气体结合高静压对预制莴笋货架期品质的影响

欧雅文，刘琪，周兵，胡小松，张燕

（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）

气体结合高静压对预制莴笋货架期品质的影响

欧雅文，刘琪，周兵，胡小松，张燕*

（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）

为了方便莴笋在人们日常生活中的摄入，满足人们对预制产品营养与品质的需求，采用高静压（High Hydrostatic Pressure，HHP，500 MPa，5 min）分别结合二氧化碳、氮气，以及抽真空体系处理新鲜莴笋，研究莴笋贮藏期间叶绿素含量、色泽、质构和微生物的变化。新鲜莴笋切丝烫漂30 s后称量包装热封，气体结合高静压处理后于4℃冷库中贮藏。结果表明：二氧化碳结合高静压处理后的鲜切莴笋货架期长达35 d，且叶绿素含量，色差CIE-L*a*b*值，质构，均优于氮气结合高静压组和真空结合高静压组，菌落总数低于其他两组。二氧化碳结合高静压能提高预制莴笋的贮藏品质并有效延长预制莴笋的货架期。

预制莴笋；高静压；气调贮藏；货架期；品质

随着现代生活节奏的加快，能够节约时间的鲜切蔬菜成为人们关注的一个热点，对于这类产品的色、香、味、形，营养以及安全性的要求也在不断提高。研究发现因为蔬菜的营养价值高，当日常饮食中含有较高比例的蔬菜时，能够显著降低慢性疾病的发病率[1-2]。莴笋作为人们日常食用量最大的蔬菜之一，含有极高的营养价值，其抗氧化能力，矿物质含量均高于同类蔬菜[3]，但鲜切预制后极易失水，纤维木质化，褐变，严重影响莴笋的食用品质和远距离贮运销售[4]。而且，将莴笋鲜切破坏了细胞完整的组织结构，导致一系列生理生化反应加剧，品质劣变，货架期短。因此，对新鲜莴笋采用一定的保鲜技术处理，对于扩大莴笋销售量，提高经济效益，延长产品货架期具有重要意义[5]。

高静压技术（High Hydrostatic Pressure，简称HHP）作为目前最为成熟的非热加工技术之一，它是指在封闭环境中用100 MPa以上的压力处理食品进行食品生产的高新技术[6]，与传统热杀菌技术相比有显著的优点，它可以极大程度的保存果蔬的营养成分，风味物质，降低微生物数量，延长产品的货架期[7]。近年来，HHP技术在美国、日本、德国等国家得到了稳定的发展[8]，早已普遍应用于各类产品的HHP技术在我国仍然是一个新兴领域[9]。且高静压技术用于食品研究的主要目的是杀灭食物中的特定菌[10-12]，对常规的货架期微生物的控制依然困难，且当压力超过600 MPa时，会对产品的营养、色泽等品质造成不可逆的影响[13]，具有一定的局限性。

因此为了更好的探索高静压技术在预制蔬菜中的应用，突破预制蔬菜品质货架期处理技术的局限性，最大程度降低高静压技术对预制蔬菜食用品质的影响，本试验采用气体结合高静压这样一种新结合技术处理预制莴笋，通过研究预制莴笋贮藏期间叶绿素含量，色差CIE-L*a*b*值，质构和微生物的变化，为预制蔬菜的保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜莴笋（asparagus lettuce）：中国农业大学家属区农贸市场，于4℃冷库贮存，24 h内进行试验处理；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。

1.2 仪器与设备

HHP-700-6型高静压处理装置：包头科发新型高技术食品机械有限责任公司；Hunterlab Colourquest XE型全能色差仪：美国HunterLab公司；TA-XT2i型质地分析仪：英国SMS公司；UV-1800型紫外可见光分光光度计：日本岛津公司；MF-400型真空封口机：广州鸿亿机电设备制造有限公司；JYL-610型九阳打浆机：九阳股份有限公司；DT-6D型气调包装机：温州市大江真空包装机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料处理方法

新鲜莴笋去皮，洗净切丝，80℃热烫30 s，冷却沥干后于无菌房中称量，100 g/盒，分别用充氮气，充二氧化碳，抽真空包装热封，之后采用高静压处理，处理后的样品于4℃的冷库中贮藏，每隔7天取样，测量相应指标。

高静压处理参数：室温（25℃）下采用压力500MPa，保压时间5 min。

1.3.2 理化指标测定方法

1.3.2.1 微生物检测

对于TAB的检测根据GB 4789.2-2010《食品安全国家标准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。TAB培养基选用平板计数琼脂。将试验样品用0.85%的生理盐水以10倍递增梯度稀释法稀释到适宜的稀释度，在每个平板中加入1 mL的稀释液和10 mL～15 mL的培养基溶液，放入37℃培养箱进行培养。为保证试验数据准确性，所得试验结果均为3个平行，3组重复数据平均所得。

1.3.2.2 CIE-L*b*颜色的测定

称取10 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-L*b*颜色参数L*（亮度值）和b*（黄-蓝值）。L*值对应着样品的亮度或白度，其范围在0～100之间，L*值越大代表白度越高；b*值则是表征黄和蓝的指标，b*值为正则颜色偏黄，b*值为负则颜色偏蓝。

1.3.2.3 质构的测定

将莴笋丝放在TPA/P50探头下进行质构检测。条件为：测前速度2 mm/s，测试速度1 mm/s，测后速度2 mm/s，压缩程度30%，停留时间3 s，数据采集速率400 pps，触发值 5 g。

1.3.2.4 叶绿素含量的测定

参照张雅婕的方法[14]并做修改。称取样品2 g，置于研钵中，加入2 mL 80%丙酮（体积分数）和少量CaCO3进行研磨，直至组织中绿色完全被提取，用80%（体积分数）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 nm，663 nm处测吸光度值OD，以80%（体积分数）丙酮为对照。叶绿素含量计算公式如下：

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为645 nm下的OD值；A663为663 nm下的OD值；Ca为叶绿素a浓度；Cb为叶绿素b浓度；C为总叶绿素浓度。

1.4 数据统计分析

试验进行3次处理，所得数据采用软件Origin 8.1（MicrocalSoftware，Inc.，NorthamptonUSA）进行单因素方差分析（OnewayANOVA）并制图，显著水平为0.05，结果以3次重复试验所得数据的平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 预制莴笋贮藏期间微生物数量的变化

由于不结合温度，高静压处理不能够有效的杀灭微生物孢子，所以经高静压处理后的莴笋，本试验置于4℃的冷库中进行冷藏，每7天检测一次微生物数量的变化。图1表示了莴笋在贮藏期内菌落总数的变化。

图1 莴笋贮藏期间菌落总数的变化Fig.1 The total number of colonies changes during storage lettuce

整体来看，气体结合高静压处理后的预制莴笋贮藏期间的菌落总数均有所增加。但CO2-HHP处理的莴笋尽管前期菌落总数基数大，但上升趋势较其他两组缓慢，有显著性差异（P＜0.05），第35天增至4个对数，超出食品安全范围。N2-HHP和真空-HHP处理后的莴笋在第21天分别增至4.5和4.3个对数，超出食品安全范围。研究说明CO2-HHP能有效的延缓微生物增长速率，其原因可能由于CO2高静压作用下迅速溶于水中形成碳酸，造成酸性环境，在低pH值环境下，不耐酸微生物生长受到抑制，因此CO2-HHP莴笋货架期较长。

2.2 预制莴笋贮藏期间色差CIE-L*b*值的变化

L*值对应着样品的亮度或白度，其范围在0～100之间，L*值越大代表白度越高。b*值是表征黄和蓝的指标，b*值为正则颜色偏黄，b*值为负则颜色偏蓝。贮藏期间预制莴笋色差L*和b*值的变化如表1、表2所示。

表1 贮藏期间预制莴笋色差L*值的变化Table 1 Change of the color value L*of prefabricated lettuce during storage

表2 贮藏期间预制莴笋色差b*值的变化Table 2 Change of the color value b*of prefabricated lettuce during storage

表1中显示，贮藏期间N2-HHP和真空HHP莴笋的L*值均表现出先下降后上升的趋势，且N2-HHP处理后的莴笋最终L*值为34.2，超过初始值33.5。而CO2-HHP的莴笋贮藏期间亮度变化与其余两组有显著不同（P＜0.05），L*值呈直线下降趋势，0 d～14 d 内 L*值从36.7下降到33.6，14 d～35 d内下降趋于平缓。

L*值的上升，是高静压作用下莴笋组织结构和基础物质变化，形成透明凝胶状结构[15]，从而保持了莴笋较高的亮度，且在平衡时达到最大值。由于各处理方式不同，对莴笋组织结构的影响不同，到达平衡点的时间不同，因此变化趋势表现出不同的差异性。

从表2中看出，贮藏期间CO2-HHP的莴笋色差b*值整体下降显著慢于N2-HHP和真空-HHP，可能是CO2在高静压作用下造成的酸性环境，叶绿素易脱镁形成脱镁叶绿素，颜色变黄[16]，且较能稳定的保持。真空-HHP 的 b*值在 0 d～7 d内下降明显（P＜0.05），从4.88下降到1.73，而N2-HHP在整个贮藏期间内色差b*值的下降无明显差异（P＞0.05），此结果与郑倩[17]研究发现一致，经过400 MPa和600 MPa HHP处理，菠菜浆的b*值与对照相比基本无显著变化。

2.3 预制莴笋贮藏期间质构第一循环硬度的变化

固体果蔬制品，以硬度作为测量指标。预制莴笋在贮藏期间硬度变化如图2所示。

如图2结果所示，CO2-HHP和N2-HHP的莴笋在贮藏期间硬度的变化呈现出相同的趋势，无明显差异（P＞0.05）。而真空-HHP的莴笋0 d～7 d内硬度下降后一直上升后达到最大值9 250 N。

研究中，气体结合高静压处理后的莴笋，前期硬度的下降，是由于高静压500 MPa处理后，莴笋细胞结构完整性消失，引起硬度下降，但根据相关文献报道，卸压后的细胞能够在一定时间内恢复其细胞结构的完整性[18]。所以硬度在处理后的0 d～7 d内下降，是由于莴笋细胞形态未能完全恢复，处于施压后的细胞完整性消失阶段，硬度下降。但后期贮藏中，莴笋细胞形态逐渐恢复，硬度缓慢上升。且CO2-HHP和N2-HHP都是气调处理组，高静压对气体的影响，以及气体对细胞结构的影响，使得这两组硬度的变化呈现相同的趋势，无显著性差异（P＞0.05）。

图2 莴笋贮藏期间第一循环硬度的变化Fig.2 Changes during the first cycle of lettuce storage textural hardness

2.4 预制莴笋贮藏期间叶绿素含量的变化

蔬菜的绿色来自于叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b，构成总叶绿素。莴笋中含有的叶绿素，在加工过程中易发生降解，导致莴笋的色泽呈现黄褐色，严重影响产品的感官品质[19]，因此本研究跟踪了气体结合压力加工预制莴笋叶绿素含量的变化，结果见图3～图5。

图3 莴笋贮藏期间总叶绿素含量的变化Fig.3 Changes in total chlorophyll conten of lettuce

图4 莴笋贮藏期间叶绿素a含量的变化Fig.4 Changes in chlorophyll conten of lettuce during storage

图5 莴笋贮藏期间叶绿素b含量的变化Fig.5 Changes in chlorophyll b content in lettuce

由图3、图5看出，贮藏期间内莴笋的总叶绿素含量和叶绿素b含量变化呈现相同趋势，0 d～7 d内直线下降，之后呈缓慢下降水平。结合图4和图5看出，气体结合高静压处理后的莴笋叶绿素b含量前期下降速度显著大于叶绿素a含量（P＜0.05），随着贮藏时间的延长，叶绿素b下降趋于缓慢，最终含量均高于叶绿素a含量，其中CO2-HHP叶绿素b最终含量大于1 mg/100 g，说明叶绿素b分子表现出更好的稳定性。此结果与Van Loey[20]在西兰花汁中、Schwartz等[21]在菠菜中以及Koca[22]在豌豆中的试验结果一致。

图4，在叶绿素a含量变化中，CO2-HHP莴笋显著优于 N2-HHP和真空-HHP（P＜0.05）。尽管CO2-HHP的叶绿素a含量初始值低于N2-HHP和真空-HHP，但后期贮藏期间，叶绿素a含量下降缓慢，最终保存量接近50%。而N2-HHP和真空-HHP在0 d～7 d内，叶绿素a含量分别下降了47%和72%，后期的叶绿素a含量也较低。表明CO2-HHP能够有效的延缓叶绿素的降解。

CO2-HHP的莴笋表现出与其他两组的显著性差异（P＜0.05）是由于CO2气体能够有效地抑制莴笋的褐变，改变其呼吸活力，从而延缓其衰老[23]，更好地维持莴笋贮藏期间的色泽。

3 结论

气体结合高静压处理预制莴笋的叶绿素含量，色差CIE-L*b*值，质构和微生物指标均有显著的改变。其中CO2-HHP的预制莴笋能更有效的保持莴笋的贮藏品质，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量较N2-HHP和真空-HHP均下降缓慢，且叶绿素a的保存量高达50%。CO2-HHP预制莴笋的b*值，L*值也高于其他两组，颜色呈现出明亮的黄色。作为莴笋质构评价指标的硬度，气体结合高静压的3个处理组中，CO2-HHP的莴笋硬度显著优于其余两组。从微生物角度来看，CO2-HHP的莴笋微生物数量上升趋势缓慢，样品贮藏期最长，达到35 d。

本研究通过将气体结合高静压新兴技术处理预制莴笋，证明CO2-HHP处理预制莴笋能有效降低莴笋微生物数量且最大程度的保护莴笋颜色，硬度等品质的下降，并有效延长产品的货架期。此方法可以为今后预制莴笋的贮藏保鲜研究提供参考依据。

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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

国家“十二五”科技支撑计划课题（2014BAD04B00）

欧雅文（1993—），女（汉），研究生，研究方向：食品工程。

*通信作者：张燕（1977—），女（汉），副教授，博士，研究方向：非热加工技术理论与应用。