氣態(tài)臭氧對(duì)碎牛肉消毒顏色和味道會(huì)發(fā)生變化嗎？

摘要：對(duì)使用氣態(tài)臭氧對(duì)碎牛肉中大腸桿菌（E.coli）的抗菌干預(yù)進(jìn)行了評(píng)估。這項(xiàng)研究分兩部分進(jìn)行。階段 1 很初檢查由于臭氧氣體氧化牛肉而導(dǎo)致的顏色和外觀變化。第 2 階段測(cè)試了臭氧對(duì)大腸桿菌的抗菌作用。對(duì)碎牛肉進(jìn)行臭氧處理后，在有效減少碎牛肉中大腸桿菌的臭氧水平下，沒(méi)有顯示顏色或風(fēng)味發(fā)生變化。用不同水平的氣態(tài)臭氧處理接種了普通大腸桿菌的生碎牛肉，確定當(dāng)臭氧濃度接近 200 ppm 時(shí)，碎牛肉中大約 95.8% 的大腸桿菌被殺死。

簡(jiǎn)介：碎牛肉召回通常是由分發(fā)到商店的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的不安全水平的大腸桿菌引起的。特別是在召回的牛肉中發(fā)現(xiàn)了 O157:H7 大腸桿菌（E.coli）菌株。目前，可用于碎牛肉加工的抗菌干預(yù)選擇很少。進(jìn)行這項(xiàng)研究是為了評(píng)估臭氧氣體是否有可能成為碎牛肉加工過(guò)程中的有效抗菌干預(yù)措施。

臭氧已被證明是許多食品加工應(yīng)用中非常有效的抗菌干預(yù)措施（Rice 1983），包括紅肉和牛肉應(yīng)用。臭氧已被證明是一種有效的抗大腸桿菌干預(yù)措施（Akbas 和 Ozdemir 2006），特別是 O157:H7 大腸桿菌（Kim 和 Yousef，2000）。然而，臭氧傳統(tǒng)上用于水相中用于表面衛(wèi)生和一般消毒。臭氧水作為抗菌劑非常方便，水是臭氧的載體。通常，水已經(jīng)用于表面和產(chǎn)品的清洗，因此在現(xiàn)有工藝中添加臭氧非常方便且具有成本效益。

雖然臭氧水溶液已被證明在其他牛肉加工應(yīng)用中有效，但在大多數(shù)碎牛肉加工過(guò)程中不可能使用臭氧水溶液，因?yàn)樾枰獙⑺砑拥剿榕Ｈ饣旌衔镏?，這樣做是不可取的，因?yàn)樗榕Ｈ鈺?huì)松散100% 碎牛肉評(píng)級(jí)。

在碎牛肉加工中，臭氧氣體可以替代臭氧水作為抗菌干預(yù)。臭氧氣體在其他過(guò)程中用作抗菌干預(yù)并取得了巨大成功（Rice 1983），過(guò)去在牛肉儲(chǔ)存應(yīng)用中進(jìn)行了非常簡(jiǎn)短的測(cè)試，在減少某些細(xì)菌菌株方面取得了良好的效果（Fournaud & Lauret 1972）。在過(guò)去的測(cè)試中，分析了紅肉的變色。在長(zhǎng)達(dá) 30 分鐘的 100 PPM 臭氧暴露下，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顏色發(fā)生變化。在同一時(shí)間段內(nèi)暴露于 500 PPM 的臭氧中，肉樣本中出現(xiàn)了不希望的顏色和氣味變化。在該測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的肉的明顯氣味變化為測(cè)試臭氧處理后熟碎牛肉的風(fēng)味變化提供了依據(jù)。

由于缺乏確鑿的證據(jù)表明臭氧氣體對(duì)碎牛肉有效，并且僅使用臭氧氣體作為對(duì)碎牛肉的抗菌干預(yù)的限制，因此需要進(jìn)一步研究。之前提出的顏色和風(fēng)味問(wèn)題需要進(jìn)行測(cè)試，以確保臭氧不會(huì)影響產(chǎn)品的這些品質(zhì)。目前這項(xiàng)由兩部分組成的研究旨在評(píng)估臭氧氣體對(duì)顏色和風(fēng)味的影響，然后評(píng)估臭氧氣體作為抗菌干預(yù)對(duì)碎牛肉產(chǎn)品的有效性。

這項(xiàng)研究是 Ozone Solutions, Inc.、Synergy Environmental, Inc. 和 Kraft Science Consulting 之間的共同努力。每一方都投入了大量的時(shí)間和費(fèi)用來(lái)完成這項(xiàng)研究并提供研究結(jié)果。

設(shè)備和設(shè)置

理論上，臭氧氣體可在混合或研磨過(guò)程中用作碎牛肉過(guò)程中的抗菌干預(yù)。由于這個(gè)事實(shí)，該測(cè)試使用了 LEM Products 制造的小型不銹鋼肉類攪拌機(jī)。該混合器用于模擬碎牛肉的混合過(guò)程。該混合器的側(cè)面安裝了六個(gè)臭氧氣體入口，用于注入臭氧氣體并將其均勻地分布在整個(gè)混合器中。

混合器的頂部覆蓋著透明的有機(jī)玻璃蓋，該蓋牢固地固定在混合器的頂部。這個(gè)表面上沒(méi)有密封。過(guò)量的臭氧氣體從該區(qū)域和混合器前后曲軸區(qū)域逸出。

用變速鉆轉(zhuǎn)動(dòng)混合器以允許足夠的混合和速度。這允許更高的混合速度，確保臭氧氣體與碎牛肉徹底接觸。

臭氧氣體由 Ozone Solutions 提供的 OZV-4 臭氧發(fā)生器產(chǎn)生。向該臭氧發(fā)生器供給 10 LPM 的干燥壓縮空氣作為原料氣。額外的干燥空氣繞過(guò)臭氧發(fā)生器，以提供 1 CFM (30 LPM) 的臭氧 + 干燥空氣的總空氣流。

很終臭氧氣流的側(cè)流被連接到來(lái)自 2B Technologies 的 106 型臭氧分析儀。該分析儀以 PPM 為單位測(cè)量臭氧水平，以確保在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中使用恒定的臭氧水平。

臭氧氣體/干燥空氣混合物以 1 CFM 的流速流入混合器，持續(xù) 3 分鐘。在整個(gè)研究過(guò)程中，每個(gè)樣品都使用 1 CFM 的流速和 3 分鐘的時(shí)間段。

選擇 3 分鐘的臭氧劑量時(shí)間段來(lái)模擬在該測(cè)試的初始研究部分期間參觀的特定加工廠的碎牛肉混合時(shí)間。

1 CFM 流速用于確保室內(nèi)的臭氧氣體濃度不會(huì)被有機(jī)物消耗。通過(guò)使用高流速進(jìn)入腔室，理論上講，腔室內(nèi)的臭氧水平在 3 分鐘時(shí)間段內(nèi)將保持非常一致。

顏色和味道測(cè)試

方法：

在測(cè)試的第一階段，從一批碎牛肉中購(gòu)買了 15 磅碎牛肉。將這種碎牛肉分成相等的 5 磅樣品，并在每次測(cè)試的肉類混合室中進(jìn)行處理，因?yàn)檫@個(gè)量足以被槳非常徹底地混合。使用的碎牛肉是在測(cè)試當(dāng)天從當(dāng)?shù)厝忸愂袌?chǎng)購(gòu)買的，每個(gè)測(cè)試階段都使用完整批次，以確保碎牛肉樣品的完全一致性。

測(cè)試的兩個(gè)階段，顏色/風(fēng)味和抗菌劑都使用相同的常數(shù)，即 1 CFM 臭氧/干燥空氣流量、3 分鐘混合時(shí)間和 5 磅碎牛肉樣品。每次測(cè)試只改變臭氧濃度。

測(cè)試的第一階段是為了確定臭氧是否會(huì)對(duì)烹飪后紅肉的味道或顏色產(chǎn)生負(fù)面影響。為了評(píng)估任何顏色或味道的變化，使用了 0、100 和 200 PPM 的臭氧濃度。在每次測(cè)試期間，1 CFM 的臭氧/干燥空氣混合物流入肉類混合物中。

臭氧處理后，將 3 個(gè)碎牛肉樣品分開保存，并使用肉餅機(jī)和數(shù)字秤制成 0.25 磅的肉餅。從 5 磅樣品中的每一個(gè)樣品中制作出總共 20 個(gè)碎牛肉餅。從每批 0、100、200 PPM 批次中，留出 3 個(gè)完成的碎牛肉餅用于顏色指示?？偣擦舫?9 個(gè)碎牛肉餅用于顏色變化評(píng)估。

在肉餅形成并放在一邊后立即對(duì)留出用于顏色變化指示的9個(gè)碎牛肉餡餅進(jìn)行視覺分析。還拍攝了這些肉餅的照片以供記錄。在冷藏 24 小時(shí)后，再次對(duì)這些肉餅進(jìn)行視覺分析，并拍攝額外的照片以供記錄。

來(lái)自 3 個(gè)樣品批次中每批的 17 個(gè)剩余碎牛肉餅在類似的烤架上烹制，并由 9 個(gè)人進(jìn)行口味測(cè)試。沒(méi)有事先向這些人提供信息，3 個(gè)樣品批次僅標(biāo)有 1、2 或 3，沒(méi)有說(shuō)明所引用的數(shù)字。

結(jié)果：

顏色結(jié)果：很初在 3 個(gè)樣品批次之間沒(méi)有可見的顏色變化。所有的肉餅樣品都保持相同的顏色。

24 小時(shí)后，當(dāng)再次目測(cè)重新分析相同的 9 個(gè)碎牛肉餅時(shí)，3 個(gè)樣品批次中的任何一個(gè)之間仍然沒(méi)有顏色變化。

雖然理論上認(rèn)為在臭氧處理后紅肉可能會(huì)在高達(dá) 200 PPM 的水平下發(fā)生一些顏色變化，但在臭氧處理后或 24 小時(shí)后直接沒(méi)有視覺顏色變化。

需要注意的是，這 9 個(gè)碎牛肉餅樣品在冰箱中再保存 3 天。即使在冷藏環(huán)境中放置 4 天后，顏色也沒(méi)有明顯變化。

味覺結(jié)果：將碎牛肉餅均勻煮熟后進(jìn)行味覺測(cè)試。這主要是用于一般信息的非正式口味測(cè)試。每個(gè)品嘗很后熟肉餅的人都被要求按照從很好到很差的滑動(dòng)等級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)他們很喜歡的味道。

0 PPM 和 100 PPM 樣品批次的結(jié)果之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對(duì) 200 PPM 樣品批次的風(fēng)味存在明顯的統(tǒng)計(jì)不滿意。對(duì)肉餅的偏愛風(fēng)味沒(méi)有一致的共識(shí)，但對(duì) 0 和 100 PPM 批次的偏好是顯而易見的。

在與每位口味測(cè)試員的討論中，測(cè)試員發(fā)現(xiàn)來(lái)自 200 PPM 樣品批次的肉餅味道不好。一些測(cè)試人員評(píng)論說(shuō)，200 PPM 樣品批次的肉餅可能被描述為輕微的“異味”，而 0 和 100 PPM 樣品批次的肉餅在味道上沒(méi)有什么不同，偏好是難以辨別。

有一些味覺測(cè)試人員無(wú)法辨別 3 個(gè)小餡餅樣品中的任何一個(gè)之間沒(méi)有明顯的風(fēng)味差異。

結(jié)論：

由于使用 100 PPM 臭氧濃度的碎牛肉餅沒(méi)有任何顏色或風(fēng)味變化，因此確定在碎牛肉加工的使用中可能是一種可行的抗菌干預(yù)措施。預(yù)計(jì)在較低的臭氧濃度下，碎牛肉的顏色會(huì)發(fā)生變化，而不是味道會(huì)發(fā)生變化。事實(shí)證明這是不真實(shí)的。風(fēng)味變化發(fā)生在 200 PPM 樣品中，而沒(méi)有明顯的顏色變化。