周 兵，張 燕，張璐瑤，張雅杰，胡小松，廖小軍

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院/國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，北京 100083)

貯藏過程中高靜壓加工萵筍菌落總數(shù)及品質(zhì)變化

周 兵，張 燕，張璐瑤，張雅杰，胡小松，廖小軍

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院/國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，北京 100083)

以萵筍為對(duì)象，研究了熱、高靜壓加工技術(shù)(HHP)和HHP與乳酸鏈球菌素(Nisin)聯(lián)合使用三種殺菌方式對(duì)萵筍菌落總數(shù)和品質(zhì)的影響，并跟蹤了其在貯藏過程中的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)HHP殺菌的萵筍貯藏效果明顯優(yōu)于熱殺菌的貯藏效果，添加了Nisin的萵筍經(jīng)相同條件殺菌處理后，抑菌效果顯著提高。在貯藏過程中，HHP萵筍的色澤、質(zhì)構(gòu)、維生素C含量均優(yōu)于熱處理的萵筍。熱處理的萵筍pH值顯著降低，而550 MPa、6 min處理的萵筍在貯藏2個(gè)月后仍保持在pH 5.5 之上，添加Nisin能夠減緩pH下降速度。因此，HHP與Nisin聯(lián)合殺菌可以達(dá)到較好的殺菌效果，延長貯藏時(shí)間，同時(shí)保持良好的感官品質(zhì)和營養(yǎng)。

高靜壓；萵筍；貯藏；品質(zhì)；殺菌；乳酸鏈球菌素

隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品的質(zhì)量及安全日益重視，要求食品營養(yǎng)、方便、具有更長的貨架期和新鮮的口感，盡可能減少防腐劑和其他化學(xué)添加劑的使用。高靜壓(High Hydrastatic Pressure, HHP)加工是低溫條件下的物理過程，其加工產(chǎn)品能夠滿足消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)食品的需求，被譽(yù)為“食品工業(yè)的一場革命”，引起了人們的高度重視[1-2]。但HHP在預(yù)制低酸蔬菜加工中的應(yīng)用研究卻鮮有報(bào)道。這是由于低酸預(yù)制蔬菜貨架期的控制極為困難，存在產(chǎn)品貨架期短，產(chǎn)品品質(zhì)劣變嚴(yán)重的問題，符合大眾消費(fèi)習(xí)慣的預(yù)制蔬菜技術(shù)一直沒有很好的突破。低酸預(yù)制蔬菜產(chǎn)品中存在耐熱的芽孢，室溫下經(jīng)600 MPa處理，雖然可以有效殺死其中細(xì)菌的營養(yǎng)體，卻不能殺滅或抑制其中的芽孢[3]，使得產(chǎn)品的冷藏貨架期只能保持在30天以內(nèi)。因此，要較好的控制低酸食品中微生物，進(jìn)一步延長低酸產(chǎn)品的貨架期，需要HHP與溫度、pH、Nisin等處理相結(jié)合[4-5]。

為了探索HHP技術(shù)在低酸預(yù)制萵筍加工中的應(yīng)用，本文研究了在4℃貯藏過程中，550 MPa/6 min 以及550 MPa/6 min結(jié)合Nisin處理的萵筍產(chǎn)品其中 微生物指標(biāo)、感官品質(zhì)及營養(yǎng)的變化，分析了貯藏過程中HHP加工萵筍各品質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律，為其他綠色蔬菜的HHP加工提供初步的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試劑與儀器

偏磷酸、乙醇、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；乳酸鏈球菌素，浙江銀象牌乳酸鏈球菌素購于食品添加劑公司。

HHP-700-6型超高壓處理裝置，包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司；TA-XT2i型質(zhì)地分析儀，英國SMS公司；Hunterlab Colourquest XE型全能色差儀，美國HunterLab公司；LC-20AT型高效液相色譜儀，日本島津公司；CR21GⅢ型高速冷凍離心機(jī)，日本日立公司。

1.2 試驗(yàn)原料與樣品處理

1.2.1 試驗(yàn)原料 新鮮萵筍，購于北京海淀區(qū)清河蔬菜批發(fā)市場，于4℃冷庫貯存，24 h內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)處理。

1.2.2 萵筍預(yù)處理 熱燙溫度95℃、熱燙時(shí)間90 s，同時(shí)采用3%食鹽和1.5%異抗壞血酸鈉復(fù)合護(hù)色，護(hù)色時(shí)間20 min。

1.2.3 Nisin溶液的制備 1.5 g Nisin(1×106IU/g)溶于100 mL蒸餾水中，將此溶液用0.2 μm無菌過濾器過濾，之后存放在4℃?zhèn)溆?。進(jìn)行Nisin結(jié)合HHP對(duì)萵筍殺菌試驗(yàn)時(shí)，在HHP和熱殺菌之前在每袋50 g萵筍中加入5 mL Nisin 溶液，振蕩混勻，每袋萵筍中Nisin 含量為150mg/L。150mg/L Nisin的添加量符合GB 2760-2007《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

1.2.4 樣品熱處理 將萵筍片裝袋后真空封口，進(jìn)行熱處理(85℃、10 min)。此殺菌條件參照傳統(tǒng)巴氏殺菌條件而設(shè)定。

1.2.5 樣品超高壓處理 樣品經(jīng)550 MPa、6 min 以及550 MPa、6 min 結(jié)合Nisin處理后放置于4±2℃條件下儲(chǔ)藏，第0、7、15、30、45、60、75d取樣進(jìn)行各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的測定。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 菌落總數(shù)檢測 根據(jù)GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》檢測細(xì)菌總數(shù)，微生物檢測采用平板計(jì)數(shù)法。

1.3.2 理化指標(biāo)的測定 (1)pH值測定：將萵筍打漿后，采用pH計(jì)在常溫下測定pH值，待讀數(shù)穩(wěn)定后記下讀數(shù)，每個(gè)樣品重復(fù)測定3次。(2)CIE-a*顏色的測定：稱取50 g待測樣品打漿，置于樣品盒中，采用色差儀對(duì)樣品進(jìn)行分析，以反射模式測定。得到CIE-a*顏色參數(shù)a*。(3)質(zhì)構(gòu)的測定：將萵筍用打孔器切成直徑為1 cm，厚度為3～5 mm的圓片，在TPA/P50探頭下進(jìn)行質(zhì)構(gòu)檢測。條件：測前速度為2 mm/s、測試速度為1 mm/s、測后速度為2 mm/s、壓縮程度為30%、停留時(shí)間為3 s、數(shù)據(jù)采集速率為400 pps、觸發(fā)值為5 g。(4)褐變度的測定：取25 g萵筍漿于4℃、10 000×g 離心15 min，上清液過0.45 μm水相膜，濾出液在25℃，420 nm條件下測吸光度值即為褐變度，每個(gè)樣品重復(fù)測定3次。(5)維生素C含量的測定：使用島津高效液相色譜法。按1∶1(m：m)的比例取樣品和4.5%偏磷酸打成漿，取一定量(60 g)的漿液，超聲提取30 min(40 Hz，20℃)，然后用4.5%的偏磷酸定容至100 mL容量瓶后，4層紗布抽濾，吸取濾液2 mL，并過0.45 μm水系膜過濾，進(jìn)行HPLC測定。(6)葉綠素含量的測定：稱取樣品2 g，置于研缽中，加入2 mL 80%丙酮(V/V)和少量CaCO3進(jìn)行研磨，直到組織中綠色完全被提取，用80%(V/V)丙酮沖洗并定容至25 mL，搖勻，靜置，待CaCO3沉淀變白后過濾，濾液分別在645、663 nm處測吸光度值OD，以80%(V/V)丙酮為對(duì)照。每個(gè)樣品重復(fù)3次，取其平均值。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用方差分析對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析(SPSS 19.0)，顯著水平α為0.05，當(dāng)P<0.05時(shí)，表示差異顯著。用Origin Pro 8.0統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)并制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 HHP加工萵筍貨架期微生物指標(biāo)的變化

由圖1可看出，貯藏期內(nèi)不同殺菌條件處理的萵筍菌落總數(shù)均呈上升趨勢，符合微生物生長的S形曲線。經(jīng)550 MPa、6 min處理的萵筍在貯藏2個(gè)月內(nèi)，菌落總數(shù)保持在104cfu/g以下，符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。而熱處理的萵筍的菌落總數(shù)在貯藏1個(gè)月后即已達(dá)105cfu/g。Li 等[4]研究發(fā)現(xiàn)，600 MPa處理壓力較熱處理的酸菜貯藏期更長。Penas等[5]發(fā)現(xiàn)，40℃下300 MPa/10 min使泡菜中的細(xì)菌總數(shù)大量減少，但是3個(gè)月冷藏期間微生物數(shù)量有所上，結(jié)果與上述相符。貯藏期內(nèi)經(jīng)過HHP處理添加Nisin的萵筍中的菌落總數(shù)變化趨勢與未添加Nisin的一致。其中，550 MPa、6 min添加Nisin的萵筍貯藏期末菌落總數(shù)僅為103.5cfu/g，其安全性顯著優(yōu)于其他處理?xiàng)l件，說明添加Nisin能夠有效地延長食品貯藏期。研究表明，在新鮮奶中加30～50 IU/mL Nisin，35℃下可使其貨架期延長1倍；Taylor等[6]研究表明，在經(jīng)巴氏處理的干酪中加入 500～1 000 IU/ mL Nisin能阻止梭菌的生長和毒素的形成，延長貯藏期。

圖1 4℃貯藏期內(nèi)不同殺菌條件處理的萵筍菌落總數(shù)的變化

2.2 貯藏過程中萵筍維生素C含量的變化

由圖2可知，貯藏過程中萵筍維生素C含量一直下降，且差異顯著(P<0.05)。貯藏過程中維生素C含量的降低主要是由于其自身的降解作用。Landl[7]等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高靜壓600 MPa處理的蘋果漿在5℃貯藏21 d后維生素C含量降低了47.05%，損失了近一半的含量(P<0.05)。Nienaber等[8]研究發(fā)現(xiàn)，橙汁經(jīng)800 MPa的HHP處理60 s后在4 ℃貯藏3個(gè)月與15℃貯藏2個(gè)月時(shí)維生素C的損失均小于20%。

2.3 高靜壓加工萵筍貯藏期間顏色品質(zhì)的變化

2.3.1 貯藏過程中萵筍CIE-a*顏色、pH、褐變度的變化 從附表中可以看出，以550 MPa、6 min為例，貯藏第0d時(shí)-a*值為9.07，而貯藏第15d時(shí)-a*值劇增為11.31，較第0d提高了29.27%，該結(jié)果與前人研究結(jié)果在一定程度上相符合。鄭倩[9]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在4℃下避光貯藏時(shí)，600 MPa 高靜壓處理的菠菜漿出現(xiàn)-a*值回升的現(xiàn)象，綠色更加明顯；López-Malo等[10]也報(bào)道，將經(jīng)過高靜壓處理(345 MPa和689 MPa)處理的綠色鱷梨漿在5℃進(jìn)行貯藏，發(fā)現(xiàn)在貯藏過程中其-a*值有一段時(shí)間呈上升趨勢，原因可能是由于高靜壓處理造成細(xì)胞破裂，內(nèi)容物流出，在貯藏初期葉綠素分子從葉綠體中逐漸擴(kuò)散出來，泄漏到細(xì)胞間隙里，使樣品產(chǎn)生了更加明亮的綠色[11]。在隨后的貯藏中，不同殺菌條件處理的萵筍-a*值均急速下降，在貯藏2個(gè)月后，3種處理的萵筍-a*值較初始值均顯著降低(P<0.05)。Nisin對(duì)貯藏期-a*值變化沒有顯著影響(P>0.05)。

圖2 4℃貯藏期內(nèi)不同殺菌條件處理的萵筍維生素C含量的變化

附表 4℃貯藏期內(nèi)不同殺菌條件處理萵筍的-a*、pH和褐變度值的變化

貯藏天數(shù)0d7d15d30d45d60d75d-a?熱處理7 36±0 238 68±0 149 79±0 026 92±0 384 09±0 723 05±0 542 05±0 12550MPa、6min9 07±0 4510 63±0 2211 31±0 289 13±0 687 88±1 166 2±0 123 91±0 08550MPa、6min+Nisin7 66±0 059 71±0 4310 63±0 119 71±0 438 51±0 447 86±0 155 99±0 17pH熱處理6 51±0 116 05±0 035 71±0 045 21±0 044 68±0 14 38±0 044 15±0 05550MPa、6min6 59±0 026 56±0 016 39±0 035 95±0 115 84±0 055 59±0 115 51±0 09550MPa、6min+Nisin6 41±0 096 53±0 046 43±0 046 36±0 126 23±0 086 08±0 046 02±0 1褐變度熱處理0 3±0 010 42±0 020 44±0 010 5±0 020 51±0 020 53±0 020 54±0 03550MPa、6min0 26±0 020 37±0 020 36±0 020 39±0 020 38±0 010 42±0 010 43±0 02550MPa、6min+Nisin0 25±0 020 33±0 020 32±0 010 35±0 020 35±0 010 34±0 010 35±0 03

殺菌處理后萵筍pH約為6.5左右，4℃貯藏2個(gè)月后，熱處理的萵筍pH顯著降低(P<0.05)，pH在5.0以下。而550 MPa、6 min處理的萵筍在貯藏2個(gè)月后仍保持在pH 5.5之上。pH的變化一方面是由于處理過后細(xì)胞內(nèi)容物的緩慢流出[12]，另一方面是由于貯藏期間微生物的生長所致。pH值是影響葉綠素穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，葉綠素在中性和弱酸弱堿性條件下較穩(wěn)定，相關(guān)研究表明，pH值在 6 ～11之間葉綠素的保存率高達(dá) 90%，但當(dāng)體系的pH 值下降到4 時(shí)，葉綠素脫鎂反應(yīng)的速度比較明顯，且隨著酸性的增強(qiáng)，破壞性越大。pH值與微生物的活動(dòng)密切相關(guān)，食品中的氫離子濃度會(huì)因微生物的生長繁殖而發(fā)生變化。當(dāng)微生物生長在含糖的食品基質(zhì)中，微生物分解糖產(chǎn)酸使食品的pH值下降。微生物濃度越高，可能導(dǎo)致pH降低更快。

不同處理的萵筍的褐變度隨著貯藏期的延長而顯著升高(P<0.05)，熱處理萵筍的褐變度在貯藏期間均顯著高于HHP處理萵筍(P<0.05)；550 MPa、6 min添加Nisin處理萵筍的褐變度在貯藏期終點(diǎn)較貯藏初期只是略有提高，褐變程度較低，因此添加Nisin能夠減緩褐變的發(fā)生。

2.3.2 貯藏過程中萵筍葉綠素a、b含量的變化 從圖3可以看出，在貯藏終點(diǎn)，HHP處理的萵筍中葉綠素a的含量顯著降低(P<0.05)，但明顯高于熱處理萵筍；HHP處理的萵筍中葉綠素b的含量表現(xiàn)出與葉綠素a相同的變化，較貯藏初期顯著下降(P<0.05)，熱處理萵筍的葉綠素b含量也顯著降低(P<0.05)。Nisin對(duì)于抑制葉綠素降低有一定作用，但作用不顯著。因此，與熱處理相比，HHP萵筍中的天然呈色物質(zhì)葉綠素在貯藏期內(nèi)表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。鄭倩研究中同樣發(fā)現(xiàn)，貯藏期內(nèi)HHP處理菠菜漿中的葉綠素較熱處理具有更高的穩(wěn)定性[9]。貯藏15d時(shí)，不同殺菌處理的萵筍中葉綠素a和b的含量均發(fā)生顯著提高(P<0.05)，隨著貯藏期的延長，葉綠素開始發(fā)生降解。該結(jié)果與上述貯藏期內(nèi)-a*值的變化規(guī)律一致。從整體來看，HHP殺菌在4℃貯藏期結(jié)束時(shí)，葉綠素含量顯著高于熱處理，顏色品質(zhì)顯著優(yōu)于熱殺菌。

圖3 4℃ 貯藏期內(nèi)不同殺菌條件處理的萵筍葉綠素a和葉綠素b的變化

2.4 貯藏過程中萵筍硬度的變化

由圖4可見，隨著貯藏期的延長，萵筍的硬度降低，但變化不顯著，HHP殺菌的萵筍比熱殺菌的萵筍硬度大?？赡苁怯捎跓釟⒕谷n筍組織結(jié)構(gòu)填充物的果膠溶出更多，導(dǎo)致了其硬度的下降。果膠甲酯酶是影響硬度最主要的因素，經(jīng)過HHP處理后果膠甲酯酶被釋放出來并與基質(zhì)結(jié)合，形成高度的甲基化果膠，進(jìn)而果膠去甲基化，這種低甲氧基果膠與二價(jià)離子作用形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使硬度增加[13]。Nisin對(duì)萵筍硬度的保持具有一定的作用。

3 結(jié)論

經(jīng)75d貯藏后，高靜壓殺菌的萵筍各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于熱殺菌的萵筍，添加了Nisin的萵筍經(jīng)相同條件殺菌處理后，抑菌效果顯著提高。貯藏過程中，HHP萵筍的色澤、葉綠素a和b的含量、質(zhì)構(gòu)、維生素C含量均優(yōu)于熱處理萵筍。添加了Nisin的萵筍，優(yōu)于HHP處理的萵筍，減緩了葉綠素降解速率，以及pH下降速率，有利于保持食品硬度?！?/p>

[1]Wilson D R，Dabrowski L，Stringer S.High pressure in combination with elevated temperature as a method for the sterilization of food [J].Trends Food Sci Tech，2008，19(6)：289-299.

[2]San Martin M F，Barbosa-Canovas G V，Swanson B G.Food processing by high hydrostatic pressure [J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2002，42(6)：627-645.

[3]Kalchayanand N，Sikes T，Dunne C P，et al.Hydrostatic pressure and electroporation have increased bactericidal efficiency in combination with bacteriocins [J]. Applied and Environmental Microbiology，1994，60(11)：4174-4177.

[4]Li L，F(xiàn)eng L，Yi J J.High hydrostatic pressure inactivation of total aerobic bacteria，lactic acid bacteria，yeasts in sour Chinese cabbage[J]. International Journal of Food Microbiology，2010，142(1-2)：180-184.

[5]Penas E，F(xiàn)rias J，Gomez R，et al.High hydrostatic pressure can improve the microbial quality of sauerkraut during storage[J].Food Control，2010，21(4)：524-528.

[6]Taylor S L，Somers E B，Krueger LA.Antibotulinal effectiveness of nisin-nitrite combinations in culture-medium and chicken frankfurter emulsions[J]. Journal of Food Protection，1985，48(3)：234-239.

[7]Landl A，Abadias M，Sarraga C，et al.Effect of high pressure processing on the quality of acidified Granny Smith apple puree product[J]. Innovative Food Science&emerging Technologies,2010,11(4)：557-564.

[8]Nienaber U，Shellhammer T H.High-pressure processing of orange juice：Combination treatments and a shelf life study[J]. Journal of Food Science，2001，66(2)：332-336.

[9]陸道禮.草莓汁加工貯藏過程中維生素 C 變化規(guī)律的研究[J]. 糧油加工與食品機(jī)械, 2004(8):61-62.

[10]Lopez-Malo A，Palou E，Barbosa-Canovas G V，et al.Polyphenoloxidase activity and color changes during storage of high hydrostaticpressure treated avocado puree[J]. Food Research International，1998，31(8)：549-556.

[11]Krebbers B，Matser A M，Koets M，et al.Quality and storage-stability of high-pressure preserved green beans[J]. Journal of Food Engineering，2002，54(1)：27-33.

[12]Jacobo-Velazquez，DA，Hernandez-Brenes，C.Biochemical Changes during the Storage of High Hydrostatic Pressure Processed Avocado Paste[J]. Journal of Food Science，2010，75(6)：264-270.

[13]Matsumuro A，F(xiàn)ujita J，Kato K.Consolidation of Mg-Al-Zn quasicrystalline powder by a high-pressure technique and its mechanical properties[J]. Journal of Materials Science Letters，1997，16(24)：2032-2035.

(責(zé)任編輯 李婷婷)

Effects of High Hydrostatic Pressure on Colonies Numberand Quality of Asparagus Lettuce During Storage Period

ZHOU Bing，ZHANG Yan，ZHANG Lu-yao，ZHANG Ya-jie，HU Xiao-song，LIAO Xiao-jun

(College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University/Chinese National Engineering Research Centre for Fruits and Vegetables Processing，Beijing 100083，China)

The effects of High Hydrostatic Pressure(HHP) and HHP combined with nisin on the inactivation of microorganism and the quality of asparagus lettuce were analyzed and evaluated during storage period.The results showed that the effect of HHP on quality maintenance during storage period was significantly better than the heat treatment.The color，texture，vitaminc content of asparagus lettuce With HHP were superior to heat treatment.During the storage period，-a*value in a condition of 550 MPa，6 min HHP treatment was higher than heat treatment.From the beginning to the end of the storage，chlorophyll content of asparagus lettuce with HHP was always higher than that of the heat treatment asparagus lettuce.Combination of HHP and nisin showed better effect on reducing the degradation rate of chlorophyll.Addition of nisin could also slow down the decrease of pH，which remained 5.5 after two months.Thus，nisin could significantly prolong the shelf-life of HHP processed asparagus lettuce.Therefore，nisin assisted HHP could achieve better sterilization effect，prolong storage time，and maintain sensory and nutritional quality.

high hydrostatic pressure(HHP)；asparagus lettuce；storage；quality；sterilization；nisin

高靜壓加工綠色蔬菜顏色品質(zhì)變化的分子機(jī)制研究(項(xiàng)目編號(hào)：31271910)。

周兵(1989— )，男，博士生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

張燕(1977— )，女，博士，副教授，研究方向：非熱加工技術(shù)理論研究與應(yīng)用。