微波殺菌及包裝材料的微波穿透性對濕豆皮保鮮品質的影響

駱佳，段志蓉，程玉嬌，周俞含，舒麗潔，廖雯，張敏

微波殺菌及包裝材料的微波穿透性對濕豆皮保鮮品質的影響

駱佳1，段志蓉1，程玉嬌2，周俞含1，舒麗潔1，廖雯1，張敏1

（1.西南大學 食品科學學院，重慶 400715；2.西南大學柑桔研究所，重慶 400712）

探究不同包裝材料結合微波殺菌對濕豆皮保鮮效果的影響，為濕豆皮提供新的保鮮方案。將濕豆皮分別裝入OPP/PE和PET/PE/CPP材料的包裝袋中，經密封后進行微波殺菌處理，測定其貯藏期間的指標。經微波處理后，濕豆皮在OPP/PE中的表面溫度比在PET/PE/CPP中高8 ℃，菌落總數少0.66 lg(CFU/g)，說明微波更易穿透OPP/PE材料，更能有效延緩長期貯藏中因微生物活動造成的氧氣含量下降和二氧化碳上升，延緩濕豆皮的pH值、水分含量和拉伸性的下降，抑制其TVB-N含量的上升，從而抑制組織結構的破壞，減緩脂質酸敗的速率，還可減小色差的變化幅度，維持更高的感官評價得分。采用微波處理能夠有效延長濕豆皮的保鮮期，OPP/PE和PET/PE/CPP材料組濕豆皮的保鮮期分別延長了15、12 d左右，且對不同材料包裝的濕豆皮品質的影響差異顯著。采用微波穿透性更好的包裝材料，其微波作用強度更大，殺菌效果更明顯，保鮮效果更好。

濕豆皮；保鮮；微波殺菌；包裝材料；微波穿透性

濕豆皮營養豐富、色澤金黃、口感獨特，且其豆香味濃郁，是深受消費者喜愛的豆制品。由于濕豆皮在常溫下1～2 d內就會出現失水、腐敗、油脂氧化、褐變等品質劣變問題[1]，其貨架期較短，作為一種特色農副產品，無法打開其外銷渠道，限制了其銷售半徑，因此研究濕豆皮保鮮技術具有重要意義。

目前，對于豆制品保鮮，國內外常采用的殺菌技術為輻照殺菌、高壓殺菌、脈沖電場殺菌和水浴殺菌等[2]。微波殺菌作為新興技術，具有諸多優點，微波殺菌對技術和設備的要求較低，在殺菌過程中可直接作用于食品，更節能環保[3]。微波殺菌利用熱效應和非熱效應可以在極短時間內以較低溫度達到殺菌目的，同時低溫也可保持食品本身的營養物質和特色風味[4]。此外，在含水量較高的產品中，微波能量主要被水吸收，水在電場中從無序旋轉變為有序旋轉，在此過程中氫鍵會斷裂產熱[5]。濕豆皮的含水量較高，采用微波可以達到高效殺菌效果。雖然食品在微波中會產生不均勻加熱現象[6]，但是針對濕豆皮這類成分均勻、厚薄基本一致的產品，能夠很好地規避這一缺陷。從市場應用前景來看，家用微波爐更貼近手工作坊及加工門店的應用場景，其設備簡單、價格低廉，研究家用微波爐的微波殺菌技術有助于小商戶實現電商遠距離快遞銷售，擴大銷售半徑，增加收入。

在微波爐中常用的包裝材料為玻璃、塑料、紙等，其中塑料的應用范圍最廣。聚丙烯（Polypropylene，PP）和結晶化聚酯（Polyethylene Terephthalate，PET）比較穩定，常用于微波食品包裝[7]。為了適應微波殺菌處理的工藝要求，食品包裝材料必須具有良好的微波穿透性，微波才能穿透包裝材料到達食品內部發生作用[8]。目前，關于微波殺菌機理和殺菌效果的研究頗多，但針對包裝材料的微波穿透性對食品品質影響的研究十分匱乏，同時微波殺菌技術在豆制品的應用也鮮有報道，因此研究微波對不同包裝材料的穿透性及對濕豆皮殺菌保鮮效果的影響具有十分重要的意義。這里將濕豆皮分別裝入OPP/PE和PET/PE/CPP 2種不同阻隔性的塑料復合包裝袋中，并進行微波殺菌處理，探究微波對不同包裝材料的穿透性及濕豆皮保鮮效果的影響，旨在為濕豆皮保鮮提供新的殺菌及包裝方案。

1 實驗

1.1 材料

主要材料：新鮮濕豆皮，重慶天潤食品開發有限公司，當天制作，并送達實驗室；聚酯/聚乙烯/流延聚丙烯（PET 12 μm/PE 15 μm/CPP 30 μm）包裝袋，透氧率為116 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，透濕率為16 g/(m2·d)，重慶頂正包材有限公司；拉伸聚丙烯/聚乙烯（OPP 19 μm/PE 30 μm）包裝袋，透氧率為919.5 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，透濕率為18 g/(m2·d)，重慶頂正包材有限公司。

1.2 儀器與設備

主要儀器與設備：KD23B-DA微波爐，廣州美的電器制造有限公司；HHWS-???-300恒溫恒濕培養箱，上海躍進公司；ΜltraScan? PRO色度儀，上海一恒公司；L5S紫外可見分光光度計，上海儀電公司；CheckMate3頂空氣體分析儀，寧波新芝公司；pH計，上海精密科技有限責任公司；自動薄膜封口機、紅外測溫儀，浙江鼎業公司；TA-XT plus物性測定儀，英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品準備

在桌上式潔凈工作臺上將濕豆皮進行無菌分裝，分為以下4個處理組：PET/PE/CPP對照組，將濕豆皮平鋪裝入PET/PE/CPP包裝袋后，壓平封口；PET/PE/CPP微波處理組，將濕豆皮平鋪裝入PET/PE/CPP包裝袋后，壓平封口，再進行微波殺菌，功率為300 W，時間為10 s；OPP/PE對照組，將濕豆皮平鋪裝入OPP/PE包裝袋后，壓平封口；OPP/PE微波處理組，將濕豆皮平鋪裝入OPP/PE包裝袋后，壓平封口，再進行微波殺菌，功率為300 W，時間為10 s。每袋裝入（25±5）g濕豆皮，將所有樣品經處理后，待其冷卻至室溫后，置于4 ℃冷鮮柜里進行低溫貯藏，每3 d從各組隨機取樣3袋，檢測其各項指標，試驗周期為15 d。

1.3.2 微波處理樣品后表面溫度的測定

采用紅外測溫儀，在微波處理后測定樣品的表面溫度，每種材料測量3次，取其平均值。

1.3.3 菌落總數

按照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》測定樣品的菌落總數。

1.3.4 pH值

參考Huang等[9]的方法，取濕豆皮樣品10 g，加入90 mL蒸餾水，經勻漿過濾后，用pH計測定樣品的pH值。

1.3.5 水分含量

按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中的水分直接干燥法測定樣品的水分含量。

1.3.6 拉伸性

參考王睿智[10]的方法，使用TA-XT plus物性測定儀測定濕豆皮的拉伸性。測定參數設置及方法：測前速率為1 mm/s，測定速率為3 mm/s，測后速率為10 mm/s，拉伸距離為40 mm，觸發力為0.049 N。使用A/NPLT制備工具將濕豆皮剪切為環形后，將樣品套到A/SPR探頭上進行拉伸測試。

1.3.7 頂空氣體成分

使用頂空氣體分析儀檢測濕豆皮包裝內的氧氣和二氧化碳的濃度。

1.3.8 硫代巴比妥酸值

按照GB 5009.181—2016《食品安全國家標準食品中丙二醛的測定》中的分光光度法測定樣品的硫代巴比妥酸值。

1.3.9 揮發性鹽基氮含量

按照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準食品中揮發性鹽基氮的測定》中的自動凱氏定氮儀法測定樣品的揮發性鹽基氮含量。

1.3.10 色差

使用MltraScan?PRO色度儀測試濕豆皮的色差。

1.3.11 感官評價

參考王睿智[10]的方法，由經過培訓的5人在規定時間內根據感官評定標準，評定濕豆皮的色澤、異味、黏度、質地4個感官指標。感官指標評定標準如表1所示。

1.3.12 數據分析

采用SPSS軟件對試驗數據的差異性和相關性進行分析，并使用Origin 2018進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 微波處理后表面溫度的變化

在微波作用下，食品中的極性分子高速運動，所產生的熱量會使溫度升高[5]。測定了經微波處理后不同材料包裝的濕豆皮的表面溫度，如圖1所示。表面溫度不同可說明微波對不同包裝材料的穿透性存在差異。由圖1可知，采用OPP/PE材料包裝的濕豆皮經微波處理后，其表面溫度比PET/PE/CPP材料包裝濕豆皮的表面溫度高8 ℃左右。說明微波對不同包裝材料的穿透性存在差異，且對OPP/PE材料的穿透性高于PET/PE/CPP材料。

2.2 菌落總數的變化

微波處理及不同包裝材料對濕豆皮菌落總數的影響如圖2所示。由于OPP/PE材料的透氧量比PET/PE/CPP的透氧量大，較好的透氧性會促使微生物生長繁殖[11]，導致貯藏過程中OPP/PE對照組樣品的菌落總數比PET/PE/CPP對照組的多。經同樣的微波處理后，OPP/PE微波處理組樣品的菌落總數反而比PET/PE/CPP微波處理組的低，且在貯藏過程中始終明顯低于后者（<0.01）。說明相較于PET/PE/CPP材料，微波能更好地穿透OPP/PE材料并作用于濕豆皮，其殺菌效果更好，初始帶菌量更少，彌補了透氧性的不足，維持了貯藏過程中的低菌落水平。

2.3 pH值的變化

微波處理及不同包裝材料對濕豆皮pH值的影響如圖3所示。在處理結束時，PET/PE/CPP、OPP/PE微波處理組的pH值與對照組相比變化不明顯，說明微波處理對濕豆皮pH值的影響較小。之后，各處理組樣品的pH值隨著貯藏時間的延長不斷下降，其中OPP/PE對照組樣品的pH值在第3天時的下降幅度最大，后趨于平緩。這是由于OPP/PE對照組未進行微波殺菌處理，且OPP/PE材料的透氧性較大，進一步促進了微生物繁殖分解碳水化合物，導致pH值下降。第3天后，濕豆皮內的碳水化合物逐漸減少，導致pH的下降幅度開始減緩[12]。OPP/PE微波處理組樣品的pH值在貯藏期間均顯著高于其他處理組（<0.05），這主要與OPP/PE微波處理組樣品的菌落總數相對較少有關，同時也說明初始帶菌量小對維持濕豆皮的pH值有著顯著效果。

表1 感官評定標準

Tab.1 Standard of sensory evaluation

圖1 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮表面溫度的影響

圖2 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮菌落總數的影響

2.4 水分含量的變化

濕豆皮的水分含量會對其組織結構、微生物生長、色澤等多方面產生顯著影響。微波處理及不同包裝材料對濕豆皮水分含量（用質量分數表示）的影響如圖4所示，在處理結束時，各微波處理組樣品的水分含量顯著低于對照組（<0.05）。這是由于對于濕豆皮這種含水量較高的食品，微波主要作用于水，水作為極性分子在電場中從無序旋轉變為有序狀態，在此過程中氫鍵斷裂產熱，使濕豆皮的溫度在迅速上升的同時也促使其水分蒸發[5]。其中，OPP/PE微波處理組樣品的水分含量極顯著低于PET/PE/CPP微波處理組（<0.01），充分說明OPP/PE材料的微波穿透性比PET/PE/CPP材料大。在貯藏過程中，PET/PE/CPP、OPP/PE微波處理組與對照組相比，微波處理組樣品的水分含量流失速率均小于對照組。這是由于經微波處理后，微生物數量相對較少，初始帶菌量較低，減緩了濕豆皮中蛋白質持水力的下降[13]。說明雖然微波處理剛開始會減少濕豆皮的水分含量，但在長期貯藏中能有效延緩濕豆皮水分含量的下降。

圖3 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮 pH值的影響

圖4 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮水分含量的影響

2.5 拉伸性的變化

微波處理及不同包裝材料對濕豆皮拉伸性的影響如圖5所示。在處理結束時，各微波處理組樣品的拉伸性極顯著大于對照組（<0.01）。這主要與微波處理引起濕豆皮水分流失和蛋白質交聯有關，并且OPP/PE微波處理組樣品的拉伸性極顯著高于PET/PE/CPP微波處理組（<0.01），說明OPP/PE材料的微波穿透性強于PET/PE/CPP材料，微波導致濕豆皮蛋白質交聯和水分流失的程度較大。各處理組樣品的拉伸性隨著貯藏時間的延長，呈先上升后下降的趨勢。這是因為在貯藏前期微生物的數量相對較少，拉伸性主要受到濕豆皮水分流失的影響而增大[14]。

圖5 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮拉伸力的影響

2.6 頂空氣體成分的變化

微波處理及不同材料對濕豆皮頂空氣體成分的影響如圖6所示。通過對比使用PET/PE/CPP材料的2組樣品的O2和CO2含量變化情況可知，PET/PE/CPP微波處理組樣品的O2含量的下降速率和CO2的上升速率均較緩慢，但差異不大，說明使用PET/PE/CPP材料的微波殺菌效果不佳。OPP/PE對照組樣品的頂空氣體成分與OPP/PE微波處理組樣品的頂空氣體成分在貯藏后期差異極顯著（<0.01），說明使用OPP/PE材料的微波殺菌效果顯著。

2.7 硫代巴比妥酸值的變化

濕豆皮的脂質酸敗除了與包裝內氧氣含量、微生物等密切相關外，微波處理也會促進濕豆皮的脂質氧化[15]。由圖7所示，在處理結束時，PET/PE/CPP、OPP/PE微波處理組樣品的硫代巴比妥酸（TBA）值顯著大于其他組（<0.05），一方面是由于經微波處理后濕豆皮的溫度上升，促使濕豆皮發生了脂質氧化[16]；另一方面是由于微波本身也會促進濕豆皮的脂質氧化[17]。各處理組樣品的TBA值隨著貯藏時間的延長呈現不同程度的上升，其中PET/PE/CPP、OPP/PE對照組樣品的TBA值上升速率相對較快，尤其是OPP/PE對照組。這主要是由于各對照組樣品的菌落總數相對較高，且OPP/PE材料的透氧性較大，致使微生物活動頻繁。在貯藏過程中，PET/PE/CPP、OPP/PE微波處理組樣品的TBA值上升速率相對緩慢。尤其是OPP/PE微波處理組，其TBA值在第15天時低于其他處理組，且極顯著低于OPP/PE對照組（<0.01）。這主要是由于OPP/PE微波處理組的殺菌效果較好，能夠有效減緩濕豆皮的脂質酸敗[18]。同時說明微波處理雖然會促進脂質氧化，但從長遠來看卻能減緩濕豆皮的脂質酸敗，所以微波處理在減緩濕豆皮脂質酸敗上具有積極作用。

圖6 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮頂空氣體成分的影響

圖7 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮硫代巴比妥酸的影響

2.8 揮發性鹽基氮含量的變化

濕豆皮的揮發性鹽基氮（TVB-N）含量主要與微生物分解蛋白質有關，可以通過TVB-N含量表征微生物分解活動的活躍程度，判定微波處理的殺菌效果[19]。微波處理及不同包裝材料對濕豆皮的影響情況如圖8所示。在處理結束時，各組濕豆皮的TVB-N含量組間差異不明顯，說明微波處理無明顯影響。各處理組樣品的TVB-N含量隨著貯藏時間的延長不斷上升，其中PET/PE/CPP材料組在第6天之前的組間差異不顯著（>0.05），直至第9天時PET/PE/CPP微波處理組樣品的TVB-N含量才顯著小于PET/PE/CPP對照組（<0.05），由此說明微波對PET/PE/CPP材料的穿透性較小，對濕豆皮的殺菌效果不明顯。通過對比同樣使用OPP/PE材料的2組樣品可知，OPP/PE微波處理組樣品的TVB-N含量上升趨勢較緩慢，在整個濕豆皮貯藏期間極顯著低于OPP/PE對照組（<0.01），且在貯藏后期顯著低于PET/PE/CPP材料的2組（<0.05），由此說明微波對OPP/PE材料的穿透性較好，對濕豆皮的殺菌效果顯著。

圖8 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮揮發性鹽基氮含量的影響

2.9 色差的變化

隨著貯藏時間的延長，濕豆皮的色澤會加深且變得灰暗，這與濕豆皮的水分含量、微生物、脂質氧化等密切關系。如圖9所示，隨著濕豆皮貯藏時間的延長，其*呈逐漸下降的趨勢，*略微上升。在處理結束時，PET/PE/CPP、OPP/PE微波處理組樣品的*不同程度地下降，*不同程度地上升。這主要是由于微波處理促使濕豆皮水分流失，脂質氧化后會產生一些深色物質，導致濕豆皮的亮度下降、黃度上升，且OPP/PE微波處理組樣品的色差變化更明顯。在貯藏后期，微波處理組樣品的色差變化相對減緩，這主要是由于濕豆皮中的腐敗微生物在貯藏期間會分泌一些橙色色素[20]，而微波處理在一定程度上減少了微生物的數量。使用OPP/PE材料的2組樣品的*在第15天時差異極顯著（<0.01），說明雖然OPP/PE材料的透氧性較大，但是通過殺菌處理降低了濕豆皮的初始菌落總數，在長期貯藏中可以有效保持濕豆皮的色差。

圖9 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮色差的影響

2.10 感官評分的變化

微波處理及不同包裝材料對濕豆皮感官評分的影響如圖10所示。在處理結束時，微波處理組樣品的感官評分與對照組相比略有下降，這可能是由于微波處理促使濕豆皮脂質氧化，使得樣品的色澤略有加深[21]，但差異不顯著，說明微波處理對濕豆皮感官品質的影響不大，微波殺菌技術作為濕豆皮的殺菌技術是可行的。根據感官評定標準，當感官評分低于5分后則失去商品性，故PET/PE/CPP微波處理能將樣品的保質期延長至12 d左右。OPP/PE微波處理組樣品的感官評分始終維持在較高水平，其下降主要與濕豆皮的色澤加深有關，較少受到氣味、質地等的影響，能延長保質期至15 d左右。說明微波穿透性和初始帶菌量對濕豆皮的感官品質有著極其重要的影響，微波穿透性越大，初始帶菌量越小，濕豆皮的保質期越長。

圖10 微波處理及不同包裝材料對濕豆皮感官評分的影響

3 結語

微波處理能夠有效延長濕豆皮的保質期，且對不同包裝材料的濕豆皮品質的影響差異顯著。在相同的微波功率及時間作用下，OPP/PE組樣品的表面溫度比PET/PE/CPP組的表面溫度高，其菌落總數更少。說明微波更易穿透OPP/PE包裝材料，微波強度更大，殺菌效果更明顯，能更有效地減緩pH值的下降，以及頂空氣體中氧氣含量的下降和二氧化碳的上升，在長期貯藏中能更有效地延緩樣品水分含量和拉伸性的下降及TVB-N含量的上升，抑制組織結構被破壞，減緩脂質酸敗的速率，減小色差的變化幅度，在貯藏期間維持樣品更高的感官評價得分。此外，OPP/PE材料的成本更低，采用簡單、低價的普通家用真空包裝機及家用微波爐，即可實現延長樣品保鮮期的目標，大大降低了成本，并提高了可操作性，有助于小商戶實現電商遠距離快遞銷售，擴大了銷售半徑，增加了自身收入。

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Effect of Microwave Sterilization and Microwave Penetrability of Packaging Materials on the Preservation Quality of Thin Sheets of Wet Bean Curd

LUO Jia1, DUAN Zhi-rong1, CHENG Yu-jiao2, ZHOU Yu-han1, SHU Li-jie1, LIAO Wen1, ZHANG Min1

(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Citrus Research Institute, Southwest University, Chongqing 400712, China)

The work aims to explore the effect of different packaging materials combined with microwave sterilization on the thin sheets of wet bean curd (TWB), and provide a new preservation scheme for TWB. TWB was put into OPP/PE and PET/PE/CPP bags respectively, sealed and sterilized by microwave, and then the indexes during storage were determined.After microwave treatment, the surface temperature of OPP/PE was 8 ℃ higher than that of PET/PE/CPP, and the total number of bacterial colonies was 0.66 lg(CFU/g) lower, indicating that microwave was easier to penetrate the OPP/PE material, and could more effectively delay the decline of oxygen content in the headspace and the rise of carbon dioxide caused by microbial activities in TWB during long-term storage and delay the decline of pH value, water content, tensile strength and the rise of TVB-N content, thus inhibiting the destruction of tissue structure and slowing down the rate of lipid rancidity. It could also reduce the change of color difference and maintain a higher sensory evaluation score. Microwave treatment can effectively extend the preservation period and make OPP/PE and PET/PE/CPP material groups extend for about 15 and 12 days respectively and has significant effects on the quality of TWB packaged with different materials. Packaging materials with high microwave penetrability have higher microwave action intensity, more obvious sterilization effect and better preservation effect.

thin sheets of wet bean curd; preservation; microwave sterilization; packaging materials; microwave penetrability

TS206.4

A

1001-3563(2023)15-0060-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.15.009

2023?01?21

國家自然科學基金青年科學基金（32101891）

駱佳（1999—），女，碩士生，主攻食品貯運保鮮技術。

張敏（1975—），男，副教授，主要研究方向為食品的貯運保鮮及快遞包裝技術。

責任編輯：彭颋