海鮮之二氧化氯處理藉以降低細菌量

摘要
各種海鮮利用以新鮮調配之二氧化氯（ClO2）溶液（有效二氧化氯總量為
20,40,100 及200 ppm）予以處理5 分鐘，於冰塊內放置0、3 及7 天之後，評估
細菌量與感覺品質（sensory quality）。在各個不同時間經過ClO2 處理之各組皆
較未經處理或經過鹽水處理之各組具有更低的細菌數。在細菌數方面的差異相當
顯著，特別是以100 及200 ppm ClO2 處理之各組。處理後之ClO2 溶液含有非常
低或完全不含細菌。而以100 及200 ppm ClO2 處理之紅石斑魚與鮭魚，會發生
皮膚褪色（顏色變淡）且在鰓部出現巧克力色。
關鍵字：二氧化氯（chlorine dioxide），殺菌（bactericidal），海鮮安全（seafood
safety），紅石斑魚（red grouper），鮭魚（salmon）

介紹
二氧化氯（ClO2）一向被視為一種殺菌劑、殺濾過性病毒劑與殺黴菌劑。在歐洲，
它被廣泛地做為氯（次氯酸HOCl 與次氯酸鹽OCl－）的替代物而用於飲用水消
毒（Symons 等人於1978 年發表），在美國的許多飲用水處理工廠亦然。由於與
三鹵甲烷（THMs）以及利用液氯處理期間所產生之其他反應生成物有關的健康
考量，尋求替代消毒劑確屬必要。ClO2 處理會使經過處理的水產生非常少或根
本不產生THMs，因此，它係為液氯之潛在替代物。ClO2 之殺菌活性不會受到
鹼性條件或有機化合物所影響（Dychdala，1991），故正被考慮供食品工業應用。
做為殺菌劑，ClO2 曾經經過測試發現它會使家禽冷凍水（Tsai 等人，1995 年發
表）、猪肉胴體（Svoboda 及Schwerdt，1977）、糞便污染之牛肉胴體（Cutter
及Dorsa，1995）以及黃瓜水冷處理用水（Reina 等人，1995）降低細菌數。ClO2
處理可延長雞排的保存期間（Lillard，1980）並使家禽胴體降低沙門氏菌感染之
發生率（Thiessen 等人，1984）。在殺死魚塊之李氏特桿菌（Listeria monocytogenes）
方面，ClO2 較液氯更為有效（Lin 等人，1996）。因此，ClO2 可做為海鮮、家禽、
紅肉以及削皮蔬果之加工助劑，以提高新鮮度與延長保存期間。美國食品藥物管
理局（FDA）容許以ClO2 做為消毒劑，它在與家禽全胴體接觸的家禽冷凍水容
許之殘留量為3ppm（聯邦註冊局，1995）。在未切開、未削皮的蔬果，則可用
5ppm 濃度之ClO2 做衛生消毒沖洗。美國全國食品製造業同業公會（NFPA）已
請求美國食品藥物管理局准許以ClO2 處理水用於沖洗已切開或已削皮的蔬果
（Food Chemical News 期刊，1994）。
在美國，每人平均海鮮消費量已自 1960 年的4.67 公斤穩定地上升至1990 年的
7.03 公斤（美國商務部, 1960-1990）。魚與貝殼係為食物傳染疾病之常見載體。
它在捕獲、製造及配銷期間，會由於不當的處理與儲存，而受到病菌及傷害性細
菌侵犯。據估計，在美國海鮮約佔食物傳染病爆發率的11%，而與海鮮有關的
細菌病原體，約佔疾病爆發率的25%（Bean 與Griffen，1990）。
Puente 等人（1992 年）指出ClO2 對於海水中的弧菌類（vibrio parahaemolyticus）
具有做為抗微生物殺菌劑之潛力。Kim 等人（1997，1998）發現魚片經過ClO2
處理並不會影響其脂肪酸成份，亦不會影響蛋白質、脂肪、維生素與礦物質之含
量。吾等之目標係在測定對於歷經7 天儲存之各種海鮮利用ClO2 控制細菌量與
品質之有效性。這些資料對於政府主管機關在海鮮加工使用ClO2 之評估相當重
要。

材料與方法
不需使用氯的水（Chlorine-demand-free water）
不需使用氯的水（CDF 水）係依照Ghanberi 等人（1982 年）提供的方法製備之，
但將蒸餾水通入兩個連續的Barnstead 脫離子單元（美國愛阿華州Dubuque 市之
Barnstead 公司製造），再通入一座充填Porapak Q 材料之玻璃塔（美國賓州
Bellefonte 市之Supelco 公司製造）。
以此種水用於製造所有的試劑。

儲備 ClO2 與工作液之製造
ClO2 儲備液係由85%磷酸（Fisher Scientific 公司生產之化學級磷酸）與2%氯酸
鹽溶液（依1:20 容積比）置於以玻璃塞密閉之棕色燒瓶內，於室溫下混合5 分
鐘而製成。再將反應混合物以9 倍容積之冰冷的CDF 水予以稀釋。此儲備液係
用於配製各種工作液（20、40、100 及200ppm）之3.5%冰冷鹽水溶液。鹽水係
由35 克NaCl 溶於1 公升CDF 水而製成。儲備液係用於配製各種工作液在3.5%
鹽水之溶液，而以總有效氯（TAC）與ClO2（TACD，單位為微克.毫升ClO2）
之含量表之，並以碘滴定法與N,N-二乙基-對苯撐二胺（DPD）亞鐵滴定法
（APHA，1989）予以測定。ClO2 儲備液與工作液皆於每日實驗前新鮮配製之。
ClO2 溶液對於各種海產殺菌有效性之測定在智利養殖之大西洋鮭魚（Salmo salar 種）

以及在墨西哥灣捕獲之紅石斑魚
（Epinephelus moria 種）係由當地海鮮店（美國佛羅里達州Gainesville 地區）購
得，並無捕獲或儲存記錄。鮭魚係各自以塑膠包裝並分層置於有碎冰冷凍之聚苯
乙烯箱（內部尺寸：長80x 寬20x 直徑16.5 公分，箱壁與蓋子厚度為2 公分）。
密封的箱子空運至佛羅里達州邁阿密，再以卡車送至Gainesville。從取得至實驗
室處理的時間少於48 小時。紅石斑魚則以冰塊冷藏利用卡車由佛羅里達州Cedar
Key 地區運送至Gainesville。從取得至實驗室處理的時間少於24 小時。干貝
（Aequipecten gibbus 種）係由Seasweet Scallop 公司（佛羅里達州Cape Canaveral
地區）包裝，而褐對蝦（Penaeus aztecus 種，去頭帶殼，每公斤74 隻）則由Jubilee
Foods 公司（阿拉巴馬州Bayou La Batre 地區）供應。據稱蝦樣品並未預先利用
亞硫酸鹽或磷酸鹽處理。
魚片，干貝與蝦。魚片係由整條紅石斑魚與鮭魚去皮及切片（50 克）製成。於
秤取54 片紅石斑魚與鮭魚之後，將它置入等容積（重量/容積比為1：1）之冰
冷消毒食鹽水內予以浸泡1 分鐘（預洗）。在倒出過量液體後，任選9 片再以4
倍容積（重量/容積比為1：4）之冰冷消毒食鹽水（對照用）或新鮮配製之ClO2
鹽水溶液（20,40,100 及200ppm TACD）予以持續攪拌處理5 分鐘。在加入適當
量的1N Na2S2O3 溶液（註：硫代硫酸鈉溶液）以驟冷去除每一種ClO2 溶液的殘
留氯之後，取出各魚片置於個別的Whirl-Pak 包裝袋（美國威斯康辛州Fort
Atkinson 市Nasco 公司生產），貼上標籤再以碎冰於5℃儲存7 天。
同樣地，以大約 1,800 克干貝或褐對蝦置入等容積（重量/容積比為1：1）之冰
冷消毒食鹽水內予以浸泡1 分鐘（預洗）。在倒出過量液體後，將部份（約100
克）取出並任意以4 倍容積（重量/容積比為1：4）之冰冷消毒食鹽水或ClO2
溶液（20,40,100 及200ppm TACD）予以處理。每一個測試組皆使用3 個重量各
100 克之試樣。在加入適當量的1N Na2S2O3 溶液以驟冷去除殘留氯並將過量液
體倒出後，自每一組取出3 份試樣（約30 克）並置於個別的經過消毒之Whirl-Pak
包裝袋。這些袋子皆貼上標籤再以碎冰於5℃儲存7 天。在魚片、干貝或褐對蝦
之浸泡前後，偵測測試溶液之酸鹼值pH。試驗重複進行。
在每一個測試日（第0,第3 及第7 日），自每一組試樣取出3 片紅石斑魚或鮭魚、
或取3 袋干貝或褐對蝦，進行品質評估與細菌量計數。就魚片而言，細菌量計數
係於Whirl-Pak 包裝袋之每一魚片加入9 倍容積（重量/容積比為1：9）之經過
消毒的消化蛋白質水（0.1%）。將袋子置於兩手之間前後搓揉2 分鐘，使水份
去除再以經過消毒之Butterfield 緩衝液進行一系列稀釋。就干貝與蝦而言，細菌
量計數係將各試樣在高速下與9 倍容積之0.1%消化蛋白質（peptone）於消毒攪
拌器均勻混合1.5 分鐘。均化物再利用經過消毒之Butterfield 緩衝液進行一系列
的稀釋，各稀釋物質再塗抹於四倍平皿計數瓊脂板（Plate Count Agar，PCA）之
板面，其中含有1.5% NaCl。對某些試樣同時採用傾板法（Pour Plate Method）
進行測試。於25℃培養72 小時之後，計算板上之細菌菌落數。
全魚 鮭魚（每條約3.6 公斤）或紅石斑魚（每條約2.8 公斤）的全魚（每種18
條，取出內臟者）在活水中清洗2 分鐘。這些魚在乾淨容器內以4 倍容積（重量
/容積比為1：4）之由鹽水調配的ClO2 溶液（20,40,100 及200ppm TACD）之冰
冷消毒食鹽水予以處理。在倒出過量液體後，每條魚皆貼上標籤並置於供感覺評
估用之不銹鋼桌上，魚試樣係於海產展示箱（3℃）以碎冰儲存7 日。
全魚之細菌數係以經過消毒之手術刀與一對鉗子自每條魚取出 2 片皮（每片3x3
平方公分）予以測定。就鮭魚而言，則再由每一條魚之肚垂內部取出2 塊肌肉（每
塊3x3 平方公分）。自同一條魚取出之皮與肌肉試樣各置於經過消毒之Whirl-Pak
包裝袋，予以秤重再加入9 倍容積（重量/容積比為1：9）之經過消毒的0.1%消
化蛋白質水。試樣袋子經過前述2 分鐘手搓揉後，將消化蛋白質水去除，且以經
過消毒之Butterfield 緩衝液進行一系列稀釋，使用表面塗抹或傾板法測定細菌量
計數。
儲存到第 3 日及第7 日時，再自每一條魚取出去皮（以及鮭魚肌肉）之試樣，用
於測定任何時間細菌數的變化。由於每一個魚試樣皆各有標籤，可測出每一條魚
在7 日內的細菌數變化。對紅石斑魚的實驗予以重覆一次（進行2 次），而鮭魚
的部份則予以重覆兩次（進行3 次）。

測試海鮮樣品之感覺評估
海鮮樣品係於第 0、第3 及第7 日，由佛羅里達大學食品科學暨人類營養系組成
之年齡介於24 至48 歲的一個10 人小組（3 名女性，7 名男性）在室溫下予以評
估。小組人員先經過2 小時訓練課程，使用新鮮與陳舊樣品以及已利用ClO2 處
理過之樣品，以評估海產屬性（attributes）與建立感覺評估之項目與步驟的劃一
定義。
準備經過鹽水以及經過 20、40、100 與200ppmClO2 處理後之海鮮試樣。新鮮海
鮮則做為參考（對照用）。每種海鮮共有18 個試樣（每組3 個）。所有的試樣
皆隨機以3 位數編碼。小組人員並未被告知處理方式。小組人員戴上免洗手套處
理試樣，經手不同的試樣即更換手套。小組人員在感覺評估表記錄每種感覺屬性
之感覺。異常（或暇疵）程度分為輕度、中度與過度，每一類的強度等級由1
至6，其中的感覺項目分別為，1＝優，3-4＝佳，而6＝極差。這些項目對於測
試的魚片、干貝與褐對蝦而言，包含外觀暇疵、褪色以及臭味形成，對於測試之
整條紅石斑魚與鮭魚而言，則包含外觀暇疵、皮膚褪色、眼睛顏色、身體損傷、
鰓及內腔、肚垂、表面暇疵以及臭味形成。最終等級（A，B，C）係參照國家
海產漁業服務局（NMFS）之魚製品檢驗手冊（NMFS，1975）由感覺評估表獲
得。美國A 級魚片應（1）擁有良好的味道與氣味特徵以及（2）符合263.104
引述之美國A 級品質所規定之暇疵限度。美國B 級魚片應（1）擁有尚稱良好的
味道與氣味特徵以及（2）符合263.104 引述之美國B 級品質所規定之暇疵限度。
而美國C 級魚片應（1）擁有最起碼可接受的味道與氣味特徵，無令人無法接受
之不良味道與不良氣味以及（2）符合263.104 引述之美國C 級品質所規定之暇
疵限度。

統計分析
將以 CFU/克試樣所代表之細菌數轉換為log10 以進行統計分析。利用統計分析系
統（SAS 公司，1995）之一般線性模式步驟進行多變量分析（ANOVA）。並利
用Duncan 多重比較範圍測試以獲得在顯著水準P＝0.05 之下與每對樣本平均值
之比較。

結果與討論
ClO2 在鹽水的濃度會導致劑量隨pH 降低（表1）。經過浸泡之魚片、干貝與褐
對蝦，於ClO2 溶液處理後，pH 會提高。以100ppm 及200ppm ClO2 溶液處理，
較以20ppm 及40ppm ClO2 溶液處理，pH 提高的幅度較小。干貝以ClO2 溶液浸
泡，較蝦、魚片或全魚之浸泡，會使pH 提高更多。顯然，干貝提供更多蛋白質
與測試溶液中的ClO2 作用。ClO2 之殺菌有效性可由對海鮮試樣處理後之ClO2
溶液獲得證明。對干貝、褐對蝦及魚片處理後之100ppm 及200ppm ClO2 溶液，
並無可測得之細菌，但在20ppm 及40ppm ClO2 溶液中，可測得有低的細菌量。
對全魚處理後之任何ClO2 溶液皆無可測得之細菌。因此，較少有機化合物會自
全魚釋出而與ClO2 反應，也因而提供更多的活性ClO2 成份，藉以產生有效的殺
菌活性。此項研究結果亦顯示20ppm ClO2 溶液係為一種有效的消毒溶液，可用
於沖洗全魚。

魚片
紅石斑魚與鮭魚魚片利用鹽水清洗，會使經過預洗之魚片（未處理者）略為降低
初期細菌量。與未經處理之對照組及經過鹽水處理者相較，在第0 天以ClO2 溶
液處理之紅石斑魚魚片，天然微小植物（microflora）會隨著使用劑量而減少（表
2）。然而，這6 組在細菌數的降低方面並無顯著差異（P＞0.05）。在魚片經過
3 天或7 天儲存後，每一組的微生物數量皆會增加。然而，這6 組經過3 天與7
天儲存後，細菌數並無差異。除了以200 ppm ClO2 處理後之鮭魚魚片，其他5
組在第0 天之細菌數差異並不顯著。ClO2 之殺菌效應亦可由各處理組經過3 天
與7 天低溫儲存獲得證實。以100 ppm 或200 ppm ClO2 處理後之鮭魚魚片，較
未經處理的對照組，在儲存第7 天會擁有更低（P＞0.05）的細菌數。
未經處理之紅石斑魚魚片（表3）與鮭魚魚片（表4），以及彼等經過鹽水與20
或40 ppm ClO2 溶液處理者，一般被視為品質非常良好（A 級），不會出現外觀
暇疵或褪色暇疵。任何測試魚片在第0 天皆未查覺有魚腥味。然而，未經處理之
紅石斑魚魚片以及以鹽水或20 ppm ClO2 溶液處理者，在低溫儲存3 天後，肌肉
一致性開始降低並有褪色現象。這些暇疵於7 天之後更為惡化。再者，若干測試
魚片亦出現難聞的魚腥味。以100 ppm 或200 ppm ClO2 處理後之紅石斑魚魚片
出現褪色現象，可能係由於魚的有機物質與ClO2 發生反應所致。
未經處理之鮭魚魚片亦可觀察到類似情況。以鹽水或以 20 或40 ppm ClO2 溶液
處理之鮭魚魚片，品質等級較未經處理之對照組為佳。鮭魚魚片以100 ppm 或
200 ppm ClO2 溶液處理後，亦出現褪色現象。
值得注意的是，每一條魚在切片之前品質即有所差別。魚試樣的品質變異也出現
於不同測試時間、不同試驗所採用之各批貨源之間。這些試樣之個別性與批次性
的變異，會影響ClO2 殺菌有效性以及它對魚品質影響之整體評估，特別是在測
試樣品數很少的情況。

全魚（紅石斑魚與鮭魚）
ClO2 之殺菌有效性係以整條紅石斑魚與鮭魚之經過處理的全部ClO2 溶液予以證
明（圖1）。然而，經過處理的魚其細菌數隨著使用劑量降低，僅在第0 天由去
皮（兩種魚）或肌肉部位（僅鮭魚而已）測得。全魚利用食鹽水清洗後，與未經
處理之對照組相較，起始的細菌量只會略為減少。經過處理之樣品於儲存3 與7
天之後，所有的測試組皆會出現細菌數隨著時間增加的情況。對於大多數經過
100 ppm 或200 ppm ClO2 處理再於4℃儲存3 或7 天之紅石斑魚，皮膚之細菌數
皆較未經處理與經過食鹽水處理的各組為低（表2）。類似的結果亦出現於經過
處理的鮭魚，特別是當細菌量係以肌肉部位測定者（表2）。起始細菌量之變異
於每次實驗以及以不同批次的魚樣品進行不同實驗時會發生。因此，ClO2 之殺
菌效力在使用少數全魚樣品進行不同實驗的數據分析，並無法獲得清晰的證明。
經過 ClO2 處理之紅石斑魚與鮭魚，於4℃儲存3 天或7 天之後其感覺品質變得
較差（數據未列出）。未經處理以及以食鹽水處理之紅石斑魚與鮭魚，在7 天之
後亦出現某些程度的品質劣化情況。經過100ppm 及200 ppm ClO2 處理後之紅石
斑魚與鮭魚會出現皮膚褪色（漂白），可能係由於ClO2 之氧化以及低pH（2.72
至3.01）雙重效應所致。雖然這些樣品並無出現魚腥味，由於血液與ClO2 間之
反應，導致鰓部變成巧克力色，對於經過處理的魚類，這被視為主要的品質暇疵。
在經過ClO2 溶液處理後，魚眼的顏色也會變化。未經處理或經過食鹽水處理之
樣品，則未發現有這些變化。

結論
結果證明 ClO2 能夠十分有效地使清洗與處理海產所使用的水降低其中之微生
物。因此，ClO2 溶液能做為氯的替代物，用於清洗海產製品以降低細菌量、增
強/保存新鮮度、展延使用期間以及改善安全性。ClO2 亦可用於淨化系統以減少
海產病菌。吾等之研究結果建議ClO2 應被主管當局批准做為處理海產製品之替
代物。
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