刘 琪，周 兵，欧雅文，熊新星，张 燕，胡小松，廖小军

(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西兰花品质及货架期的影响

刘 琪，周 兵，欧雅文，熊新星，张 燕，胡小松，廖小军

(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)

研究气体结合高静压对预制西兰花品质及货架期的影响。对预制西兰花进行CO2(100%)、N2(100%)充气包装和真空包装后，采用高静压(HHP)对其杀菌，并对贮藏期内西兰花微生物安全及品质变化进行了分析和评价。结果表明，经HHP处理后，真空-HHP、充CO2-HHP和充N2-HHP处理的西兰花菌落总数分别降低2.03、3.20和2.70个对数，其中充CO2结合HHP处理的西兰花贮藏期最长；同时HHP处理能够保持西兰花较好的质构和色泽。由此可见，CO2结合HHP技术可以使预制西兰花达到较好的杀菌效果，延长货架期。

气体结合高静压；预制西兰花；杀菌；货架期；品质

西兰花属十字花科芸苔属甘蓝变种，富含对人体有益的物质，如硫代葡萄糖苷，黄酮类及多种维生素[1-3]。西兰花因食用性强，且营养价值高，常被作为中式菜肴原料之一。中式菜肴的工业化能够满足高效、快节奏的生活方式，适应时代的发展和不断提高人们的生活水平。传统的热加工和冷冻加工虽然能够保证中式菜肴如西兰花的安全性，但会损坏西兰花的色、香、味、形以及营养品质，造成再加工性较差[4]。同时由于绿色蔬菜本身在加工中颜色易劣变，受热加工后品质极易损失，并且低酸预制蔬菜加工由于没有酸对微生物的抑制作用，使其货架期的微生物控制极为困难。因此，考虑以绿色蔬菜原料为主的成品菜肴的品质提升和食用安全性为首要任务，以及杀菌技术落后、杀菌处理后菜肴品质损失的现状，开发西兰花加工新工艺和新技术以提高其产品品质极为重要。

与传统的热加工技术相比，食品非热加工过程中温度相对较低，处理时间短，较好地保持了食品原有的品质。高静压(HHP)又称超高压，是一种新型的非热食品加工技术，它既能有效的杀死食品中的微生物，保证食品的安全性，又能保持食品原有的色、香、味、形、营养等方面的品质[5-7]。大量的研究结果表明，要较好地控制预制蔬菜食品中微生物，需要 HHP 与温度、pH、Nisin 等处理相结合[8-9]。目前，充气包装与HHP技术结合在果蔬保鲜和延长货架期上的应用获得关注。已有研究表明，充气包装与HHP结合能够有效的杀菌，延长肉类[10]、水产品[11]等的货架期，但是利用充气包装与HHP结合的杀菌技术处理以西兰花为原料的预制蔬菜，在其杀菌效果和延长货架期上的研究还鲜见报道。

本文研究了充气包装结合HHP技术对预制西兰花的杀菌效果及品质的影响，并且比较了真空-HHP、充CO2-HHP和充N2-HHP处理对预制西兰花品质影响的差别，筛选出保证食品卫生安全的充气包装方式。为HHP与充气包装在西兰花工业化生产中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验原料

市售新鲜西兰花，购买于中国农业大学家属区农贸市场。西兰花贮存于4℃冷库，24 h内试验处理。

1.2 试验试剂

氯化钠、丙酮、碳酸钙、次氯酸钠(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)；高纯氮气(99.9%)、高纯二氧化碳(99.9%，北京千禧京城气体销售中心)。

1.3 试验仪器与设备

Hunterlab Colourquest XE型全能色差仪，美国 HunterLab 公司；UV-1800紫外可见分光光度计，日本岛津公司；EY-300A分析天平，日本松下电器公司；JYL-610九阳打浆机，九阳股份有限公司；CT3质构仪，美国博勒飞公司；KQ-250DE超声清洗机，昆山市超声仪器有限公司；S-HH-W21-Cr600恒温水浴箱，北京长安科学仪器厂；CAU-HHP-700-6 HHP设备，包头科发新型高技术食品机械有限责任公司；MF-400型真空封口机，广州鸿亿机电设备制造有限公司；DT-6D型气调包装机，温州市大江真空包装机械有限公司。

1.4 试验方法

将无病虫害、无机械损伤、新鲜的西兰花进行清洗鲜切，然后于热烫锅中90～100℃热烫90 s，将热烫后的鲜切西兰花放入50 mg/L的次氯酸钠溶液中杀菌处理，之后冷却沥干，称50 g放入包装袋中。

1.4.2 预制西兰花包装方式 进行真空、充气包装。将西兰花装袋后利用真空包装机进行真空包装。用气调包装机进行充气包装，充气包装方式为：CO2(100%)、N2(100%)两种充气方式。

1.4.3 预制西兰花杀菌处理 将上述西兰花放入HHP处理釜中，于室温(25℃)下采用压力为 550 MPa，保压时间为 6 min 进行HHP处理。空白对照为常压(0.1 MPa)下未经HHP处理的样品，所有样品于 4℃下进行贮藏，每隔7 d进行各项指标检测。

1.4.4 微生物检测 对于TAB的检测根据GB 4789.2—2010《食品微生物学检验菌落总数测定》检测细菌总数，将破碎后的样品适当稀释后，倾注倒平板，于37℃培养48 h，计数规则采用国标方法，微生物菌落总数以cfu/g计。

1.4.5 叶绿素含量的测定 参照张素霞[12]的方法并做修改。称取样品2 g，置于研钵中，加入2 mL 80%丙酮(v/v)和少量CaCO3进行低温研磨成均浆，再用80%(v/v)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、663 nm处测吸光度值OD，以80%(v/v)丙酮为对照。每个样品重复3次，取其平均值。叶绿素含量计算公式如式(1)—(3)：

Ca=12.71×A663-2.59×A645

(1)

Cb=22.88×A6454.67×A663

(2)

C=Ca+Cb=8.04×A663+20.29×A645

(3)

1.4.6 质构的测定 参考董鹏等[13]的方法并略作改进。将西兰花杆置于质构仪 P/50 探头下做质地多面分析(TPA)测试。条件为：测前速度为2 mm/s、测试速度为1 mm/s、测后速度为2 mm/s、压缩程度为40%、停留时间为3 s、数据采集速率为400 pps、触发值为5 g。每个处理组样品3个重复，每个重复测定6个平行样，取平均值。

1.5 数据分析

试验进行3次处理，采用Microcal Origin 8.0 (美国Microcal公司)软件制图并对数据进行方差分析，显著性水平为0.05，当P<0.05时表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间预制西兰花菌落总数的变化

由于不结合温度超高压处理不能够有效的杀灭孢子，所以经超高压处理后的西兰花我们置于4℃的冷库中进行冷藏，每隔7d检测一次微生物指标。图1为预制西兰花在贮藏期内菌落总数的变化。从图1中看出，充N2包装和充CO2包装的预制西兰花在第0d的菌落总数分别为5.20、5.15个对数，超出食品安全范围，真空-HHP、充CO2-HHP和充N2-HHP处理的预制西兰花菌落总数与对照相比分别降低2.03、3.20和2.70个对数，可以看出充CO2-HHP杀菌效果更好。充N2-HHP、真空-HHP处理的预制西兰花在贮藏1w菌落总数分别为4.66、4.70个对数，超出了食品安全范围，而充CO2-HHP处理的预制西兰花的菌落总数在0～7w内呈现上升趋势，在第7w时菌落总数为3.50个对数，但当贮藏8w时，菌落总数已多不可计，超出了食品安全范围。这可能是因为高压会杀死大部分微生物的营养体，也会导致剩余部分微生物受伤，从而使其无法增殖，只有在受伤细胞实现自我修复之后，才可以恢复增殖，即“超高压造成细胞受伤后的修复作用”[14]，而且，已有不少研究表明低温或低pH 会抑制这种修复[15-16]，充气处理后，高压使大量的CO2气体溶解于食品中的水分造成细胞外部pH的降低，此外，一部分CO2气体也会扩散进入细胞内部并溶解，使细胞内部的pH降低，抑制细胞内部与新陈代谢相关的酶，最终导致细胞死亡。因此，充CO2-HHP处理具有更好的杀菌效果，且能够有效的将预制西兰花的货架期延长到8w。

图1 贮藏期间西兰花菌落总数的变化 注：N2-HHP：充N2结合HHP；CO2-HHP：充CO2结合HHP；N2：N2(100%)充气包装；CO2(100%)：CO2(100%)充气包装，下同。

2.2 贮藏期间预制西兰花质构的变化

硬度可以反映果蔬质地坚实度的大小。图2可以看出，真空-HHP处理、充N2-HHP、充CO2-HHP处理后的预制西兰花的硬度与只充N2包装处理相比有所下降，但没有显著性的差异(P>0.05)，该结果与董鹏等[17]在研究蔬菜高静压杀菌效果及其感官品质评价中高压会使蔬菜硬度下降的结果是一致的，但是充CO2-HHP处理后的预制西兰花硬度更加接近于对照组，表明充CO2-HHP处理能够更好地保持西兰花质构。贮藏期间，充CO2-HHP处理后的预制西兰花贮藏期内的硬度总体上呈现下降趋势，但是硬度下降不显著。因此充CO2-HHP处理能够更好的保证贮藏期间预制西兰花质构的稳定。

图2 贮藏期间西兰花硬度的变化 注：不同的小写字母表示预制西兰花不同处理间差异显著(P<0.05)。

2.3 贮藏期内预制西兰花叶绿素含量的变化

西兰花中含有大量叶绿素，但随着贮藏时间的延长叶绿素含量下降，导致西兰花褪绿黄化，严重影响西兰花感官品质。由图3可看出，真空-HHP处理、充N2-HHP处理后的预制西兰花叶绿素a、叶绿素b与总叶绿素较对照相比差异不显著。Van Loey 等[18]在研究中也发现，HHP处理后的西兰花汁中叶绿素含量没有变化。但是充CO2-HHP处理的预制西兰花叶绿素a含量、总叶绿素含量与其他处理组相比显著降低(P<0.05)，颜色呈现黄绿色。目前认为叶绿素的代谢途径之一为由外界环境如温度和酸主导的代谢途径[19]。充CO2-HHP处理预制西兰花的叶绿素含量显著降低，推测可能是因为充入CO2后，高压使大量CO2渗入细胞内，CO2溶解形成碳酸，降低了细胞内的pH，加速了叶绿素的降解。

图3 贮藏期间西兰花叶绿素含量的变化注：A：叶绿素a、B：叶绿素b、C：总叶绿素

贮藏期间，充CO2-HHP处理预制西兰花的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量在0～4w呈现随贮藏期的延长逐渐降低的趋势，但从第4w开始到第8w，叶绿素a含量逐渐增加，到第8w超越了初始值，而图3-B所示的叶绿素b增加的趋势不明显，与初始值相比显著降低，Hörtensteine研究表明，叶绿素b转化为叶绿素a是叶绿素降解的先决条件[20]。因此，贮藏期间叶绿素b显著降低而贮藏后期叶绿素a显著增加的原因可能是叶绿素b在贮藏期间转化为了叶绿素a。但这并非叶绿素a增加的唯一原因，其相关机制还有待于进一步探索。图C所示总叶绿素含量在4～8w显著增加，但仍然没有恢复到初始值，猜测可能是由于CO2溶于水的反应是可逆的，在随着贮藏期的延长，碳酸又转化为了CO2，CO2从细胞中溢出，细胞中游离的H+大量减少，叶绿素脱镁反应受到抑制，该反应朝向逆反应方向进行，从而使预制西兰花的叶绿素含量在贮藏后期增加。但是产生该现象的机理还需要进一步的研究和探讨。因此充CO2-HHP处理未能很好的保持预制西兰花颜色品质，且无法保证预制西兰花贮藏期间颜色的稳定性。

3 结论

从贮藏期微生物和品质分析，真空-HHP、充CO2-HHP和充N2-HHP处理后的预制西兰花菌落总数分别降低2.03、3.20和2.70个对数，表明充CO2与HHP具有一定的协同杀菌效果，充CO2-HHP技术杀菌效果最好，并且能够将贮藏期延长到8w。同时，充CO2-HHP处理与真空-HHP、充N2-HHP处理相比，能够更好地保持西兰花质地，但是颜色品质相对较差。因此，充CO2-HHP技术能够最大限度延长预制西兰花货架期，但在此基础上，需要进一步提高预制西兰花的颜色品质，使该技术更加适合应用于西兰花实际的生产。◇

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(责任编辑 刘宏)

Effect of Gas Combined with High Hydrostatic Pressure on Quality and Shelf-life of Pre-broccoli

LIU Qi，ZHOU Bing，OU Ya-wen，XIONG Xin-xing，ZHANG Yan，HU Xiao-song，LIAO Xiao-jun

(College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University/Chinese National Engineering Research Centre for Fruits and Vegetables Processing，Beijing 100083，China)

The effects of gas combination of high hydrostatic pressure on the quality and shelf-life of pre-broccoli were studied.Vacuum packaging and packing with different proportions of gas (100% CO2，100% N2)combined with the high hydrostatic pressure treatments (HHP，550 MPa，6 min)were used to pretreat the broccoli.The results showed that after vacuum packaging combined with HHP treatment，CO2combined with HHP treatment and N2combined with HHP treatment，the total bacteria was reduced by 2.03，3.20 and 2.70 log cycles respectively.Shelf life of broccoli could be reached eight weeks after CO2combined with HHP treatment.Simultaneously，HHP maintained better texture and color of broccoli.Therefore，CO2combined with HHP could be an effectively method to improve the effect of sterilization and extend the shelf-life of the broccoli.

gas combination of high hydrostatic pressure；pre-broccoli；sterilization；shelf-life；quality

国家自然科学基金“高静压加工绿色蔬菜颜色品质变化的分子机制研究”(项目编号：31271910)。

刘琪(1992— )，女，在读硕士研究生，研究方向：农产品加工及贮藏工程。

张燕(1977— )，女，博士，副教授，研究方向：果蔬营养和非热加工。