張林玉，郭艷明，伍曉聰，張淑媛，金文蘋，董明，2*

1(安徽農(nóng)業(yè)大學 茶與食品科技學院，安徽 合肥，230036) 2(合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院，安徽 合肥，230036)

超高壓處理對腌漬紅椒滅菌效果及品質的影響

張林玉1，郭艷明1，伍曉聰1，張淑媛1，金文蘋1，董明1，2*

1(安徽農(nóng)業(yè)大學 茶與食品科技學院，安徽 合肥，230036) 2(合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院，安徽 合肥，230036)

文中研究25℃條件下不同壓力(100、200、300、400、500MPa)及不同保壓時間(5、10、15、20、25min)處理對腌漬紅椒色澤、質構、相關酶活、微生物等指標的影響。結果表明，隨著壓力的增加，菌落總數(shù)下降明顯，在壓力≥400MPa時，從7 566 CFU/g降到36 CFU/g以下；果膠酶和過氧化物酶的活性總體處于下降趨勢，在100～200MPa壓力時，酶活性存在激活現(xiàn)象；辣椒色澤變暗，偏紅和偏黃程度加深；Vc含量略下降；硬度和黏著性下降；彈性、凝聚性、回復性和咀嚼性均呈先上升后下降趨勢。與熱處理組相比，超高壓處理對于腌漬紅椒有更好的滅菌效果，能在一定程度上鈍化酶的活性，同時能較好地保持腌漬紅椒的營養(yǎng)成分和質構特性。

超高壓；腌漬紅椒；微生物；品質

目前市場出售的辣椒產(chǎn)品種類繁多，腌漬紅椒加工方法簡單，成本低廉，且有增加食欲的功效，深受消費者歡迎[1]。腌漬辣椒的原料在采摘、收購、加工過程中，必然會遭到微生物的污染，微生物的存在會使紅椒發(fā)生感官改變、組織結構軟化等一系列變化。因此，對腌漬紅椒進行殺菌處理以延長其貨架期是十分必要的[2]。

食品超高壓技術是將食品原材料包裝后置于密閉的超高壓容器中，在靜高壓(常用的壓強在100～1 000 MPa)和適當?shù)臏囟认录庸ひ欢〞r間，引起食品成分中非共價鍵(即離子鍵、氫鍵等)的破壞或形成，使食品中的蛋白質、酶、淀粉等天然有機高分子化合物發(fā)生變性、失活和糊化，并殺滅食品中的細菌等微生物，使食品達到滅菌、加工和保藏的目的[3-4]。與傳統(tǒng)的高溫殺菌相比，食品沒有經(jīng)過高溫處理，能最大限度保持食品原有的顏色、香氣、滋味和形態(tài)等品質，而且操作簡單安全，耗能低[5]。

目前，在對茭白、胡蘿卜、腌制咸菜進行超高壓加工的研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超高壓處理后不僅保藏期得到延長，而且與傳統(tǒng)的熱加工相比，其富含的營養(yǎng)成分、質地、風味等變化程度很小，從而可以看出超高壓加工在蔬菜加工中具有潛在的優(yōu)勢[6-8]。本文依據(jù)超高壓殺菌的基本原理，系統(tǒng)分析比較了腌漬紅椒超高壓殺菌和熱力殺菌處理后其產(chǎn)品的微生物、酶活性及品質指標的變化規(guī)律，為超高壓非熱殺菌腌漬紅椒加工技術提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

原料：紅椒、生姜、大蒜、白酒、鹽、白砂糖、味精、白醋，紅府超市。

試劑：NaCl、乙二胺四乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙酸鈉、多聚半乳糖醛酸、二硝基水楊酸、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、TritonX-100、愈創(chuàng)木酚、雙氧水(分析純)，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2儀器與設備

電熱恒溫水浴鍋(DK-S26型)，上海精宏實驗設備有限公司；紫外可見分光光度計(752型)，上海菁華科技儀器有限公司；數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱(HPX-9082)，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；立式壓力蒸汽滅菌器(LDZX-50FBS)，上海申安醫(yī)療器械廠電子天平(PA1004N型)，上海精密科技儀器有限公司；高速冷凍離心機(LR16-A)，北京雷勃爾離心機有限公司；便攜式色差計(CR-400)，日本KONICA MINOLTA公司；超高壓設備(HPP600MPA/3L)，包頭科發(fā)高壓科技有限責任公司；真空包裝機(DZQ)，合肥逸飛包裝機械有限公司；質構儀(TA-XT plus)，英國Stable Micro System有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1 腌漬紅椒加工工藝

辣椒洗凈后去梗晾干，切成長寬約1.5 cm的辣椒片，加入適量的生姜大蒜和鹽等調料，拌勻后放入干凈的泡菜壇中，用水封口快速腌制24 h，腌制完成后立即用12 cm×7 cm的PET/PP復合包裝袋真空包裝(100 g/袋)。

1.3.2 超高壓處理

超高壓處理壓力對腌漬紅椒品質影響的參數(shù)設置為：保壓時間為15 min，處理壓力分別為100、200、300、400、500 MPa；超高壓處理時間對腌漬紅椒品質影響的參數(shù)設置為：處理壓力為300 MPa，保壓時間分別為5、10、15、20、25 min；熱力殺菌組處理條件為85 ℃水浴20 min；空白對照組為常壓(0.1 MPa)下未經(jīng)處理的腌漬紅椒。

1.3.3 微生物指標檢測

菌落總數(shù)檢測：依據(jù)GB4789.2—2010《食品微生物學檢測菌落總數(shù)測定》測定[9]，平行3組。大腸桿菌的檢測：依據(jù)GB4789.3—2010《食品微生物學檢測大腸菌群測定》測定[10]，平行3組。

1.3.4 果膠酶酶活性測定

稱取1 g樣品加入8 mL酶提取液后，冰浴條件下研磨5 min，在12 000 r/min，0℃離心20 min，離心后取200 μL上清液加入1.0 mL pH 5.5緩沖液及0.5 mL多聚半乳糖底物，于37℃水浴h。之后立即加入1.5 mL DNS溶液，沸水浴5min，稀釋至25 mL后在540 nm處測量吸光度值，重復3次[11]。

1.3.5 過氧化物酶酶性測定

稱取2.5g樣品加入5.0 mL酶提取液，在冰浴條件下研磨成勻漿，在12 000 r/min，4℃ 下離心20 min，取0.5 mL上清液，加入3.0 mL愈創(chuàng)木酚溶液，再加入200 μL雙氧水溶液迅速混合啟動反應，同時立即開始計時，以蒸餾水為參比，在反應15 s時開始記錄，在470 nm處測定，每1 min測定1次，至少獲取6個點，重復3次[12]。

1.3.6 VC含量測定

依據(jù)GB 6195—1986《水果、果蔬維生素C含量測定法》測定，重復3次[13]。

1.3.7 質構測定

用打孔器取大小一致、厚度均勻且直徑為1.2 cm的圓形椒片，正反交錯排列，平鋪在試驗臺上，用P100柱形探頭執(zhí)行下壓測試，每個樣品重復測定6次，結果取平均值。測試條件：探頭P/100，測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度 5 mm/s，壓縮比例 50%，2次壓縮停頓時間為5 s，壓力5 g，數(shù)據(jù)采集率400 pps。重復6次[14]。

1.3.8 色澤測定

手持CR-400便攜式色差計測量表面色澤，在色差儀各測量值中，L*表示亮度，其值越大亮度越大。a*值代表色度中紅綠色差指標，正值越大，紅色越深；負值越小，綠色越深；b*值是色度中黃藍色差指標，正值越大，黃色越深；負值越小，藍色越深。在不同處理條件下隨機取辣椒片直接測定果實亮度，平行測定3組[15]。

1.4數(shù)據(jù)分析處理

采用Origin 8.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析并制圖，用SPSS軟件進行方差分析，利用Duncan新復極差法比較因素水平間的顯著性(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1超高壓處理對腌漬紅椒菌落總數(shù)的影響

2.1.1 超高壓處理壓力對腌漬紅椒菌落總數(shù)的影響

處理壓力是超高壓對腌漬紅椒滅菌效果中最重要的影響因素。確定保壓時間15 min，處理溫度25 ℃，取樣分析超高壓處理壓力對腌漬紅椒微生物的影響。探討處理壓力對滅菌效果的影響。

由表1顯示可知，在較低的壓強(100或200 MPa)時，超高壓滅菌的效果并不理想(P>0.05)，但壓力由200 MPa升到300 MPa時，腌漬紅椒中的菌落總數(shù)顯著降低(P<0.05)，菌落總數(shù)由6 291 CFU/g下降到2 181 CFU/g，滅菌率達到71.17%。當處理壓力為500 MPa時，菌落總數(shù)只有7 CFU/g。巴氏滅菌滅菌率為94.67%，這說明超高壓處理與巴氏滅菌一樣對腌漬紅椒有很好的滅菌作用。在較低壓力閾值內(nèi)迅速提高處理壓力能明顯降低菌落總數(shù)[16]，這主要是因為瞬間施加的高壓使微生物的細胞膜和細胞壁發(fā)生變化、蛋白質變質，從而殺死微生物。大腸桿菌只有在對照組中才檢測出來，說明大腸桿菌對壓力敏感，不能在高壓條件下生存。

表1 處理方式對腌漬紅椒菌落總數(shù)的影響

2.1.2 超高壓處理時間對腌漬紅椒菌落總數(shù)的影響

確定處理壓力300 MPa，溫度25 ℃，取樣分析超高壓保壓時間對腌漬紅椒微生物的影響，探討保壓時間對滅菌效果的影響。

由表2可以看出，在相同處理壓力和溫度下，保壓時間越長，滅菌效果越好。保壓時間從10 min升高到15 min時，滅菌率由44.01%上升到71.17%，而從15 min升高到25 min時，滅菌率分別提高了5.8%和1.9%。由于不同菌種都有自身不同的耐壓閾值，壓力敏感菌耐壓閾值較低，耐壓菌閾值較高[17]。多數(shù)壓力敏感菌在高壓處理后會迅速死亡，而剩余耐壓菌在處理壓力未達到其閾值時，保壓時間的延長只能使其中少部分細菌死亡。此時，保壓時長已經(jīng)不是主要的滅菌因素。在300 MPa出來條件下，未檢測出大腸桿菌。

表2 處理時間對腌漬紅椒菌落總數(shù)的影響

2.2超高壓處理對果膠酶的影響

2.2.1 不同壓力對腌漬紅椒果膠酶的影響

果蔬軟化與果膠質的降解代謝緊密相關，而果膠質的降解過程受到果膠酶的直接控制。所以果膠酶可作為檢測組織軟化的一種生理指標[18]。

圖1 不同壓力對腌漬紅椒PG相對酶活的影響Fig.1 Effect of treatment on residual activities of PG in pickled pepper

由圖1得出，壓力在100～200 MPa時，酶有激活現(xiàn)象，這可能因為較低的壓力使蛋白質鏈展開，酶的三維構造發(fā)生變化，暴露出活性位點，而此變化一般是可逆的[19-20]。當處理壓力大于等于200 MPa時，隨著處理壓力的升高，果膠酶殘存活性顯著下降(p<0.05)，這是因為瞬間釋放的高壓使酶的三維構象進行了不可逆的分解[21-22]。

2.2.2 超高壓處理時間對腌漬紅椒果膠酶的影響

由圖2可知，處理壓力和溫度相同時，隨著保壓時間的延長，果膠酶活性降低。保壓時間由5 min增加到10 min時，酶活變化不顯著(p>0.05)；而當保壓時間大于等于10 min時，酶活性顯著降低(p<0.05)，這是因為保壓時間延長后，酶的三維構象受到了不可逆的壓縮破壞[21-22]。

圖2 處理時間對腌漬紅椒果膠酶相對酶活的影響Fig.2 Effect of treatment time on residual activities of PG in pickled pepper

2.3超高壓處理對過氧化物酶的影響

2.3.1 超高壓處理壓力對腌漬紅椒過氧化物酶的影響

過氧化物酶能使組織中所含的某些碳水化合物轉化成木質素，增加木質化程度，所以過氧化物酶可作為組織老化的一種生理指標。過氧化物酶具有很高的耐壓能力，在室溫條件下，需要很高的壓力才能使其滅活。所以可以作為處理壓力設定的指示酶[23-25]。

由圖3可以看出，壓強為200 MPa時，酶活呈現(xiàn)小幅度上升情況，與對照相比，達到(104.26±0.024 5)%。這是因為在一定范圍內(nèi)，由于壓力的升高，損壞了細胞膜或細胞膜通透性改變，細胞內(nèi)部的過氧化物流出，并且，一定的壓力也能使酶從細胞的束縛狀態(tài)下解離，酶活性由此升高[26]。也有可能是因為出現(xiàn)了同工酶[27]。壓力由200 MPa上升到400 MPa時，酶活性顯著降低(p<0.05)，到達400 MPa后，壓力再升高，酶活變化不顯著(p>0.05)。500 MPa時，酶活下降至對照組的42.4%，熱力滅菌下降到對照組的35.92%。

圖3 處理方式對腌漬紅椒POD相對酶活的影響Fig.3 Effect of treatment on residual activities of POD in pickled pepper

2.3.2 超高壓處理時間對腌漬紅椒過氧化物酶的影響

由圖4可以看出，300 MPa、25 ℃條件下處理樣品，其過氧化物酶活性隨著保壓時間的延長而有不同程度的降低。10～20 min，活性顯著降低(p<0.05)，而時間延長到25 min時，酶活幾乎不變。由此可以看出，保壓時間達到一定值后，時間不再是影響酶活的主要因素。

圖4 處理時間對腌漬紅椒POD相對酶活的影響Fig.4 Effect of treatment time on residual activities of POD in pickled pepper

2.4超高壓處理對腌漬紅椒VC含量的影響

2.4.1 不同超高壓處理壓力對腌漬紅椒VC含量的影響

在蔬菜中，辣椒的VC含量最高，但是VC性質卻很容易受到外界因素的影響，極不穩(wěn)定。從圖5可以看出，隨著處理壓力的增大，Vc含量下降明顯(p<0.05)，500 MPa時Vc含量僅為57.63 mg/100 g，占對照組的63.13%，而熱力滅菌組Vc含量僅為46.7 mg/100 g，占對照組的55.58%。說明，相比于熱殺菌，超高壓能在一定程度上，有效的減少VC的損失量。

圖5 處理方式對腌漬紅椒VC含量的影響Fig.5 Effect of treatment on Vc content in pickled pepper

2.4.2 處理時間對腌漬紅椒VC含量的影響

由圖6可知，在300 MPa，25℃處理條件下，隨著保壓時間的延長，VC含量呈下降趨勢，保壓時長為25 min時，VC的保留率僅為對照組的68.67%。超高壓不能破壞共價鍵，因而對小分子營養(yǎng)物質不會有直接破壞作用，但是超高壓處理能將外界的氧氣帶入食品體系，增加食品體系中的活性氧含量，并促進它與VC的接觸，導致VC氧化降解[28]。

圖6 處理時間對腌漬紅椒VC含量的影響Fig.6 Effect of treatment on Vc content in pickled pepper

2.5超高壓處理對腌漬紅椒質構的影響

硬度大小反映辣椒組織的軟硬程度；黏著性是咀嚼辣椒時，辣椒對牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質，反應內(nèi)部黏合力。一般蔬菜新鮮度越高，黏度越小[29]。彈性是反應辣椒第一次受外力作用時變性后的恢復程度?；貜托苑从沉藰悠吩谑艿綁嚎s后，迅速恢復變形的能力。凝聚性是辣椒對第二次壓縮的相對抵抗能力。咀嚼性是一項質地綜合評價指標，模擬辣椒樣品咀嚼成吞咽時的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的能量，是硬度、凝聚力、彈性三者綜合作用的結果。

2.5.1 不同超高壓處理壓力對腌漬紅椒質構特性的影響

由表3可以看出，超高壓處理組的硬度均大于熱殺菌組，差異性顯著(p<0.05)。經(jīng)熱處理的腌漬紅椒硬度僅能保持原有的30%，而超高壓500 MPa組是原有硬度的62.9%，此結果與KEBBER[15]的研究結論一致。隨著壓力的升高，硬度和黏著性降低；彈性、凝聚性、回復性和咀嚼性先升高后下降。在較低壓力(100～200 MPa)時，辣椒果肉受到擠壓，大量自由水排出，組織結構更加緊密，導致彈性、回復性和凝聚性上升。壓力繼續(xù)升高后，瞬間施加的高壓，使辣椒組織中大量細胞破裂，導致果肉相對綿軟，從而彈性、回復性、凝聚性和咀嚼性開始下降。

表3 處理方式對腌漬紅椒質構特性的影響

注：數(shù)據(jù)結果為均值，同一行中不同字母表 示差異顯著(P<0.05),樣品處理時間均為15min,溫度25℃，處理量100g/袋。

2.5.2 不同超高壓處理時間對腌漬紅椒質構特性的影響

由表4可以看出，在壓力和溫度一定的時候，隨著保壓時間的延長，硬度緩慢降低，并且差異顯著(p<0.05)；超高壓處理組的黏著性無顯著變化(p>0.05)，與熱力組相比，較?。换貜托院途捉佬愿魈幚斫M間無顯著性差異(p<0.05)；彈性先升高后下降，20 min時達到最大值；凝聚性先升高后下降，15 min時達到最大值。

表4 處理時間對腌漬紅椒質構特性的影響

注：數(shù)據(jù)結果為均值，同一行中不同字母表示差異顯著(P<0.05),樣品處理壓力均為300 MPa,溫度25 ℃，處理量100 g/袋。

2.6超高壓處理對腌漬紅椒表觀色澤的影響

2.6.1 超高壓處理壓力對腌漬紅椒表觀色澤的影響

如表5所示，腌漬紅椒經(jīng)超高壓處理后，L*值下降，即亮度下降。經(jīng)方差分析，100 MPa與200 MPa，400 MPa與500 MPa超高壓處理后亮度變化不明顯(p>0.05),而熱力處理對L*有顯著影響(p<0.05)。超高壓處理對腌漬紅椒色澤的改變，源于高壓均質促進細胞內(nèi)呈色物質的溶出。隨著壓力的升高，a*值緩慢上升,說明體系偏紅程度增加，而400 MPa壓力以上的超高壓處理與熱力滅菌相比沒有顯著性差異(p>0.05)。與對照組相比，處理中組b*值均增加，說明體系偏黃程度加深。由ΔE*計算結果可知，超高壓處理前后色差小于熱力滅菌，說明超高壓能夠更大限度的保護腌漬紅椒表面色澤。

表5 不同處理對腌漬紅椒表觀色澤的影響

注：數(shù)據(jù)結果為(均值±標準差)(n=3)，同一列中不同字母表示差異顯著(p<0.05)，樣品處理時間均為15 min，溫度25 ℃，處理量100 g/袋。

2.6.2 超高壓處理時間對腌漬紅椒表觀色澤的影響

由表6可知，L*值隨處理時間延長而增加，體系亮度減弱，處理時間小于15 min時，L*值變化不明顯(p>0.05)。a*值隨處理時間延長而增加，且變化顯著(p<0.05)，體系紅色加深，但在10 min與15 min時，差異不大(p>0.05)。在5 min后，b*值隨處理時間延長而增加，在10 min到20 min之間，無明顯變化(p<0.05)。由ΔE*值可以看出，處理時間在10～25 min之間時，色差無明顯變化(p<0.05)。

表6 處理時間對腌漬紅椒表觀色澤的影響

注：數(shù)據(jù)結果為均值±標準差(n=3)，同一列中不同字母表示差異顯著(p<0.05),樣品處理壓力均為300MPa,溫度25℃，處理量100g/袋。

3 結論

本研究結果表明：超高壓技術可以明顯殺滅腌漬紅椒中的微生物，并且在處理壓力400 MPa、保壓時間15 min時可達商業(yè)無菌，符合食品安全國家標準(GB 4789.26—2013)，當壓力在500 MPa時則檢測不到微生物。超高壓處理后，PG和POD活性均下降，在較低壓力(100～200 MPa)時存在激活現(xiàn)象；辣椒總體色澤變暗，偏紅和偏黃程度加深；Vc含量略微下降；硬度和黏著性下降，彈性、凝聚性和回復性先下降后上升，膠性與咀嚼性上升。與熱力滅菌處理組相比，超高壓處理在起到殺菌鈍酶效果的同時，能更好地保持腌漬紅椒的營養(yǎng)成分和質構特性。綜上，腌漬紅椒的最佳超高壓處理技術參數(shù)為：處理溫度25 ℃、壓力400 MPa、保壓時間15 min。

超高壓處理是一種很有前景的腌漬紅椒非熱加工技術，該研究可為超高壓技術在腌漬紅椒加工中的應用提供參考。

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Effectsofhighpressureprocessingonsterilizingeffectandqualityofpickledpepper

ZHANG Lin-yu1,GUO Yan-ming1,WU Xiao-cong1,ZHANG Shu-yuan1,JIN Wen-ping1,DONG Ming1,2*

1(College of TeaandFood Science and Technology, Agricultural University, Hefei 230036, China) 2 (Hefei Agriculture Products Processing and Research Institute, Hefei 230036, China)

The effects of high pressure (HPP) processing on microorganisms,color,texture,residual activities of PG and POD in pickled pepper were analyzed by different pressure with different time.The results showed that by HPP (over 400 MPa),the microorganisms of pickled pepper decreased from 7 566 CFU/g to less than 36 CFU/g.Residual activity of PG and POD decreased,the enzyme activity was activated among the pressure of 100-200 MPa pressure.The color of pickled pepper was darker,the degree of red and yellow color were increased,the content of Vc was decreased slightly,the hardness and adhesion were decreased,and the elasticity,cohesion,recovery and chewiness were increased first and then decreased.Compared with the heat treatment group,the super high pressure treatment had better sterilization effect,and could passive the enzyme activity to a certain degree.At the same time,it could keep the nutrition composition and texture of the pickled red pepper well.

high pressure processing; pickled pepper; microorganism; quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013519

碩士研究生(董明副教授為通訊作者：E-mail:dongm58@163.com)。

2016-11-29，改回日期：2017-01-19