贮藏过程中高静压加工莴笋菌落总数及品质变化

周 兵，张 燕，张璐瑶，张雅杰，胡小松，廖小军

(中国农业大学食品科学与营养工程学院/国家果蔬加工工程技术研究中心，北京 100083)

贮藏过程中高静压加工莴笋菌落总数及品质变化

周 兵，张 燕，张璐瑶，张雅杰，胡小松，廖小军

(中国农业大学食品科学与营养工程学院/国家果蔬加工工程技术研究中心，北京 100083)

以莴笋为对象，研究了热、高静压加工技术(HHP)和HHP与乳酸链球菌素(Nisin)联合使用三种杀菌方式对莴笋菌落总数和品质的影响，并跟踪了其在贮藏过程中的变化规律。试验结果表明：经HHP杀菌的莴笋贮藏效果明显优于热杀菌的贮藏效果，添加了Nisin的莴笋经相同条件杀菌处理后，抑菌效果显著提高。在贮藏过程中，HHP莴笋的色泽、质构、维生素C含量均优于热处理的莴笋。热处理的莴笋pH值显著降低，而550 MPa、6 min处理的莴笋在贮藏2个月后仍保持在pH 5.5 之上，添加Nisin能够减缓pH下降速度。因此，HHP与Nisin联合杀菌可以达到较好的杀菌效果，延长贮藏时间，同时保持良好的感官品质和营养。

高静压；莴笋；贮藏；品质；杀菌；乳酸链球菌素

随着生活水平的提高，人们对食品的质量及安全日益重视，要求食品营养、方便、具有更长的货架期和新鲜的口感，尽可能减少防腐剂和其他化学添加剂的使用。高静压(High Hydrastatic Pressure, HHP)加工是低温条件下的物理过程，其加工产品能够满足消费者对高品质食品的需求，被誉为“食品工业的一场革命”，引起了人们的高度重视[1-2]。但HHP在预制低酸蔬菜加工中的应用研究却鲜有报道。这是由于低酸预制蔬菜货架期的控制极为困难，存在产品货架期短，产品品质劣变严重的问题，符合大众消费习惯的预制蔬菜技术一直没有很好的突破。低酸预制蔬菜产品中存在耐热的芽孢，室温下经600 MPa处理，虽然可以有效杀死其中细菌的营养体，却不能杀灭或抑制其中的芽孢[3]，使得产品的冷藏货架期只能保持在30天以内。因此，要较好的控制低酸食品中微生物，进一步延长低酸产品的货架期，需要HHP与温度、pH、Nisin等处理相结合[4-5]。

为了探索HHP技术在低酸预制莴笋加工中的应用，本文研究了在4℃贮藏过程中，550 MPa/6 min 以及550 MPa/6 min结合Nisin处理的莴笋产品其中 微生物指标、感官品质及营养的变化，分析了贮藏过程中HHP加工莴笋各品质指标的变化规律，为其他绿色蔬菜的HHP加工提供初步的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试剂与仪器

偏磷酸、乙醇、丙酮、碳酸钙，均为分析纯，北京化学试剂公司；平板计数琼脂培养基，北京陆桥技术有限责任公司；乳酸链球菌素，浙江银象牌乳酸链球菌素购于食品添加剂公司。

HHP-700-6型超高压处理装置，包头科发新型高技术食品机械有限责任公司；TA-XT2i型质地分析仪，英国SMS公司；Hunterlab Colourquest XE型全能色差仪，美国HunterLab公司；LC-20AT型高效液相色谱仪，日本岛津公司；CR21GⅢ型高速冷冻离心机，日本日立公司。

1.2 试验原料与样品处理

1.2.1 试验原料 新鲜莴笋，购于北京海淀区清河蔬菜批发市场，于4℃冷库贮存，24 h内进行试验处理。

1.2.2 莴笋预处理 热烫温度95℃、热烫时间90 s，同时采用3%食盐和1.5%异抗坏血酸钠复合护色，护色时间20 min。

1.2.3 Nisin溶液的制备 1.5 g Nisin(1×106IU/g)溶于100 mL蒸馏水中，将此溶液用0.2 μm无菌过滤器过滤，之后存放在4℃备用。进行Nisin结合HHP对莴笋杀菌试验时，在HHP和热杀菌之前在每袋50 g莴笋中加入5 mL Nisin 溶液，振荡混匀，每袋莴笋中Nisin 含量为150mg/L。150mg/L Nisin的添加量符合GB 2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》。

1.2.4 样品热处理 将莴笋片装袋后真空封口，进行热处理(85℃、10 min)。此杀菌条件参照传统巴氏杀菌条件而设定。

1.2.5 样品超高压处理 样品经550 MPa、6 min 以及550 MPa、6 min 结合Nisin处理后放置于4±2℃条件下储藏，第0、7、15、30、45、60、75d取样进行各项品质指标的测定。

1.3 试验方法

1.3.1 菌落总数检测 根据GB 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》检测细菌总数，微生物检测采用平板计数法。

1.3.2 理化指标的测定 (1)pH值测定：将莴笋打浆后，采用pH计在常温下测定pH值，待读数稳定后记下读数，每个样品重复测定3次。(2)CIE-a*颜色的测定：称取50 g待测样品打浆，置于样品盒中，采用色差仪对样品进行分析，以反射模式测定。得到CIE-a*颜色参数a*。(3)质构的测定：将莴笋用打孔器切成直径为1 cm，厚度为3～5 mm的圆片，在TPA/P50探头下进行质构检测。条件：测前速度为2 mm/s、测试速度为1 mm/s、测后速度为2 mm/s、压缩程度为30%、停留时间为3 s、数据采集速率为400 pps、触发值为5 g。(4)褐变度的测定：取25 g莴笋浆于4℃、10 000×g 离心15 min，上清液过0.45 μm水相膜，滤出液在25℃，420 nm条件下测吸光度值即为褐变度，每个样品重复测定3次。(5)维生素C含量的测定：使用岛津高效液相色谱法。按1∶1(m：m)的比例取样品和4.5%偏磷酸打成浆，取一定量(60 g)的浆液，超声提取30 min(40 Hz，20℃)，然后用4.5%的偏磷酸定容至100 mL容量瓶后，4层纱布抽滤，吸取滤液2 mL，并过0.45 μm水系膜过滤，进行HPLC测定。(6)叶绿素含量的测定：称取样品2 g，置于研钵中，加入2 mL 80%丙酮(V/V)和少量CaCO3进行研磨，直到组织中绿色完全被提取，用80%(V/V)丙酮冲洗并定容至25 mL，摇匀，静置，待CaCO3沉淀变白后过滤，滤液分别在645、663 nm处测吸光度值OD，以80%(V/V)丙酮为对照。每个样品重复3次，取其平均值。

1.3.3 数据处理 应用方差分析对实验数据进行显著性分析(SPSS 19.0)，显著水平α为0.05，当P<0.05时，表示差异显著。用Origin Pro 8.0统计分析数据并制图。

2 结果与讨论

2.1 HHP加工莴笋货架期微生物指标的变化

由图1可看出，贮藏期内不同杀菌条件处理的莴笋菌落总数均呈上升趋势，符合微生物生长的S形曲线。经550 MPa、6 min处理的莴笋在贮藏2个月内，菌落总数保持在104cfu/g以下，符合食品安全标准。而热处理的莴笋的菌落总数在贮藏1个月后即已达105cfu/g。Li 等[4]研究发现，600 MPa处理压力较热处理的酸菜贮藏期更长。Penas等[5]发现，40℃下300 MPa/10 min使泡菜中的细菌总数大量减少，但是3个月冷藏期间微生物数量有所上，结果与上述相符。贮藏期内经过HHP处理添加Nisin的莴笋中的菌落总数变化趋势与未添加Nisin的一致。其中，550 MPa、6 min添加Nisin的莴笋贮藏期末菌落总数仅为103.5cfu/g，其安全性显著优于其他处理条件，说明添加Nisin能够有效地延长食品贮藏期。研究表明，在新鲜奶中加30～50 IU/mL Nisin，35℃下可使其货架期延长1倍；Taylor等[6]研究表明，在经巴氏处理的干酪中加入 500～1 000 IU/ mL Nisin能阻止梭菌的生长和毒素的形成，延长贮藏期。

图1 4℃贮藏期内不同杀菌条件处理的莴笋菌落总数的变化

2.2 贮藏过程中莴笋维生素C含量的变化

由图2可知，贮藏过程中莴笋维生素C含量一直下降，且差异显著(P<0.05)。贮藏过程中维生素C含量的降低主要是由于其自身的降解作用。Landl[7]等研究发现，经高静压600 MPa处理的苹果浆在5℃贮藏21 d后维生素C含量降低了47.05%，损失了近一半的含量(P<0.05)。Nienaber等[8]研究发现，橙汁经800 MPa的HHP处理60 s后在4 ℃贮藏3个月与15℃贮藏2个月时维生素C的损失均小于20%。

2.3 高静压加工莴笋贮藏期间颜色品质的变化

2.3.1 贮藏过程中莴笋CIE-a*颜色、pH、褐变度的变化 从附表中可以看出，以550 MPa、6 min为例，贮藏第0d时-a*值为9.07，而贮藏第15d时-a*值剧增为11.31，较第0d提高了29.27%，该结果与前人研究结果在一定程度上相符合。郑倩[9]发现，当在4℃下避光贮藏时，600 MPa 高静压处理的菠菜浆出现-a*值回升的现象，绿色更加明显；López-Malo等[10]也报道，将经过高静压处理(345 MPa和689 MPa)处理的绿色鳄梨浆在5℃进行贮藏，发现在贮藏过程中其-a*值有一段时间呈上升趋势，原因可能是由于高静压处理造成细胞破裂，内容物流出，在贮藏初期叶绿素分子从叶绿体中逐渐扩散出来，泄漏到细胞间隙里，使样品产生了更加明亮的绿色[11]。在随后的贮藏中，不同杀菌条件处理的莴笋-a*值均急速下降，在贮藏2个月后，3种处理的莴笋-a*值较初始值均显著降低(P<0.05)。Nisin对贮藏期-a*值变化没有显著影响(P>0.05)。

图2 4℃贮藏期内不同杀菌条件处理的莴笋维生素C含量的变化

附表 4℃贮藏期内不同杀菌条件处理莴笋的-a*、pH和褐变度值的变化

贮藏天数0d7d15d30d45d60d75d-a∗热处理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热处理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褐变度热处理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

杀菌处理后莴笋pH约为6.5左右，4℃贮藏2个月后，热处理的莴笋pH显著降低(P<0.05)，pH在5.0以下。而550 MPa、6 min处理的莴笋在贮藏2个月后仍保持在pH 5.5之上。pH的变化一方面是由于处理过后细胞内容物的缓慢流出[12]，另一方面是由于贮藏期间微生物的生长所致。pH值是影响叶绿素稳定性的一个重要因素，叶绿素在中性和弱酸弱碱性条件下较稳定，相关研究表明，pH值在 6 ～11之间叶绿素的保存率高达 90%，但当体系的pH 值下降到4 时，叶绿素脱镁反应的速度比较明显，且随着酸性的增强，破坏性越大。pH值与微生物的活动密切相关，食品中的氢离子浓度会因微生物的生长繁殖而发生变化。当微生物生长在含糖的食品基质中，微生物分解糖产酸使食品的pH值下降。微生物浓度越高，可能导致pH降低更快。

不同处理的莴笋的褐变度随着贮藏期的延长而显著升高(P<0.05)，热处理莴笋的褐变度在贮藏期间均显著高于HHP处理莴笋(P<0.05)；550 MPa、6 min添加Nisin处理莴笋的褐变度在贮藏期终点较贮藏初期只是略有提高，褐变程度较低，因此添加Nisin能够减缓褐变的发生。

2.3.2 贮藏过程中莴笋叶绿素a、b含量的变化 从图3可以看出，在贮藏终点，HHP处理的莴笋中叶绿素a的含量显著降低(P<0.05)，但明显高于热处理莴笋；HHP处理的莴笋中叶绿素b的含量表现出与叶绿素a相同的变化，较贮藏初期显著下降(P<0.05)，热处理莴笋的叶绿素b含量也显著降低(P<0.05)。Nisin对于抑制叶绿素降低有一定作用，但作用不显著。因此，与热处理相比，HHP莴笋中的天然呈色物质叶绿素在贮藏期内表现出更好的稳定性。郑倩研究中同样发现，贮藏期内HHP处理菠菜浆中的叶绿素较热处理具有更高的稳定性[9]。贮藏15d时，不同杀菌处理的莴笋中叶绿素a和b的含量均发生显著提高(P<0.05)，随着贮藏期的延长，叶绿素开始发生降解。该结果与上述贮藏期内-a*值的变化规律一致。从整体来看，HHP杀菌在4℃贮藏期结束时，叶绿素含量显著高于热处理，颜色品质显著优于热杀菌。

图3 4℃ 贮藏期内不同杀菌条件处理的莴笋叶绿素a和叶绿素b的变化

2.4 贮藏过程中莴笋硬度的变化

由图4可见，随着贮藏期的延长，莴笋的硬度降低，但变化不显著，HHP杀菌的莴笋比热杀菌的莴笋硬度大。可能是由于热杀菌使莴笋组织结构填充物的果胶溶出更多，导致了其硬度的下降。果胶甲酯酶是影响硬度最主要的因素，经过HHP处理后果胶甲酯酶被释放出来并与基质结合，形成高度的甲基化果胶，进而果胶去甲基化，这种低甲氧基果胶与二价离子作用形成凝胶网状结构，使硬度增加[13]。Nisin对莴笋硬度的保持具有一定的作用。

3 结论

经75d贮藏后，高静压杀菌的莴笋各项指标明显优于热杀菌的莴笋，添加了Nisin的莴笋经相同条件杀菌处理后，抑菌效果显著提高。贮藏过程中，HHP莴笋的色泽、叶绿素a和b的含量、质构、维生素C含量均优于热处理莴笋。添加了Nisin的莴笋，优于HHP处理的莴笋，减缓了叶绿素降解速率，以及pH下降速率，有利于保持食品硬度。◇

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(责任编辑 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

高静压加工绿色蔬菜颜色品质变化的分子机制研究(项目编号：31271910)。

周兵(1989— )，男，博士生，研究方向：农产品加工与贮藏工程。

张燕(1977— )，女，博士，副教授，研究方向：非热加工技术理论研究与应用。