氣態(tài)臭氧對碎牛肉消毒顏色和味道會發(fā)生變化嗎？

摘要：對使用氣態(tài)臭氧對碎牛肉中大腸桿菌（E.coli）的抗菌干預進行了評估。這項研究分兩部分進行。階段 1 很初檢查由于臭氧氣體氧化牛肉而導致的顏色和外觀變化。第 2 階段測試了臭氧對大腸桿菌的抗菌作用。對碎牛肉進行臭氧處理后，在有效減少碎牛肉中大腸桿菌的臭氧水平下，沒有顯示顏色或風味發(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，確定當臭氧濃度接近 200 ppm 時，碎牛肉中大約 95.8% 的大腸桿菌被殺死。

簡介：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選擇很少。進行這項研究是為了評估臭氧氣體是否有可能成為碎牛肉加工過程中的有效抗菌干預措施。

臭氧已被證明是許多食品加工應用中非常有效的抗菌干預措施（Rice 1983），包括紅肉和牛肉應用。臭氧已被證明是一種有效的抗大腸桿菌干預措施（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用中有效，但在大多數(shù)碎牛肉加工過程中不可能使用臭氧水溶液，因為需要將水添加到碎牛肉混合物中，這樣做是不可取的，因為碎牛肉會松散100% 碎牛肉評級。

在碎牛肉加工中，臭氧氣體可以替代臭氧水作為抗菌干預。臭氧氣體在其他過程中用作抗菌干預并取得了巨大成功（Rice 1983），過去在牛肉儲存應用中進行了非常簡短的測試，在減少某些細菌菌株方面取得了良好的效果（Fournaud & Lauret 1972）。在過去的測試中，分析了紅肉的變色。在長達 30 分鐘的 100 PPM 臭氧暴露下，沒有發(fā)現(xiàn)顏色發(fā)生變化。在同一時間段內(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。在該測試中發(fā)現(xiàn)的肉的明顯氣味變化為測試臭氧處理后熟碎牛肉的風味變化提供了依據(jù)。

由于缺乏確鑿的證據(jù)表明臭氧氣體對碎牛肉有效，并且僅使用臭氧氣體作為對碎牛肉的抗菌干預的限制，因此需要進一步研究。之前提出的顏色和風味問題需要進行測試，以確保臭氧不會影響產(chǎn)品的這些品質(zhì)。目前這項由兩部分組成的研究旨在評估臭氧氣體對顏色和風味的影響，然后評估臭氧氣體作為抗菌干預對碎牛肉產(chǎn)品的有效性。

這項研究是 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間和費用來完成這項研究并提供研究結果。

設備和設置

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

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

用變速鉆轉動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。

很終臭氧氣流的側流被連接到來自 2B Technologies 的 106 型臭氧分析儀。該分析儀以 PPM 為單位測量臭氧水平，以確保在整個測試過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。在整個研究過程中，每個樣品都使用 1 CFM 的流速和 3 分鐘的時間段。

選擇 3 分鐘的臭氧劑量時間段來模擬在該測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間。

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

顏色和味道測試

方法：

在測試的第一階段，從一批碎牛肉中購買了 15 磅碎牛肉。將這種碎牛肉分成相等的 5 磅樣品，并在每次測試的肉類混合室中進行處理，因為這個量足以被槳非常徹底地混合。使用的碎牛肉是在測試當天從當?shù)厝忸愂袌鲑徺I的，每個測試階段都使用完整批次，以確保碎牛肉樣品的完全一致性。

測試的兩個階段，顏色/風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 分鐘混合時間和 5 磅碎牛肉樣品。每次測試只改變臭氧濃度。

測試的第一階段是為了確定臭氧是否會對烹飪后紅肉的味道或顏色產(chǎn)生負面影響。為了評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 個碎牛肉樣品分開保存，并使用肉餅機和數(shù)字秤制成 0.25 磅的肉餅。從 5 磅樣品中的每一個樣品中制作出總共 20 個碎牛肉餅。從每批 0、100、200 PPM 批次中，留出 3 個完成的碎牛肉餅用于顏色指示。總共留出 9 個碎牛肉餅用于顏色變化評估。

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

來自 3 個樣品批次中每批的 17 個剩余碎牛肉餅在類似的烤架上烹制，并由 9 個人進行口味測試。沒有事先向這些人提供信息，3 個樣品批次僅標有 1、2 或 3，沒有說明所引用的數(shù)字。

結果：

顏色結果：很初在 3 個樣品批次之間沒有可見的顏色變化。所有的肉餅樣品都保持相同的顏色。

24 小時后，當再次目測重新分析相同的 9 個碎牛肉餅時，3 個樣品批次中的任何一個之間仍然沒有顏色變化。

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

需要注意的是，這 9 個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，顏色也沒有明顯變化。

味覺結果：將碎牛肉餅均勻煮熟后進行味覺測試。這主要是用于一般信息的非正式口味測試。每個品嘗很后熟肉餅的人都被要求按照從很好到很差的滑動等級來評價他們很喜歡的味道。

0 PPM 和 100 PPM 樣品批次的結果之間沒有統(tǒng)計學差異。對 200 PPM 樣品批次的風味存在明顯的統(tǒng)計不滿意。對肉餅的偏愛風味沒有一致的共識，但對 0 和 100 PPM 批次的偏好是顯而易見的。

在與每位口味測試員的討論中，測試員發(fā)現(xiàn)來自 200 PPM 樣品批次的肉餅味道不好。一些測試人員評論說，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有什么不同，偏好是難以辨別。

有一些味覺測試人員無法辨別 3 個小餡餅樣品中的任何一個之間沒有明顯的風味差異。

結論：

由于使用 100 PPM 臭氧濃度的碎牛肉餅沒有任何顏色或風味變化，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措施。預計在較低的臭氧濃度下，碎牛肉的顏色會發(fā)生變化，而不是味道會發(fā)生變化。事實證明這是不真實的。風味變化發(fā)生在 200 PPM 樣品中，而沒有明顯的顏色變化。