气态臭氧对碎牛肉消毒颜色和味道会发生变化吗？

摘要：对使用气态臭氧对碎牛肉中大肠杆菌（E.coli）的抗菌干预进行了评估。这项研究分两部分进行。阶段 1 很初检查由于臭氧气体氧化牛肉而导致的颜色和外观变化。第 2 阶段测试了臭氧对大肠杆菌的抗菌作用。对碎牛肉进行臭氧处理后，在有效减少碎牛肉中大肠杆菌的臭氧水平下，没有显示颜色或风味发生变化。用不同水平的气态臭氧处理接种了普通大肠杆菌的生碎牛肉，确定当臭氧浓度接近 200 ppm 时，碎牛肉中大约 95.8% 的大肠杆菌被杀死。

简介：碎牛肉召回通常是由分发到商店的产品中发现的不安全水平的大肠杆菌引起的。特别是在召回的牛肉中发现了 O157:H7 大肠杆菌（E.coli）菌株。目前，可用于碎牛肉加工的抗菌干预选择很少。进行这项研究是为了评估臭氧气体是否有可能成为碎牛肉加工过程中的有效抗菌干预措施。

臭氧已被证明是许多食品加工应用中非常有效的抗菌干预措施（Rice 1983），包括红肉和牛肉应用。臭氧已被证明是一种有效的抗大肠杆菌干预措施（Akbas 和 Ozdemir 2006），特别是 O157:H7 大肠杆菌（Kim 和 Yousef，2000）。然而，臭氧传统上用于水相中用于表面卫生和一般消毒。臭氧水作为抗菌剂非常方便，水是臭氧的载体。通常，水已经用于表面和产品的清洗，因此在现有工艺中添加臭氧非常方便且具有成本效益。

虽然臭氧水溶液已被证明在其他牛肉加工应用中有效，但在大多数碎牛肉加工过程中不可能使用臭氧水溶液，因为需要将水添加到碎牛肉混合物中，这样做是不可取的，因为碎牛肉会松散100% 碎牛肉评级。

在碎牛肉加工中，臭氧气体可以替代臭氧水作为抗菌干预。臭氧气体在其他过程中用作抗菌干预并取得了巨大成功（Rice 1983），过去在牛肉储存应用中进行了非常简短的测试，在减少某些细菌菌株方面取得了良好的效果（Fournaud & Lauret 1972）。在过去的测试中，分析了红肉的变色。在长达 30 分钟的 100 PPM 臭氧暴露下，没有发现颜色发生变化。在同一时间段内暴露于 500 PPM 的臭氧中，肉样本中出现了不希望的颜色和气味变化。在该测试中发现的肉的明显气味变化为测试臭氧处理后熟碎牛肉的风味变化提供了依据。

由于缺乏确凿的证据表明臭氧气体对碎牛肉有效，并且仅使用臭氧气体作为对碎牛肉的抗菌干预的限制，因此需要进一步研究。之前提出的颜色和风味问题需要进行测试，以确保臭氧不会影响产品的这些品质。目前这项由两部分组成的研究旨在评估臭氧气体对颜色和风味的影响，然后评估臭氧气体作为抗菌干预对碎牛肉产品的有效性。

这项研究是 Ozone Solutions, Inc.、Synergy Environmental, Inc. 和 Kraft Science Consulting 之间的共同努力。每一方都投入了大量的时间和费用来完成这项研究并提供研究结果。

设备和设置

理论上，臭氧气体可在混合或研磨过程中用作碎牛肉过程中的抗菌干预。由于这个事实，该测试使用了 LEM Products 制造的小型不锈钢肉类搅拌机。该混合器用于模拟碎牛肉的混合过程。该混合器的侧面安装了六个臭氧气体入口，用于注入臭氧气体并将其均匀地分布在整个混合器中。

混合器的顶部覆盖着透明的有机玻璃盖，该盖牢固地固定在混合器的顶部。这个表面上没有密封。过量的臭氧气体从该区域和混合器前后曲轴区域逸出。

用变速钻转动混合器以允许足够的混合和速度。这允许更高的混合速度，确保臭氧气体与碎牛肉彻底接触。

臭氧气体由 Ozone Solutions 提供的 OZV-4 臭氧发生器产生。向该臭氧发生器供给 10 LPM 的干燥压缩空气作为原料气。额外的干燥空气绕过臭氧发生器，以提供 1 CFM (30 LPM) 的臭氧 + 干燥空气的总空气流。

很终臭氧气流的侧流被连接到来自 2B Technologies 的 106 型臭氧分析仪。该分析仪以 PPM 为单位测量臭氧水平，以确保在整个测试过程中使用恒定的臭氧水平。

臭氧气体/干燥空气混合物以 1 CFM 的流速流入混合器，持续 3 分钟。在整个研究过程中，每个样品都使用 1 CFM 的流速和 3 分钟的时间段。

选择 3 分钟的臭氧剂量时间段来模拟在该测试的初始研究部分期间参观的特定加工厂的碎牛肉混合时间。

1 CFM 流速用于确保室内的臭氧气体浓度不会被有机物消耗。通过使用高流速进入腔室，理论上讲，腔室内的臭氧水平在 3 分钟时间段内将保持非常一致。

颜色和味道测试

方法：

在测试的第一阶段，从一批碎牛肉中购买了 15 磅碎牛肉。将这种碎牛肉分成相等的 5 磅样品，并在每次测试的肉类混合室中进行处理，因为这个量足以被桨非常彻底地混合。使用的碎牛肉是在测试当天从当地肉类市场购买的，每个测试阶段都使用完整批次，以确保碎牛肉样品的完全一致性。

测试的两个阶段，颜色/风味和抗菌剂都使用相同的常数，即 1 CFM 臭氧/干燥空气流量、3 分钟混合时间和 5 磅碎牛肉样品。每次测试只改变臭氧浓度。

测试的第一阶段是为了确定臭氧是否会对烹饪后红肉的味道或颜色产生负面影响。为了评估任何颜色或味道的变化，使用了 0、100 和 200 PPM 的臭氧浓度。在每次测试期间，1 CFM 的臭氧/干燥空气混合物流入肉类混合物中。

臭氧处理后，将 3 个碎牛肉样品分开保存，并使用肉饼机和数字秤制成 0.25 磅的肉饼。从 5 磅样品中的每一个样品中制作出总共 20 个碎牛肉饼。从每批 0、100、200 PPM 批次中，留出 3 个完成的碎牛肉饼用于颜色指示。总共留出 9 个碎牛肉饼用于颜色变化评估。

在肉饼形成并放在一边后立即对留出用于颜色变化指示的9个碎牛肉馅饼进行视觉分析。还拍摄了这些肉饼的照片以供记录。在冷藏 24 小时后，再次对这些肉饼进行视觉分析，并拍摄额外的照片以供记录。

来自 3 个样品批次中每批的 17 个剩余碎牛肉饼在类似的烤架上烹制，并由 9 个人进行口味测试。没有事先向这些人提供信息，3 个样品批次仅标有 1、2 或 3，没有说明所引用的数字。

结果：

颜色结果：很初在 3 个样品批次之间没有可见的颜色变化。所有的肉饼样品都保持相同的颜色。

24 小时后，当再次目测重新分析相同的 9 个碎牛肉饼时，3 个样品批次中的任何一个之间仍然没有颜色变化。

虽然理论上认为在臭氧处理后红肉可能会在高达 200 PPM 的水平下发生一些颜色变化，但在臭氧处理后或 24 小时后直接没有视觉颜色变化。

需要注意的是，这 9 个碎牛肉饼样品在冰箱中再保存 3 天。即使在冷藏环境中放置 4 天后，颜色也没有明显变化。

味觉结果：将碎牛肉饼均匀煮熟后进行味觉测试。这主要是用于一般信息的非正式口味测试。每个品尝很后熟肉饼的人都被要求按照从很好到很差的滑动等级来评价他们很喜欢的味道。

0 PPM 和 100 PPM 样品批次的结果之间没有统计学差异。对 200 PPM 样品批次的风味存在明显的统计不满意。对肉饼的偏爱风味没有一致的共识，但对 0 和 100 PPM 批次的偏好是显而易见的。

在与每位口味测试员的讨论中，测试员发现来自 200 PPM 样品批次的肉饼味道不好。一些测试人员评论说，200 PPM 样品批次的肉饼可能被描述为轻微的“异味”，而 0 和 100 PPM 样品批次的肉饼在味道上没有什么不同，偏好是难以辨别。

有一些味觉测试人员无法辨别 3 个小馅饼样品中的任何一个之间没有明显的风味差异。

结论：

由于使用 100 PPM 臭氧浓度的碎牛肉饼没有任何颜色或风味变化，因此确定在碎牛肉加工的使用中可能是一种可行的抗菌干预措施。预计在较低的臭氧浓度下，碎牛肉的颜色会发生变化，而不是味道会发生变化。事实证明这是不真实的。风味变化发生在 200 PPM 样品中，而没有明显的颜色变化。