方式是蒸汽除斑。美国农业部的食品安全检验局(Food Safety and Inspection Service,FSIS)批准蒸汽除斑作为刀剔法的替代技术,以去除明显可见的粪便和污染物,该法广泛用于牛肉加工业。蒸汽除斑的设备是一个手持式装置,由带有热喷嘴的吸尘器组成,将88~94℃的热水或蒸汽输送到胴体表面杀死细菌,同时用吸尘器除去该区域的污物。蒸汽除斑可以在加工过程的多个阶段应用,适用于严重污染的胴体的特定区域,并对可见污染物进行斑点式处理(斑点直径<2.5cm)。
  热水冲洗与蒸汽杀菌对不规则胴体或者分割肉都能起到有效的杀菌作用。在商业条件下采用热处理除菌时,根据处理时间和温度的不同,热水和蒸汽处理可能会导致胴体表面产生变色现象,但冷却几小时后变色通常不明显。美国一些牛肉加工厂中会使用蒸汽处理进行最终的胴体减菌,消费者也能够接受一定程度的表面热变性。在国内工厂实际生产中,在整个屠宰过程中始终保持输送水温在70℃以上对普通企业来说还是比较困难的,水温太高不仅会对肉的色泽造成不利影响,还会增加企业的经济成本。因此,未来可以在降低水温、增加水压方面开展一些具体的研究工作。
  由于热处理有时会引起牛肉的物理和化学变化,有些情况下会采用非热除菌法替代热除菌法,使用很少的热量来减少微生物污染,同时最大限度地减少牛肉品质和营养的损失。如采用紫外线杀菌、低温等离子技术作为减菌措施应用于肉类工业。
  2.3  紫外线杀菌
  紫外线照射通常用于实验室净化地面、空气和水。紫外线是一种电磁波,波长位于可见光范围外,杀菌时的有效波长为253.7 nm,在波长为180nm时会产生臭氧,能够提高杀菌效果。紫外线会在微生物DNA中形成永久交联,阻碍细胞的正常功能。紫外线杀菌技术由于其低成本和有效性逐渐受到了牛肉加工业的关注,其可作为干法成熟肉品的减菌措施。
  紫外线杀菌是一种非热加工技术, 可以处理表面不均匀的区域,不会在产品上留下任何物理损害和化学残留物,然而如果施用时间过长,可能会导致肌红蛋白氧化,从而影响牛肉的颜色。大多数研究使用低强度紫外线照射9min以上,但是如果使用高强度紫外线,照射时间可能会短于10s。紫外线照射75s可导致大肠杆菌O157:H7和6种非O157数量减少约1.0(lg(CFU/cm2)),而用紫外线-臭氧组合处理75s可导致接种在新鲜牛肉上的病原体在单独使用紫外线照射的基础上减少0.2(lg(CFU/cm2))。
  有学者认为辐射对健康是有害的,但食物杀菌所需的剂量很小,经研究发现,经过低剂量辐射处理的肉及其制品不会被放射性污染,对人体无害,还能最大限度地保持肉品的营养成分,延长肉类及其制品的货架期。
  2.4  低温等离子体技术杀菌
  等离子体是一种辐射物质,它是一种完全或部分电离的非平衡态气体,由离子、电子和不带电荷的粒子(原子、分子等)以及自由基组成。生成低温等离子体技术最常用的方法是在大气压下的中性气体中施加电场,包括介质阻挡放电、大气压等离子体射流、高压脉冲放电、微波放电等。有学者认为低温等离子体灭菌的机理是:在空气中操作的低温等离子体会产生大量的活性物质,包括羟自由基、过氧化氢、单线态氧、超氧阴离子、臭氧、一氧化氮、亚硝酸盐、过亚硝酸盐等,这些活性氧和活性氮可通过攻击细胞膜、DNA、脂质、蛋白质和其他细胞成分而引起细胞损伤,破坏正常代谢功能并导致细胞死亡。由血浆产生的带电粒子可积聚在细菌表面并诱导外膜破裂,从而导致细菌细胞失活。
  低温等离子体技术可以杀灭猪、牛、家禽及其制品中最普遍和最严重的致病菌,如鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7、李斯特菌、空肠弯曲杆菌和肠炎沙门氏菌;还可以诱导细菌生物膜的失活,并可能在减弱致病菌毒力中发挥重要作用。有学者在牛肉干表面接种李斯特菌后用等离子体处理,发现随着等离子体激发功率增加和时间延长,菌落总数能够降低1.6(lg(CFU/cm2))。
  低温等离子体技术是一种新兴的杀菌技术,能有效杀死肉类及相关产品中的病原微生物,合理使用不会导致鲜肉明显升温,且不会影响感官特性。如不合理使用低温等离子体技术可能会使肉的a*值降低、pH值降低、脂质氧化速率加快,有些氧化产物如烷烃、烯烃、醛和酮类还会产生令人不愉快的气味,影响肉制品的感官特性。
  目前工作中使用的等离子体设备主要是实验室规模,能够处理的样品有限,在肉类加工厂实际应用中需要从实验室规模扩大到商业规模,这也是食品行业的一个挑战。等离子体技术具有成本低、设备操作简单、不会使肉升温等优点,是一种有效替代传统热处理方法来控制肉制品微生物污染的方法。通过设置和优化合理的低温等离子体杀菌工艺,其将在食品工业中发挥重要作用。
  3  化学法减菌
  3.1  有机酸喷淋减菌
  有机酸喷淋一般是指在肉牛屠宰线的末端,胴体的二分体进入冷却间之前,向二分体喷洒一定浓度的酸溶液,使其均匀覆盖整个二分体,从而在冷却成熟过程中发挥杀菌或抑菌作用的减菌措施。有机酸的作用机理主要是酸以未解离的形式自由扩散穿过细胞膜进入细胞内部并在胞内解离,导致细胞质酸化以及游离酸阴离子的积累,进而达到抑菌效果。其中酸溶液的浓度、温度、体积、目标微生物的类型以及胴体表面的温度、湿度、冷却过程中表面的脂肪都可能影响有机酸减菌的效果。乳酸是最常用的有机酸,其是动物屠宰后糖酵解过程中产生的天然化合物,且已被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)认定为用于肉类产品的安全物质;因此不会对胴体及消费者安全产生不利影响。
  乳酸、乙酸和柠檬酸是许多国家(如美国和加拿大等)屠宰过程中广泛应用于胴体的有机酸。早在1996年,美国FSIS就推荐屠宰场使用体积分数为1.5%~2.5%的乳酸、乙酸、柠檬酸等有机酸对胴体进行喷淋减菌。有学者将冷却肉在实验室接种几种细菌病原体(包括大肠杆菌),然后用有机酸处理,结果显示乳酸减菌效果最优,其次是醋酸,柠檬酸效果最差。2013年,欧盟也允许使用体积分数为2%~5%的乳酸溶液对牛肉进行去污处理。Gill等用2%(体积分数,下同)乳酸对去脏前的牛胴体进行乳酸喷淋,发现没有明显减少微生物的数量,这可能归因于乳酸溶液没有均匀覆盖于胴体的表面;或者是酸溶液被残留在胴体表面的水稀释导致溶液浓度降低,杀菌效果减弱。而有研究报道4%乳酸减菌效果良好,能使细菌的减少量大于1.5(lg(CFU/cm2))。King等报道,对接种后的牛胴体喷洒2%乳酸能使大肠杆菌I型(E. coli type I)、大肠菌群( C o l i f o r m s ) 、大肠杆菌O 1 5 7 : H 7(E. coli O157:H7)和鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)分别减少1.9 、3.0 、2.7(l g(CFU/ cm2))和2.8(lg(CFU/cm2)),且在冷却过程中也具有抑制作用。有学者对接种的牛肉采用9种有机酸处理,结果显示30g/L辛酸是最有效的抗菌剂;也有学者对牛胴体实施了9种减菌措施(包括乳酸、乙酸、柠檬酸、过氧乙酸等)后发现,自动化喷淋2%乳酸以及在55℃下喷淋3%的乳酸是最有效的减菌措施,能够有效地减少菌落总数和大肠菌群数量。
  应用3%与5%的乳酸浸泡新鲜的牛肉均可以显著降低菌落总数,5%乳酸能够降低沙门氏菌的量为1.3(lg(CFU/cm2)),减菌效果优于3%乳酸,而3%乳酸处理后不会对牛肉的色泽产生不利影响。3%乳酸喷淋在降低菌落总数与大肠菌群方面效果要优于3%乙酸,在屠宰前和屠宰后分别用3%乳酸喷淋牛胴体可以有效地减少胴体间的交叉污染,且不会影响肉色、pH值、保水性等品质指标。乳酸比乙酸的减菌效果更好,可能是由于相同浓度下乳酸pH值(2.03)低于乙酸(pH 2.84),而较低的pH值有较高的抗菌效力。也有研究对牛肉分别喷洒2%、3%、4%及5%乳酸,细菌减少量为0.57~0.95(lg(CFU/cm2)),用5%乳酸处理后的牛肉a*值最低,感官品质最差,而4%乳酸不仅可以减少微生物数量,还能增强感官品质、延长保质期。
  还有学者考虑了温度对喷淋效果的影响,有研究发现,乳酸在55℃条件下喷洒30s,每个胴体喷淋量为0.5 L时减菌效果最好。Youssef等用5%乳酸处理牛肉,结果表明,喷淋量为0.1mL/cm2时减菌效果最好。也有学者称,乳酸在50~55℃时最有效。同时Signorini等的研究结果表明,当使用2%乳酸喷淋胴体,每个胴体喷淋量为2~3L时,减菌效果最好,乳酸在较高温度(超过55℃)下使用时,其减菌效果可能会更好。然而,随着温度升高,有机酸对加工设备的腐蚀作用增加,还可能引起肉色和感官的变化以及耐酸病原体的产生。据报道,有机酸可能会降低肉的亮度和红度,这归因于其降低了肌肉pH值而引起肌红蛋白氧化。由于肉色是影响消费者购买牛肉的关键性因素,因此当使用较高浓度的有机酸时,变色仍然是要考虑的主要问题。
  综上所述,并不是浓度越高有机酸减菌效果越好,根据表1可知,从既能降低经济成本又不影响感官指标两个方面考虑,企业可以选择2%~4%乳酸对牛胴体进行喷淋,喷淋的量视酸溶液温度及牛胴体大小而定。

表 1  不同有机酸对牛胴体及牛肉表面的减菌效果
喷淋物质 目标菌 体积分数/% 温度/℃ 处理时间/s 减少量(lg(CFU/cm2))/取样面积/cm2 处理方式
      乳酸   菌落总数 1.5 25   0.5/100 自然
2 20~25 10 1.18/400 自然
2 42   1.6/100 自然
3 45~50 11 0.95/400 自然
3     4.84/10 自然
2~4     (1.5~2.5)/400 自然
4 55 36 (3.0~3.3)/100 自然
  大肠杆菌 1.5 25   0.6/100 自然
2 20~25 10 0.83/400 自然
2 35 18 (2.4~3.3)/25 接种
3 45~50 11 1.03/400 自然
3     4.93/10 自然
2~4 55~65 18~30 (4.0~>48)/100 接种
4 55 18 >0.2/100 自然
  1.5 25   1.8/100 自然
  2 20~25 10 1.21/400 自然
大肠菌群 3 45~50 11 1.06/400 自然
  3     3.40/10 自然
  4 55 18 (0.3~>1.6)/100 自然
大肠杆菌O157:H7 4 55 15 2.7/10 接种
鼠伤寒沙门氏菌 4 55 15 3.4/10 接种
  2 20~25 11 0.63/400 自然
菌落总数 2 40 18 2.5/25 接种
    3     4.04/10 自然
    2 20~25 11 0.70/400 自然
    2.5     1.4/100 自然
醋酸 大肠杆菌 2.5 35 18 (2.1~2.2)/25 接种
    3     3.54/10 自然
    2 20~25 11 0.78/400 自然
  大肠菌群 2.5     0.8/100 自然
    3     3.40/10 自然
  菌落总数 2 40~50 10 0.79/400 自然
柠檬酸 大肠杆菌 2 40~50 10 0.41/400 自然
  大肠菌群 2 40~50 10 0.40/400 自然
  3.2  过氧乙酸喷淋减菌
  过氧乙酸为无色液体,别名为过乙酸、过醋酸,是一种强氧化剂,可在较低浓度下起杀菌作用。美国、澳大利亚、加拿大、日本均已批准过氧乙酸应用于牛胴体,但在欧盟其未通过批准。
  过氧乙酸的抑菌机理主要是通过氧化和破坏细胞膜层、产生自由基、损伤DNA、抑制酶的活性及能量产生途径、中断蛋白质的合成最终导致细胞的死亡。其对细菌、真菌以及病毒等均有杀菌作用,分解后生成的乙酸、水和氧气安全无毒、绿色环保[55]。因此经合理使用范围内的过氧乙酸杀菌后,即使不经冲洗也不会有残留的毒素物质,但它的腐蚀性是杀菌过程中不容忽视的问题。
  据报道,体积分数为0.005%~0.05%的过氧乙酸杀死细菌只要1min;体积分数为0.1%的过氧乙酸杀死空气中的大肠杆菌只需要0.4s。表2列出了近期研究中常用到的过氧乙酸的质量浓度及效果,King等对牛胴体表面进行接种发现,对冷却后的胴体分别用200、600mg/L的过氧乙酸处理时,在降低大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌方面没有任何效果,1000mg/L的过氧乙酸降低二者的量分别为1.7(lg(CFU/cm2))和1.3(lg(CFU/cm2));不同温度的过氧乙酸对大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌没有显著性抑制效果,而将过氧乙酸(200 mg/L、43℃)施加到热胴体表面时会导致大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌均降低0.7(lg(CFU/cm2))。也有研究表明用180~200mg/L的过氧乙酸处理牛胴体将导致大肠杆菌O157:H7降低2~3(lg(CFU/cm2))。过氧乙酸处理可能会影响真空包装冷却肉的微生物类型,有学者在研究过氧乙酸处理真空包装牛肉微生物菌群多样性的影响时发现,经过氧乙酸与未经过氧乙酸处理的牛肉在1.5℃条件下均可保存18周,经过氧乙酸处理后第6~18周内肠杆菌科对乳酸菌的比例呈上升趋势,但与未处理的对照组相比,肠杆菌科的数量明显减少。目前,美国肉类工业中过氧乙酸的最大允许质量浓度为400mg/L,通常用于清洗、冲洗、冷却或其他方式处理新鲜牛肉胴体的质量浓度为200mg/L。

表2  过氧乙酸对牛胴体及牛肉表面的减菌效果
目标菌 质量浓度/
(mg/L)
温度/℃ 处理
时间/s
减少量(lg(CFU/cm2))/取样面积/cm2 处理方式
菌落总数 200 20~25 8±2 0.18/400 自然
大肠杆菌 200 20~25 8±2 0.13/400 自然
200 20~25 8±2 0.15/400 自然
鼠伤寒沙门氏菌 200 43 15 0.7/10 接种
200 43 15 0.7/10 接种
大肠杆菌
O157:H7
200   20 (2~3)/28 接种
1000 55 15 1.7/10 接种
鼠伤寒沙门氏菌 1000 55 15 1.3/10 接种
  3.3  亚氯酸钠减菌
  酸化亚氯酸钠是美国FDA批准的用于家禽、海鲜和肉类处理和净化的抗菌剂,其使用质量浓度范围在500~1200mg/L之间。有学者认为亚氯酸钠的抗微生物活性归因于亚氯酸的氧化作用,亚氯酸在酸性条件下,如与柠檬酸或磷酸混合后,将亚氯酸根离子转化成其酸形式从而抑制微生物生长。它的减菌效果与活化的方法(酸的类型)、施用方式(喷雾/浸渍)以及与畜体或肉制品的接触时间有关。研究表明,用柠檬酸酸化的亚氯酸钠喷淋牛胴体,可以使沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7减少1.9~2.3(lg(CFU/cm2))。Gill等用酸化的0.16%亚氯酸钠溶液对牛胴体胸部处理,结果显示对肉毒杆菌、大肠杆菌和大肠菌群的数量影响不大,对需氧菌的减少量小于0.5(lg(CFU/cm2))。也有学者用500mg/L和1200 mg/L酸化的亚氯酸钠(pH 2.43)对接种过的牛肉表面进行喷淋,结果显示500 mg/L亚氯酸钠能够减少菌落总数和腐败菌的数量分别是3.72(lg(CFU/cm2))和2.72~3.71(lg(CFU/cm2)),1200 mg/L亚氯酸钠能够减少菌落总数和腐败菌的数量分别为3.40(lg(CFU/cm2))和2.33~3.59(lg(CFU/cm2))。
  3.4  其他方法
  3.4.1  次溴酸减菌
  次溴酸也是一种有效的抗菌剂,在加工过程中允许使用100mg/L次溴酸作为冷却水中的抗菌剂。对于牛肉工业来说,次溴酸的允许使用质量浓度可以达到900mg/L,但最常用的是300mg/L,主要用于胴体的去污。次溴酸可使新鲜牛肉的好氧菌和肠杆菌科数量减少2.8~3.6(lg(CFU/cm2)),将大肠杆菌O157:H7数量减少1.6~2.1(lg(CFU/cm2)),沙门氏菌数量减少0.7~2.3(lg(CFU/cm2))。
  3.4.2  臭氧减菌
  臭氧是一种水溶性气体,是强效的氧化剂。它通过攻击和氧化细胞壁和细胞膜来破坏微生物。臭氧非常不稳定,在接触空气和水时会迅速分解形成氧气,因此臭氧水溶液必须现用现配。Reagan等用2.3 mg/kg的臭氧处理牛胴体,结果使菌落总数减少1.3(lg(CFU/cm2))。
  3.4.3  电解氧化水减菌
  近年来,电解氧化水作为食品工业中使用的消毒剂而受到关注。电解氧化水是使电流通过稀盐水溶液而产生的,反应产物一种是氢氧化钠,另一种是次氯酸,它的pH值较低,含有活性氯,并且具有与臭氧相似的强氧化还原电位。有学者报道,电解氧化水能够减少牛皮上好氧菌的数量为3.5(lg(CFU/cm2)),减少肠杆菌科数量为0.9(lg(CFU/cm2)),同时将大肠杆菌O157:H7的患病率从82%降低到35%。近期研究结果表明,由电解氧化水导致的微生物数量的减少通常与电解水中游离氯含量的增加有关,其中大肠杆菌O157:H7比非O157抵抗力更强一些。
  3.4.4  复合法减菌
  牛肉胴体表面的不均匀性为病原体提供了许多可以生存的场所,没有任何一项减菌技术能将微生物全部杀死。许多研究表明,在整个屠宰加工过程中使用不同减菌措施的组合比使用单一的减菌措施更能减少微生物的数量,使用两种或多种减菌技术可以实现协同效应,或者是相加效应,且胴体的初始菌落数越高,复合减菌效果越明显。有学者对胴体外表首先用40℃热水喷淋,可使细菌含量降低约5%,再用3%醋酸处理,则细菌数量可降低96.8%。还有研究发现,运用15%乙酸和0.5%氯化烷基吡啶处理牛胴体表面,沙门氏菌总数降低了1.98(lg(CFU/c m 2)),细菌总数降低了1.76(lg(CFU/cm2))。清水与2%乙酸复合喷淋,使得好氧菌、大肠杆菌与大肠杆菌O157:H7数目减少到1.9~5.1(lg(CFU/cm2))。紫外线杀菌技术与噬菌体杀菌技术联合使用,可使碎牛肉中的沙门氏菌数量降低99%。
  用于去除牛胴体污染的化学成分包括各种物质,除上述物质外,还有次氯酸钠、磷酸钠、二氧化氯等。它们的杀菌机理主要基于细胞膜、其他细胞成分和细胞生理过程的破坏。评价其在肉牛屠宰和加工过程中的适用性时,还必须考虑到这些化学品的稳定性及腐蚀性、浓缩的物质是否会构成健康危害或生态危害等。
  4  结语
  本文综述了肉牛屠宰加工过程中所采用的部分减菌技术,除此之外,还有化学脱毛、高压清水冲洗、超声波处理、次氯酸钠减菌、二氧化氯减菌、噬菌体减菌等减菌措施。清水冲洗与有机酸喷淋仍是国内企业主要采用的减菌措施;相同浓度的有机酸喷淋处理中,乳酸喷淋是减少胴体微生物数量的最有效措施,而过氧乙酸喷淋因其比有机酸低的价格也受到了国外许多屠宰企业的青睐。在国内,过氧乙酸喷淋也将会是肉牛屠宰企业所采取的减菌措施之一。
  尽管喷淋及其他减菌措施可以有效地减少胴体的初始菌落数,但微生物的数量也会受到后续分割、包装、贮藏、运输等多个环节的影响。只有在各个环节中都采取相应的减菌措施,尤其是控制冷却肉的初始微生物数量,才能更有效地保证肉制品的安全。未来的科研领域应明确微生物的生长机制及影响其生长的因素。在实际生产中,需要有严格的卫生管理和规范的生产操作,严格控制肉品的微生物污染;企业在屠宰加工过程中应根据不同的杀菌对象采取不同的杀菌措施,不论采用何种方法,均不应产生有毒、有害物质影响操作人员及消费者的健康,不应对肉品后续加工产生不利影响,还应考虑到潜在环境污染问题。同时应尽量减少运营成本,避免肉品理化性质和感官指标的变化,影响消费者对肉品的接受程度。
 
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