氣體結合高靜壓對預制萵筍貨架期品質的影響

歐雅文，劉琪，周兵，胡小松，張燕

（中國農業大學食品科學與營養工程學院/國家果蔬加工工程技術研究中心，北京100083）

氣體結合高靜壓對預制萵筍貨架期品質的影響

歐雅文，劉琪，周兵，胡小松，張燕*

（中國農業大學食品科學與營養工程學院/國家果蔬加工工程技術研究中心，北京100083）

為了方便萵筍在人們日常生活中的攝入，滿足人們對預制產品營養與品質的需求，采用高靜壓（High Hydrostatic Pressure，HHP，500 MPa，5 min）分別結合二氧化碳、氮氣，以及抽真空體系處理新鮮萵筍，研究萵筍貯藏期間葉綠素含量、色澤、質構和微生物的變化。新鮮萵筍切絲燙漂30 s后稱量包裝熱封，氣體結合高靜壓處理后于4℃冷庫中貯藏。結果表明：二氧化碳結合高靜壓處理后的鮮切萵筍貨架期長達35 d，且葉綠素含量，色差CIE-L*a*b*值，質構，均優于氮氣結合高靜壓組和真空結合高靜壓組，菌落總數低于其他兩組。二氧化碳結合高靜壓能提高預制萵筍的貯藏品質并有效延長預制萵筍的貨架期。

預制萵筍；高靜壓；氣調貯藏；貨架期；品質

隨著現代生活節奏的加快，能夠節約時間的鮮切蔬菜成為人們關注的一個熱點，對于這類產品的色、香、味、形，營養以及安全性的要求也在不斷提高。研究發現因為蔬菜的營養價值高，當日常飲食中含有較高比例的蔬菜時，能夠顯著降低慢性疾病的發病率[1-2]。萵筍作為人們日常食用量最大的蔬菜之一，含有極高的營養價值，其抗氧化能力，礦物質含量均高于同類蔬菜[3]，但鮮切預制后極易失水，纖維木質化，褐變，嚴重影響萵筍的食用品質和遠距離貯運銷售[4]。而且，將萵筍鮮切破壞了細胞完整的組織結構，導致一系列生理生化反應加劇，品質劣變，貨架期短。因此，對新鮮萵筍采用一定的保鮮技術處理，對于擴大萵筍銷售量，提高經濟效益，延長產品貨架期具有重要意義[5]。

高靜壓技術（High Hydrostatic Pressure，簡稱HHP）作為目前最為成熟的非熱加工技術之一，它是指在封閉環境中用100 MPa以上的壓力處理食品進行食品生產的高新技術[6]，與傳統熱殺菌技術相比有顯著的優點，它可以極大程度的保存果蔬的營養成分，風味物質，降低微生物數量，延長產品的貨架期[7]。近年來，HHP技術在美國、日本、德國等國家得到了穩定的發展[8]，早已普遍應用于各類產品的HHP技術在我國仍然是一個新興領域[9]。且高靜壓技術用于食品研究的主要目的是殺滅食物中的特定菌[10-12]，對常規的貨架期微生物的控制依然困難，且當壓力超過600 MPa時，會對產品的營養、色澤等品質造成不可逆的影響[13]，具有一定的局限性。

因此為了更好的探索高靜壓技術在預制蔬菜中的應用，突破預制蔬菜品質貨架期處理技術的局限性，最大程度降低高靜壓技術對預制蔬菜食用品質的影響，本試驗采用氣體結合高靜壓這樣一種新結合技術處理預制萵筍，通過研究預制萵筍貯藏期間葉綠素含量，色差CIE-L*a*b*值，質構和微生物的變化，為預制蔬菜的保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮萵筍（asparagus lettuce）：中國農業大學家屬區農貿市場，于4℃冷庫貯存，24 h內進行試驗處理；丙酮、碳酸鈣均為分析純：北京化學試劑公司；平板計數瓊脂培養基：北京陸橋技術有限責任公司。

1.2 儀器與設備

HHP-700-6型高靜壓處理裝置：包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司；Hunterlab Colourquest XE型全能色差儀：美國HunterLab公司；TA-XT2i型質地分析儀：英國SMS公司；UV-1800型紫外可見光分光光度計：日本島津公司；MF-400型真空封口機：廣州鴻億機電設備制造有限公司；JYL-610型九陽打漿機：九陽股份有限公司；DT-6D型氣調包裝機：溫州市大江真空包裝機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理方法

新鮮萵筍去皮，洗凈切絲，80℃熱燙30 s，冷卻瀝干后于無菌房中稱量，100 g/盒，分別用充氮氣，充二氧化碳，抽真空包裝熱封，之后采用高靜壓處理，處理后的樣品于4℃的冷庫中貯藏，每隔7天取樣，測量相應指標。

高靜壓處理參數：室溫（25℃）下采用壓力500MPa，保壓時間5 min。

1.3.2 理化指標測定方法

1.3.2.1 微生物檢測

對于TAB的檢測根據GB 4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》檢測細菌總數，微生物檢測采用平板計數法。TAB培養基選用平板計數瓊脂。將試驗樣品用0.85%的生理鹽水以10倍遞增梯度稀釋法稀釋到適宜的稀釋度，在每個平板中加入1 mL的稀釋液和10 mL～15 mL的培養基溶液，放入37℃培養箱進行培養。為保證試驗數據準確性，所得試驗結果均為3個平行，3組重復數據平均所得。

1.3.2.2 CIE-L*b*顏色的測定

稱取10 g待測樣品打漿，置于樣品盒中，采用色差儀對樣品進行分析，以反射模式測定。得到CIE-L*b*顏色參數L*（亮度值）和b*（黃-藍值）。L*值對應著樣品的亮度或白度，其范圍在0～100之間，L*值越大代表白度越高；b*值則是表征黃和藍的指標，b*值為正則顏色偏黃，b*值為負則顏色偏藍。

1.3.2.3 質構的測定

將萵筍絲放在TPA/P50探頭下進行質構檢測。條件為：測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度2 mm/s，壓縮程度30%，停留時間3 s，數據采集速率400 pps，觸發值 5 g。

1.3.2.4 葉綠素含量的測定

參照張雅婕的方法[14]并做修改。稱取樣品2 g，置于研缽中，加入2 mL 80%丙酮（體積分數）和少量CaCO3進行研磨，直至組織中綠色完全被提取，用80%（體積分數）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 nm，663 nm處測吸光度值OD，以80%（體積分數）丙酮為對照。葉綠素含量計算公式如下：

Ca=12.71×A663-2.59×A645

Cb=22.88×A645-4.67×A663

C=Ca+Cb=8.04×A663+20.29×A645

式中：A645為645 nm下的OD值；A663為663 nm下的OD值；Ca為葉綠素a濃度；Cb為葉綠素b濃度；C為總葉綠素濃度。

1.4 數據統計分析

試驗進行3次處理，所得數據采用軟件Origin 8.1（MicrocalSoftware，Inc.，NorthamptonUSA）進行單因素方差分析（OnewayANOVA）并制圖，顯著水平為0.05，結果以3次重復試驗所得數據的平均值±標準偏差表示。

2 結果與分析

2.1 預制萵筍貯藏期間微生物數量的變化

由于不結合溫度，高靜壓處理不能夠有效的殺滅微生物孢子，所以經高靜壓處理后的萵筍，本試驗置于4℃的冷庫中進行冷藏，每7天檢測一次微生物數量的變化。圖1表示了萵筍在貯藏期內菌落總數的變化。

圖1 萵筍貯藏期間菌落總數的變化Fig.1 The total number of colonies changes during storage lettuce

整體來看，氣體結合高靜壓處理后的預制萵筍貯藏期間的菌落總數均有所增加。但CO2-HHP處理的萵筍盡管前期菌落總數基數大，但上升趨勢較其他兩組緩慢，有顯著性差異（P＜0.05），第35天增至4個對數，超出食品安全范圍。N2-HHP和真空-HHP處理后的萵筍在第21天分別增至4.5和4.3個對數，超出食品安全范圍。研究說明CO2-HHP能有效的延緩微生物增長速率，其原因可能由于CO2高靜壓作用下迅速溶于水中形成碳酸，造成酸性環境，在低pH值環境下，不耐酸微生物生長受到抑制，因此CO2-HHP萵筍貨架期較長。

2.2 預制萵筍貯藏期間色差CIE-L*b*值的變化

L*值對應著樣品的亮度或白度，其范圍在0～100之間，L*值越大代表白度越高。b*值是表征黃和藍的指標，b*值為正則顏色偏黃，b*值為負則顏色偏藍。貯藏期間預制萵筍色差L*和b*值的變化如表1、表2所示。

表1 貯藏期間預制萵筍色差L*值的變化Table 1 Change of the color value L*of prefabricated lettuce during storage

表2 貯藏期間預制萵筍色差b*值的變化Table 2 Change of the color value b*of prefabricated lettuce during storage

表1中顯示，貯藏期間N2-HHP和真空HHP萵筍的L*值均表現出先下降后上升的趨勢，且N2-HHP處理后的萵筍最終L*值為34.2，超過初始值33.5。而CO2-HHP的萵筍貯藏期間亮度變化與其余兩組有顯著不同（P＜0.05），L*值呈直線下降趨勢，0 d～14 d 內 L*值從36.7下降到33.6，14 d～35 d內下降趨于平緩。

L*值的上升，是高靜壓作用下萵筍組織結構和基礎物質變化，形成透明凝膠狀結構[15]，從而保持了萵筍較高的亮度，且在平衡時達到最大值。由于各處理方式不同，對萵筍組織結構的影響不同，到達平衡點的時間不同，因此變化趨勢表現出不同的差異性。

從表2中看出，貯藏期間CO2-HHP的萵筍色差b*值整體下降顯著慢于N2-HHP和真空-HHP，可能是CO2在高靜壓作用下造成的酸性環境，葉綠素易脫鎂形成脫鎂葉綠素，顏色變黃[16]，且較能穩定的保持。真空-HHP 的 b*值在 0 d～7 d內下降明顯（P＜0.05），從4.88下降到1.73，而N2-HHP在整個貯藏期間內色差b*值的下降無明顯差異（P＞0.05），此結果與鄭倩[17]研究發現一致，經過400 MPa和600 MPa HHP處理，菠菜漿的b*值與對照相比基本無顯著變化。

2.3 預制萵筍貯藏期間質構第一循環硬度的變化

固體果蔬制品，以硬度作為測量指標。預制萵筍在貯藏期間硬度變化如圖2所示。

如圖2結果所示，CO2-HHP和N2-HHP的萵筍在貯藏期間硬度的變化呈現出相同的趨勢，無明顯差異（P＞0.05）。而真空-HHP的萵筍0 d～7 d內硬度下降后一直上升后達到最大值9 250 N。

研究中，氣體結合高靜壓處理后的萵筍，前期硬度的下降，是由于高靜壓500 MPa處理后，萵筍細胞結構完整性消失，引起硬度下降，但根據相關文獻報道，卸壓后的細胞能夠在一定時間內恢復其細胞結構的完整性[18]。所以硬度在處理后的0 d～7 d內下降，是由于萵筍細胞形態未能完全恢復，處于施壓后的細胞完整性消失階段，硬度下降。但后期貯藏中，萵筍細胞形態逐漸恢復，硬度緩慢上升。且CO2-HHP和N2-HHP都是氣調處理組，高靜壓對氣體的影響，以及氣體對細胞結構的影響，使得這兩組硬度的變化呈現相同的趨勢，無顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 萵筍貯藏期間第一循環硬度的變化Fig.2 Changes during the first cycle of lettuce storage textural hardness

2.4 預制萵筍貯藏期間葉綠素含量的變化

蔬菜的綠色來自于葉綠素，主要是葉綠素a和葉綠素b，構成總葉綠素。萵筍中含有的葉綠素，在加工過程中易發生降解，導致萵筍的色澤呈現黃褐色，嚴重影響產品的感官品質[19]，因此本研究跟蹤了氣體結合壓力加工預制萵筍葉綠素含量的變化，結果見圖3～圖5。

圖3 萵筍貯藏期間總葉綠素含量的變化Fig.3 Changes in total chlorophyll conten of lettuce

圖4 萵筍貯藏期間葉綠素a含量的變化Fig.4 Changes in chlorophyll conten of lettuce during storage

圖5 萵筍貯藏期間葉綠素b含量的變化Fig.5 Changes in chlorophyll b content in lettuce

由圖3、圖5看出，貯藏期間內萵筍的總葉綠素含量和葉綠素b含量變化呈現相同趨勢，0 d～7 d內直線下降，之后呈緩慢下降水平。結合圖4和圖5看出，氣體結合高靜壓處理后的萵筍葉綠素b含量前期下降速度顯著大于葉綠素a含量（P＜0.05），隨著貯藏時間的延長，葉綠素b下降趨于緩慢，最終含量均高于葉綠素a含量，其中CO2-HHP葉綠素b最終含量大于1 mg/100 g，說明葉綠素b分子表現出更好的穩定性。此結果與Van Loey[20]在西蘭花汁中、Schwartz等[21]在菠菜中以及Koca[22]在豌豆中的試驗結果一致。

圖4，在葉綠素a含量變化中，CO2-HHP萵筍顯著優于 N2-HHP和真空-HHP（P＜0.05）。盡管CO2-HHP的葉綠素a含量初始值低于N2-HHP和真空-HHP，但后期貯藏期間，葉綠素a含量下降緩慢，最終保存量接近50%。而N2-HHP和真空-HHP在0 d～7 d內，葉綠素a含量分別下降了47%和72%，后期的葉綠素a含量也較低。表明CO2-HHP能夠有效的延緩葉綠素的降解。

CO2-HHP的萵筍表現出與其他兩組的顯著性差異（P＜0.05）是由于CO2氣體能夠有效地抑制萵筍的褐變，改變其呼吸活力，從而延緩其衰老[23]，更好地維持萵筍貯藏期間的色澤。

3 結論

氣體結合高靜壓處理預制萵筍的葉綠素含量，色差CIE-L*b*值，質構和微生物指標均有顯著的改變。其中CO2-HHP的預制萵筍能更有效的保持萵筍的貯藏品質，葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量較N2-HHP和真空-HHP均下降緩慢，且葉綠素a的保存量高達50%。CO2-HHP預制萵筍的b*值，L*值也高于其他兩組，顏色呈現出明亮的黃色。作為萵筍質構評價指標的硬度，氣體結合高靜壓的3個處理組中，CO2-HHP的萵筍硬度顯著優于其余兩組。從微生物角度來看，CO2-HHP的萵筍微生物數量上升趨勢緩慢，樣品貯藏期最長，達到35 d。

本研究通過將氣體結合高靜壓新興技術處理預制萵筍，證明CO2-HHP處理預制萵筍能有效降低萵筍微生物數量且最大程度的保護萵筍顏色，硬度等品質的下降，并有效延長產品的貨架期。此方法可以為今后預制萵筍的貯藏保鮮研究提供參考依據。

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Influence of Gas and High Hydrostatic Pressure on Quality of Prefabricated Lettuce during Shelf Life

OU Ya-wen，LIU Qi，ZHOU Bing，HU Xiao-song，ZHANG Yan*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，National Engineering Research Center of Fruit and Vegetable Processing，Beijing 100083，China）

In order to facilitate the intake of Lettuce in daily life，meet the demand of nutrition and quality of fresh-cut products，the experiment adopted the ultra-high pressure（High Hydrostatic Pressure，HHP，500 MPa，5 min）combined with carbon dioxide，nitrogen and vacuum processing system respectively to deal with fresh lettuce.The chlorophyll content，off color，quality and structure and the change of the microbial of lettuce had been investigated during storage.Cutting fresh lettuce into shreds and blanching 30 s，then weighing，packaging，and heat sealing，after handling under ultra high pressure and controlled atmosphere，storage it in the refrigerator of 4 ℃.Results showed that：the shelf life of fresh cut lettuce processing under ultra high pressure combined with carbon dioxide was 35 days，and chlorophyll content，CIE color-L*a*b*value，quality and structure，were superior to ultra-high pressure combined with nitrogen and ultrahigh pressure combined with vacuum group，the total number of colonies was lower than the other two groups.Ultrahigh pressure combined with carbon dioxide could improve the quality of the storage of prefabricated lettuce and extend the shelf life of prefabricated lettuce.

prefabricated lettuce；high hydrostatic pressure（HHP）；controlled atmosphere storage；shelf life；quality

2016-08-31

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.11.045

國家“十二五”科技支撐計劃課題（2014BAD04B00）

歐雅文（1993—），女（漢），研究生，研究方向：食品工程。

*通信作者：張燕（1977—），女（漢），副教授，博士，研究方向：非熱加工技術理論與應用。