文连奎，路鑫，管文荻，董昕

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）

泡菜是以新鲜蔬菜为原料，利用天然附着在蔬菜表面的有益微生物发酵产酸，以半固态发酵方式加工的发酵性腌渍菜[1]。其特点是“质脆、味香而微酸，不必再制就能食用”，具有蔬菜中丰富的纤维素和矿物质，能增进食欲，有解腻开胃，降低胆固醇，促消化等功效[2-5]。

超高压技术（ultrahigh pressure technology）也称为超高压杀菌技术，是指利用100 MPa以上的压力，在常温或较低温度条件下，使食品中的酶、蛋白质及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法[6-8]。

延长泡菜的保藏期可采用热杀菌、微波杀菌、添加大蒜等香辛料，这些方法有一定的效果，但是对产品品质有影响。采用超高压技术对泡菜杀菌效果和品质影响的研究报道很少，本试验采用超高压技术处理泡菜，超高压技术在杀菌的同时，可较好地保持食品原有的色、香、味及营养成分[9-11]，为泡菜保藏技术研究提供新的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甘蓝：市售，品种为平头型；食用碘盐，大蒜、姜、大料等辅料（食品级）：市售。

胰蛋白胨（生化试剂）、酵母浸膏（生化试剂）：北京奥博星生物技术有限责任公司；葡萄糖（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；琼脂（生化试剂）：天津市科密欧化学试剂有限公司；氯化钠、盐酸 北京化工厂；月桂基硫酸钠：北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司；乳糖（分析纯）：沈阳市试剂三厂。

1.2 仪器与设备

DL700-0.55*1.5超高压等静压机：上海大隆机器厂；DZ-400/2L型真空包装机：诸城市德兴机械；手提式高压蒸汽灭菌锅：上海博讯实业有限公司；SW-CJ-2D型双人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司；PHS-3C数字酸度计 上海鹏顺科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 泡菜工艺流程

原料→修整→清洗→沥干→切分→称重→装坛→注盐水及其它辅料→密封→发酵→称重→装袋（50 g/袋）→真空包装密封→超高压杀菌→成品

1.3.1.1 操作要点

1）甘蓝切成长4 cm～5cm、宽4 cm～5 cm的方块形。2）泡菜发酵时间：室温下发酵8 d～12 d，以泡菜酸度为0.5%时即为发酵终止。

1.3.1.2 参考配方

食盐2.5%～4.5%，蔗糖1.5%，味精0.5%，辣椒粉2%，姜2.5%，蒜2.5%，料酒2%，醋1%，花椒大料各0.1%，所有添加剂均符合国家食用标准。

1.3.2 样品的超高压处理

将腌制好的泡菜装入聚乙烯复合袋中，真空密封，放入超高压装置中进行处理，按试验设计进行，超高压处理后的样品和对照样品在6 h内进行微生物检测和感官评定。超高压设备有效容积2 L，升压速100 MPa/min，解压时间15 s，压力腔温度为室温。

1.3.2.1 超高压的压力、保压时间、食盐含量单因素试验

因素水平为：压力 200、250、300、350、400 MPa，保压时间 5、10、15、20、25min，食盐含量 2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%。

1.3.2.2 响应面法优化超高压处理泡菜的杀菌工艺

根据超高压压力、保压时间、食盐含量3个单因素最佳工艺参数结果采用Box-Behnken Design进行试验设计，选取压力、保压时间、食盐含量（分别以A、B、C 表示），以-1、0、1 代表变量水平，按方程 X=（x-x0）/Δx对自变量进行编码（X为变量的编码值，Δx为变量的变化步长），以综合评分Y为响应值。响应分析得出超高压处理泡菜的杀菌工艺参数。

1.4 测定与评定方法

1.4.1 菌落总数死亡数量级的测定

菌落总数采用国标GB4798.2-2010平板计数法测定。菌落总数死亡数量级A[12]，A=-lgN/N0，式中：N为超高压处理后1 g样品的菌落总数，N0为对照1 g样品的菌落总数。

1.4.2 大肠菌群的测定

大肠菌群采用国标GB4798.3-2010《大肠菌群MPN计数法》。

1.4.3 感官评定

1.4.3.1 评审小组的组成

评定小组由30人组成，男女各半，评定前由本人简要评定过程中的注意事项，同时，给每人分发一份感官评定评分表。实验前，对样品进行秘密编号[13]。

1.4.3.2 感官评定标准

有关盐渍（腌）菜或酱腌菜的行业标准较多，但还没有国家标准（卫生标准除外）。本研究以SB/T10439-2007《酱腌菜中的感官特性》为参考，作为泡菜的品质评定标准[14]。从色泽、香气、滋味、口感4个方面对超高压处理后的泡菜进行感官评定，见表1。

表1 感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standards

1.4.4 超高压处理泡菜综合评分的确定

菌落总数死亡数量级是衡量超高压处理泡菜的杀菌效果的重要指标，菌落总数死亡数量级数值的高低直接影响泡菜的保藏性，进而影响泡菜的货架期。感官评定是评定泡菜品质的重要指标，其分值的高低会影响泡菜的滋味、香气、口感、色泽等，从而影响泡菜的商品价值。采用1.4.1中方法测定超高压处理泡菜后的菌落总数死亡数量级为A，对产品进行感官评定，见1.4.3，得分记为B。综合评分=50%×A+50%×B

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

2.1.1 超高压的压力对泡菜综合评分的影响

当压力为 200、250、300、350、400 MPa 时，菌落总数死亡数量级分别为 3.157、3.797、5.613、6.598、7.015，感官评定得分分别为 5.749、5.527、5.411、5.066、4.351，综合评分见图1。

图1 压力对泡菜综合评分的影响Fig.1 The effect of synthetic mark of Pickles on the pressure

由图1可知，随着压力的增加泡菜的综合评分先增大后略微减小，最佳压力为350 MPa。先升高是利用超高压破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素综合作用导致了微生物死亡。但随着压力的增加，综合评分下降，这可能是因为过大的压力会影响样品的感官品质，从而使综合评分下降。

2.1.2 超高压的保压时间对泡菜综合评分的影响

当保压时间为 5、10、15、20、25 min 时，菌落总数死亡数量级分别为 3.087、4.293、5.416、6.169、6.315，感官评定得分分别 7.347、7.111、6.603、5.117、4.057，综合评分见图2。

图2 保压时间对泡菜综合评分的影响Fig.2 The effect of synthetic mark of Pickles on the pressureholding time

图2 显示，在时间15 min时，综合评分最高，时间太短样品的菌落总数死亡数量级不理想，而保压时间过长，会影响样品的品质质量，从而降低了样品的综合评分。

2.1.3 食盐含量对泡菜综合评分的影响

当食盐含量为2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%时，菌落总数死亡数量级分别为 4.895、5.224、5.413、5.427、5.617，感官评定得分分别 5.675、6.146、6.231、6.157、5.625，综合评分见图3。

图3 食盐含量对泡菜综合评分的影响Fig.3 The effect of synthetic mark of Pickles on the salinity

图3 表明，食盐含量为2.5%时，样品的感官品质和菌落总数死亡数量级皆不好，从而导致其综合评分低；当食盐含量为3.5%时，综合评分达到最大值，食盐含量对杀菌效果起到协同作用，当食盐含量达到一定值后，食盐含量对样品的菌落总数死亡数量级影响不大。并且食盐含量越大会影响样品的感官品质，且违背了低盐健康饮食的理念，因此确定最佳食盐含量为3.5%。

2.4 响应面优化超高压处理泡菜的杀菌工艺

2.4.1 响应面设计方案

选取超高压的压力、保压时间、食盐含量3个因素，进行Box-Behnken优化试验。试验因素水平设计见表2，响应面设计数据及结果见表3。

表2 超高压处理响应面试验因素水平Table 2 Coded values and corresponding actual values of the optimization parameters used in response surface analysis

表3 Box-Behnken Design试验设计与结果Table 3 Box-Behnken experimental design and results

2.4.2 方差分析及显著性检验

Design Expert软件拟合分析，得出超高压处理泡菜后的综合评分与A、B、C 3个变量的方程模型：Y=+5.98+0.13A-0.11B+0.081C+0.035AB-0.041AC-0.45×10-2BC-0.29A2-0.28B2-0.19C2

式中：Y为超高压处理泡菜后的综合评分，A、B、C分别为超高压的压力、保压时间、食盐含量。对超高压处理泡菜后的综合评分的数据进行方差分析，结果见表4。

由表4可知，试验模型极显著（P＜0.01），失拟项不显著（P=0.202 8）。各因素对得率影响大小顺序：压力＞保压时间＞食盐含量。

表4 方差分析及显著性检验Table 4 Results of variance analysis and significance test

一次项 A、B、C 极显著，二次项 AB、AC 显著，A2、B2、C2极显著，其余不显著。拟合度R2=0.9977。说明该模型设计合理，可以用来分析预测超高压处理泡菜的综合评分。

2.4.3 响应面分析

从图4（a）可知，超高压的压力在340 MPa～375MPa、保压时间 12.5 min～15.5 min时，泡菜的综合评分较大。综合评分随压力和保压时间的增加先增加后降低。由图4（b）中可看出，综合评分随压力的增加而先增加后降低，随食盐含量的增加而先轻微的增加后降低，变化幅度较小，这在以前的单因素试验中也观察到此现象，可能是食盐含量对综合评分的变化影响较小。由图4（c）显示，保压时间在12 min～15.5 min范围内时，泡菜的综合评分可达到最佳范围值。保压时间小于17.5 min、食盐含量小于3.25%时综合评分较低。综合评分值随保压时间增加而先增加后减小。

图4 各两因素交互作用对超高压处理泡菜的综合评分的响应面与等高线图Fig.4 Response surface and contour plots for the interaction effects of process conditions on the synthetic mark of pickles with ultrahigh pressure

2.4.4 响应面优化下超高压处理泡菜的综合评分

响应面优化工艺参数：压力359.36 MPa、保压时间14.05 min、食盐含量3.59%的条件下，超高压处理泡菜的综合评分理论值6.010。考虑实际操作性，将参数调整为压力350 MPa、保压时间15 min、食盐含量3.5%，进行3组平行试验，平均综合评分为5.993，与理论值的误差为0.28%。验证了响应面优化工艺参数的准确可靠性，说明试验具有实际应用价值。

3 结论

通过单因素试验和响应面设计，得出超高压处理泡菜的最佳工艺参数为压力350MPa、保压时间15min、食盐含量3.5%，此时泡菜的综合评分可达5.993。在此条件下泡菜的口感好，大肠菌群检测均为阴性。选用超高压技术不仅使泡菜达到杀菌的效果，而且保留了泡菜的感官品质。超高压技术耗时少，在生产过程中可有效地提高生产效率。对超高压处理泡菜的杀菌工艺优化，可以用于泡菜的现代化、产业化生产，带动泡菜产业的发展。

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