微波真空冷凍干燥對(duì)酸菜品質(zhì)及微生物活性的影響

易軍鵬,賀健,李欣,段續(xù),任廣躍,吳甜甜,董晶寅

1(河南科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,河南 洛陽(yáng),471000)2(河南科技大學(xué) 化工與制藥學(xué)院,河南 洛陽(yáng),471000)

酸菜是我國(guó)東北地區(qū)最為常見(jiàn)的傳統(tǒng)風(fēng)味食品,將新鮮大白菜在低濃度食鹽溶液浸泡下經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的貯藏型蔬菜，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。酸菜營(yíng)養(yǎng)豐富,除含有維生素C、膳食纖維、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還富含益生菌、乳酸菌等功能微生物[1-2]。然而酸菜含水量大,在運(yùn)輸和保藏期間可能會(huì)出現(xiàn)脹袋、過(guò)度酸化、變色等現(xiàn)象,導(dǎo)致口感變差、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸困難、產(chǎn)品貨架期縮短,不利于酸菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3],且市面上的酸菜真空包裝產(chǎn)品添加防腐劑現(xiàn)象極為普遍,加工產(chǎn)品花樣也較為單一。

酸菜中乳酸菌的生長(zhǎng)溫度范圍是5～55 ℃,最適生長(zhǎng)溫度為30～40 ℃[4],溫度過(guò)高會(huì)使乳酸菌滅活,因此熱風(fēng)、熱泵等干燥方式不利于酸菜的干制加工。微波真空冷凍干燥作為真空冷凍干燥的一種新型升級(jí)技術(shù),近年來(lái)廣泛受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。經(jīng)微波真空冷凍干燥處理的果蔬不僅在升溫速度、干燥時(shí)間、干燥效率和整體能耗方面都有較大提升,還能最大限度地保持物料原有的品質(zhì)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分,且復(fù)水性能較高[5-6],能夠滿足消費(fèi)者對(duì)市場(chǎng)上高端果蔬產(chǎn)品的需求,提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)酸菜加工的研究多為發(fā)酵工藝優(yōu)化、菌種篩選等,而關(guān)于酸菜深加工產(chǎn)品的研究極少[7],因此很有必要探究酸菜微波真空冷凍干燥的制備工藝。朱彩平等[8]研究發(fā)現(xiàn)微波-真空冷凍聯(lián)合干燥處理的平菇干制品具有色澤好、品質(zhì)佳、營(yíng)養(yǎng)成分保留較高等優(yōu)點(diǎn)。HUANG等[9]研究不同干燥對(duì)復(fù)合薯片的影響,分析得出微波冷凍干燥的產(chǎn)品質(zhì)量最好,干燥時(shí)間最短,最受消費(fèi)者喜愛(ài)。湯夢(mèng)情等[10]采用微波真空和真空冷凍干燥組合技術(shù)對(duì)蘆筍進(jìn)行干燥處理,對(duì)提高蘆筍干燥品質(zhì),減少營(yíng)養(yǎng)成分損失和蘆筍工業(yè)化深加工提供了理論依據(jù)。

本文以新鮮酸菜為研究對(duì)象,采用微波真空冷凍干燥技術(shù)對(duì)新鮮酸菜進(jìn)行脫水處理,研究微波功率、真空度和鋪料層厚度對(duì)酸菜干燥品質(zhì)和微生物活性的影響,并建立相應(yīng)干燥數(shù)學(xué)模型,旨在篩選最為合適的酸菜微波真空冷凍干燥參數(shù),以期為實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)干燥酸菜產(chǎn)品提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酸菜,沈陽(yáng)榆園食品有限公司；NaOH,分析純,天津市德恩化學(xué)試劑有限公司；瓊脂粉,生物試劑,上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；葡萄糖,分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；NaCl,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；MRS、孟加拉紅、胰蛋白胨、酵母浸膏,均為生物試劑,北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；抗壞血酸,江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；鹽酸,天津渤化化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CS-001X快速水分測(cè)定儀,深圳市冠亞技術(shù)科技有限公司；JJ223BC電子天平,常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；D-110色差儀,美國(guó)愛(ài)色麗公司；PHS-3CpH計(jì),上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TM3030臺(tái)式電鏡,日本電子株式會(huì)社；H-2050R高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司；UV-2600紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì),上海龍尼柯儀器有限公司；YXQ-LS-18SI高壓蒸汽滅菌鍋,上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司；BBS-V800超凈工作臺(tái),濟(jì)南鑫貝西生物技術(shù)有限公司；HSP-250B恒溫恒濕培養(yǎng)箱,上海坤天實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司。微波真空冷凍干燥機(jī),DUAN等[11]設(shè)計(jì),南京亞泰微波能研究所。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)處理

將酸菜去掉包裝,擠出多余水分,切絲(6.0 mm×1.0 mm),初始濕基含水率約為92.94%。

1.3.2 干燥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將酸菜絲平鋪于干燥箱物料盤(pán)內(nèi),每盤(pán)放入50 g。將微波真空冷凍干燥機(jī)冷阱溫度設(shè)定為-40 ℃,進(jìn)行單因素干燥試驗(yàn)。干燥過(guò)程中,每隔30 min將物料盤(pán)取出稱質(zhì)量,記錄數(shù)據(jù)后迅速放回繼續(xù)干燥,直至酸菜含水率降至安全儲(chǔ)藏條件(干基含水率35%)以下時(shí),結(jié)束干燥。每組干燥試驗(yàn)平行操作3次,取平均值。

(1)微波功率：固定真空度200 Pa,鋪料層厚度2 mm,改變微波功率分別為50、200、350、500 W。

(2)真空度：固定微波功率350 W,鋪料層厚度2 mm,改變真空度為100、200、300、400 Pa。

(3)鋪料層厚度：固定微波功率350 W,真空度200 Pa,改變鋪料層厚度2、4、6、8 mm。

1.4 指標(biāo)測(cè)試

1.4.1 色澤的測(cè)定

根據(jù)公式(1)計(jì)算ΔE色澤[12]。每個(gè)樣品選3個(gè)不同位置進(jìn)行檢測(cè),且重復(fù)3次。

(1)

式中：L*,明暗度；a*,紅綠色；b*,黃藍(lán)色；L0,初始明暗度；a0,初始紅綠色;b0,初始黃藍(lán)色;ΔE,色差值。

1.4.2 微觀結(jié)構(gòu)觀察

參考許洋等[13]的方法。將干燥后的酸菜葉(避開(kāi)主葉脈)直接切取4.0 mm×1.0 mm左右大小的葉片,固定在樣品架上,取樣過(guò)程需輕柔避免所取葉片碎裂。經(jīng)過(guò)離子濺射鍍膜儀濺射噴10 nm厚度,使用掃描電鏡觀察,采集圖像。工作電壓為4.0 kV,放大倍數(shù)分別為500與800倍。

1.4.3 pH測(cè)定

準(zhǔn)確稱取干燥后的酸菜0.7 g放入研缽中,加入少量蒸餾水并研磨成勻漿,接著用濾紙過(guò)濾至30 mL小燒杯中,pH計(jì)校準(zhǔn)后將電極浸泡在酸菜濾液中待數(shù)值穩(wěn)定后記錄,每組濾液測(cè)量3次取平均值。

1.4.4 總酸的測(cè)定

酸菜中總酸的測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》中的酸度計(jì)法,以0.05 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,以乳酸計(jì)。

1.4.5 維生素C含量的測(cè)定

參考馬宏飛等[14]的方法測(cè)定。

1.4.6 感官評(píng)定

參考GB 2714—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 腌漬菜》與DBS22/025—2014《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 酸菜》中酸菜的感官要求,制定不同干燥方式下復(fù)水酸菜的感官評(píng)分細(xì)則。評(píng)定小組由20名21～27歲食品相關(guān)專業(yè)、有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的研究生組成,從色澤、氣味、外觀、口感幾個(gè)方面對(duì)復(fù)水酸菜進(jìn)行感官評(píng)分,以100分制計(jì)。感官評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 酸菜復(fù)水品感官評(píng)價(jià)表Table 1 Sensory evaluation standard for sauerkraut rehydration product

1.4.7 微生物指標(biāo)測(cè)試

乳酸菌菌落總數(shù)的測(cè)定參照GB 4789.35—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》；酵母菌菌落總數(shù)的測(cè)定參照GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母菌計(jì)數(shù)》；菌落總數(shù)的測(cè)定參照GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》。

發(fā)酵香腸的發(fā)酵溫度通常為25～28 ℃，為了保證作為發(fā)酵劑的酵母菌能夠在生產(chǎn)條件下良好生長(zhǎng)，菌株的最佳生長(zhǎng)溫度須符合此溫度范圍。

1.4.8 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)采用Origin 2018和DPS7.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理、數(shù)據(jù)分析和作圖,每組試驗(yàn)重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 干燥條件對(duì)酸菜色澤的影響

樣品總色差值是評(píng)判樣品外觀顏色變化程度的重要指標(biāo)。以新鮮酸菜的色差數(shù)據(jù)(L0=48.22,a0=1.66,b0=15.34)為標(biāo)樣測(cè)量,不同微波功率下酸菜干樣品的色差數(shù)據(jù)如表2所示。固定真空度與鋪料層厚度,酸菜的L*值與b*值隨著微波功率的增加先增加后減小,微波功率為200與350 W時(shí),酸菜的L*值最大,顏色最亮,黃色度較高,其色差ΔE變化先減小后增大,在微波功率為350 W時(shí)最小,該條件下酸菜干制品顏色較亮、較黃,色澤最接近新鮮酸菜。這可能是因?yàn)槲⒉üβ瘦^低時(shí),干燥時(shí)間較長(zhǎng),酸菜體內(nèi)累加的微波能量增多,同時(shí)酸菜長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中使得酸菜發(fā)生褐變顏色變暗,色差較大。當(dāng)微波功率過(guò)大時(shí),單位質(zhì)量酸菜葉吸收的微波能增多,分子產(chǎn)能增多,周圍環(huán)境增溫迅速導(dǎo)致對(duì)酸菜體內(nèi)的色素和酶的破壞較大,因此L*值變小,色差增大。

表2 不同干燥條件對(duì)酸菜色澤變化的影響Table 2 Effect of different drying conditions on the color change of sauerkraut

固定微波功率與鋪料層厚度,酸菜的L*值隨著系統(tǒng)壓強(qiáng)的增大逐漸減小,真空度為100與200 Pa時(shí),酸菜的L*值與b*值相對(duì)最大,其色差ΔE變化則先減小后增大,真空度為200 Pa時(shí)ΔE最小,此時(shí)酸菜的顏色最黃、較亮,最接近新鮮酸菜。這可能是因?yàn)橄到y(tǒng)壓強(qiáng)越小,干燥腔內(nèi)的氧氣就越少,同時(shí)干燥周期越短,酸菜體內(nèi)的色素與酶的氧化就越少,L*值就會(huì)越大,顏色就相對(duì)越亮越黃。

固定微波功率與真空度,酸菜的L*值與b*值隨著鋪料層厚度的增加逐漸減小,其色差ΔE變化逐漸增大,當(dāng)鋪料層厚度為2 mm(1層)時(shí),酸菜的亮度和黃色度最大,色澤最好,最接近新鮮酸菜。這是因?yàn)殇伭蠈雍穸鹊脑黾邮沟梦锪线^(guò)厚,微波達(dá)到酸菜內(nèi)部的能量衰減,酸菜水分縱向擴(kuò)散路徑變長(zhǎng),增加了干燥時(shí)間,導(dǎo)致酸菜褐變程度較高,顏色較暗[15]。

2.2 干燥條件對(duì)酸菜微觀結(jié)構(gòu)的影響

由圖1可知,固定真空度為200 Pa、鋪料層厚度為2 mm,當(dāng)微波功率為50和200 W時(shí),此刻的微波功率較低,酸菜體內(nèi)水分散失較慢,干燥時(shí)間較長(zhǎng),導(dǎo)致熱量積累較多,酸菜葉的組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞、出現(xiàn)皺縮,排列松散,部分氣孔張開(kāi)；當(dāng)微波功率為350 W時(shí),酸菜細(xì)胞壁排列較整齊有序,組織細(xì)胞保存較完整,皺縮較小,部分氣孔張開(kāi)無(wú)褶皺；當(dāng)微波功率為500 W時(shí),此時(shí)功率較大,酸菜吸收的熱量較多,水分脫除較快,氣孔開(kāi)口較多且輕微糊化,酸菜組織細(xì)胞壁破壞較大,皺縮最嚴(yán)重,排列無(wú)序,變形最大[16]。綜上,當(dāng)微波功率為350 W時(shí),酸菜組織細(xì)胞保存相對(duì)較好、皺縮最小、結(jié)構(gòu)較完整。

固定微波功率為350 W、鋪料層厚度為2 mm,當(dāng)真空度為100、300和400 Pa時(shí),微觀結(jié)構(gòu)下酸菜葉的組織結(jié)構(gòu)相似,均呈現(xiàn)細(xì)胞壁遭到破壞,組織細(xì)胞皺縮,排列松散等現(xiàn)象；當(dāng)真空度為200 Pa時(shí),酸菜葉的組織細(xì)胞排列相對(duì)較整齊有序,保存較完整,皺縮最小。這可能是因?yàn)楫?dāng)真空度為100 Pa時(shí),此時(shí)系統(tǒng)壓強(qiáng)較小,水的沸點(diǎn)較低,使得酸菜體內(nèi)水分脫除較快,導(dǎo)致組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞；當(dāng)系統(tǒng)壓強(qiáng)較大時(shí),水分散失的速率相對(duì)較慢,干燥時(shí)間增加,同時(shí)干燥過(guò)程中所消耗的能量也會(huì)隨之增加,最終使得酸菜的組織結(jié)構(gòu)受到影響,有所破壞。

固定微波功率350 W、真空度200 Pa時(shí),隨著鋪料層厚度的增加,微觀結(jié)構(gòu)下酸菜葉的組織細(xì)胞皺縮程度逐漸增加、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞逐漸嚴(yán)重、排列逐漸雜亂,當(dāng)鋪料層厚度為1層(2 mm)時(shí),酸菜葉組織結(jié)構(gòu)破壞最小,細(xì)胞壁排列較整齊,皺縮最小。這可能是因?yàn)殡S著鋪料層厚度的增加,酸菜體內(nèi)水分縱向散失通道變長(zhǎng),水分脫除速率減小,干燥周期增加,酸菜體內(nèi)熱量積累較多導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)遭到破壞,皺縮嚴(yán)重。

a1～a4分別為微波功率50、200、350、500 W酸菜；b1～b4分別為真空度 100、200、300、400 Pa酸菜；c1～c4分別為鋪料層厚度2、4、6、8 mm酸菜圖1 不同干燥條件對(duì)酸菜微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of different drying conditions on the microstructure of sauerkraut

2.3 干燥條件對(duì)酸菜pH及總酸的影響

pH及總酸是反映酸菜風(fēng)味與酸味的重要指標(biāo)。如圖2所示,這3種參數(shù)對(duì)酸菜、pH及總酸的影響都十分顯著(P<0.05),固定真空度與鋪料層厚度,酸菜的總酸度隨著微波功率的增加逐漸減小,微波功率從50到350 W時(shí),總酸度減小相對(duì)緩慢,僅減小了0.053 g/100 g,變化不大。當(dāng)微波功率為500 W時(shí),總酸度下降明顯,與50 W相比減小了0.198 g/100 g。微波功率為50和350 W下的酸菜pH最小,在3.7～3.74,500 W下pH最大(3.93±0.013)。微波功率的增加會(huì)使酸菜體內(nèi)的微波熱能吸收過(guò)多,腔體溫度過(guò)高,可能導(dǎo)致酸菜內(nèi)的乳酸分解損失。

a-微波功率；b-真空度；c-鋪料層厚度圖2 干燥條件對(duì)酸菜pH及總酸的影響Fig.2 Effect of drying conditions on pH and total acid of sauerkraut

固定微波功率與鋪料層厚度,酸菜的pH隨著真空度的減小(即系統(tǒng)壓強(qiáng)的增大)逐漸增大,總酸度逐漸減小。當(dāng)真空度為100 Pa時(shí),酸菜的pH最小,總酸度最大。真空度為200 Pa的總酸度略低于100 Pa時(shí),pH也稍大于100 Pa時(shí)；當(dāng)真空度為300 Pa時(shí),酸菜的pH與總酸度變化明顯,這可能是因?yàn)檎婵斩冗^(guò)大時(shí),酸菜干燥周期增長(zhǎng),導(dǎo)致體內(nèi)乳酸損失。

固定微波功率與真空度,酸菜的pH隨著鋪料層厚度的增加逐漸增大,其總酸度逐漸減小。當(dāng)鋪料層厚度為2 mm(1層)時(shí),酸菜的pH最小、總酸度最大,最接近新鮮酸菜。如圖2-c所示,鋪料層厚度對(duì)酸菜pH及乳酸的影響效果明顯大于微波功率和真空度,這或許是因?yàn)殇伭蠈雍穸鹊脑龃?使得底層酸菜水分遷徙路徑變長(zhǎng),水分散失能力減弱,大大增加了干燥周期,酸菜體內(nèi)乳酸遭到破壞,分解損失較嚴(yán)重。

2.4 干燥條件對(duì)酸菜維生素C的影響

由圖3可知,當(dāng)微波功率與真空度一致時(shí),酸菜維生素C含量隨著鋪料層厚度的增加逐漸減少,當(dāng)鋪料層厚度為1層(2 mm)時(shí),含量最高為2.80 mg/100 g,比最小值大了約1.95 mg/100 g；當(dāng)真空度與鋪料層厚度一致時(shí),酸菜的維生素C含量隨著微波功率的增大呈現(xiàn)先增加后后降低的趨勢(shì),當(dāng)微波功率為350 W時(shí),達(dá)到最大值,約為2.80 mg/100 g,比最小值大了約1.12 mg/100 g；當(dāng)微波功率與鋪料層厚度一致時(shí),酸菜維生素C含量隨著真空度的減小既系統(tǒng)壓強(qiáng)的增大也呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),當(dāng)真空度為200 Pa時(shí),達(dá)到其最大值2.80 mg/100 g,比最小值大了約1.42 mg/100 g。

圖3 干燥條件對(duì)酸菜維生素C含量的影響Fig.3 Effect of drying conditions on vitamin C content of sauerkraut

過(guò)高或過(guò)低的微波功率與真空度都會(huì)導(dǎo)致酸菜中維生素C的含量下降,真空度與鋪料層厚度對(duì)酸菜維生素C含量的影響比微波功率的影響顯著(P<0.05)。這可能是因?yàn)楫?dāng)酸菜處于微波功率大或真空度高的條件下時(shí),其吸收的微波熱量過(guò)多以至于表面溫度高,同時(shí)過(guò)高的真空度使得系統(tǒng)壓強(qiáng)低、水的沸點(diǎn)低,這些都會(huì)使酸菜體內(nèi)水分散失過(guò)快,酶促褐變發(fā)生,維生素C有所氧化和降解。然而,當(dāng)微波功率或真空度較小時(shí),酸菜吸收的微波熱量較少、系統(tǒng)壓強(qiáng)稍大,導(dǎo)致酸菜體內(nèi)的水分散失較慢,干燥周期長(zhǎng),其內(nèi)部維生素C的含量遭到損耗。這與劉文超[17]在雙孢菇微波冷凍干燥中維生素C保存率的研究結(jié)果相似。隨著鋪料層厚度的增加,酸菜體內(nèi)水分散失的較慢,干燥周期變長(zhǎng),使得酸菜體內(nèi)的維生素C的含量降解損失。

2.5 感官評(píng)定

由表3可知,鋪料層厚度對(duì)酸菜的感官評(píng)分影響最大,真空度則對(duì)其影響最小。酸菜的感官評(píng)分都隨著微波功率和系統(tǒng)壓強(qiáng)的增大先增大后減小,在微波功率為350 W、真空度為200 Pa時(shí)得分最高。酸菜的感官評(píng)分隨著鋪料層厚度的增加而大幅度減小,在鋪料層厚度為2 mm時(shí)得分最高,在鋪料層厚度8 mm時(shí)得分最少,僅為53分。綜上,當(dāng)微波功率為350 W,真空度為200 Pa,鋪料層厚度為2 mm時(shí),酸菜的感官評(píng)分最高,為89分。

表3 干燥條件對(duì)酸菜感官得分的影響Table 3 Effect of drying conditions on sensory score of sauerkraut

2.6 干燥條件對(duì)酸菜微生物活菌總數(shù)的影響

如圖4所示,確定真空度為200 Pa、鋪料層厚度為2 mm(1層),酸菜干制品中乳酸菌、酵母菌和菌落總數(shù)都隨著微波功率的增加先增加后降低,且在微波功率為350 W時(shí)活菌總數(shù)都達(dá)到了最高值,分別為1.4×105、4.7×103、8.6×104CFU/g。當(dāng)微波功率為500 W時(shí)這3種微生物的活菌總數(shù)都最低,分別為1.35×104、1.23×103、3.60×104CFU/g。這可能是因?yàn)槲⒉üβ试降?微波所提供酸菜體內(nèi)冰晶升華的能量就越低,酸菜吸收熱量少、干燥周期長(zhǎng),且微波具有殺菌作用,微波功率越大或作用時(shí)間越長(zhǎng),微波對(duì)微生物的殺滅效果就越好[18],長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中的微生物存活率就越低。而微波功率為350 W時(shí),雖然微波功率略大,但是所釋放的能量既很好地促進(jìn)了水分升華脫除,大大縮短了干燥時(shí)間,同時(shí)不會(huì)造成酸菜溫度過(guò)高,對(duì)微生物影響較小,保持了菌種的活性。雖然微波功率為500 W時(shí)酸菜干燥至終點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間最短,僅為100 min,但此時(shí)的微波功率較大,微波能的釋放是瞬間完成的,酸菜干制過(guò)程中吸收的微波能過(guò)多,造成物料表面溫度高,而多數(shù)微生物的生長(zhǎng)溫度不能高于55 ℃,因此500 W條件下大部分微生物活菌會(huì)大量失活,數(shù)量減少。故微波真空冷凍干燥過(guò)程中微波功率為350 W時(shí)對(duì)酸菜中微生物活菌總數(shù)影響較小,保留最多。

a-微波功率；b-真空度；c-鋪料層厚度圖4 干燥條件對(duì)酸菜微生物活菌總數(shù)的影響Fig.4 Effect of drying conditions on microorganism counts in sauerkraut

確定微波功率為350 W、鋪料層厚度為2 mm(1層)時(shí),酸菜干制品中乳酸菌、酵母菌的菌落總數(shù)都隨著系統(tǒng)壓強(qiáng)的增加逐漸減少,當(dāng)真空度為100 Pa時(shí),乳酸菌和酵母菌的活菌數(shù)最多,分別為1.67×105、6.97×103CFU/g。當(dāng)真空度為400 Pa時(shí),乳酸菌和酵母菌的活菌數(shù)最低,分別為9.4×104、1.28×103CFU/g?？赡苁怯捎陔S著系統(tǒng)壓強(qiáng)的減小(即真空度的增加),水的沸點(diǎn)逐漸降低,酸菜體內(nèi)水分蒸發(fā)加快,干燥速率增大,干燥周期減少,酸菜表面積累的微波熱量較少,再加上系統(tǒng)壓強(qiáng)的減小使得干燥腔內(nèi)的空氣與氧氣越來(lái)越少,有利于厭氧菌和兼性厭氧菌的生存,因此酸菜中的乳酸菌和酵母菌活性較高。酸菜干制品中菌落總數(shù)隨著系統(tǒng)壓強(qiáng)的增大先增加后減少,在真空度為300 Pa時(shí)達(dá)到最大值,為9.72×104CFU/g;在真空度為400 Pa時(shí),降為最小值,為2.61×104CFU/g。這可能是因?yàn)檎婵斩葹?00和200 Pa時(shí),低氧的環(huán)境抑制了一些好氧菌的生長(zhǎng),使得菌落總數(shù)減少。而當(dāng)真空度為400 Pa時(shí),此刻的系統(tǒng)壓強(qiáng)較大,水的沸點(diǎn)相對(duì)較高,酸菜體內(nèi)水分蒸發(fā)的速率較慢,導(dǎo)致干燥周期略長(zhǎng),微波作用時(shí)間較長(zhǎng),因此不利于一些微生物的生存,活性較低。同時(shí)由于酸菜液中的厭氧菌、營(yíng)養(yǎng)要求特殊的細(xì)菌以及現(xiàn)有條件不能滿足其生長(zhǎng)等的細(xì)菌在培養(yǎng)過(guò)程中難以生長(zhǎng)繁殖,因此致使酸菜中的菌落總數(shù)一直低于乳酸菌活菌總數(shù)。

確定微波功率為350 W、真空度為200 Pa時(shí),酸菜干制品中乳酸菌、酵母菌和菌落總數(shù)都隨著鋪料層厚度的增加逐漸減少,當(dāng)鋪料層厚度為2 mm(1層)時(shí),活菌總數(shù)都達(dá)到了最高值,分別為1.4×105、4.7×103、8.6×104CFU/g。當(dāng)微波功率為8 mm(4層)時(shí),這3個(gè)指標(biāo)最低,分別為4.83×104、9.8×102、1.95×104CFU/g。這可能是由于隨著鋪料層厚度的增加,水分遷移途徑變長(zhǎng),水分蒸發(fā)變慢,使得干燥時(shí)間變長(zhǎng),同時(shí)較長(zhǎng)時(shí)間的干燥過(guò)程會(huì)使微波作用時(shí)間變長(zhǎng),酸菜積累的微波能增加,表面溫度較高,對(duì)酸菜中的微生物影響較大,很大程度地降低了菌種活性。當(dāng)鋪料層厚度為2 mm時(shí),酸菜內(nèi)部水分向外遷移通道縮短,水分?jǐn)U散能力增大加快了干燥速率增加,干燥時(shí)間最短,同時(shí)微波作用時(shí)間較短,物料表面溫度較低,保持了酸菜中微生物的活性,乳酸菌、酵母菌和菌落總數(shù)較高。

3 結(jié)論

在微波真空冷凍干燥單因素試驗(yàn)中,當(dāng)微波功率為350 W、真空度為200 Pa、鋪料層厚度為1層(2 mm)時(shí),酸菜的顏色最亮、色差最小、維生素C含量最高,pH較小、乳酸含量較高、感官評(píng)分最高,此時(shí)微觀結(jié)構(gòu)下酸菜的組織細(xì)胞皺縮最小、排列最整齊、結(jié)構(gòu)保存最完整；微生物指標(biāo)測(cè)試表明,當(dāng)微波功率為350 W和鋪料層厚度為1層(2 mm)時(shí),對(duì)酸菜中的乳酸菌、酵母菌及菌落總數(shù)影響較小,活菌數(shù)最多。當(dāng)真空度為100 Pa時(shí),對(duì)酸菜中的乳酸菌和酵母菌的活性影響最小,活菌數(shù)最多。