論高壓對胡蘿卜素的影響

韓麗娟

黑龍江廣播電視大學（哈爾濱 150080）

因為蔬菜的組織結構是非常脆弱的，以致于他們能很容易的被破壞，于是HPP有的時候會影響蔬菜的質量以及其營養價值。因此，為了完善和發展這個技術，就要了解在HPP后，蔬菜的組織和細胞結構經過高壓處里之后發生了怎樣的變化，而這必須要借助顯微鏡來進行觀察。在此次研究中，以胡蘿卜作為根莖蔬菜為例子（其他的莖蔬菜和水果類將在另外的研究中介紹），研究采取不同的時間段，及不同的壓力來處理，進行對比試驗，在顯微鏡下觀察HPP前和HPP后胡蘿卜片的組織結構的變化。這項研究的目的就在于，很好地了解HPP的原理和得到HPP后保存蔬菜的合理參數。

1 研究的方法和過程

1.1 原料

當地超市購買的優質胡蘿卜，二甲苯，蒸餾水，蘇木精，乙醇，冰醋酸等。

1.2 機器設備

高壓設備（DL700-0.55*1.5 大龍 超高壓器材廠，上海，中國）有一個能容量350 ML的容器，最高壓力700 MPa。壓力能在2 min內增加，能在0.5 min內釋放。顯微鏡連著照相攝像設備。

1.3 其它的常用工具

真空包裝器，電子稱，燒杯，量筒，刀等

1.4 實驗步驟和方法

用自來水把胡蘿卜洗凈，把胡蘿卜切成2*2 cm的立方體。所有的樣本都要用塑料袋真空密封，用來HPP的樣本應該被密封兩次是為了與保持正常氣壓的介質分離。密封過的樣本分別按照如下的環境溫度和參數加工。

第一組：壓力分別在200 Mpa、300 Mpa、400 Mpa、500 MPa和600 MPa時，5 min。

第二組：壓力在 400 MPa，時間分別是 5 min、10 min、15 min、20 min、25 min。

用顯微鏡來觀察分別在HPP前和HPP后的胡蘿卜制作。

2 結果和討論

2.1 不同壓力的影響

大體上來說，蔬菜的細胞是完整的（充盈球形狀的），由于他們被擠壓和碰撞，他們的形狀通常是多面體的，由八個六角型和六個正方形組成的。沒有被高壓處理過的胡蘿卜細胞是典型的多面體（圖1A），他們的邊和角是清晰可見的，單個細胞是充盈的。

在壓力200-300 MPa 5 min（圖1 B，C）被處理的胡蘿卜的蜂窩組織的顯微鏡圖像，顯示著這樣處理過得樣本的細胞有光澤膨脹的外表，與沒有被處理過得樣本很相似，這就說明了時間短，低壓不能破壞胡蘿卜的組織結構。當這些樣本在400和500 MPa 5 min的時候情況下加工，這些細胞依然完好無缺（圖1D和E）保持原來的形狀圖，但是他們的體積縮小了一些，這一點說明了在400-500 MPa的壓力下，細胞結構上不會有很明顯的改變。

圖1 5min，分別用不同的壓力處理胡蘿卜的細胞和組織圖

然而，當壓力上升到600 MPa以上，我們很清楚的看到細胞結構的改變和一些可溶解的部分發生移動（圖1F），破壞的細胞依稀可見，萎縮的細胞出來了，光澤的表象完全消失了。

因此，壓力在（600 MPa）的情況下會破壞胡蘿卜的細胞和組織。

2.2 不同時間的影響

從某種程度來講，根據高壓加工的理論，短時間高壓加工和長時間低壓加工，對食品材料有著同樣的影響。為了了解加工時間對于蔬菜的口感和組織的影響，用400 MPa的壓力加工樣品，分別用5 min，10 min，15 min，20 min，25 min。細胞和組織的影像圖2中加以展示。

當加工時間是5 min（圖2）,細胞的結構已經沒有明顯的改變，細胞的表象是膨脹和光澤的，細胞的形狀是清晰可見的，這表示在此時間段來高壓處理胡蘿卜，胡蘿卜依然保持得很好。

然而，隨著加工時間很久的延長，胡蘿卜細胞的體積變得越來越小(圖 2C-F)這說明細胞的間隙、細胞內的空間變小了。實際上這里有大量的液體(75-90%)和氣體，這些氣體都在細胞的間隙和蔬菜細胞內部空間里，液體包含有水也有其他的一些成分，在長時間的高壓下，液體在細胞壁流動、擴散，氣體將會變成一薄層氣膜，因此細胞將會越來越小。因此，能夠得出結論壓力在400 MPa的操作條件下，加工時間于20 min，處理過的胡蘿卜的組織結構和口感沒有變化的。

圖2 用不同的時間，壓力在400 MPA，加工的胡蘿卜的細胞和組織圖

把時間與壓力作比較，我們發現壓力是破壞胡蘿卜結構和組織的主要因素，因為超高的壓力會使細胞壁萎陷而破壞了胡蘿卜的細胞，可見長時間低壓力只會減小細胞的體積，當壓力被釋放，細胞則又恢復原來的模樣，所以，為了保護蔬菜不受破壞，長時間低壓，是最好的技術參數。

雖然長時間低壓，為了保護蔬菜不受破壞是有益的，如果壓力太低，致病微生物和酶的活性將會依然活躍，因此，在HPP后的新鮮蔬菜，不能保存很長時間。另一個方面長時間低壓加工蔬菜也是無效的。

3 結 論

考慮到壓力和時間的問題，我們得出結論，胡蘿卜的加工在400 MPa 20 min或者500 MPa 5 min是可行的技術，可以應用課推廣。