腌制类蔬菜中微生物与品质检测方案(质构分析仪)

食品科技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品开发2016年第41卷第01期 超高压对腌制类蔬菜微生物与品质影响 邓晶晶，黄墨，胡小松，吴继红* (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，农业部果蔬加工重点开放实验室，北京100083) 摘要：研究不同压力(200、350、500 MPa)及不同保压时间(5、10、15 min)的超高压处理对腌制萝卜微生物及贮藏期内颜色和质构等指标的影响。结果表明： 当压力≥350MPa时，超高压处理对样品中的微生物有良好的杀灭作用，菌落总数从680 cfu /g降到2 cfu/g以下，4℃条件下，贮藏期可达45d以上。超高压处理组产品的颜色、硬度、咀嚼性仅在刚处理完时与未处理组有较大差异，随着贮藏时间的增加，差异迅速降低，第5天时，硬度及咀嚼性差异基本消失。 关键词：超高压处理；珊瑚萝卜；微生物；；品质；贮藏 中图冬类号： TS 255.53 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2016)01-0053-06 DOI：10.13684/j.cnki.spkj.2016.01.011 Effects of high pressure processing on microorganisms andquality of coral turnip DENG Jing-jing，HUANG Zhao，HU Xiao-song， WU Ji-hong (Key Laboratory of Fruits and Vegetables Processing， Ministry of Agriculture， NationalEngineering & Technology Research Centre for Fruits & Vegetable Processing， College ofFood Science & Nutritional Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083) Abstract： The effects of high pressure processing (HPP) on microorganisms， color and texture in CoralTurnip were analyzed immediately after the treatment of different pressure with different time and during a45 d storage period at 4℃ and 25℃， respectively. The results showed that by HPP (over 350 MPa)， themicroorganisms of Coral Turnip decreased from 680 cfu/g to below 2 cfu/g. When the storage time wasat 4 ℃， the shelf life reached more than 45 d. The samples' color， hardness and chewiness changed afterHHP but the change only kept in a short time. With the storage time increasing， the difference becameinsignificant rapidly. At the fifth day， the difference of hardness and chewiness were almost disappearing.Therefore， HPP is suitable for processing Coral Turnip. Key words： high pressure processing； Coral Turnip； microorganism； quality； storage 腌制是蔬菜的一种加工方法，也是一种保藏食品的手段。由于加工方法简单，成本低廉，且 有增进食欲之效，因此深受消费者欢迎。腌制蔬菜的原料在收购、运输、加工和贮藏的过程中必 ( 收稿日期：20 1 5-09- 2 1 *通 讯作者 ) ( 基金项目：北京 市 科技 计 划课题(Z 1 31 1 00003113001)；国 家 支撑计 划课 题( 2 0 1 4BAD04B04) 。 ) ( 作者简介：邓 晶 晶(1991一 ) ，女 ， 硕士 ， 主要 从事 果 蔬 加工的研 究 工 作。 ) 然会遭受微生物的污染， 一旦条件适宜其生长繁殖，这些微生物便会开始活动，商品便会发生营养流失，组织结构形态和食品感官改变等现象，甚至会影响健康。蔬菜在腌制过程中，主要依靠食盐的防腐能力，微生物的发酵作用产生酸性环境，以及添加苯甲酸钠、山梨酸钾等防腐剂来抑制有害微生物的活动，以达到防腐目的。但过多食用防腐剂会对人体产生危害。因此对腌制类蔬菜进行杀菌处理以减少防腐剂的使用并延长其货架期非常必要。 超高压技术(High pressure processing， HPP)，即在密闭的超高压容器内，用液体或气体作为介质对物料施以100~1000 MPa的压力并持续一段时间，以达到杀菌目的。与传统热杀菌相比，超高压技术能很好地保留食品原有的颜色、香气、滋味和形态等品质12-31。腌制类蔬菜在加工过程中，由于辅料添加或发酵产酸，本身pH值较低，因此酸性环境联合超高压使得杀菌效果更为显著。翟金亮④、王亚飞I5l等研究发现超高压对袋装榨菜有良好的杀菌效果，且对其脆度影响很小。现今超高压技术在食品方面的研究主要集中在果蔬汁、水产品、乳制品等的杀菌和改善风味两方面，而专门针对腌制类蔬菜进行超高压处理，并对其在贮藏过程中品质变化进行系统研究和评价的报道仍十分有限。本实验研究超高压杀菌技术对腌制类蔬菜中珊瑚萝卜的影响，旨在为腌制类蔬菜的保藏研究提供新方法。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 珊瑚萝卜：北京铃吉食品有限公司；平板计数琼脂：北京奥博星生物技术有限责任公司；氯化钠等分析纯试剂：北京化工厂。 1.2 仪器与设备 HPP600 MPa-30 L超高压处理装置：国家果蔬加工工程技术研究中心，包头科发高压科技有限责任公司； CQX3593色差仪： Hunter AssociatesLaboratory， INC； TMS-PRO质构仪：美国FTC公司； SW-CJ-2D双人单面(垂直)进化工作台：苏净净化公司； LDZX-50KB立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂； DWP-9802恒温培养箱、PK-528恒温水浴箱：上海精宏实验设备有限公司，太仓精宏仪器设备有限公司。 1.3 方法 1.3.1 珊瑚萝卜的加工工艺冲洗→去皮→切片→淡盐水浸泡30 min→冷水浸透→捞出→挤干水分→加入白糖、白醋、精盐、姜片、蒜片浸泡4 h→包装→杀菌→成品。 1.3.2 超高压杀菌处理 将样品分组进行超高压处理。处理压力分别为200、350、500 MPa，保压时间分别为5、10、15 min， 对照组不做超高压处理。 1.3.3 菌落总数的测定 根据GB 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》[6的相关操作进行微生物菌落计数，每个样品做2个平行。 1.3.4 色差的测定室温下采用全能色差仪检测样品的色差。以标准白板作为标准，在反射模式下选取Hunter LAB表色系统，L*表示亮度指数，a*表示红绿色， b*表示黄蓝色。每个样品进行12次重复测定。 1.3.5 质构的测定采用质构仪测定，具体参数如下：探头型号TMS-5 mm-Steel， 力量感应元量程250N，探头回升高度10 mm，形变百分比50，检测速度60 mm/min， 起始力0.5N。 校正仪器后，由于农作物产品本身误差可能较大，因此随机挑选样品进行10次重复测定。 1.3.6 贮藏期内相关指标测定 将HPP杀菌和对照组的珊瑚萝卜置于4℃条件下贮藏，并对其微生物和品质指标进行测定，每5天检测一次。 2 结果与分析 2.1 HHP对珊瑚萝卜微生物指标的影响 表1 超高压处理前后样品菌落总数变化 指标 对照组 200 MPa 5 min 10 min 15 min 菌落总数/(cfu/g) 680 440 360 260 注：其余组均小于2 cfu/g。 由表1可知，经超高压处理的样品菌落总数均较对照组有所下降。200MPa压力下，随着保压时间的增加，菌落总数下降，但仍有部分微生物残留；而350 MPa和500 MPa压力下，大部分微生物被杀死，菌落总数小于2 cfu/g。刘兰花等将变质的腌制蔬菜进行初步鉴定，得到细菌10种(革兰阳性细菌与阴性细菌各5种，且均为杆菌)、霉菌6种、酵母菌1种。那宇等从变质榨菜中分离出8株细菌、2株霉菌、2株酵母，证实了腌制类蔬菜中主要存在细菌、霉菌及酵母菌。Hsiao-Wen Huang等I10l认为在耐压性上，原核生物强于真核生物， 细菌中革兰阳性菌(G*)强于革兰阴性菌(G-)，球菌强于杆菌。大部分真菌的致死压力在300~600MPa之间，芽孢杆菌则因为会产生芽孢，因此致死压力在700~1400 MPa不等。因此，200MPa的压力 不能完全杀死微生物；而350 MPa和500 MPa的压力均可对样品起到良好的杀菌作用。出于节能、效益的角度考虑，350MPa更为合适。 2.2 HHP对珊瑚萝卜颜色的影响 表2超高压处理前后样品颜色变化 实验组 L* a* b* ▲L* ▲a* b* △E 未处理 35.32±5.18 4.06±1.49” -0.03+0.48” 5 min 36.66+5.21 11.69±0.58”-0.68±0.68" 1.33 -2.37-0.66 2.79 200 MPa 110 min 40.91±2.501.48±0.54-0.10±0.89"5.59 -2.58-0.07 6.15 15 min 37.77±1.79a0 0.96±0.44 -0.79±0.50”2.45 -3.10 -0.76 4.02 5 min 40.96±1.83 1.89+0.40 -0.25±0.81"5.64 -2.17-0.22 6.05 350 MPa 10 min 39.65±3.921 1.06±0.34 -0.39±0.86”4.33 -3.00-0.36 5.28 15 min 40.67±2.30 1.29±0.42 1 -0.29±1.20” ：55.35 -2.77-0.26 6.03 5 min 37.89±0.87 1.99±0.38” -0.70±0.70°2.57 -2.07-0.67 3.37 500 MPa 110 min 42.10±3.54” 0.49±0.32"、 0.01±0.83” 6.78 -3.570.03 7.66 15 min 337.95+4.20e1.41±0.48-1.04±0.46°2.63 -2.65-1.01 3.87 注：表中不同字母表示差异显著(α=0.05)，显著性比较仅限同一列数据。AL*、△a*、△b*及△E都是对应高压处理组与未高压处理组的差值。 由表2可知，处理组较对照组，L*值普遍升高(p<0.05)， a*值降低(p<0.05)， b*值无显著差异。△E普遍大于1.5，部分处理组甚至大于6.0。经超高压处理后，产品亮度更高，且颜色更绿。根据△E和人眼感觉的关系12，处理组与对照组产生了人眼可以感受到的差异，部分处理组产生了很明显的差异。Butz等[13-14]人在600 MPa下处理西兰花，发现在室温下，叶绿素a和叶绿素b都表现出对超高压的稳定性，但当温度高于50℃时，超高压处理会影响叶绿素的稳定性。样品中存在一些小分子色素如类胡萝卜素、花青素和叶绿素等I15，超高压处理带来的不仅仅是高压环境，还有食品中复杂的体系变化，这些变化都会对色素产生影响。 2.3HHP对珊瑚萝卜质构的影响 表3超高压处理前后样品硬度、弹性、咀嚼性的变化 实验组 硬度/N 弹性/mm 咀嚼性/mJ 未处理 29.48±4.53 1.17±0.19 2.19±0.50° 5 min 28.81±4.33" 1.22±0.18 2.54±0.63° 200 MPa 10 min 37.79±7.21* 1.09±0.17 5.26±2.57" 15 min 43.31±6.79" 1.20±0.18 7.47±3.33" 5 min 3 35.91±7.54ad 1.31±0.31" 3.81±1.63 350MPa 10 min 33.05±5.16d 1.29±0.31 3.16±1.57 15 min 38.72±5.17 0.92±0.19”h2 4.43±2.01 5 min 35.22±6.73abed 1.35±0.26" 3.86±1.45 500 MPa 10 min 41.52±8.08 1.36+0.38" 4.61±1.81 15 min 32.80±4.38d 1.23±0.33： 3.29±1.14 注：表中不同字母表示差异显著(α=0.05)，显著性比较仅限于同一列数据。 由表3可知，压力为200 MPa时，保压时间对于硬度和咀嚼性影响较大，随着保压时间增加，样品硬度增加，咀嚼性增加(p<0.05)，弹性无明显变化。压力为350MPa时，保压时间对硬度和咀嚼性影响较小，对弹性影响较明显，随着保压时间增加，弹性逐渐降低(p<0.05)。压力为500 MPa时，保压时间对于咀嚼性和弹性影响不大，对于硬度有一定的影响(p<0.05)，但无规律。当保压时间为5 min和10 min时，不同处理压力对于硬度、弹性和咀嚼性都没有显著影响。在15 min时，随着压力升高，样品硬度和咀嚼性降低(p<0.05)，弹性无明显变化规律。 姚佳I16l对于莴笋的研究发现，与对照组相比，100 MPa下处理后的样品细胞膜结构完整，300 MPa时出现部分破损细胞，当压力为500 MPa时，细胞膜瞬间完全破裂，细胞形态恢复到未处理样品的状态。200 MPa压力没有破坏细胞的结构，反而将细胞压紧实，使得样品硬度和咀嚼性随保压时间延长而增加。随着压力的升高，350MPa压力使得细胞部分结构被破坏，因此随着时间增加，结构变形，弹性下降。500MPa时，细胞结构破坏程度加大，压力成为主要影响因子，因此保压时间对质构的影响降低。 2.4 HPP珊瑚萝卜贮藏期内微生物和部分品质的变化 2.4.1 HPP珊瑚萝卜贮藏期内微生物的变化 由图1可知，由于样品本身呈酸性，因此微生物繁殖 U 1U LUZJ JU +J时间/d 图1 HPP处理的珊瑚萝卜菌落总数在贮藏期内的变化较慢，未经高压处理组于第35天胀包，200 MPa、5 min组在第45天胀包。董鹏II71等人指出，超高压 MPa、5 min的样品在第45天时的菌落总数不到800cfu/g，完全符合国家卫生标准。结果说明高压处理能有效抑制微生物(p<0.05)。 2.4.2 HPP珊瑚萝卜贮藏期内颜色的变化 表4 HHP处理的珊瑚萝卜卜L*、▲a*、▲b*、△E在贮藏期内的变化 时间· 200 MPa 350 MPa 500 MPa 5 min 10 min 15 min 5min 10 min 15 min 5 min 10 min 15 min L* 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 第0天 ▲a*-2.37 -2.37 -2.37 -2.37 -2.37 -2.37-2.37 -2.37 -2.37 Ab*-0.66 -0.66 -0.66 -0.66 -0.66 -0.66-0.66-0.66 -0.66 E 5 5 5 5 5 5 5 5 5 ▲L*-7.97 -7.97 -7.97 -7.97 -7.97 -7.97 -7.97 -7.97 -7.97 第5天 ▲a*-1.01-1.01 -1.01 -1.01 -1.01 -1.01-1.01-1.01 -1.01 Ab*-2.50-2.50 -2.50 -2.50) -2.50 -2.50-2.50-2.50 -2.50 △E 8.428.42 8.42 8.42 8.42 8.42 8.42 8.42 8.42 △L*-1.13-1.13 -1.13 -1.13 -1.13 -1.13-1.13-1.13 -1.13 第10▲a*0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 天 Ab*-0.48-0.48 -0.48 -0.48 -0.48 -0.48-0.48-0.48 -0.48 △E 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 △L*-8.30-8.30 -8.30 -8.30 -8.30 -8.30-8.30-8.30 -8.30 第20 △a*-1.45-1.45 -1.45 -1.45 -1.45 -1.45-1.45-1.45 -1.45 天 b*-2.13-2.13 -2.13 -2.13 -2.13 -2.13 -.2.13-2.13 -2.13 △E 8.70 8.70 8.70 8.70 8.70 8.70 8.70 8.70 8.70 △L*-9.16 -9.16 -9.16 -9.16 -9.16 -9.16 -9.16 -9.16 -9.16 第30 ▲a*-0.84 -0.84 -0.84 -0.84 -0.84 -0.84-0.84-0.84 -0.84 天 b*-3.91-3.91 -3.91 -3.91 -3.911 -3.91 -3.91 -3.91 -3.91 △E 9.99 9.99 9.99 9.99 9.99 9.99 9.99 9.99 9.99 由表4可知，△L*、△a*、△b*及△E无明显变化规律。超高压处理只会使珊瑚萝卜在刚处理完时更亮更绿，但是之后萝卜颜色会迅速变浅， 小。因此果蔬经超高压处理后，在贮藏过程中仍会发生酶促褐变I15]，使颜色发生改变。 2.4.3 HPP珊瑚萝卜贮藏期内盾构的变化 文化付住左井 o Duggeiiiou山J仕模拟体系和食品体系中，高压低温处理对LOX、POD、PPO的钝化作用，结果表明除了LOX可以被完全钝化外，其他酶均不受高压影响或影响很 件品嗖随易册眉川低，送定米胶浴不降解所导致的。200 MPa、5 min组与对照组无明显差异(p>0.05)，说明在200 MPa下处理5 min对样品的硬度几乎不产生影响。350MPa压力下，不同保 注： a.500 MPa处理； b.不同压力， 5 min； c：不同处理压力、10 min。 图2 不同压力、不同时间处理的珊瑚萝卜硬度在贮藏期内的变化 压时间对硬度的影响并无显著性差异(p>0.05)。由图2-a、图2-b可知，500 MPa、5 min样品的硬度较低，这是由于短时间高压使结构破坏，较长时间高压虽然也会使结构破坏，但由于时间较长，使得结构再度紧密重组而硬度并没有太大改变。由图2-c可知，保压10 min的样品和对照组在第0天有显著性差异(p<0.05)，硬度随处理压强升高而降低，这是由于低压会使得样品结构紧实而高压会 破坏样品结构导致硬度下降明显，而高压可使结构紧密，但随着时间的延长，不同压力降低样品硬度的现状都显现出来。 图33350、500MPa不同时间处理的珊瑚萝卜弹性在 贮藏期内的变化 由图3可知，弹性在小范围内不断波动，但不同处理组之间无显著差异(p>0.05)。 (3)咀嚼性变化：在200MPa下，不同处理时间对样品的咀嚼性影响有差异(p<0.05)，但是从第10天起，差异开始消失(p>0.05)。在350 MPa和500 MPa下，不同的处理时间对咀嚼性无显著影响(p>0.05)。 由图4可知，样品的咀嚼性有缓慢下降的趋势。200MPa的处理对于样品的咀嚼性会产生较大影响，350 MPa和500 MPa的处理并不会对咀嚼性产生较大差异。 3 结论 本实验得出如下结论： (1)未高压处理组于第35天胀包， 200 MPa、5min组在第45天胀包，350MPa和500MPa各组，4℃条件下贮存期可达45d以上。 (2)超高压处理后，样品亮度更高，颜色更绿，且色差可被人眼感受到。贮藏期间，高压处理组的亮度迅速降低，第5天时比对照组更低，此后呈无规律变化；样品的硬度降低，弹性在小范围内不断波动，咀嚼性有缓慢下降的趋势。压力为200 MPa时，随着保压时间增加，样品硬度和咀嚼性均增加；保压时间为15 min时，随着处理的压力升高，样品硬度和咀嚼性均会降低。但随着贮藏期的增加，这些差异会迅速缩小，硬度与咀嚼性的差异在第5天基本消失。 综上所述，超高压处理可以有效抑制微生物，延长货架期；样品质构仅在刚处理完时有较大变化，随后差异逐渐减少；样品颜色及亮度会发生变化，且可被肉眼观察到。考虑到经济效益、能源节约及对产品质构、外观影响较小等方面因素，可选择350 MPa、10 min的超高压杀菌工艺，以达到良好的杀菌目的，有效延长贮存期。 ( 参考文献： ) ( [1] 张文佳，张燕，廖小军 ， 等.超高压对 果蔬 汁品质 影 响研究 进展[J].食品与发酵工业 ， 20 0 8 ， 34( 9 )：113- 1 17 ) ( [2] 解 华东，布丽君，葛良 鹏 ， 等 . 超 高压处理对卤 制 鹅胗灭菌保鲜与 品 质的影响[J].农业工程学报，2011，27( 增 刊 ) ( 2)：247-252 ) ( [3] 翟 金 亮 ，苏平，那宇.软包装榨菜的 超 高压杀菌工艺研究 [J ] .食品 与 发酵工 业， 2 0 08，34 ( 1)：80-83 ) ( [ 4 ] 王 亚 飞，艾启 俊 ，杨艾青 ， 等. 超 高压处理对袋 装 榨 菜 杀菌效果的研究[J].农产品加 工 .学刊， 2 011，(3)：81-83 ) ( [5] 付晓.四川传统肉 制 品栅 栏 因子及其防腐保质机 制 研究[D].成都：西华大学 ， 2011 ) ( [6] 中华人民共和国卫生部. GB /T 4 7 89.22010食品微生物 学 检验菌 落 总数测定[S].北京：中国标准 出 版社，2010 ) ( [7] W ang Y， Y i J， YiJ， e t al. I n fluence o f pressurization rate a nd mode o n i n activa t ion o f natural microorganisms in p urple s weet pota t o nect a r b y high h y drostatic p r essure[J].Fo o dand Bioproc es s Technology ， 2013，6(6)：1570- 1 579 ) ( [8] 刘兰花.复合生物防腐剂在腌制 蔬 菜 中 的应用研究[D].合肥：合肥工业 大 学， 2 007 ) ( [9] 那宇.软 包装榨 菜的超高压杀菌研 究 [D].杭州 ： 浙江大学 ， 2007 ) ( [10 ] H uang H W ， Lu ng HM， Y a n g B B ， et a l. Responses o fmicroorganisms t o high hydrostatic p ressure p rocessing[J]. F o od C o ntro l， 201 4 .40：250-259 ) ( [ 1 1 ] 李 仁 杰，王永涛 ， 廖小军.超高压对食品中微生物的 影 响[J].食品安全质量 检测 学报， 2 014，(8 ) ) ( 121 李 里 特.食品物性学[M].北京：中 国 农业出版社，1998 ) ( [13] Butz P ， E denharder R ， G a rca A F ， et a l. C h a n g es infunctional properties of vegetables induced b y high pressuretreatme n t[J] . Food Research Int e rnational，2002 ， 35：295- 300 ) ( [144] Van L oey A ， Ooms V， W e e maes C ， et a l. Thermal andpre s sure- t emperature degr a dation of ch l orophyll in broccoli ( Brassica o l eracea L. i t a lica) juice： a kineticstudy[J]. Journal of A gricultural a nd F o o d Ch em is t ry，1998， 4 6(12)：5289 - 5294 ) ( 151 郑 倩，张燕 ， 廖小军，等.超高压对 果蔬 颜色品质影响的研 究 进展[J].食品与发酵工业 ， 20 1 0，(5) ： 105-109 ) ( [16] 姚佳 .超高压下莴笋质构的变 化 及机制研究[D].中国农 业 大学 ， 2014 ) ( [171 董鹏 ，易俊洁 ， 王蓉蓉，等.超高压处理白萝卜和莴笋 贮藏 期间品质的 变 化[J].中国食品 学 报，20 1 2，12(9)：158-164 ) ( [ 1 8] 郑 倩，赵 靓，董 鹏 ， 等.超高压对菠菜浆 贮 藏期间 颜 色 变 化的影 响 [J].中国食物与营养 ， 20 1 1，17(8)：20-24 ) ( [19] Buggen h out S V ， M es sagie I， Plancke n I V D ， et al . I n fluence of hi g h-pressure - lo w-t em p e rature tr e atm e ntson f ruit and vege t able quality rel a ted enzy m es [ J]. E uropeanF o od R esearc h & T echnology， 2 006，223(4 ) ：475-4 8 5 ) ： ： 超高压对腌制类蔬菜微生物与品质影响作者：邓晶晶，黄曌，胡小松，吴继红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农业部果蔬加工重点开放实验室 摘   要：研究不同压力(200，350，500 MPa)及不同保压时间(5，10，15 min)的超高压处理对腌制萝卜微生物及贮藏期内颜色和质构等指标的影响.结果表明：当压力≥350 MPa时，超高压处理对样品中的微生物有良好的杀灭作用，菌落总数从680 cfu/g降到2 cfu/g以下，4℃条件下，贮藏期可达45 d以上.超高压处理组产品的颜色，硬度，咀嚼性仅在刚处理完时与未处理组有较大差异，随着贮藏时间的增加，差异迅速降低，第5天时，硬度及咀嚼性差异基本消失.关键词：超高压处理 珊瑚萝卜 微生物 品质 贮藏