超高壓處理對(duì)泡豇豆殺菌效果的影響

趙 冬，蒲 彪，黎雪梅，陳安均，胡凱寧，曾悅予

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安 625014)

超高壓處理對(duì)泡豇豆殺菌效果的影響

趙 冬，蒲 彪*，黎雪梅，陳安均，胡凱寧，曾悅予

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川雅安 625014)

為了探求超高壓殺菌在四川泡菜工業(yè)中的應(yīng)用，提高其微生物安全，以泡豇豆為供試材料，研究了泡豇豆含鹽量、處理壓力、處理時(shí)間對(duì)超高壓殺菌效果的影響，并考察了超高壓處理對(duì)泡豇豆保藏性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:含鹽量為4.2%的泡豇豆超高壓殺菌效果優(yōu)于含鹽量6.7%，超高壓技術(shù)更適用于低鹽泡菜的殺菌;壓力越大、處理時(shí)間越長(zhǎng)，微生物致死率越高，但壓力較時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響更大;對(duì)樣品分別采用300、400MPa處理30min，菌落總數(shù)降低的對(duì)數(shù)為5.45、5.52，且均無(wú)霉菌和酵母菌檢出;300～400MPa處理可以使大腸菌群數(shù)有效得到降低，且能有效提高泡豇豆的保藏性能。

超高壓，殺菌效果，泡豇豆，保藏性能

四川泡菜是我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜食品，因其口感獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富而深受大眾歡迎［1］。然而，因微生物等作用使四川泡菜產(chǎn)生過(guò)度酸化、變軟、腐敗等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)并大大縮短了貨架期。傳統(tǒng)的熱力殺菌可以有效解決這些問(wèn)題，但會(huì)破壞其風(fēng)味物質(zhì)并降低營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)［2］。超高壓技術(shù)(high hydrostatic pressure，HHP)是一種新型非熱力殺菌技術(shù)，以等靜壓作用于食品，影響微生物細(xì)胞膜、核酸及蛋白質(zhì)構(gòu)象，從而既能有效殺滅微生物及其孢子，又能很好地保持食品原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)［3－5］，對(duì)提高四川泡菜品質(zhì)有著重要意義。目前，HHP已應(yīng)用于韓國(guó)泡菜(Kimchi)［6］及歐洲泡菜(Sauerkraut)［7］的生產(chǎn)。泡豇豆是四川泡菜中的典型代表，本文主要研究了泡豇豆含鹽量、處理壓力和時(shí)間對(duì)HHP殺菌效果的影響，以及HHP處理對(duì)泡豇豆保藏性能的影響，對(duì)泡豇豆的生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

泡豇豆 采自四川省某食品有限公司，取自生產(chǎn)線上經(jīng)泡漬、切分但未經(jīng)拌料和未經(jīng)殺菌處理的泡豇豆，保存于0～2℃冰箱，備用;真空包裝袋(大小為8×12cm，厚度為130μm) 購(gòu)于成都永新塑料廠。

超高壓設(shè)備RL－003 溫州貝諾機(jī)械有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱DNP－9162 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;潔凈操作臺(tái)SW－CJ－IF 蘇凈安泰空氣技術(shù)有限公司;電熱蒸汽滅菌鍋YXQ.SG41.280 上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司;真空包裝機(jī)DZ－600/2SN

上海青葩食品包裝機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 無(wú)菌條件下稱(chēng)取25.0g泡豇豆于真空包裝袋中，在－0.1MPa下真空包裝，備用。

1.2.2 超高壓處理實(shí)驗(yàn) 以水為傳壓介質(zhì)，升壓速率為100MPa/min，卸壓時(shí)間為 1～2s。將含鹽量6.7%和4.2%的樣品置于超高壓容器，分別在100、200、300、400MPa下處理20min，測(cè)定菌落總數(shù)，以考察含鹽量對(duì)殺菌效果的影響。另外，對(duì)含鹽量為6.7%的樣品，在100、200、300和400MPa下，分別處理10、20、30、40min，測(cè)定菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌數(shù)，以考察處理壓力和時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響。

以未經(jīng)HHP處理樣(0.1MPa)為對(duì)照組，樣品(含鹽量為6.7%)分別在200、300、400MPa下處理10min，以考察HHP處理對(duì)泡豇豆中大腸菌群的影響。以上所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)三次。

1.2.3 保藏性實(shí)驗(yàn) 將不同壓力條件下(200、300和400MPa)處理20min后的泡豇豆(含鹽量為6.7%)，置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行恒溫保藏，保藏時(shí)間為240h，每隔24h觀察一次脹袋情況。以產(chǎn)生脹袋現(xiàn)象所需時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)衡量HHP處理對(duì)泡豇豆保藏性能的影響，以未處理樣(0.1MPa)作對(duì)照樣。

1.2.4 微生物數(shù)量的檢測(cè) 根據(jù)GB4789.2－2010檢測(cè)菌落總數(shù);根據(jù)GB4789.15－2010檢測(cè)霉菌及酵母菌;根據(jù)GB4789.3－2010檢測(cè)樣品中大腸菌群，采用MPN計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)。

1.2.5 殺菌效果評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)殺菌效果的評(píng)價(jià)用微生物致死率log10S來(lái)表示［8］，其表達(dá)式為:

式中:N0－超高壓處理前樣品中微生物數(shù)，CFU/g;N－超高壓處理后樣品中微生物數(shù)，CFU/g; lgS－處理前后微生物減少量的對(duì)數(shù)值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用 SPSS18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Microsoft Excel2010繪制圖表。

轟炸一結(jié)束，夏國(guó)忠就命令戰(zhàn)士們鉆出防空洞，準(zhǔn)備迎接鬼子的進(jìn)攻。等戰(zhàn)士們爬出洞來(lái)，站在陣地上一看，鬼子已經(jīng)快爬到半山腰了。原來(lái)，鬼子趁飛機(jī)轟炸的時(shí)候已經(jīng)出動(dòng)，正在向我軍陣地發(fā)起沖鋒。

2 結(jié)果與分析

2.1 含鹽量對(duì)HHP殺菌效果的影響

含鹽量是四川泡菜的重要理化品質(zhì)，同時(shí)也是影響HHP殺菌效果的重要因素。相同處理時(shí)間、不同處理壓力條件下，樣品B中微生物致死率均明顯高于樣品A(p＜0.05)，如:在400MPa壓力下處理20min，樣品A中微生物致死率lgS為3.63，而樣品B中的微生物致死率lgS為4.10，如圖1所示，這表明含鹽量越低，HHP殺菌效果越顯著。這是因?yàn)楹}量越高，水分活度(Aw)越低，而微生物在低Aw條件下，細(xì)胞質(zhì)表現(xiàn)為不可壓縮性，增加了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，因此耐壓性好，不易被殺死;而高Aw條件下，耐壓性較差［9－10］。因此，超高壓更適用于低鹽泡菜的殺菌。

2.2 處理壓力對(duì)HHP殺菌效果的影響

圖1 含鹽量對(duì)HHP處理泡豇豆中菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of salt concentration on inactivation of microorganisms in pickled cowpea treated by HHP

由圖2可知，微生物致死率(lgS)隨著壓力的增大而增高，且不同處理壓力對(duì)殺菌效果的影響差異顯著(p＜0.05)。另外，隨著壓力增加，微生物致死率呈現(xiàn)先緩慢增加，然后陡增，最后基本維持不變的趨勢(shì)。如當(dāng)處理時(shí)間為30min時(shí)，壓力從100MPa升至200MPa ，菌落總數(shù)降低的對(duì)數(shù)lgS從0.96升至1.87，變化不大;而壓力升至300MPa時(shí)，lgS陡增至5.45，當(dāng)達(dá)到400MPa時(shí)，lgS為5.52，基本維持不變。因?yàn)椴煌⑸镉胁煌瑝毫﹂撝担?dāng)超過(guò)一定壓力時(shí)，微生物就迅速被殺死，但壓力很大時(shí)，隨著壓力增加殺菌效果基本不變［11］。

霉菌與酵母菌是導(dǎo)致四川泡菜腐敗變質(zhì)的主要因素之一。壓力對(duì)霉菌和酵母菌的影響規(guī)律基本相似，壓力越大，殺菌效果越好。然而，霉菌和酵母菌對(duì)壓力較為敏感，如圖3可知，如當(dāng)處理時(shí)間為10min時(shí)，壓力從200MPa升至400MPa，致死率lgS從0.64增加至2.45。在處理時(shí)間為30min時(shí)，200MPa處理后lgS達(dá)到3.04，之后增大壓力至300、400MPa，無(wú)霉菌和酵母菌生長(zhǎng)(低于檢測(cè)限1 lg CFU/g)，這與其它蔬菜發(fā)酵制品的研究結(jié)果相似［12］。

圖2 處理壓力對(duì)泡豇豆中菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of treatment pressure on inactivation of microorganisms in pickled cowpea

圖3 處理壓力對(duì)泡豇豆中霉菌和酵母菌數(shù)的影響Fig.3 Effect of treatment pressure on inactivation of mold＆yeast in pickled cowpea

2.3 處理時(shí)間對(duì)HHP殺菌效果的影響

由圖4可知，當(dāng)壓力低于200MPa時(shí)，微生物致死率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)增加緩慢，時(shí)間對(duì)殺菌效果影響較小;而當(dāng)壓力大于300MPa時(shí)，微生物致死率隨時(shí)間延長(zhǎng)先陡增而后基本維持不變，時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響顯著(p＜0.05)。如當(dāng)在 100MPa和200MPa處理40min，菌落總數(shù)降低的對(duì)數(shù)lgS僅為1.40和2.20;而在300MPa和400MPa壓力下僅處理10min，lgS就分別達(dá)到了3.05和3.63，延長(zhǎng)時(shí)間至20min，lgS分別達(dá)到了5.15和5.37，但繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間至40min，致死率變化較小。

圖4 處理時(shí)間對(duì)泡豇豆中菌落總數(shù)的影響Fig.4 Effect of treatment time on inactivation of microorganisms in pickled cowpea

由圖5可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，HHP對(duì)霉菌和酵母菌致死效果良好。在100MPa下處理40min，lgS僅為1.65，而在 200MPa壓力下，處理時(shí)間由10min延長(zhǎng)至30min，lgS由1.23增加至3.04;300、400MPa壓力下分別處理30min，泡豇豆中均無(wú)霉菌和酵母菌檢出(低于檢測(cè)限1 lg CFU/g)。可見(jiàn)，300～400MPa處理較少時(shí)間就可以有效減少霉菌和酵母菌數(shù)，而200MPa則需要更長(zhǎng)時(shí)間。

圖5 處理時(shí)間對(duì)泡豇豆中霉菌和酵母菌數(shù)的影響Fig.5 Effect of treatment pressure on inactivation of mold＆yeast in pickled cowpea

2.4 HHP處理對(duì)泡豇豆中大腸菌群的影響

分別采用0.1、100、200、300、400MPa將泡豇豆置于超高壓容器處理10min，測(cè)定大腸菌群數(shù)，結(jié)果如表1所示。由表1可知，隨著壓力的增加，大腸菌群數(shù)越小;在200MPa及以下壓力處理10min大腸菌群數(shù)不滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)DB51/T975《四川泡菜》要求的低于30MPN/100g;當(dāng)處理壓力增加到300MPa時(shí)，大腸菌群數(shù)低于30MPN/100g，而在400MPa未檢出。大腸菌群屬革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌，革蘭氏陰性菌對(duì)壓力比革蘭氏陽(yáng)性菌更敏感，革蘭氏陰性菌一般在200～400MPa即被全部殺滅［13－14］?？梢?jiàn)，較低的壓力和時(shí)間即可有效殺滅泡豇豆中的大腸菌群，300MPa處理10min后可以使泡豇豆符合標(biāo)準(zhǔn)DB51/T975《四川泡菜》。

表1 HHP對(duì)泡豇豆大腸菌群的影響Table 1 Effects of HHP on Coliforms of Pickled Cowpea

2.5 HHP處理對(duì)泡豇豆保藏性能的影響

由表2可知，對(duì)照樣在恒溫37℃條件下保藏96h后發(fā)生輕微脹袋，之后脹袋更為嚴(yán)重;200MPa處理20min的樣品在經(jīng)144h保藏后出現(xiàn)輕微脹袋，之后脹袋更為嚴(yán)重;300MPa壓力下處理20min后的樣品經(jīng) 216h保藏出現(xiàn)輕微脹袋;而當(dāng)處理壓力在400MPa，處理樣在240h內(nèi)均未出現(xiàn)脹袋，可見(jiàn)，在400MPa壓力下處理20min，其具有良好的保藏性能。翟金亮等［15］研究結(jié)果顯示，300MPa處理10min可以有效防止軟包裝榨菜脹袋的發(fā)生。脹袋是泡菜在后續(xù)貯藏中因殘留微生物繼續(xù)作用而產(chǎn)生的常見(jiàn)現(xiàn)象，根據(jù)上述2.2～2.4結(jié)果，HHP對(duì)保藏性能與對(duì)微生物致死率的影響規(guī)律基本一致，良好殺菌效果是保證較高貯藏性能的關(guān)鍵，300～400MPa處理下可以有效提高泡豇豆保藏性能。

表2 HHP對(duì)泡豇豆貯藏性能的影響Table 2 Effect of HHP on storage performance of Pickled Cowpea

3 結(jié)論

3.1 泡豇豆中含鹽量對(duì)HHP殺菌效果有著重要影響，不同含鹽量的泡豇豆在同一壓力下處理相同時(shí)間后，含鹽量越低，殺菌效果越好。因此，HHP更適用于低鹽泡菜的殺菌。

3.2 壓力越大，殺菌效果越好，處理壓力較時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響大。300MPa與400MPa處理的殺菌效果無(wú)顯著差異，300、400MPa處理30min后，樣品中菌落數(shù)降低的對(duì)數(shù)分別為5.45、5.52，且均無(wú)霉菌和酵母菌檢出。

3.3 大腸菌群對(duì)壓力較為敏感，泡豇豆中大腸菌群在300MPa處理10min后低于30MPN/100g，符合標(biāo)準(zhǔn)DB51/T975《四川泡菜》，且400MPa處理下大腸菌群未檢出。經(jīng)過(guò)400MPa處理20min的泡豇豆在保藏240h后沒(méi)有發(fā)生脹袋現(xiàn)象，保藏性能良好。

［1］陳功.鹽漬蔬菜生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.

［2］李汴生，張微，梅燦輝.超高壓和熱滅菌對(duì)鮮榨菠蘿汁品質(zhì)影響的比較［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(1):359－364.

［3］Meyer R S，Cooper K L，Knorr D，et al.High－pressure sterilization of foods［J］.Food Technology，2000，54(11):67－72.

［4］Trujillo A J，Capellas M，Buffa M，et al.Application of high pressure treatment for cheese production［J］.Food Research International，2000，33(3－4):311－316.

［5］Hartmann C，Mathmann K，Delgado A.Mechanical stresses in cellular structures under high hydrostatic pressure［J］.Innovative Food Science＆Emerging Technologies，2006，7(1):1－12.

［6］Sohn K，Lee H.Effects of high pressure treatment on the quality and storage of kimchi［J］.International Journal of Food Science＆Technology，1998，33(4):359－365.

［7］Pe?as E，F(xiàn)rias J，Gomez R，et al.High hydrostatic pressure can improve the microbial quality of sauerkraut during storage［J］.Food Control，2010，21(4):524－528.

［8］姜斌，胡小松，廖小軍，等.超高壓對(duì)鮮榨果蔬汁的殺菌效果［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25(5):234－238.

［9］Vittadini E，Clubbs E，Shellhammer T H，et al.Effect of high pressure processing and addition of glycerol and salt on the properties of water in corn tortillas［J］.Journal of Cereal Science，2004，39(1):109－117.

［10］Moussa M，Perrier－Cornet J M，Gervais P.Synergistic and antagonistic effects of combined subzero temperature and high pressure on inactivation ofEscherichia coli.［J］.Applied and Environmental Microbiology，2006，72(1):150－156.

［11］Yaldagard M，Mortazavi S A，Tabatabaie F.The principles of ultra high pressure technology and itsapplication in food processing/preservation:A review of microbiological and quality aspects［J］.African Journal of Biotechnology，2008，7(16)，2739－2767.

［12］Kuribayashi T，Ohsawa K，Takanami S，et al.High pressure treatment for Nozawana－zuke(salted vegetables)preservation［J］.Progress in Biotechnology，1996，13:397－400.

［13］Ramaswamy H S，Zaman S U，Smith J P.High pressure destruction kinetics ofEscherichia coli(O157∶H7)and Listeria monocytogenes(Scott A)in a fish slurry［J］.Journal of Food Engineering，2008，87(1):99－106.

［14］Ramaswamy H S，Jin H，Zhu S.Effects of fat，casein and lactose on high－pressure destruction ofEscherichia coliK12 (ATCC－29055)in milk［J］.Food and Bioproducts Processing，2009，87(1):1－6.

［15］翟金亮，蘇平，那宇.軟包裝榨菜的超高壓殺菌工藝研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(1):80－83.

Effect of inactivation on microorganisms in pickled cowpea by high hydrostatic pressure

ZHAO Dong，PU Biao*，LI Xue－mei，CHEN An－jun，HU Kai－ning，ZENG Yue－yu (College of Food Science，Sichuan Agriculture University，Ya’an 625014，China)

The objective of this study was to explore the application of high hydrostatic pressure(HHP)sterilization in Sichuan pickled industry and to improve the microbial safety.The effect of different salt concentration in pickled cowpea，treatment pressure and treatment time on bactericidal effect of HHP were investigated，and the preserved performance of pickled cowpea treated by HHP was studied.The results showed that salt concentration of 4.2% was superior to salt concentration of 4.2%in pickled cowpea on bactericidal effect by HHP，so HHP was more suitable for picked cowpea with lower salt concentration.With the increase of treatment pressure and treatment time，the lethality for microorganisms raised gradually，but the pressure had more significant effect to mortality of microorganisms than treatment time.The reduced the amount of total plate counts were respectively 5.45，5.52，and the molds and yeasts wasn’t observed in samples treated by 300，400MPa for 30min.Treatment at level of 300～400MPa could effectively reduce the amount of coliforms and improve the preserved performance of pickled cowpea.

high hydrostatic pressure;bactericidal effect;pickled cowpea;preserved performance

TS255.54

A

1002－0306(2012)21－0078－04

2012－04－05 *通訊聯(lián)系人

趙冬(1986－)，男，碩士研究生，研究方向:食品微生物與發(fā)酵工程。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31171726);四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2010NZ0045)。