我国的出口水产品加工业多年来一直存在微生物超标的问题，传统的加工生产工艺中常采用次氯酸钠杀菌、消毒，其结果是造成氯残留污染问题，而这些残留物对人体危害很大^[1]。水产品加工企业急需寻找新的杀菌剂来替代传统的含氯杀菌剂。食品级过氧化氢(H₂O₂)作为一种广谱、高效、安全的消毒剂^[2-3]，在国外的食品行业中有几十年的应用历史^[4]，特别在乳品、饮料、果汁等食品加工及无菌包装、啤酒、饮用水、水产品保鲜、蔬果等食品的生产加工过程中都广泛使用食品级过氧化氢进行消毒杀菌。但我国水产品加工业对此项技术的应用了解不多，本文主要针对过氧化氢对水产品中细菌的杀灭状况作了一系列的实验，以期为该项技术在水产品行业中的推广提供一定的理论依据。

1.   材料与方法

1.1   材料

1.1.1   凡纳滨对虾

购于广州市新港西路大江苑菜市场。

1.1.2   混合细菌

自制。

1.1.3   过氧化氢溶液

食用级，购于上海朗瑞贸易发展有限公司。

1.1.4   营养琼脂粉

生物试剂，购于广东环凯微生物科技公司。

1.1.5   其它常用试剂

碘化钾、硫代硫酸钠、硫酸、淀粉指示剂等均为分析纯。

1.2   实验材料的处理

1.2.1   混和细菌的制备

取鲜活凡纳滨对虾用无菌棉签擦拭虾体表面，再将染菌棉签涂抹于营养琼脂培养基表面，培养基于37℃培养24~48 h，即得混和细菌。

1.2.2   菌悬液的制备

用无菌水将混和细菌洗出，制成菌浓度为10⁷~10⁸ CFU·mL^-1的菌悬液。

1.2.3   染菌处理

将虾仁浸渍于上述菌悬液中浸泡2 min后取出。

1.3   实验方法

1.3.1   细菌总数测定

参考GB/T 4789.2-2003^[5]

1.3.2   过氧化氢浓度测定

参考徐燕等^[3]的方法，采用碘量法测定过氧化氢含量。

2.   结果与讨论

2.1   过氧化氢稳定性研究

2.1.1   温度的影响

分别将食品级过氧化氢配制成样品浓度为6%和1%的待测样，于不同温度下放置5 min后测定溶液中过氧化氢含量。结果见图 1。过氧化氢是一种具有强氧化作用的物质，其稳定性受温度、放置时间等多种因素的影响。由图 1可知，随温度的升高，溶液中过氧化氢浓度均有下降，5℃放置5 min，浓度6%和1%的待测样品中过氧化氢含量分别下降7.47%和4.23%，下降幅度不明显。随放置温度的升高，过氧化氢浓度下降幅度加快，25℃放置5 min，浓度6%和1%的待测样品中过氧化氢含量分别下降18.80%和17.45%，说明该过氧化氢溶液受温度影响较大。因此加工过程中宜在低温条件下操作。

图  1  温度对过氧化氢溶液稳定性的影响

Figure  1.  Effect of temperature on stability of H₂O₂

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2.1.2   时间的影响

将食品级过氧化氢配制成样品浓度为4%的待测样，于5℃温度下放置不同时间后测定溶液中过氧化氢含量。结果见图 2。过氧化氢溶液随放置时间的延长浓度略有下降，但下降幅度较小，5℃放置10 min后下降幅度仅为5.32%。通常情况下过氧化氢在水溶液中稳定性较低，但本实验样品中由于加有特殊的载体物质，防止过氧化氢过速分解，保证了产品中过氧化氢浓度的稳定性。

图  2  放置时间对过氧化氢溶液稳定性的影响

Figure  2.  Effect of time on stability of H₂O₂

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2.2   过氧化氢溶液对染菌虾仁杀灭效果研究

2.2.1   作用时间的影响

将染菌后的虾仁置于有效过氧化氢浓度为2.54 g·L^-1的溶液中，料液比例为1:2，分别于0、2、4、6、8、10 min取样，测定浸泡液中过氧化氢浓度及样品中细菌含量，计算杀菌率。结果见图 3。在整个浸泡过程中，过氧化氢浓度不断下降，在2 min内，浸泡液中过氧化氢浓度下降幅度最小，仅下降5.12%，但对细菌的杀菌效率已经达到比较高的水平，为95.8%，此后杀菌率上升幅度不大。

图  3  作用时间对染菌虾仁杀菌效果的影响

Figure  3.  Sterilization capability of H₂O₂ with different time for shrimp muscle

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2.2.2   浸泡液浓度的影响

将染菌后的虾仁经不同浓度的过氧化氢溶液处理，料液比例为1:2，浸渍时间为2 min，虾仁取出后测定浸泡液中过氧化氢浓度及样品中细菌含量，计算杀菌率。结果见图 4。浸泡液中过氧化氢原始浓度越高，溶液的杀菌力越强，过氧化氢耗费量也越高，当浓度为1.27 g·L^-1时，其溶液杀菌率为89.66%，浓度高于1.27 g·L^-1后，对虾仁的杀菌率影响不大，但过氧化氢消耗量却明显增加。这是因为过氧化氢等杀菌剂在杀灭细菌、霉菌类微生物时，首先作用于细胞膜，使细胞膜的结构受到损伤，阻碍其正常的新陈代谢功能，继而破坏膜内组织，直至菌体死亡^[6]，也就是说过氧化氢通过作用菌体细胞的有机质达到杀菌的作用，但水产品本身也是由有机质构成，不可避免成为过氧化氢的作用对象，因此过氧化氢溶液浓度越高，过氧化氢消耗量越多。

图  4  浸泡液浓度对虾仁杀菌效果的影响

Figure  4.  Sterilization capability of H₂O₂ with different concentration for shrimp muscle

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2.2.3   浸泡液比例的影响

将染菌后的虾仁与过氧化氢溶液在不同液料比下进行处理，有效过氧化氢浓度为2.54 g·L^-1，浸渍时间为2 min，样品取出后测定浸泡液中过氧化氢浓度及样品中细菌含量，计算杀菌率。结果见图 5。浸泡液与原料比为1:1时，浸泡液的浓度下降最大，此时的杀菌效率仅为51.87%，当浸泡液与原料比例超过2:1时，杀菌率达到97.5%。随浸泡液比例的增加，浸泡液浓度下降趋缓，过氧化氢消耗量提高，但并未明显提高染菌虾仁的杀菌率。这是因为浸泡液比例过低，无法浸没虾仁表面，从而影响溶液的杀菌效率，而浸泡液充足的情况下，其中的过氧化氢在杀菌的同时也作用于肌肉组织，从在而造成过氧化氢的过度消耗。

图  5  液料比例对染菌虾仁杀菌效果的影响

Figure  5.  Sterilization ratio with different ratio between of H₂O₂ solution and shrimp muscle

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2.3   处理条件对过氧化氢残留量的影响

将染菌后的虾仁经不同浓度的过氧化氢溶液处理不同时间后，取出样品，用等量的无菌水冲洗2次，分别测定每次冲冼后过氧化氢的含量，近似看成虾仁中过氧化氢的残留量。结果见表 1。

表  1  不同处理条件对过氧化氢残留量的影响

Table  1.  Effect of sterilization factors on residues of H₂O₂

杀菌时间/min sterilization time	原始浓度/g·L-1 original concentration	杀菌后溶液浓度/g·L-1 concentration after sterilization	残留量/mg·kg-1 residues on muscle	一次水洗残留量/mg·kg-1 residues after washing 1st	二次水洗残留量/mg·kg-1 residues after washing 2nd
2	2.54	2.17	144.41	29.63	未检出
6	2.54	2.16	180.09	39.82	未检出
10	2.54	2.07	188.06	43.49	未检出
2	7.65	6.82	578.26	88.21	19.67

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过氧化氢处理时间越长，处理液浓度越大，过氧化氢残留量越高；但样品经适度的水洗可以去除大量残留在表面的过氧化氢。经过2次水洗后，低浓度的过氧化氢溶液处理后的虾仁已无残留过氧化氢存在，但高浓度处理仍有少量残留存在。而根据《食品添加剂使用标准》^[7]的规定食品级双氧水可以作为食品加工助剂使用，且一般应在制成成品之前除去，而不能存在残留；此外，由于过氧化氢对有机质有极强的氧化作用，过氧化氢残留量过多必将进一步氧化虾仁中的有机质，因此建议过氧化氢使用时，浓度不宜过高。且经过过氧化氢溶液处理后的虾仁表面会零星附着一层气泡，须进行清洗处理。由于过氧化氢本身并不稳定，在搅动、加热或光照后容易分解成水和氧气，我国和国际组织均未制定固体食品中过氧化氢的测定方法，因此本法近似将冲洗液中过氧化氢的含量作为样品中过氧化氢的残留量存在一定的不足，还有待进一步研究。

3.   结论

(1) 放置时间和温度在一定程度上会影响过氧化氢溶液的稳定性，通常低温条件下可以比较有效地控制过氧化氢溶液的分解，但随溶液放置时间的延长，过氧化氢溶液的分解率增加，因此使用过程中宜现用现配，以免造成不必要的损失。

(2) 过氧化氢对虾仁的适宜作用条件为：有效过氧化氢浓度1.27 g·L^-1，作用时间为2 min，浸泡液与样品的比例以2:1或浸没样品。

(3) 经实验证实过氧化氢溶液对染菌虾仁有明显的杀菌作用，但杀菌处理结束后，尚有部分过氧化氢残留在虾仁表面，有必要进行冲洗处理。