高压处理对鲜切生菜微生物的影响

张学杰，叶志华*

(1.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，北京 100081)

高压处理对鲜切生菜微生物的影响

张学杰1，叶志华2,*

(1.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，北京 100081)

以结球生菜为实验材料，研究高压处理(50～200MPa，5～20min)对鲜切生菜菌落总数、大肠菌群、真菌数量的影响。结果表明：在实验范围内，压力对微生物的影响比保压时间的影响大；高压能够极显著降低鲜切生菜的菌落总数、大肠菌群数量和真菌数量(P＜0.01)，保压时间对鲜切生菜的菌落总数、大肠菌群数量和真菌数量无显著影响(P＞0.05)；微生物对压力的敏感性依次为大肠菌群＞真菌；原料初始微生物数量较高时，会降低高压的杀菌效果；低温对高压处理鲜切生菜不具有协同杀菌作用。

鲜切生菜；高压；微生物

鲜切生菜是指以新鲜生菜(Lactuca sativa L.)为原料，经清洗、切丝、包装等加工过程，再经冷藏运输而进入配送中心或超市冷柜销售或快餐食品企业的即食产品[1]。目前在鲜切生菜杀菌方面主要研究手段是采用消毒剂(次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等)、表面活性剂、辐照处理及联合杀菌处理等[1]。高压(high hydrostatic pressure，HHP)因具有低能耗、“冷”加工及减少微生物的能力，被视为是一种很有希望的非热加工方法。所谓高压加工，是指将固体或液体食品置于50～1000MPa压力下作用一段时间的过程，高压能够致死微生物，因而可以满足安全食品的消费需求[2]。

在鲜切果蔬高压加工研究方面，Castro等[3]研究了热烫和高压处理对青椒微生物的影响，结果表明：高压处理的青椒微生物数量和热烫处理的相近。纵伟等[4]研究了高压对鲜切山药片微生物的影响，认为随着压力的增加，鲜切山药片细菌总数呈下降趋势，200MPa处理后细菌总数由初始的4.98(lg(CFU/g))降至3.53(lg(CFU/g))；400MPa处理后，山药片的细菌总数减少至0.56(lg(CFU/g))；而600MPa处理后，鲜切山药片细菌未检出。纵伟等[5]还研究了高压对鲜切哈密瓜微生物的影响，认为600MPa处理10min，可以降低鲜切哈密瓜片细菌总数3.0(lg(CFU/g))以上。王丽[6]报道了高压对华蜜2号与中蜜55号甜瓜品种的微生物数量的影响，认为高压处理(175～250MPa)可使鲜切甜瓜细菌和酵母、霉菌的数量降低2～3(lg(CFU/g))。在生菜的高压研究上，目前只有Arroyo等[7]以Baby lettuce为材料开展了高压研究，认为300MPa压力可降低生菜菌落总数至1.0(lg(CFU/g))。

本实验以结球生菜(Iceberg lettuce)为材料，拟通过开展高压处理对鲜切生菜自身微生物菌落总数、大肠菌群、真菌数量的影响，探讨高压在鲜切生菜微生物控制上的可行性，研究结果对于高压在鲜切生菜加工上的应用将具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

结球生菜由北京裕农优质农产品种植公司提供。

菌落总数、大肠菌群、真菌PetrifilmTM测试片(美国3M) 北京东潮生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

HPT600(3L)高压设备 天津华泰森淼生物工程有限公司；ZL-600S真空封口机 上海众林机电设备有限公司；Sanyo MLS-3020高压灭菌器 日本三洋公司；HBM-400B均质器 天津恒奥科技有限公司；移液器德国Eppendorf公司；HYC-68A冰箱 青岛海尔公司；微生物洁净室(百级洁净度) 北京华月净化设备中心。

1.3 方法

1.3.1 高压处理对鲜切生菜微生物的影响

新鲜生菜去掉生菜外部叶片及切掉根部后，用消过毒的刀具切成丝，混匀，随机取25g为一个处理，由于高压压力达到200MPa后，鲜切生菜在感官品质上不可接受。本研究设计压力分别为50、100、200MPa，保压时间分别为5、10、20min，每个压力保压3个时间，共进行9个高压处理，每个处理3次重复，分别进行菌落总数、真菌及大肠菌群的检测，检测结果为3次重复的平均值。

1.3.2 初始微生物数量和低温对鲜切生菜高压杀菌效果的影响

鲜切生菜于37℃条件下培养6h后充分混匀，随机取25g作为一个处理，按照全因子方案实施，压力设为：50、100、200MPa，温度为5、25℃，保压时间为5、20min，共进行14个处理(其中高压处理12个；对照2个，即每个温度各设1个不处理作对照)，每个处理3次重复。高压处理后的鲜切生菜按照菌落总数、大肠菌群检测方法进行均质、稀释、培养等操作，检测菌落总数、大肠菌群的数量。

1.3.3 微生物分析

菌落总数测定：按照SN/T 1897—2007《食品中菌落总数的测定》Petrifilm TM测试片法，(36±1)℃培养48h，进行菌落总数的检测；大肠菌群测定：按照SN/T 1896—2007《食品大肠菌群和大肠杆菌快速计数法》Petrifilm TM测试片法，(36±1)℃培养24h，进行大肠菌群的检测；真菌测定：按照SN/T 2566—2010《食品中霉菌和酵母菌的计数》Petrifilm 测试片法，(27±1)℃培养3～5d，进行真菌的检测。

1.4 统计分析

实验数据由计算机软件Excel和SAS进行标准差、方差分析或协方差分析。平均数之间的多重比较采用邓肯氏新复极差检验，α=0.05。

2 结果与分析

图1 高压处理对鲜切生菜菌落总数的影响Fig.1 Effect of HHP treatment on total bacterial counts of fresh cut lettuce at 25 ℃

表1 高压处理对鲜切生菜菌落总数影响的统计分析Table1 Variance analysis of total bacterial counts in fresh cut lettuce subjected to HHP treatment

2.1 高压处理对鲜切生菜菌落总数的影响图1和表1表明，50～200MPa的压力处理能够极显著降低鲜切生菜菌落总数(P＜0.01)，保压时间对鲜切生菜菌落总数无显著影响(P＞0.05)。50～100MPa高压处理之间鲜切生菜菌落总数无差异(P＞0.05)，50MPa处理5min的鲜切生菜的菌落总数由4.01(lg(CFU/g))降至3.83(lg(CFU/g))，仅降低0.18(lg(CFU/g))。200MPa压力条件下，鲜切生菜的菌落总数极显著下降(P＜0.01)，200MPa、20min处理将鲜切生菜的菌落总数由4.01(lg(CFU/g))降至3.03(lg(CFU/g))，降低约1.0(lg(CFU/g))。

2.2 高压处理对鲜切生菜大肠菌群数量的影响

图2 高压处理对鲜切生菜大肠菌群数量的影响Fig.2 Effect of HHP treatment on E. coli counts of fresh cut lettuce at 25 ℃

图2和表2表明，实验范围内的高压处理能够极显著降低鲜切生菜大肠菌群的数量(P＜0.01)(50MPa、5min除外)，保压时间对鲜切生菜大肠菌群数量无显著影响(P＞0.05)。实验发现50MPa、10min以上处理可减少至少36%的大肠菌群数量，200MPa的压力更有效，200MPa处理20min可降低73%的大肠菌群数量。

表2 高压处理对鲜切生菜大肠菌群数量影响的统计分析Table2 Variance analysis for E. coli counts in fresh cut lettuce subjected to HHP treatment

2.3 高压处理对鲜切生菜真菌数量的影响

图3 高压处理对鲜切生菜真菌数量的影响Fig.3 Effect of HHP treatment on fungi counts of fresh cut lettuce at 25 ℃

表3 高压处理对鲜切生菜真菌数量影响的统计分析Table3 Variance analysis for fungi counts in fresh cut lettuce subjected to HHP treatment

图3和表3表明，100MPa以上高压处理能够极显著降低鲜切生菜真菌数量(P＜0.01)，保压时间对生菜真菌数量无显著影响(P＞0.05)。100MPa以内的高压处理对鲜切生菜真菌数量的影响无差异(P＞0.05)，200MPa压力条件下，鲜切生菜的真菌数量显著下降(P＜0.05)，实验发现200MPa、20min处理可降低47.8%的真菌数量。与同样条件下大肠菌群降低73%相比，真菌对高压的敏感性差一些。

2.4 初始微生物数量及低温(5℃)对鲜切生菜高压杀菌的影响

图4 低温(5℃)对高压处理降低鲜切生菜菌落总数的影响Fig.4 Effect of low temperature (5℃) on HHP-induced reduction of total bacterial counts in fresh cut lettuce

由图4可知，鲜切生菜初始菌落总数为7.03(lg(CFU/g))时，25℃条件下，200MPa处理20min，鲜切生菜的菌落总数由7.03(lg(CFU/g))降至6.61(lg(CFU/g))，只减少了0.42(lg(CFU/g))，而鲜切生菜初始菌落总数为4.01(lg(CFU/g))时(见2.1节)，200MPa处理20min，鲜切生菜的菌落总数减少了1.0(lg(CFU/g))，表明原料上较高的初始微生物数量会降低高压的杀菌效果。对图4数据的统计分析表明，高压条件下采用低温5℃协同处理对降低鲜切生菜菌落总数无显著影响(P＞0.05)，5℃、200MPa 处理20min，鲜切生菜的菌落总数亦减少了0.42(lg(CFU/g))。

图5 低温5℃对高压处理降低鲜切生菜大肠菌群数量的影响Fig.5 Effect of low temperature (5℃) on HHP-induced reduction of E. coli counts in fresh cut lettuce

图5 进一步验证了图2的结果，200MPa处理20min，鲜切生菜的大肠菌群数量减少最多。统计分析表明，高压时采用低温5℃协同处理对降低鲜切生菜大肠菌群数量无显著影响(P＞0.05)，200MPa 处理20min，25℃条件下，鲜切生菜大肠菌群数量减少了0.71(lg(CFU/g))；5℃条件下，减少了0.63(lg(CFU/g))。

3 讨论与结论

高压处理对微生物的影响已有较多报道，其效果取决于研究对象(原料、微生物种类)和高压条件。Arroyo等[7]研究了高压对生菜微生物的影响，认为100、200MPa对微生物数量没有显著影响，300MPa降低了微生物至少1.0(lg(CFU/g))，本研究结果表明，200MPa高压能够极显著降低鲜切生菜菌落总数、大肠菌群和真菌数量(P＜0.01)，这可能与生菜的初始微生物数量有关，本研究表明原料初始微生物数量较高时，会降低高压的杀菌效果。本研究进一步证实了压力对微生物的影响比保压时间影响大，闫雪峰[8]亦报道了保压时间对树莓汁大肠杆菌的影响小于压力的作用。此外，本研究结果亦表明大肠菌群对高压较真菌敏感，与潘见[9]、张英[10]等的报道结果一致。许多研究采用化学消毒方法如次氯酸钠、臭氧等可减少鲜切生菜微生物数量1.0(lg(CFU/g))以上[11-15]。本研究采用200MPa处理20min亦能降低鲜切生菜1.0(lg(CFU/g))的菌落总数，表明在一定初始微生物数量条件下，适宜的高压条件在减少鲜切果蔬微生物方面具有替代传统化学杀菌的可行性。通常，温度对高压杀菌具有辅助作用，鉴于鲜切果蔬不宜采用中温杀菌，本研究采用低温5℃辅助高压处理，结果发现5℃不具有协同杀菌作用。

总的来说，一定条件下的高压处理对鲜切生菜微生物具有显著的杀灭作用，但本研究过程中发现100MPa以上处理对鲜切生菜品质开始产生不良影响，这与Arroyo等[7]报道300MPa才导致生菜品质劣变的结果相差较大，可能与生菜品种有关，Arroyo等[7]采用散叶生菜(Baby lettuce)为研究对象、而本研究以结球生菜为研究对象。因而如何实现微生物的有效控制且不影响品质，成为鲜切蔬菜高压加工产业化面临的挑战。

在高压50～200MPa、保压时间5～20min实验范围内，压力对微生物的影响比保压时间的影响大；高压能够极显著的降低鲜切生菜菌落总数、大肠菌群数量和真菌数量(P＜0.01)，保压时间对生菜菌落总数、大肠菌群数量和真菌数量无显著影响(P＞0.05)。微生物对压力的敏感性依次为大肠菌群＞真菌。原料初始微生物数量较高时，会降低高压的杀菌效果。低温5℃对高压处理鲜切生菜不具有协同杀菌作用。但如何实现微生物的有效控制且不影响品质，将成为鲜切生菜高压加工产业化面临的挑战。

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Effect of High Hydrostatic Pressure on Bacterial and Fungal Populations in Fresh-Cut Lettuce

ZHANG Xue-jie1，YE Zhi-hua2,*

(1. Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China；2. Institute of Quality Standards and Testing Technology for Agro-products, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)

The effect of high hydrostatic pressure (HPP) treatment in range of 50—200 MPa for 5—20 min on the counts of microbes including total bacteria, E. coli and fungi in fresh-cut lettuce were investigated. The results showed that HHP treatment could reduce microbe counts in fresh cut iceberg lettuce significantly (P＜0.05), while the pressure-holding time had no significant effect (P＞0.05). E. coli revealed more sensitivity to HHP treatment than fungi. HHP treatment had poorer bactericidal effects on higher microbial populations in fresh-cut lettuce and did not show synergism with low temperatures. Key words：fresh-cut lettuce；high hydrostatic pressure；microbes

TS255.1

A

1002-6630(2013)03-0033-04

2012-06-05

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD38B05)

张学杰(1970—)，男，副研究员，博士研究生，主要从事蔬菜采后加工与质量安全研究。E-mail：zhangxj@mail.caas.net.cn

*通信作者：叶志华(1955—)，男，研究员，博士，主要从事农产品质量安全研究。E-mail：zhihuaye@mail.caas.net.cn