超高壓條件對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果的影響

孫兆遠(yuǎn)，侯會(huì)絨，陳曉東，王麗華（.江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，江蘇淮安3003；.淮安快鹿牛奶有限公司，江蘇淮安3003）

超高壓條件對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果的影響

孫兆遠(yuǎn)1，侯會(huì)絨1，陳曉東2，王麗華2
（1.江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，江蘇淮安223003；2.淮安快鹿牛奶有限公司，江蘇淮安223003）

摘要：以鄂蓮四號(hào)蓮藕為試材，采用超高壓技術(shù)對(duì)鮮切蓮藕進(jìn)行殺菌，探討了超高壓壓力、保壓時(shí)間、加壓溫度、溶液pH等因素對(duì)鮮切蓮藕中菌落總數(shù)和微生物殘活率的影響。通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)確定了超高壓殺菌最優(yōu)條件為：壓力400MPa、保壓時(shí)間25min、加壓溫度50℃、溶液pH 4.5，在此條件下，鮮切蓮藕中的菌落總數(shù)為60.3 cfu/g。

關(guān)鍵詞：鮮切蓮藕；超高壓；殺菌

鮮切果蔬制品是指新鮮的果蔬經(jīng)清洗、整修、去皮、切分、護(hù)色、包裝等處理，供消費(fèi)者立即食用或餐飲業(yè)使用的一種新式加工產(chǎn)品，因其自然、新鮮、衛(wèi)生和方便等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[1]。盡管傳統(tǒng)的高溫?zé)崃⒕绞郊夹g(shù)成熟，設(shè)備先進(jìn)，但長(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱，不可避免地對(duì)食品的風(fēng)味、色澤、質(zhì)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，而鮮切果蔬制品對(duì)感官性狀和質(zhì)構(gòu)特性的需求，決定了不能采用熱力殺菌技術(shù)進(jìn)行處理。超高壓（Ultra-high pressure processing，UHP）殺菌是指將密封于耐高壓彈性容器內(nèi)的食品置于以水或其他流體為傳壓介質(zhì)的壓力系統(tǒng)中，經(jīng)100MPa～1 000MPa高靜壓力處理，在較低溫度下達(dá)到殺菌、滅酶或改善食品功能特性等效果的食品加工方法[2]。不同于一般的熱殺菌方法，超高壓殺菌時(shí)壓力僅作用于對(duì)生物大分子立體結(jié)構(gòu)有貢獻(xiàn)的次級(jí)鍵（如氫鍵、離子鍵、疏水作用等非共價(jià)鍵），而對(duì)形成蛋白質(zhì)、淀粉等高分子物質(zhì)以及維生素、色素和風(fēng)味物質(zhì)等低分子物質(zhì)的共價(jià)鍵沒(méi)有破壞作用或只有輕微的影響[3-4]。該技術(shù)不但能引起食品原料及所含微生物主要酶系的失活，殺死病原微生物，延長(zhǎng)食品的貨架期，還能更好地保持食品原有的生物特性、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分，非常適合鮮切蓮藕制品的加工與生產(chǎn)。

超高壓對(duì)微生物的致死效應(yīng)不僅與壓力大小、保壓時(shí)間、加壓方式、協(xié)同溫度、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還受到微生物種類、食品組織狀態(tài)和組成成分等因素的影響[5]，為取得較好的殺菌效果，需根據(jù)不同的食品對(duì)象選擇不同的處理?xiàng)l件。雖然近年來(lái)有關(guān)超高壓對(duì)肉制品、乳制品、果蔬汁制品、水產(chǎn)品殺菌效果和品質(zhì)影響的研究報(bào)道較多，但對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果影響的研究鮮有報(bào)道。為了探索超高壓殺菌技術(shù)在蓮藕深加工中的應(yīng)用，提高蓮藕附加值，本文利用超高壓對(duì)鮮切蓮藕進(jìn)行殺菌處理，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為指標(biāo)，探討超高壓壓力、加壓溫度、加壓時(shí)間和溶液pH等因素對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果的影響，并通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)殺菌條件進(jìn)行了優(yōu)化，旨在推動(dòng)超高壓技術(shù)在鮮切蔬菜中的應(yīng)用，以期為蓮藕新型加工方法的應(yīng)用提供理論和技術(shù)參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

鄂蓮四號(hào)蓮藕（NelumbonuciferaGaertn Elian No. 4）：淮安中天生物工程有限公司提供，10月底采收，置于4℃冷庫(kù)中備用；檸檬酸、氯化鈉（分析純）、營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基（生化試劑）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2試驗(yàn)儀器

HPP600-3超高壓處理裝置（工作壓力0MPa～600MPa，設(shè)備功率3 kW～5 kW，有效容積3 L）：包頭科發(fā)高新技術(shù)食品機(jī)械公司；DS-1電動(dòng)組織搗碎機(jī)：上海精科實(shí)業(yè)有限公司；BPC-250F智能生化培養(yǎng)箱：上?？￡缮锟萍加邢薰?；SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)：蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LDZX-50KBS全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械有限公司；SJY-1000真空包裝機(jī)：成都洛克鑫機(jī)電有限公司；PHS-3C酸度計(jì)：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；JA1003A電子精密天平：上海倫捷機(jī)電儀表有限公司。

1.3方法

1.3.1樣品處理

挑選藕節(jié)均完好，藕身較粗，色澤乳白，無(wú)異色，無(wú)斑點(diǎn)，無(wú)機(jī)械傷害的蓮藕，洗凈淤泥，去藕蒂和皮，清水洗凈后切分為4mm～5mm的薄片，與50mL一定pH的浸泡溶液一起裝入聚乙烯塑料袋中（5片/袋，單片平鋪，不疊加），真空包裝后立即進(jìn)行超高壓滅酶處理。

1.3.2超高壓處理

將1.3.1獲得的蓮藕浸泡于高壓系統(tǒng)傳壓介質(zhì)油（葵二酸二辛酯液壓油）中，固定升壓速率50MPa/s，卸壓速度100MPa/s，在設(shè)定的壓力和溫度下加壓一段時(shí)間后取出，置于冰浴中冷藏，并盡快完成各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。

1.3.3菌落總數(shù)測(cè)定

依據(jù)GB4789.2-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.4微生物殘活率計(jì)算

殺菌效果采用微生物殘活率進(jìn)行評(píng)價(jià)[6]，微生物殘活率計(jì)算公式如下：

lg S=lg（N/N0）

式中：S為微生物殘活率；N0為超高壓處理前樣品中微生物數(shù)量，cfu/g；N為超高壓處理后樣品中微生物數(shù)量，cfu/g；lg S為處理前后菌落總數(shù)降低的對(duì)數(shù)值。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1壓力對(duì)殺菌效果的影響

取浸泡溶液pH為4.5的鮮切蓮藕，在加壓溫度30℃、保壓時(shí)間15min條件下，分別調(diào)整設(shè)備壓力為100、200、300、400、500、600MPa，按照1.3.2、1.3.3進(jìn)行殺菌試驗(yàn)和指標(biāo)檢測(cè)，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為指標(biāo)考察超高壓壓力對(duì)殺菌效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　壓力大小對(duì)微生物殺菌效果的影響Fig.1　Effectofdifferent pressure on them icrobial inactivation of fresh-cut lotus

由圖1可知，雖然在鮮切蓮藕制備過(guò)程中進(jìn)行了嚴(yán)格的衛(wèi)生處理，但未經(jīng)過(guò)加壓處理的鮮切蓮藕初始菌落總數(shù)仍然很高（1.5×104cfu/g）。當(dāng)壓力增加到100MPa時(shí)，菌落總數(shù)迅速降為6.1×103cfu/g，殘活率僅為未加壓前的40.60%（lg S=-0.391 5）。這主要是因?yàn)楫?dāng)超高壓使得食品物料原有的常壓平衡系統(tǒng)破壞后，組成物料的分子和細(xì)胞會(huì)通過(guò)減小相互距離的方式來(lái)建立新的平衡系統(tǒng)[7]。在新平衡系統(tǒng)建立過(guò)程中，微生物細(xì)胞會(huì)發(fā)生諸如外形變長(zhǎng)、細(xì)胞壁變厚、胞壁脫離、細(xì)胞表面褶皺或分節(jié)，磷脂分子橫切面積縮小，細(xì)胞膜雙層結(jié)構(gòu)收縮等現(xiàn)象[8]，當(dāng)壓力過(guò)大時(shí)會(huì)造成細(xì)胞膜機(jī)械性斷裂，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完全被破壞，胞內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)滲出細(xì)胞，最終導(dǎo)致微生物死亡[9-10]；同時(shí)，超高壓使蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)中的氫鍵、離子鍵、疏水鍵體積縮小，甚至被切斷，從而引起其活性中心結(jié)構(gòu)和立體構(gòu)象的崩潰，造成酶蛋白發(fā)生不可逆性變性，進(jìn)一步造成酶系統(tǒng)的破壞和生物體生命活動(dòng)的停止[11]；研究還表明，超高壓能使細(xì)胞膜上的磷脂由液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜流動(dòng)性降低，細(xì)胞膜通透性增加，致使氨基酸攝取和ATP合成受阻，微生物代謝紊亂，這也加速了細(xì)胞的破壞和凋亡[12]；此外，超高壓還能通過(guò)改變次級(jí)鍵間距的方式對(duì)DNA立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，進(jìn)一步降低DNA的穩(wěn)定性，影響微生物DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄[13]。

隨著壓力的增加，菌落總數(shù)先快速下降，并在300 MPa時(shí)達(dá)到580 cfu/g，殘活率僅為未加壓前的3.87%（lg S=-1.412 7）；當(dāng)壓力大于400MPa后，菌落總數(shù)隨著壓力的增加緩慢下降，并在500MPa時(shí)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)（小于100 cfu/m L）；但是即使加壓至600MPa，細(xì)菌仍然存活（菌落總數(shù)=85 cfu/g），且與500MPa壓力下的菌落總數(shù)（91 cfu/g）差別很小，差異并不明顯。這主要是因?yàn)槊糠N微生物都有特定的耐壓閾值。對(duì)壓力敏感的微生物耐壓閾值相對(duì)較低，而耐壓菌閾值較高[6]。當(dāng)實(shí)際受壓壓力小于閾值時(shí)，微生物細(xì)胞雖然發(fā)生形變和皺縮，但是不會(huì)引起細(xì)胞死亡。只有當(dāng)壓力超過(guò)耐壓閾值時(shí)，微生物才會(huì)出現(xiàn)諸如細(xì)胞膜完整性被破壞、細(xì)胞內(nèi)含物泄漏、胞漿蛋白凝固、核酸變性等導(dǎo)致微生物死亡的現(xiàn)象[14]。一般來(lái)說(shuō)，真核生物比原核生物對(duì)壓力更敏感，如酵母菌和霉菌耐壓能力遠(yuǎn)小于細(xì)菌，而細(xì)菌中革蘭氏陰性菌的耐壓性小于革蘭氏陽(yáng)性菌。這主要是因?yàn)楦锾m氏陰性菌肽聚糖含量較低（5%～20%），肽聚糖層數(shù)較少（1層～2層），細(xì)胞壁較薄（10 nm～15 nm），在超高壓作用下，易造成細(xì)胞壁破裂。而革蘭氏陽(yáng)性菌肽聚糖含量高（50%～80%），肽聚糖層數(shù)較多（可達(dá)50層），細(xì)胞壁較厚（20 nm～80 nm），網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，受壓時(shí)能通過(guò)較大幅度的形變來(lái)保護(hù)細(xì)胞壁的完整性[8]。鮮切蓮藕樣品中菌類多而雜，其中主要優(yōu)勢(shì)菌有乳酸菌、腸桿菌、假單胞菌和酵母菌[15]，當(dāng)壓力逐漸增大時(shí)，耐壓閾值低的酵母菌首先被殺死，隨后是對(duì)壓力敏感的革蘭氏陰性菌（腸桿菌、假單胞菌），而少量的革蘭氏陽(yáng)性乳酸菌由于未達(dá)到其閾值而存活下來(lái)，即使增加保壓時(shí)間，也不能將其殺死。

2.1.2保壓時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響

取浸泡溶液pH為 4.5的鮮切蓮藕，在壓力400MPa、加壓溫度30℃條件下，分別調(diào)整保壓時(shí)間為5、10、15、20、25、30min，按照1.3.2、1.3.3進(jìn)行殺菌試驗(yàn)和指標(biāo)檢測(cè)，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為指標(biāo)考察保壓時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2　保壓時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響Fig.2　Effectof pressureholding timeon themicrobialinactivation of fresh-cut lotus

由圖2可知，在400MPa的高壓條件下，菌落總數(shù)在短短的5min內(nèi)由未加壓前的1.5×104cfu/g迅速下降為7.6×104cfu/g，殘活率僅為未加壓前的50.81% （lg S=-0.294 1），而10min后菌落總數(shù)則迅速降為1.6×103cfu/g，殘活率僅為未加壓前的10.67%（lg S=-0.972 0）。這主要是因?yàn)槌邏禾幚砭哂凶饔镁鶆?、處理時(shí)間短、不受食品體積和形狀的影響特點(diǎn)[16]。當(dāng)外部壓力作用于不可壓縮物體上時(shí)，物體中所有原子和分子幾乎在同時(shí)受到同樣的壓力 [帕斯卡定律（Pascal'slaw）]。浸泡于溶液中的蓮藕就屬于不可壓縮物體，在外力產(chǎn)生壓力增值后，此壓力增值瞬時(shí)間無(wú)損的傳至所有原子和分子，蓮藕與溶液中的微生物也會(huì)在瞬間受到外部壓力的破壞；當(dāng)保壓時(shí)間為15min時(shí)，菌落總數(shù)快速下降至156 cfu/g，殘活率僅為未加壓前的1.04%（lg S=-1.983 0），殘活率對(duì)數(shù)降幅達(dá)到最大值（1.011 0）；當(dāng)保壓時(shí)間大于15min以后，隨著保壓時(shí)間延長(zhǎng)，微生物殘活率下降速率明顯減弱，并在20 min時(shí)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)（小于100 cfu/mL）；但是即使保壓時(shí)間延長(zhǎng)至30min，細(xì)菌仍然存活（菌落總數(shù)=65 cfu/g），且與保壓25min的菌落總數(shù)（91 cfu/g）差別很小。

2.1.3加壓溫度對(duì)殺菌效果的影響

取浸泡溶液pH為4.5的鮮切蓮藕，在壓力400MPa、保壓時(shí)間20min條件下，分別調(diào)整加壓溫度為10、20、30、40、50、60℃，按照1.3.2、1.3.3進(jìn)行殺菌試驗(yàn)和指標(biāo)檢測(cè)，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為指標(biāo)考察加壓溫度對(duì)殺菌效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3　加壓溫度對(duì)殺菌效果的影響Fig.3　Effectof tem peratureon them icrobial inactivation of freshcut lotus

由圖3可知，在10℃的低溫條件下，即使在較高壓力下（400MPa）保持20min，菌落總數(shù)仍維持在9.54×103cfu/g的較高水平，微生物殘活率為未加壓前的63.61%（lg S=-0.1965），滅菌效果較差；當(dāng)溫度升高至20℃時(shí)，菌落總數(shù)下降幅度較大，但殘活率對(duì)數(shù)僅降低0.325 3，殺菌效果仍不理想；當(dāng)溫度升高至30℃時(shí)，菌落總數(shù)快速下降至580 cfu/g，殘活率僅為未加壓前的3.87%（lg S=-1.412 7），殘活率對(duì)數(shù)降幅達(dá)到最大值（0.890 9）；當(dāng)溫度高于30℃后，菌落總數(shù)隨著溫度的增加緩慢下降，并在50℃時(shí)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)（菌落總數(shù)為88 cfu/g）；但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過(guò)高的溫度（60℃）會(huì)使得蓮藕表面出現(xiàn)皺縮，硬度增大，脆度變小，影響鮮切蓮藕的品質(zhì)。

溫度是影響微生物生長(zhǎng)代謝最重要的環(huán)境因素，低溫或高溫均會(huì)增強(qiáng)超高壓對(duì)微生物的殺菌效果[11，14]。這主要是因?yàn)榈蜏叵乱仔纬杀?，在微生物因高壓產(chǎn)生收縮時(shí)給細(xì)胞產(chǎn)生更多的機(jī)械傷害。但冰晶在殺死微生物的同時(shí)也會(huì)造成成品感官品質(zhì)變化大和營(yíng)養(yǎng)流失等現(xiàn)象，失去了超高壓殺菌的意義；高壓殺菌時(shí)輔助于適當(dāng)?shù)闹袦乜梢允沟脡毫ψ饔梅糯?，不但?huì)減少加壓所需的時(shí)間和強(qiáng)度，還可以使得殺菌效果大大提高[17]。這主要是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)闹袦乜梢詫?dǎo)致微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)性發(fā)生變化，生物大分子的次級(jí)鍵作用減弱，磷脂聚集狀態(tài)也發(fā)生變化，加速了微生物的致死速率[18]。另外，微生物對(duì)溫度具有極強(qiáng)的敏感性，高溫使得微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生變性，與新陳代謝有關(guān)的酶類失活，從而影響微生物的生長(zhǎng)[8]。

2.1.4溶液pH對(duì)殺菌效果的影響

取浸泡溶液pH分別為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5的鮮切蓮藕各3份，在壓力400MPa、保壓時(shí)間20min、加壓溫度40℃條件下按照1.3.2、1.3.3進(jìn)行殺菌試驗(yàn)和指標(biāo)檢測(cè)，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為指標(biāo)考察溶液pH對(duì)殺菌效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4　溶液pH對(duì)殺菌效果的影響Fig.4　Effect of pH of solution on them icrobial inactivation of fresh-cut lotus

由圖4可知，在壓力400MPa、加壓溫度40℃和保壓時(shí)間20min的條件下，6種不同pH的鮮切蓮藕中菌落總數(shù)均小于350 cfu/g（微生物殘活率均小于3%），這表明pH在3.0～5.5之間時(shí)，均可獲得較好的殺菌效果。其中溶液pH為5.5時(shí)，菌落總數(shù)最大（349 cfu/g），殘活率為未加壓前的2.33%（lg S=-1.633 3）；當(dāng)溶液pH降低至4.5時(shí)，菌落總數(shù)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)（菌落總數(shù)=98 cfu/g），殘活率為未加壓前的0.65%（lg S=-2.184 9）；當(dāng)溶液pH低于4.5時(shí)，殘活率基本維持在0.5%左右，殘活率降幅均小于0.05。

pH是影響微生物生長(zhǎng)代謝的另一個(gè)重要環(huán)境因素，每種微生物均有各自最適宜的pH生長(zhǎng)需求，遠(yuǎn)離最適pH時(shí)，微生物的生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制甚至是死亡這主要是因?yàn)槊?、肽或氨基酸等均屬于兩性電解質(zhì)低pH環(huán)境可改變它們的帶電狀態(tài)，影響酶分子和催化基團(tuán)間的解離狀態(tài)，弱化酶分子的各次級(jí)鍵，破壞酶的空間結(jié)構(gòu)[19]；同時(shí)，高濃度的氫離子可引起菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解，并破壞酶類活性[18]；另外，加壓后會(huì)使得微生物的最適pH范圍逐步縮小，這也降低了發(fā)生不可逆變性的壓力閾值，使得細(xì)菌細(xì)胞對(duì)低pH更加敏感[8]。因絕大多數(shù)微生物的最適生長(zhǎng)pH都在5～9之間，而本試驗(yàn)選擇的pH范圍為4.0～5.0，遠(yuǎn)離了絕大多數(shù)微生物的最適生長(zhǎng)pH，因此殺菌效果較好。

2.2最佳殺菌條件的確定

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇超高壓壓力、保壓時(shí)間、加壓溫度和溶液pH為考察因素，以菌落總數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，分析各因素對(duì)超高壓殺菌效果的影響，并確定殺菌最佳工藝條件。因素水平見(jiàn)表1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。采用極差法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并以各因素的水平為橫坐標(biāo)，k值為縱坐標(biāo)繪制各因素作用的直觀分析圖（見(jiàn)圖5）。

表1　正交試驗(yàn)因素水平表Table1　Factorsand levelsin orthogonalarray design

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析Table2　O rthogonal test resultsand rangeanalysis

續(xù)表2　正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析Continue table2　Orthogonal test resultsand rangeanalysis

圖5　直觀分析圖Fig.5　In tuitiveanalysisof orthogonal test

由表3可知，RA（63.33）＞RC（58.00）＞RD（55.33）＞RB（16.33），表明四因素對(duì)殺菌效果的影響次序?yàn)椋篈＞C＞D＞B，即壓力對(duì)殺菌效果的影響最大，加壓溫度次之，保壓時(shí)間對(duì)殺菌效果的影響最小。由表3中各水平對(duì)應(yīng)的K值和直觀分析圖可以看出，本試驗(yàn)的最佳組合為A2B3C3D2，即超高壓最佳殺菌工藝條件為：壓力400MPa、保壓時(shí)間25min、加壓溫度50℃、溶液pH4.5。

2.3驗(yàn)證試驗(yàn)

按正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table4　Verification testof optimalsterilization process

由表4可知，在設(shè)定的殺菌條件下，菌落總數(shù)結(jié)果均小于單因素和正交試驗(yàn)結(jié)果，且數(shù)值相對(duì)穩(wěn)定，因此確定最佳殺菌條件為：壓力大小400MPa、保壓時(shí)間25min、加壓溫度50℃、溶液pH 4.5，在此條件下，菌落總數(shù)測(cè)定結(jié)果平均值為60.3 cfu/g。

3　討論

本文利用超高壓技術(shù)對(duì)鮮切蓮藕進(jìn)行殺菌處理，以菌落總數(shù)和微生物殘活率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討了超高壓壓力、保壓時(shí)間、加壓溫度和浸泡溶液pH等因素對(duì)鮮切蓮藕殺菌效果的影響。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究和分析得出如下結(jié)論：

1）未經(jīng)過(guò)加壓處理的鮮切蓮藕初始菌落總數(shù)很高。

2）隨著壓力的增加，菌落總數(shù)先快速下降后趨于平緩，但即使給予很高的壓力也不能將蓮藕中所有的微生物殺死。

3）超高壓能在5min～10min內(nèi)迅速殺死絕大部分微生物，但當(dāng)保壓時(shí)間大于15 min以后，菌落總數(shù)緩慢降低。

4）在10℃～20℃的低溫條件下，超高壓殺菌效果并不理想；當(dāng)溫度升高至30℃時(shí)，菌落總數(shù)快速下降；當(dāng)溫度高于30℃后，菌落總數(shù)隨溫度的增加緩慢下降。

5）試驗(yàn)所選6種pH均可獲得較好的殺菌效果，當(dāng)溶液pH降低至4.5時(shí)，菌落總數(shù)達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)。

6）在單因素的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)確定了超高壓最佳殺菌工藝條件為：壓力大小400MPa、保壓時(shí)間25min、加壓溫度50℃、浸泡溶液pH 4.5，在此條件下，菌落總數(shù)測(cè)定結(jié)果平均值為60.3 cfu/g。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧立,朱明.食品工業(yè)高新技術(shù)設(shè)備和工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:136-141

[2]Norton T,Sun D.Recent Advances in the Useof High Pressure as an Effective Processing Techniquein theFood Industry[J].Food&Bioprocess Technology,2008,1(1):2-34

[3]段旭昌,李紹峰,張建新,等.超高壓處理對(duì)牛肉加工特性的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2005,33(10):62-66

[4]ButzP,García A F,LindaueretR,etal.Influence ofultrahigh pressure processing on fruitand vegetable products[J].Journal of Food Engineering,2003,56(2):233-236

[5]Chilton P,Isaacs N,Manas P,etal.Biosynthetic requirements for the repairofmembrane damage in pressure-treated Escherichia coli [J].International Journalof Food Microbiology,2002,71(1):101-104

[6]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

[7]胡友棟,勵(lì)建榮,蔣躍明,等.超高壓處理影響果蔬品質(zhì)的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2009,30(9):235-240

[8] 張聯(lián)怡.超高壓處理影響食品殺菌效果的研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,25(10):106-108

[9] 夏遠(yuǎn)景,薄純智,張勝勇,等.超高壓食品處理技術(shù)[J].食品與藥品, 2006,8(2):62-66

[10]G?nzle M G,Vogel R F.On-line fluorescence determination of pressure mediated outermembrane damage in Escherichia coli[J]. Systematic&Applied Microbiology,2001,24(4):477-485

[11]黃琴,賀稚非,龔霄,等.超高壓滅菌技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].四川食品與發(fā)酵,2008,44(3):46-50

[12]郝夢(mèng)甄,胡志和.超高壓技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用[J].食品科學(xué),2012,33(1):298-304

[13]張秋勤,徐幸蓮,胡萍,等.超高壓處理對(duì)肉及肉制品的影響[J].食品工業(yè)科技,2008,29(12):267-270

[14]陸海霞,黃小鳴,朱軍莉.超高壓對(duì)單增李斯特菌細(xì)胞膜的損傷和致死機(jī)理[J].微生物學(xué)報(bào),2014,54(7):746-753

[15]夏天龍,易陽(yáng),王宏勛,等.低溫下鮮切蓮藕菌相分析及貨架期評(píng)價(jià)[J].中國(guó)釀造,2014,33(1):86-90

[16]Trujillo A J,CapellasM,Buffa M,etal.Application ofhigh pressure treatment for cheese production[J].Food Research International,2000, 33(3):311-316

[17]邱偉芬,江漢湖.食品超高壓殺菌技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2001,22(5):81-84

[18]魏靜,解新安.食品超高壓殺菌研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2009, 30(6):363-367

[19]Tomita C,Hayakawa I,Shimoda M,etal.Response of Escherichia coli O157:H7 in app le and orange juices by hydrostatic pressure treatmentwith rapid decompression[J].Food Microbiology,2004,21 (4):469-473

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.005

收稿日期：2015-10-20

基金項(xiàng)目：淮安市2013年度科技支撐計(jì)劃（工業(yè)）項(xiàng)目（HAG2013048）

作者簡(jiǎn)介：孫兆遠(yuǎn)（1979—），男（漢），講師，碩士，主要從事天然產(chǎn)物活性成分的提取與應(yīng)用研究。

Effectsof Ultra-high Pressure Processing on M icrobial Inactivation of Fresh-cut Lotus

SUN Zhao-yuan1，HOU Hui-rong1，CHENXiao-dong2，WANG Li-hua2
（1.Schoolof Food and Nutrition Engineering，Jiangsu Food&PharmaceuticalScience College，Huaian

223003，Jiangsu，China；2.Huaian Kuailu Milk Co.Ltd.，Huaian 223003，Jiangsu，China）

Abstract：The effects of four reaction parameters，including different pressure，pressure holding time，temperature and pH ofsolution on themicrobial inactivation of fresh-cut lotus（Nelumbo nucifera Gaertn Elian No.4）were investigated by single factorexperimentsand orthogonalexperiment.Results showed that the optimal sterilization process for fresh-cut lotus were as follows：400 MPa，25 min，50℃and pH 4.5.Under these conditions，the totalnumberof colonieswas60.3 cfu/g.

Keywords：fresh-cut lotus；ultra-high pressure；sterilization