金敬紅，孫曉明，陳文華

(1.中華全國供銷合作總社南京野生植物綜合利用研究所，江蘇 南京 211111；2.浙江師范大學行知學院，浙江 金華 321004)

凍干技術即真空冷凍干燥技術，是將真空、冷凍相結合的新型干燥技術，在凍干技術中，含水物料被冷凍成固體，在低溫低壓條件下利用水的升華性能，使物料低溫 脫水而達到干燥目的[1, 2]。真空凍干是生產凍干食品的最佳的方法，通過這種方法生產出的食品可以保持優(yōu)良的品質[3, 4]。由于凍干是依靠凍結制品中水的升華而達到脫水效 果，且干燥的過程中幾乎不存在液態(tài)水、過程在低溫低氧下進行，所以水分在固體狀態(tài)直接被升華，食物中大多數的生物反應停止或延緩。因此，凍干能使食物的原有結構、性質等受到最小程度的破壞，從而得到優(yōu)質產物[5-7]。

胡蘿卜(DaucuscarotaL. var. sativa Hoffm.)，又稱紅蘿卜或甘荀。根肉質，長圓錐形，粗肥，為紅色或黃色。胡蘿卜富含糖類、脂肪、胡蘿卜素、維生素A、維生素B1、維生素B2、鈣、鐵等營養(yǎng)成分。胡蘿卜具有養(yǎng)顏、保健功效，對人類的眼睛有益。胡蘿卜被廣泛用于各種保健食品、果蔬汁中，市場需求逐年上升[8,9]。根據唐湘玲[10]、羅瑞明[11]等人的研究，胡蘿卜的凍干工藝除溫度外的最優(yōu)條件為：切割胡蘿卜厚度4-5 mm，預冷凍-37 ℃，冷凍時間不少于4 h，100 ℃水漂燙90 s，能使胡蘿卜的色澤鮮艷，保留原有味道，口感鮮脆，無明顯結構變化。

香菇(Lentinusedodes(Berk.)sing),又名花菇、香信，是世界第二大食用菌，也是我國特產之一。香菇富含維生素B、鐵、鉀、維生素D，具有高蛋白、低脂肪的特性。香菇作為保健食品能增強免疫力，不僅可以抑制癌細胞生長，還有益于人血脂的降低。傳統的風干制香菇不衛(wèi)生、不美觀，而且營養(yǎng)大量流失[12,13]，因此凍干的香菇具有良好的市場。根據張力偉[14]等人及林梅西[15]等人的研究，香菇切片厚度約為5 mm，預冷凍-35℃，冷凍時間不少于4 h，90℃水漂燙90 s，能使香菇不產生褐變、萎縮等現象，復水水能力強，保留原有味道，口感鮮美，無明顯結構變化。

目前凍干果蔬產品中微生物超標是一個最大的質量問題，很多出口的產品都是因為微生物超標導致拒收和索賠。凍干過程中微生物的變化規(guī)律目前還缺乏系統的研究，缺乏準確數據的支持。本研究希望通過對凍干過程中微生物變化規(guī)律的研究，對于改進凍干工藝，精確控制微生物的生長和數量，減少因為微生物超標造成的不必要的損失。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.2.1 原料

市售的來自同一批次的新鮮、無損傷的胡蘿卜、香菇。

1.2.2 儀器與試劑

LZG 型冷凍真空干燥機：上海奉賢洪寶醫(yī)療器械廠；立式高壓蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；BL-410S電子分析天平：美國SETRA西特；恒溫培養(yǎng)箱：北京市恒諾利興科技有限公司；氯化鈉：分析純；平板技術瓊脂培養(yǎng)基(PCA)、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂(VRBA)和煌綠乳糖膽鹽肉湯(BGLG)。

1.2 實驗方法

1.2.3 果蔬的預處理

胡蘿卜：用清水洗去表面泥土，去皮，去除其中中不可食用或出現損壞的部分，用100℃沸水漂燙90 s，切成4-5 mm的圓片，瀝干水，裝盤。

香菇：用清水清洗，去除菌柄，用90℃水漂燙90 s，切成5 mm的切片，瀝干水裝盤。

1.2.4 凍干過程

將放有果蔬的盤子放入凍干機，先開啟冷凍和真空功能，將果蔬預冷凍至共晶點以下5℃(約4-5 h)。在胡蘿卜、香菇的共晶點分別為-35、-33.5℃。在開啟干燥前取樣一次作為對照，每次實驗分別控制凍干的終結溫度為40、45、50、55、60℃，達到終結溫度后的干燥時間分別為2、4、6 h，凍干結束后，取樣。

1.2.5 菌落總數的測定

實驗步驟依據GB4789.2-2016食品微生物學檢驗中菌落總數計數的方法進行。

1.2.6 大腸菌群的測定

實驗步驟依據GB4789.3-2016食品微生物學檢驗中大腸菌群計數的方法進行。

2 結果與分析

2.1 胡蘿卜

2.1.1 凍干曲線

采用不同凍干溫度進行胡蘿卜的真空冷凍干燥實驗，得到的不同凍干溫度下的胡蘿卜的凍干曲線如圖 1。從圖1中可以看出，凍干溫度與凍干時間呈負相關，凍干溫度越高，凍干周期越短。

圖1 胡蘿卜真空冷凍干燥溫度變化曲線Fig.1 Vacuum freeze drying temperature curve of carrots

2.1.2 菌落總數數量變化

凍干溫度、干燥時間對于凍干過程中微生物的生長具有不同的影響，采用常見的果蔬凍干溫度對凍干過程中的細菌總數的變化進行比較，可以得出細菌總數在凍干過程中的變化規(guī)律。

不同凍干終結溫度、干燥時間下的菌落總數見表1。

不同凍干終結溫度、干燥時間下的樣品菌落總數的清除率見表2，清除率的變化情況見圖2。

表1 菌落總數Table 1 Total number of colonies

表2 菌落總數的清除率Table 2 Clearancerate of total colonies

圖2 胡蘿卜菌落總數的變化Fig.2 Changes in the total colonies of carrot

2.1.3 大腸菌群數量變化

不同凍干終結溫度、干燥時間下的大腸菌群數量見表3。

表3 大腸菌群數量Table 3 Number of coliform colonies

不同凍干終結溫度、干燥時間下的樣品大腸菌群的清除率見表4，清除率的變化情況見圖3。

表4 大腸菌群的清除率Table 4 Clearancerate of coliform colonies

圖3 胡蘿卜大腸菌群數量的變化Fig.3 Changes of the coliform colonies population in carrot

由以上數據分析可知，胡蘿卜在凍干終結溫度為40、45、50、55、60 ℃所獲得的凍干曲線以及微生物數量的數據。從相同干燥時間、不同凍干終結溫度下凍干的胡蘿卜的微生物數量來看，在溫度較低的凍干過程中(45℃)的微生物在凍干過程的大部分時間還在生長，細菌總數略有升高。當凍干終結溫度為50℃以上時，由于最終溫度的升高，微生物的生長受到抑制，部分微生物在高溫下死亡，細菌總數開始下降，其中以凍干最終溫度60℃胡蘿卜的細菌總數、大腸菌群的數目最佳。從相同凍干終結溫度、高溫干燥時間不同的凍干胡蘿卜的微生物數量來看，可以隨著高溫干燥時間的加長，微生物數量不斷減少。因此，在凍干終結溫度為60℃，高溫干燥時間為6 h時，微生物的數量最為理想。

2.2 香菇

2.2.1 凍干曲線

不同的凍干溫度對香菇的真空冷凍干燥曲線具有不同的影響，并影響到凍干的速度及成品品質。采用不同的凍干溫度對香菇凍干曲線進行比較研究，可以得出最佳的香菇凍干溫度。

香菇的凍干曲線如圖4。

圖4 香菇真空冷凍干燥溫度變化曲線Fig.4 Vacuum freeze drying temperature curve of mushroom

2.2.2 菌落總數數量變化

不同的果蔬由于生產環(huán)境不同，自身攜帶微生物的數量及種類也不同。凍干溫度、干燥時間對于香菇凍干過程中微生物的生長具有不同的影響，采用常見的果蔬凍干溫度對香菇凍干過程中的細菌總數的變化進行比較，可以得出細菌總數在香菇凍干過程中的變化規(guī)律。

不同凍干終結溫度、干燥時間下的菌落總數見表5。

不同凍干終結溫度、干燥時間下的樣品菌落總數的清除率見表6，清除率的變化情況見圖5。

表5 菌落總數Table 5 Totalnumber of colonies

表6 菌落總數的清除率Table 6 Clearancerate of total colonies

圖5 香菇菌落總數的變化Fig. 5 Changes in the total colonies of mushroom

2.2.3 大腸菌群數量變化

不同凍干終結溫度、干燥時間下的大腸菌群數量見表7。

表7 大腸菌群數量Table 7 Number of coliform colonies

香菇的大腸菌群數量較少，在平板技術檢測大腸桿菌的方法中，大部分批次的凍干樣品均未檢出大腸桿菌，只能得出表7的結果，無法計算大腸桿菌數量的清除率，僅在凍干終結溫度為60℃，干燥2 h的批次中檢出大腸桿菌，大腸菌群的清除率為85%，數量為6 CFU/g。食品的大腸桿菌標準在最終溫度為45、50、55、60℃，高溫干燥時間為2、4、6 h所得出的菌群總數、大腸菌群數量均符合國家食品標準。綜合考慮菌落總數和大腸菌群數量，對于香菇來說最合適的凍干終結溫度為60℃，最合適的干燥時間為6 h。

3 結論

3.1 從胡蘿卜、香菇的凍干過程中細菌總數、大腸桿菌的變化情況看，微生物減少的數量與凍干的終結溫度和凍干時間呈正相關，溫度越高、時間越長，微生物減少的幅度越大，殺菌效果越好。但是在較低的凍干溫度下(45℃、50℃)，微生物的數量減少不明顯，甚至數量還會出現增長，顯然是在較低溫度的凍干過程中，適宜的溫度、適度和豐富的營養(yǎng)導致微生物的生長，數量增加，后續(xù)的凍干終結溫度不足以殺死增加的微生物，導致最終的微生物總數的增加。

3.2 從單純的微生物控制的角度出發(fā)，高的凍干溫度和較長的凍干時間有利于微生物數量的減少，但是過高的溫度和過長的凍干時間會導致凍干產品的形態(tài)開始裂化，以最終凍干溫度為55℃的產品形態(tài)最佳，60℃的產品形態(tài)稍次，尚可接受。從產品的最終形態(tài)和微生物的控制兩方面綜合考慮，最終凍干溫度為55℃、高溫干燥時間為6 h為最佳。