延长传统火锅蘸料保质期的研究

◎ 王 宇，陈腊梅，张隋鑫，萨如拉，杨瑞香，纪晓梅

（内蒙古草原红太阳食品股份有限公司，呼和浩特 010000）

随着人们生活节奏的加快，人们对复合调味料的需求越来越高。复合调味料的特点是省事省力、使用便捷、能迅速解决消费者对饱腹感的需求[1]。火锅，古称“古董羹”，因食物投入沸水中发出的“咕咚”声而得名，是中国独创的美食之一，也是一种老少皆宜的食物。我国的火锅花色纷呈，百锅千味，其中，以“麻、辣、烫”著称的川渝火锅在全国的受欢迎程度一直位居首位，其麻辣醇香，名扬天下。火锅底料的流行，间接催生了各种火锅蘸料的开发[2]。传统火锅蘸料是以花生酱、芝麻酱、韭菜花酱、腐乳粉、植物油、食用盐、白砂糖、香辛料、味精等为原料，按一定比例通过熬制工艺制备而成，其味道鲜美、营养价值高，富含人体所需脂肪、蛋白质和维生素等多种物质[3-4]。火锅蘸料可蘸食肉类、海鲜、蔬菜等食材，缓解火锅的辛辣刺激[5]。然而，火锅蘸料原料种类繁多，若原料源头微生物杀灭不彻底或生产工艺、生产车间环境卫生把控不严格，蘸料极易受微生物污染而腐败变质，长期存放可能会导致不良的品质变化，如营养物质降解酸败、颜色褐变以及口感变差等[6]。

段丽丽通过研究表明，高压蒸汽灭菌处理的果酱在贮藏期间，可溶性固形物的保留率最高，微生物及pH 值的变化趋势更为缓慢，可在一定程度上提高果酱的卫生安全、营养价值、感官特性并延长果酱的保质期[7]。相关研究显示，复合防腐剂能有效抑制鱼糕微生物的生长，在0～4 ℃条件下储藏，鱼糕的保质期可达10周[8]。

本研究以传统火锅蘸料为研究对象，以测定保温加速期间火锅蘸料的菌落总数指标为评定依据，确定原料高压灭菌时间、半成品高温保温时间和防腐剂对延长火锅蘸料保质期的影响，旨在为企业对火锅蘸料产品的质量控制及评价提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生酱，青岛嘉里有限公司；芝麻酱，天诺食品有限公司；韭菜花酱、腐乳粉、植物油、香辛料、盐、糖、味精等调味料，市售；平板计数琼脂，北京陆桥技术股份有限公司；无菌水。

1.2 仪器与设备

PR224ZH/E型电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司；HH-8数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；HSP-360BE恒温恒湿培养箱，上海力辰邦西仪器科技有限公司；均质机YJGY-70-60，天津市科斯达食品科技有限公司；电子温控温度计厂家；振荡器厂家；灭菌锅、恒温培养箱、超净工作台、HJ-6型多头磁力搅拌加热器，江苏荣华仪器制造公司；申安灭菌锅LDZF-50L，上海申安医疗器械厂 。

1.3 试验方法

1.3.1 传统火锅蘸料的工艺流程（如图1）

图1 传统火锅蘸料工艺流程图

1.3.2 原料高压灭菌时间对火锅蘸料保质期的影响

根据传统火锅蘸料工艺流程，在加完韭菜花酱后，对炝锅香辛料和韭菜花酱进行高压灭菌，采用的高压温度是121 ℃，灭菌时间分别是10、15、20和25 min。其中，防腐剂仅有山梨酸钾，添加量为0.085 g/100 g；半成品灌装后直接进行急速冷却。共制备50袋，37 ℃保温跟踪，分别在0、7、14、21、28 d送检半成品微生物指标，并统计每次的不合格率。

1.3.3 半成品不同保温时间对火锅蘸料保质期的影响

根据传统火锅蘸料工艺流程制备火锅蘸料，其中，高压条件是121 ℃、10 min；山梨酸钾添加量为0.085 g/100 g。共制备50袋，灌后在温度85～90 ℃条件下进行水浴，保温时间分别是0、10、20 min、3 h和8 h。保温结束进行急速冷却，37 ℃保温跟踪，分别在0、7、14、21和28 d送检半成品菌落总数指标并统计每次的不合格率。

1.3.4 不同防腐剂添加量对火锅蘸料保质期的影响

1.3.4.1 山梨酸钾和Nisin单因素试验

通过高通量基因测序发现，本次研究制备的传统火锅蘸料含有革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。结合火锅蘸料菌群结构，本研究选择了山梨酸钾和Nisin防腐剂。对山梨酸钾、Nisin进行单因素试验，具体添加比例详见“结果与分析”模块。前期本研发团队发现，蘸料保温第21 d各组的菌落总数差异显著，故将保温第21 d定为送检日期。不同因素组制备样品各10袋，其中，高压条件是121 ℃、10 min；半成品灌装后直接进行急速冷却，37 ℃保温跟踪，第21 d送检半成品菌落总数指标并记录不合格率。

1.3.4.2 山梨酸钾和Nisin复配添加对火锅蘸料保质期的影响

根据山梨酸钾、Nisin单因素试验结果，对2种防腐剂进行复配添加，具体添加比例详见结果与分析模块。不同组制备样品各10袋，其中，高压条件是121 ℃、10 min；半成品灌装后直接进行急速冷却，37 ℃保温跟踪，在第21 d送检半成品菌落总数指标并记录不合格率。

1.3.5 正交试验

根据前期试验结果，确定各因素的最佳范围，对高压时间、保温时间和防腐剂三因素进行正交试验，选用L9(33)试验设计，不同组制备样品各10袋，37 ℃保温跟踪，在第21 d送检半成品菌落总数指标。以不合格率为评定依据，明确3因素对传统火锅蘸料保质期的影响程度。

1.3.6 优化组保质期验证

根据1.3.5正交试验得出最佳组合和正交表中得出的最优组参数，制备火锅蘸料各10袋，37 ℃保温跟踪，在第21 d送检半成品菌落总数指标。以不合格率和防腐剂添加成本为评定依据，明确改善传统火锅蘸料保质期的最优组合参数。

1.3.7 菌落总数指标的测定

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行菌落总数的测定[9]。

1.3.8 数据分析

使用SPSS 19.0软件进行统计分析，采用Excel 2007软件进行图表处理。

2 结果与分析

2.1 原料高压时间对火锅蘸料保质期的影响（如表1）

表1 高压时间对火锅蘸料保质期影响表

由表1可知，试验组1样品除0 d外，后4次送检均存在不合格样。其中，第21 d不合格率是60 %，总不合格率达26 %。由此说明，火锅蘸料中的韭菜花酱和香辛料在121 ℃高压灭菌10 min，不能完全杀灭原料中的所有微生物，火锅蘸料本身营养丰富，在适宜条件下会促使产品中的腐败菌增长，导致产品腐败变质[10]。同理，试验组2样品总不合格率是8%，试验组3、4样品总不合格率是2%。说明韭菜花酱、香辛料原料高压灭菌时间≥20 min，才能彻底杀灭原料中的所有微生物，从源头上阻断微生物污染风险，最大限度地提升火锅蘸料的保质期。此外，研究表明，压力升至103.4 kPa（1.05 kg/cm2），温度达121.3 ℃，维持15～30 min，可以达到灭菌目的[11]。4组样品在0 d的菌落总数检测结果均合格，原因是当天制备的火锅蘸料样培养时间短，即使产品中有残留活体的微生物，也无法在短时间内进行快速增长繁殖。将少量菌种接种到新鲜培养基中，在培养条件保持稳定的状况下，发现在培养的开始阶段，菌落数目并不增加[12]。综合考虑，选择15、20 min和25 min作为高压时间较优值。

2.2 不同保温时间对火锅蘸料保质期的影响（如表2）

表2 保温时间对火锅蘸料保质期影响表

由表2可知，火锅蘸料灌装后半成品保温时间不同，保温样品的总不合格率也不同。试验组e保温6 h，总不合格率为0%；a、b、c试验组，后4次送检均存在不合格样，且总不合格率均大于34%。说明传统火锅蘸料灌装后，通过对半成品进行急速冷却或短时间高温灭菌，对延长产品保质期无明显效果。经高通量基因测序发现，火锅蘸料中微生物含芽孢杆菌，其稳定性好、抗性强，对高温、酸碱、有机溶剂、氧化剂等有较强抵抗力[13-14]。85～90 ℃灭菌0～20 min，因传热不均匀，虽能杀死酵母菌、霉菌，但不能杀灭芽孢杆菌，导致火锅蘸料在保质期内会出现腐败变质现象[6]。试验组d、e分别将火锅蘸料半成品保温时间延长至3 h和6 h，显著降低了火锅蘸料保温期间的总不合格率，其中，试验组e的总不合格率为0。综合考虑，本研究选择20 min、3 h和6 h作为保温时间较优值。

2.3 不同防腐剂对火锅蘸料保质期影响

2.3.1 山梨酸钾对火锅蘸料保质期影响（如表3）

表3 山梨酸钾对火锅蘸料保质期影响表

根据GB 2760食品添加剂使用标准中山梨酸钾允许的最大使用量，设计不同梯度单因素试验，由上表数据可知，4组试验样在保温第21 d送检，10袋火锅蘸料样菌落总数均不合格，且多数是多不可计，这说明，单独添加山梨酸钾不能对火锅蘸料起到防腐作用。前期经高通量基因测序发现，火锅蘸料中含有的主要菌为铜绿假单胞菌和芽孢杆菌。山梨酸钾可以有效抑制霉菌、好氧性细菌以及酵母菌活性，但是对厌氧性芽孢菌微生物是无效的[15]。

2.3.2 Nisin对火锅蘸料保质期影响（如表4）

表4 Nisin对火锅蘸料保质期影响表

根据GB 2760食品添加剂使用标准中Nisin允许的最大使用量，设计不同梯度单因素试验。由表4数据可知，8组试验样在保温第21 d送检。随着Nisin添加量增大，火锅蘸料总不合格率在逐渐降低，当Nisin添加量达最大限量时，火锅蘸料总不合格率由最初的100%降低到30%，说明Nisin能对火锅蘸料起到防腐作用。前3组样菌落总数几乎均多不可计；后几组数据显示，当火锅蘸料中Nisin添加量≥0.014 g/100 g时，随着Nisin添加量增大，对火锅蘸料中微生物具有逐渐增强的抑制效果。高通量基因测序发现，火锅蘸料中含有的主要菌为铜绿假单胞菌和芽孢杆菌、乳酸链球菌素，可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用[16-17]。

2.3.3 复配防腐剂对火锅蘸料保质期影响（如表5）

表5 复配防腐剂对火锅蘸料保质期影响表

由表5数据可知，山梨酸钾和Nisin复配比例不同，对火锅蘸料的总不合格率影响显著。其中试验组3样品的总不合格率最低，说明当Nisin添加量为0.013 g/100 g，且山梨酸钾添加量为0.035 g/100 g时，两种防腐剂的防腐效果最佳。对比表3、4、5数据可知，山梨酸钾和Nisin复配后，对火锅蘸料的防腐抑菌效果优于单独使用Nisin和山梨酸钾的抑菌效果[18]。综合考虑，选择试验组2、3、4作为山梨酸钾∶Nisin添加比较优值。

2.4 正交试验结果分析

以菌落总数指标和不合格率为评定依据，选用L9(33)试验设计，因素水平见表6，试验结果见表7。

表6 正交试验因素水平表

表7 正交试验结果分析表

由表7可知，影响传统火锅蘸料保质期的主次因素是A＞B＞C，影响最大的是原料高压时间，其次是保温时间，最佳组合为A3B3C3，即原料高压时间25 min、保温时间8 h、山梨酸钾∶Nisin添加比=45∶11 mg/kg。

2.5 优化组保质期验证（如表8）

表8 优化组保质期验证结果表

由表8可知，最佳组合样和第9组样在37 ℃条件下，保温21 d，产品不合格率均为0%，说明2种组合形式均能有效改善火锅蘸料保质期问题。但最佳组合样蘸料的防腐剂添加成本为0.077元/kg，而第9组样蘸料的防腐剂添加成本为0.086元/kg，通过考虑成本优势，最终得出的最佳组合为A3B3C3。

3 结论与讨论

对于携带高含量微生物的原料，如韭菜花酱、香辛料，高压灭菌时间需≥20 min，才能彻底杀灭原料中的所有微生物；传统火锅蘸料半成品保温时间≥6 h，保温期间的总不合格率为0；山梨酸钾、Nisin单独添加不能对火锅蘸料起到有效防腐，两者复配后对火锅蘸料的防腐效果提升明显，其中，最佳复配比例是Nisin添加量为0.013 g/100 g，山梨酸钾添加量为0.035 g/100 g。

影响传统火锅蘸料保质期的主次因素是A＞B＞C，影响最大的原料高压时间，其次是保温时间，最佳组合为A3B3C3，即原料高压时间25 min、保温时间8 h、山梨酸钾∶Nisin添加比=45∶11 mg/kg。因此，采用此工艺组合，能改善火锅蘸料保质期问题。