氣體結(jié)合高靜壓對(duì)預(yù)制萵筍貨架期品質(zhì)的影響

歐雅文，劉琪，周兵，胡小松，張燕

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院/國(guó)家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，北京100083）

氣體結(jié)合高靜壓對(duì)預(yù)制萵筍貨架期品質(zhì)的影響

歐雅文，劉琪，周兵，胡小松，張燕*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院/國(guó)家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，北京100083）

為了方便萵筍在人們?nèi)粘Ｉ钪械臄z入，滿足人們對(duì)預(yù)制產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)與品質(zhì)的需求，采用高靜壓（High Hydrostatic Pressure，HHP，500 MPa，5 min）分別結(jié)合二氧化碳、氮?dú)?，以及抽真空體系處理新鮮萵筍，研究萵筍貯藏期間葉綠素含量、色澤、質(zhì)構(gòu)和微生物的變化。新鮮萵筍切絲燙漂30 s后稱量包裝熱封，氣體結(jié)合高靜壓處理后于4℃冷庫(kù)中貯藏。結(jié)果表明：二氧化碳結(jié)合高靜壓處理后的鮮切萵筍貨架期長(zhǎng)達(dá)35 d，且葉綠素含量，色差CIE-L*a*b*值，質(zhì)構(gòu)，均優(yōu)于氮?dú)饨Y(jié)合高靜壓組和真空結(jié)合高靜壓組，菌落總數(shù)低于其他兩組。二氧化碳結(jié)合高靜壓能提高預(yù)制萵筍的貯藏品質(zhì)并有效延長(zhǎng)預(yù)制萵筍的貨架期。

預(yù)制萵筍；高靜壓；氣調(diào)貯藏；貨架期；品質(zhì)

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，能夠節(jié)約時(shí)間的鮮切蔬菜成為人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)，對(duì)于這類產(chǎn)品的色、香、味、形，營(yíng)養(yǎng)以及安全性的要求也在不斷提高。研究發(fā)現(xiàn)因?yàn)槭卟说臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，當(dāng)日常飲食中含有較高比例的蔬菜時(shí)，能夠顯著降低慢性疾病的發(fā)病率[1-2]。萵筍作為人們?nèi)粘Ｊ秤昧孔畲蟮氖卟酥?，含有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其抗氧化能力，礦物質(zhì)含量均高于同類蔬菜[3]，但鮮切預(yù)制后極易失水，纖維木質(zhì)化，褐變，嚴(yán)重影響萵筍的食用品質(zhì)和遠(yuǎn)距離貯運(yùn)銷售[4]。而且，將萵筍鮮切破壞了細(xì)胞完整的組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一系列生理生化反應(yīng)加劇，品質(zhì)劣變，貨架期短。因此，對(duì)新鮮萵筍采用一定的保鮮技術(shù)處理，對(duì)于擴(kuò)大萵筍銷售量，提高經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期具有重要意義[5]。

高靜壓技術(shù)（High Hydrostatic Pressure，簡(jiǎn)稱HHP）作為目前最為成熟的非熱加工技術(shù)之一，它是指在封閉環(huán)境中用100 MPa以上的壓力處理食品進(jìn)行食品生產(chǎn)的高新技術(shù)[6]，與傳統(tǒng)熱殺菌技術(shù)相比有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它可以極大程度的保存果蔬的營(yíng)養(yǎng)成分，風(fēng)味物質(zhì)，降低微生物數(shù)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期[7]。近年來(lái)，HHP技術(shù)在美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家得到了穩(wěn)定的發(fā)展[8]，早已普遍應(yīng)用于各類產(chǎn)品的HHP技術(shù)在我國(guó)仍然是一個(gè)新興領(lǐng)域[9]。且高靜壓技術(shù)用于食品研究的主要目的是殺滅食物中的特定菌[10-12]，對(duì)常規(guī)的貨架期微生物的控制依然困難，且當(dāng)壓力超過(guò)600 MPa時(shí)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)、色澤等品質(zhì)造成不可逆的影響[13]，具有一定的局限性。

因此為了更好的探索高靜壓技術(shù)在預(yù)制蔬菜中的應(yīng)用，突破預(yù)制蔬菜品質(zhì)貨架期處理技術(shù)的局限性，最大程度降低高靜壓技術(shù)對(duì)預(yù)制蔬菜食用品質(zhì)的影響，本試驗(yàn)采用氣體結(jié)合高靜壓這樣一種新結(jié)合技術(shù)處理預(yù)制萵筍，通過(guò)研究預(yù)制萵筍貯藏期間葉綠素含量，色差CIE-L*a*b*值，質(zhì)構(gòu)和微生物的變化，為預(yù)制蔬菜的保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮萵筍（asparagus lettuce）：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)家屬區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，于4℃冷庫(kù)貯存，24 h內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)處理；丙酮、碳酸鈣均為分析純：北京化學(xué)試劑公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HHP-700-6型高靜壓處理裝置：包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司；Hunterlab Colourquest XE型全能色差儀：美國(guó)HunterLab公司；TA-XT2i型質(zhì)地分析儀：英國(guó)SMS公司；UV-1800型紫外可見光分光光度計(jì)：日本島津公司；MF-400型真空封口機(jī)：廣州鴻億機(jī)電設(shè)備制造有限公司；JYL-610型九陽(yáng)打漿機(jī)：九陽(yáng)股份有限公司；DT-6D型氣調(diào)包裝機(jī)：溫州市大江真空包裝機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理方法

新鮮萵筍去皮，洗凈切絲，80℃熱燙30 s，冷卻瀝干后于無(wú)菌房中稱量，100 g/盒，分別用充氮?dú)猓涠趸?，抽真空包裝熱封，之后采用高靜壓處理，處理后的樣品于4℃的冷庫(kù)中貯藏，每隔7天取樣，測(cè)量相應(yīng)指標(biāo)。

高靜壓處理參數(shù)：室溫（25℃）下采用壓力500MPa，保壓時(shí)間5 min。

1.3.2 理化指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.2.1 微生物檢測(cè)

對(duì)于TAB的檢測(cè)根據(jù)GB 4789.2-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)，微生物檢測(cè)采用平板計(jì)數(shù)法。TAB培養(yǎng)基選用平板計(jì)數(shù)瓊脂。將試驗(yàn)樣品用0.85%的生理鹽水以10倍遞增梯度稀釋法稀釋到適宜的稀釋度，在每個(gè)平板中加入1 mL的稀釋液和10 mL～15 mL的培養(yǎng)基溶液，放入37℃培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，所得試驗(yàn)結(jié)果均為3個(gè)平行，3組重復(fù)數(shù)據(jù)平均所得。

1.3.2.2 CIE-L*b*顏色的測(cè)定

稱取10 g待測(cè)樣品打漿，置于樣品盒中，采用色差儀對(duì)樣品進(jìn)行分析，以反射模式測(cè)定。得到CIE-L*b*顏色參數(shù)L*（亮度值）和b*（黃-藍(lán)值）。L*值對(duì)應(yīng)著樣品的亮度或白度，其范圍在0～100之間，L*值越大代表白度越高；b*值則是表征黃和藍(lán)的指標(biāo)，b*值為正則顏色偏黃，b*值為負(fù)則顏色偏藍(lán)。

1.3.2.3 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

將萵筍絲放在TPA/P50探頭下進(jìn)行質(zhì)構(gòu)檢測(cè)。條件為：測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度2 mm/s，壓縮程度30%，停留時(shí)間3 s，數(shù)據(jù)采集速率400 pps，觸發(fā)值 5 g。

1.3.2.4 葉綠素含量的測(cè)定

參照張雅婕的方法[14]并做修改。稱取樣品2 g，置于研缽中，加入2 mL 80%丙酮（體積分?jǐn)?shù)）和少量CaCO3進(jìn)行研磨，直至組織中綠色完全被提取，用80%（體積分?jǐn)?shù)）丙酮沖洗并定容至25 mL，搖勻，靜置。待CaCO3沉淀變白后過(guò)濾，濾液分別在645 nm，663 nm處測(cè)吸光度值OD，以80%（體積分?jǐn)?shù)）丙酮為對(duì)照。葉綠素含量計(jì)算公式如下：

Ca=12.71×A663-2.59×A645

Cb=22.88×A645-4.67×A663

C=Ca+Cb=8.04×A663+20.29×A645

式中：A645為645 nm下的OD值；A663為663 nm下的OD值；Ca為葉綠素a濃度；Cb為葉綠素b濃度；C為總?cè)~綠素濃度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)進(jìn)行3次處理，所得數(shù)據(jù)采用軟件Origin 8.1（MicrocalSoftware，Inc.，NorthamptonUSA）進(jìn)行單因素方差分析（OnewayANOVA）并制圖，顯著水平為0.05，結(jié)果以3次重復(fù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)制萵筍貯藏期間微生物數(shù)量的變化

由于不結(jié)合溫度，高靜壓處理不能夠有效的殺滅微生物孢子，所以經(jīng)高靜壓處理后的萵筍，本試驗(yàn)置于4℃的冷庫(kù)中進(jìn)行冷藏，每7天檢測(cè)一次微生物數(shù)量的變化。圖1表示了萵筍在貯藏期內(nèi)菌落總數(shù)的變化。

圖1 萵筍貯藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.1 The total number of colonies changes during storage lettuce

整體來(lái)看，氣體結(jié)合高靜壓處理后的預(yù)制萵筍貯藏期間的菌落總數(shù)均有所增加。但CO2-HHP處理的萵筍盡管前期菌落總數(shù)基數(shù)大，但上升趨勢(shì)較其他兩組緩慢，有顯著性差異（P＜0.05），第35天增至4個(gè)對(duì)數(shù)，超出食品安全范圍。N2-HHP和真空-HHP處理后的萵筍在第21天分別增至4.5和4.3個(gè)對(duì)數(shù)，超出食品安全范圍。研究說(shuō)明CO2-HHP能有效的延緩微生物增長(zhǎng)速率，其原因可能由于CO2高靜壓作用下迅速溶于水中形成碳酸，造成酸性環(huán)境，在低pH值環(huán)境下，不耐酸微生物生長(zhǎng)受到抑制，因此CO2-HHP萵筍貨架期較長(zhǎng)。

2.2 預(yù)制萵筍貯藏期間色差CIE-L*b*值的變化

L*值對(duì)應(yīng)著樣品的亮度或白度，其范圍在0～100之間，L*值越大代表白度越高。b*值是表征黃和藍(lán)的指標(biāo)，b*值為正則顏色偏黃，b*值為負(fù)則顏色偏藍(lán)。貯藏期間預(yù)制萵筍色差L*和b*值的變化如表1、表2所示。

表1 貯藏期間預(yù)制萵筍色差L*值的變化Table 1 Change of the color value L*of prefabricated lettuce during storage

表2 貯藏期間預(yù)制萵筍色差b*值的變化Table 2 Change of the color value b*of prefabricated lettuce during storage

表1中顯示，貯藏期間N2-HHP和真空HHP萵筍的L*值均表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，且N2-HHP處理后的萵筍最終L*值為34.2，超過(guò)初始值33.5。而CO2-HHP的萵筍貯藏期間亮度變化與其余兩組有顯著不同（P＜0.05），L*值呈直線下降趨勢(shì)，0 d～14 d 內(nèi) L*值從36.7下降到33.6，14 d～35 d內(nèi)下降趨于平緩。

L*值的上升，是高靜壓作用下萵筍組織結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)物質(zhì)變化，形成透明凝膠狀結(jié)構(gòu)[15]，從而保持了萵筍較高的亮度，且在平衡時(shí)達(dá)到最大值。由于各處理方式不同，對(duì)萵筍組織結(jié)構(gòu)的影響不同，到達(dá)平衡點(diǎn)的時(shí)間不同，因此變化趨勢(shì)表現(xiàn)出不同的差異性。

從表2中看出，貯藏期間CO2-HHP的萵筍色差b*值整體下降顯著慢于N2-HHP和真空-HHP，可能是CO2在高靜壓作用下造成的酸性環(huán)境，葉綠素易脫鎂形成脫鎂葉綠素，顏色變黃[16]，且較能穩(wěn)定的保持。真空-HHP 的 b*值在 0 d～7 d內(nèi)下降明顯（P＜0.05），從4.88下降到1.73，而N2-HHP在整個(gè)貯藏期間內(nèi)色差b*值的下降無(wú)明顯差異（P＞0.05），此結(jié)果與鄭倩[17]研究發(fā)現(xiàn)一致，經(jīng)過(guò)400 MPa和600 MPa HHP處理，菠菜漿的b*值與對(duì)照相比基本無(wú)顯著變化。

2.3 預(yù)制萵筍貯藏期間質(zhì)構(gòu)第一循環(huán)硬度的變化

固體果蔬制品，以硬度作為測(cè)量指標(biāo)。預(yù)制萵筍在貯藏期間硬度變化如圖2所示。

如圖2結(jié)果所示，CO2-HHP和N2-HHP的萵筍在貯藏期間硬度的變化呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，無(wú)明顯差異（P＞0.05）。而真空-HHP的萵筍0 d～7 d內(nèi)硬度下降后一直上升后達(dá)到最大值9 250 N。

研究中，氣體結(jié)合高靜壓處理后的萵筍，前期硬度的下降，是由于高靜壓500 MPa處理后，萵筍細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性消失，引起硬度下降，但根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，卸壓后的細(xì)胞能夠在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)其細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性[18]。所以硬度在處理后的0 d～7 d內(nèi)下降，是由于萵筍細(xì)胞形態(tài)未能完全恢復(fù)，處于施壓后的細(xì)胞完整性消失階段，硬度下降。但后期貯藏中，萵筍細(xì)胞形態(tài)逐漸恢復(fù)，硬度緩慢上升。且CO2-HHP和N2-HHP都是氣調(diào)處理組，高靜壓對(duì)氣體的影響，以及氣體對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，使得這兩組硬度的變化呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)，無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 萵筍貯藏期間第一循環(huán)硬度的變化Fig.2 Changes during the first cycle of lettuce storage textural hardness

2.4 預(yù)制萵筍貯藏期間葉綠素含量的變化

蔬菜的綠色來(lái)自于葉綠素，主要是葉綠素a和葉綠素b，構(gòu)成總?cè)~綠素。萵筍中含有的葉綠素，在加工過(guò)程中易發(fā)生降解，導(dǎo)致萵筍的色澤呈現(xiàn)黃褐色，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)[19]，因此本研究跟蹤了氣體結(jié)合壓力加工預(yù)制萵筍葉綠素含量的變化，結(jié)果見圖3～圖5。

圖3 萵筍貯藏期間總?cè)~綠素含量的變化Fig.3 Changes in total chlorophyll conten of lettuce

圖4 萵筍貯藏期間葉綠素a含量的變化Fig.4 Changes in chlorophyll conten of lettuce during storage

圖5 萵筍貯藏期間葉綠素b含量的變化Fig.5 Changes in chlorophyll b content in lettuce

由圖3、圖5看出，貯藏期間內(nèi)萵筍的總?cè)~綠素含量和葉綠素b含量變化呈現(xiàn)相同趨勢(shì)，0 d～7 d內(nèi)直線下降，之后呈緩慢下降水平。結(jié)合圖4和圖5看出，氣體結(jié)合高靜壓處理后的萵筍葉綠素b含量前期下降速度顯著大于葉綠素a含量（P＜0.05），隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素b下降趨于緩慢，最終含量均高于葉綠素a含量，其中CO2-HHP葉綠素b最終含量大于1 mg/100 g，說(shuō)明葉綠素b分子表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。此結(jié)果與Van Loey[20]在西蘭花汁中、Schwartz等[21]在菠菜中以及Koca[22]在豌豆中的試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖4，在葉綠素a含量變化中，CO2-HHP萵筍顯著優(yōu)于 N2-HHP和真空-HHP（P＜0.05）。盡管CO2-HHP的葉綠素a含量初始值低于N2-HHP和真空-HHP，但后期貯藏期間，葉綠素a含量下降緩慢，最終保存量接近50%。而N2-HHP和真空-HHP在0 d～7 d內(nèi)，葉綠素a含量分別下降了47%和72%，后期的葉綠素a含量也較低。表明CO2-HHP能夠有效的延緩葉綠素的降解。

CO2-HHP的萵筍表現(xiàn)出與其他兩組的顯著性差異（P＜0.05）是由于CO2氣體能夠有效地抑制萵筍的褐變，改變其呼吸活力，從而延緩其衰老[23]，更好地維持萵筍貯藏期間的色澤。

3 結(jié)論

氣體結(jié)合高靜壓處理預(yù)制萵筍的葉綠素含量，色差CIE-L*b*值，質(zhì)構(gòu)和微生物指標(biāo)均有顯著的改變。其中CO2-HHP的預(yù)制萵筍能更有效的保持萵筍的貯藏品質(zhì)，葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量較N2-HHP和真空-HHP均下降緩慢，且葉綠素a的保存量高達(dá)50%。CO2-HHP預(yù)制萵筍的b*值，L*值也高于其他兩組，顏色呈現(xiàn)出明亮的黃色。作為萵筍質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)的硬度，氣體結(jié)合高靜壓的3個(gè)處理組中，CO2-HHP的萵筍硬度顯著優(yōu)于其余兩組。從微生物角度來(lái)看，CO2-HHP的萵筍微生物數(shù)量上升趨勢(shì)緩慢，樣品貯藏期最長(zhǎng)，達(dá)到35 d。

本研究通過(guò)將氣體結(jié)合高靜壓新興技術(shù)處理預(yù)制萵筍，證明CO2-HHP處理預(yù)制萵筍能有效降低萵筍微生物數(shù)量且最大程度的保護(hù)萵筍顏色，硬度等品質(zhì)的下降，并有效延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。此方法可以為今后預(yù)制萵筍的貯藏保鮮研究提供參考依據(jù)。

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Influence of Gas and High Hydrostatic Pressure on Quality of Prefabricated Lettuce during Shelf Life

OU Ya-wen，LIU Qi，ZHOU Bing，HU Xiao-song，ZHANG Yan*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，National Engineering Research Center of Fruit and Vegetable Processing，Beijing 100083，China）

In order to facilitate the intake of Lettuce in daily life，meet the demand of nutrition and quality of fresh-cut products，the experiment adopted the ultra-high pressure（High Hydrostatic Pressure，HHP，500 MPa，5 min）combined with carbon dioxide，nitrogen and vacuum processing system respectively to deal with fresh lettuce.The chlorophyll content，off color，quality and structure and the change of the microbial of lettuce had been investigated during storage.Cutting fresh lettuce into shreds and blanching 30 s，then weighing，packaging，and heat sealing，after handling under ultra high pressure and controlled atmosphere，storage it in the refrigerator of 4 ℃.Results showed that：the shelf life of fresh cut lettuce processing under ultra high pressure combined with carbon dioxide was 35 days，and chlorophyll content，CIE color-L*a*b*value，quality and structure，were superior to ultra-high pressure combined with nitrogen and ultrahigh pressure combined with vacuum group，the total number of colonies was lower than the other two groups.Ultrahigh pressure combined with carbon dioxide could improve the quality of the storage of prefabricated lettuce and extend the shelf life of prefabricated lettuce.

prefabricated lettuce；high hydrostatic pressure（HHP）；controlled atmosphere storage；shelf life；quality

2016-08-31

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.045

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題（2014BAD04B00）

歐雅文（1993—），女（漢），研究生，研究方向：食品工程。

*通信作者：張燕（1977—），女（漢），副教授，博士，研究方向：非熱加工技術(shù)理論與應(yīng)用。