葛黎紅，李志威，黃玉立，，侯新磊，賴海梅，王雅利，3，王艷麗，彭燈水，顏正財(cái)，趙 楠

（1.四川師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610101；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066；3.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610106；4.吉香居食品股份有限公司，四川 眉山 620039）

泡菜是我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品的典型代表之一，具有承載展現(xiàn)我國歷史文化內(nèi)涵與飲食文化底蘊(yùn)的深遠(yuǎn)意義[1]。泡菜以新鮮蔬菜為原料，將其與調(diào)味輔料、鹽鹵水混合后于泡菜壇中密封發(fā)酵制得成品[2]。發(fā)酵完成后的泡菜從壇體轉(zhuǎn)移到包裝中，微環(huán)境的改變往往導(dǎo)致后發(fā)酵作用，即在泡菜包裝、貯藏過程中微生物繼續(xù)發(fā)酵，引起產(chǎn)品變色、質(zhì)構(gòu)軟爛等問題[3-6]。因此，殺菌或減菌技術(shù)對包裝泡菜在產(chǎn)品流通過程中的品質(zhì)控制具有重要作用。

介質(zhì)阻擋放電（dielectric barrier discharge，DBD）低溫等離子體殺菌（cold plasma sterilization，CPS）技術(shù)是一種新型冷殺菌技術(shù)。近年來，該技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴(kuò)大至發(fā)酵蔬菜領(lǐng)域[7-9]。與常規(guī)殺菌方式不同，低溫等離子體殺菌常常表現(xiàn)出后殺菌效應(yīng)，即經(jīng)過低溫等離子體殺菌處理后，食品包裝中殘留的氣體在貯藏期間繼續(xù)殺滅微生物[10]。包裝填充介質(zhì)可能通過改變食品理化性質(zhì)、微生物耐受性等影響后殺菌效果，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品品質(zhì)[10]。因此，發(fā)酵蔬菜經(jīng)低溫等離子體處理后，包裝填充介質(zhì)的合理選擇是保證后殺菌效果，保證產(chǎn)品品質(zhì)所必備的條件。目前，食鹽溶液是市場上較常見的泡菜包裝填充介質(zhì)。研究表明，真空微環(huán)境[11]或添加0.5%乳酸[12-13]可抑制蔬菜發(fā)酵過程中的腐敗菌繁殖和品質(zhì)劣化。此外，鹽與酸的協(xié)同作用還可表現(xiàn)出更大抑菌力[14-15]。在其他發(fā)酵蔬菜領(lǐng)域，包裝填充介質(zhì)調(diào)整已被證實(shí)可有效提升產(chǎn)品品質(zhì)并延長貨架期，真空包裝可緩解韓國辣白菜在貯藏期間的包裝脹袋現(xiàn)象，而CO2充氣包裝具有改善產(chǎn)品風(fēng)味的作用[16]；蘿卜纓泡菜可采用苯甲酸鈉、焦亞硫酸鈉和乙二胺四乙酸二鈉復(fù)配包裝填充液以達(dá)到延長保質(zhì)期的效果[17]。但鮮有關(guān)于包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌后泡菜在貯藏過程中品質(zhì)影響的研究報(bào)道，因此研究低溫等離子體殺菌技術(shù)在發(fā)酵蔬菜領(lǐng)域的應(yīng)用效果具有重要意義。

本研究采用不同填充介質(zhì)（真空、4%鹽水、0.5%乳酸溶液、0.5%乳酸+4%鹽水）對低溫等離子體殺菌處理后的泡蘿卜進(jìn)行包裝、貯藏，對經(jīng)不同條件處理樣品在貯藏期間的理化及微生物指標(biāo)、色澤、質(zhì)構(gòu)進(jìn)行測定，并進(jìn)行感官評價(jià)，優(yōu)化適用于低溫等離子體發(fā)揮后殺菌作用的泡菜包裝填充介質(zhì)配方，以期減緩包裝泡菜在貯藏過程中后發(fā)酵作用引起的品質(zhì)劣化現(xiàn)象，為發(fā)酵蔬菜包裝方式的開發(fā)與優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氯化鈉（分析純）、MRS培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基：青島海博生物技術(shù)有限公司；乳酸、3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）、氫氧化鈉（均為分析純）：成都科隆試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

14886真空包裝機(jī)：得力集團(tuán)有限公司；CPS-I型低溫等離子體滅菌系統(tǒng)：南京潤屹有限公司；包裝機(jī)：浙江利強(qiáng)包裝科技公司；TAXTPlus質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司；CR-400色差儀：日本CHROMAMETER公司；S210 SevenCompactTM型pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 泡蘿卜制備、殺菌與包裝

發(fā)酵母水的制備：新鮮白蘿卜洗凈后，切成1 cm×1 cm×5 cm條狀，與5%鹽水以1∶2（g∶mL）的菜水比混合，置于泡菜壇中密封，于20 ℃發(fā)酵7 d后，取出泡蘿卜，以相同比例放入新鮮蘿卜并經(jīng)相同條件密封發(fā)酵，該發(fā)酵過程重復(fù)8輪后即得發(fā)酵母水。

泡蘿卜的制備：新鮮蘿卜洗凈切條后，與5%鹽水以1∶2的菜水比（g∶mL）混合，置于泡菜壇中密封，于20 ℃發(fā)酵24 h。

將泡蘿卜取出放入聚丙烯保鮮盒中，置于DBD系統(tǒng)進(jìn)行殺菌處理，參數(shù)為：電壓160 kV，頻率50 Hz、持續(xù)時(shí)間180 s，循環(huán)4次。殺菌結(jié)束后，在無菌條件下，將泡蘿卜置于無菌蒸煮袋中，每袋100 g，并隨機(jī)分為四組。第一組采用真空密封包裝；第二、三、四組每袋分別填入4%NaCl溶液、0.5%乳酸溶液、0.5%乳酸+4%NaCl溶液100 mL，常壓封口。四組分別記為真空組、4%鹽水組、0.5%乳酸組、4%鹽水+0.5%乳酸組，并將樣品置于30 ℃貯藏2 d。分別測定樣品在殺菌前、殺菌后和貯藏后的品質(zhì)指標(biāo)。

1.3.2 分析檢測

（1）理化指標(biāo)

還原糖含量的測定：采用DNS法[11]；pH值：采用pH計(jì)；總酸含量的測定：酸堿滴定法[18]；顏色參數(shù)L*值、a*值和b*值的測定：采用色差儀；亞硝酸鹽含量的測定：采用GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》的分光光度法；氨基酸態(tài)氮含量的測定：采用甲醛滴定法[9]。

（2）微生物指標(biāo)[9]

酵母菌、乳酸菌的測定：采用GB4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》和GB 4789.35—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》方法。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)

質(zhì)構(gòu)采用質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行測定[19]，探頭為P36，質(zhì)構(gòu)剖面分析（total profile analysis，TPA）模式下，測前、測試、測后速度均為1.5 mm/s，壓縮形變50%。記錄儀器反饋的硬度、咀嚼性。

1.3.4 感官評價(jià)

采用定量描述分析法[20]進(jìn)行感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定，并對泡蘿卜進(jìn)行感官評價(jià)。選取10名評價(jià)人員從質(zhì)地、色澤、滋味、氣味方面對泡蘿卜進(jìn)行感官品質(zhì)評價(jià)，滿分為20分。泡蘿卜感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 泡蘿卜感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of radish pickle

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。差異顯著性分析水平選取P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間微生物數(shù)量的影響

乳酸菌和酵母菌是發(fā)酵蔬菜中的主要微生物，兩者的數(shù)量是衡量低溫等離子體后殺菌效應(yīng)的主要指標(biāo)[9]。不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜的乳酸菌和酵母菌活菌數(shù)的影響結(jié)果見圖1。

圖1 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜乳酸菌（A）和酵母菌（B）活菌數(shù)的影響Fig.1 Effects of different package filling medium conditions on viable counts of lactic acid bacteria (A) and yeast (B) of radish pickle

由圖1可知，低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜中乳酸菌和酵母菌對數(shù)值分別降低0.6和1.0。與殺菌后樣品相比，貯藏結(jié)束時(shí)，真空和鹽水包裝中乳酸菌和酵母數(shù)量均明顯上升，說明這兩種包裝條件下低溫等離子體的抑菌效果較差。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組中乳酸菌對數(shù)值分別為4.48、4.16，貯藏后分別降低1.52、1.84；而酵母菌數(shù)分別為2.08、2.19，貯藏后分別降低了1.92、1.81。乳酸作為乳酸菌代謝的重要終產(chǎn)物，可抑制乳酸菌過度繁殖產(chǎn)酸引起的后發(fā)酵效應(yīng)[21]。此外，乳酸的殺菌或抑菌作用可能也有助于抑制這兩組包裝泡蘿卜中的微生物生長[22]。乳酸與NaCl結(jié)合的抑菌效果有限可能是由于泡蘿卜的乳酸菌與酵母菌經(jīng)發(fā)酵微環(huán)境篩選后具有一定的耐酸耐鹽特性[23]。因此，乳酸可減少泡蘿卜在貯藏過程中微生物數(shù)量，有效抑制其后發(fā)酵作用。結(jié)果表明，0.5%乳酸溶液、4%鹽水+0.5%乳酸鹽作為包裝填充介質(zhì)可在一定程度上抑制微生物增殖，降低泡蘿卜微生物數(shù)量。

2.2 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間還原糖含量的影響

還原糖是反映發(fā)酵蔬菜中可供微生物利用碳源的重要指標(biāo)[11]。不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜還原糖含量的影響結(jié)果見圖2。

圖2 不同包裝填充介質(zhì)條件泡蘿卜還原糖含量的影響Fig.2 Effects of different package filling medium conditions on reducing sugar contents of radish pickle

由圖2可知，剛剛發(fā)酵完成的未殺菌泡蘿卜中仍含有還原糖，低溫等離子體殺菌處理對泡蘿卜還原糖含量無顯著影響（P＞0.05），殺菌前、殺菌后樣品的還原糖含量分別為3.47 g/100 g、3.45 g/100 g。在貯藏2 d后，真空組和4%鹽水組樣品的還原糖均未檢出，這說明還原糖已被殘留微生物消耗殆盡。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸鹽組樣品仍有少量還原糖，其含量分別為1.53 g/100 g、1.40 g/100 g。間接表明這兩種包裝填充介質(zhì)可抑制包裝泡蘿卜貯藏過程中的后發(fā)酵作用，使得還原糖作為營養(yǎng)成分和滋味物質(zhì)得以保留。結(jié)果表明，0.5%乳酸、4%鹽水+0.5%乳酸鹽作為包裝填充介質(zhì)有助于保持泡蘿卜的還原糖成分。

2.3 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間pH值和總酸含量的影響

泡菜中糖類被發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，因而pH值和總酸可反映微生物的代謝活力[9]。不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜pH和總酸含量的影響結(jié)果見圖3。

圖3 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜pH（A）和總酸含量（B）的影響Fig.3 Effects of different package filling medium conditions on pH (A) and total acidity contents (B) of radish pickle

由圖3可知，殺菌前后的樣品pH值和總酸含量無顯著差異（P＞0.05）。與殺菌后樣品相比，不同包裝介質(zhì)下的泡蘿卜樣品貯藏后pH值顯著下降，而總酸含量均顯著上升（P＜0.05）。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組樣品的pH值略低于4%鹽水組和真空組樣品。真空組、0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組的總酸含量比4%鹽水組樣品分別高0.8、1.5、1.3倍。其原因可能是，真空組樣品的厭氧環(huán)境有利于乳酸菌生長及產(chǎn)酸代謝進(jìn)而導(dǎo)致總酸含量上升[11]，這與上述乳酸菌數(shù)量結(jié)果一致。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組樣品的較低pH值和較高的總酸含量可能是由于包裝液中添加的乳酸所致，包裝填充液中的乳酸可在貯藏過程中通過滲透效應(yīng)擴(kuò)散至植物組織中[14]。根據(jù)pH和總酸結(jié)果可知，0.5%乳酸組、4%鹽水+0.5%乳酸組處理增加了泡蘿卜酸度。

2.4 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間色澤的影響

不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜顏色參數(shù)的影響結(jié)果見圖4。顏色指標(biāo)中L*值為亮度，紅綠值a*值為負(fù)值表示顏色偏綠，黃藍(lán)值b*值為正值表示顏色偏黃。

圖4 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜L＊值（A）、a＊值（B）和b＊值（C）的影響Fig.4 Effects of different package filling medium conditions on L＊ value(A)、a＊ value (B),and b＊ value (C）of radish pickle

由圖4可知，低溫等離子體殺菌處理后的泡蘿卜樣品相較于殺菌前樣品亮度更高，但略微變黃，這與已有報(bào)道相似[8-9]。貯藏后泡蘿卜樣品的亮度下降，偏綠色和黃色，說明貯藏后泡蘿卜樣品色澤暗、變綠變黃。真空組泡蘿卜樣品變黃、變綠最為嚴(yán)重，4%鹽水組樣品雖可抑制黃變過程但暗淡嚴(yán)重。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組有利于亮度的提升，略微引起黃變，表現(xiàn)出了較好的護(hù)色效果。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸等有機(jī)酸可通過抑制酶促褐變作用改善鮮切果蔬色澤，這與本研究結(jié)果一致[24-25]。結(jié)果表明，0.5%乳酸、4%鹽水+0.5%乳酸鹽水作為包裝填充介質(zhì)可有效減緩泡蘿卜貯藏期間的色澤暗淡問題，但引起微弱黃變。

2.5 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體處殺菌理后泡蘿卜在貯藏期間質(zhì)構(gòu)的影響

不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜硬度和咀嚼性的影響結(jié)果見圖5。

圖5 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜硬度（A）和咀嚼性（B）的影響Fig.5 Effects of different package filling medium conditions on hardness (A) and chewiness (B) of radish pickle

由圖5可知，殺菌后泡蘿卜樣品的硬度和咀嚼性相比于殺菌前樣品分別提高了9%和21%，表明低溫等離子體殺菌處理可以增強(qiáng)樣品質(zhì)構(gòu)，這可能是由于放電作用引起植物組織結(jié)構(gòu)致密化所致[9，26]。真空組和4%鹽水組泡蘿卜樣品在貯藏期間硬度和咀嚼性均明顯下降（P＜0.05），較低的硬度和咀嚼性會使得泡菜在口腔中不耐嚼而易碎軟爛，給消費(fèi)者帶來不良的感官體驗(yàn)。鹽水包裝和真空包裝均無法改善泡蘿卜質(zhì)構(gòu)軟化現(xiàn)象，而加入乳酸的包裝填充介質(zhì)可改善這一現(xiàn)象。0.5%乳酸組和4%鹽水+0.5%乳酸組中泡蘿卜樣品的硬度和咀嚼型比殺菌前樣品有一定提升，硬度分別提升13%和15%，咀嚼性分別提升31.6%、32.1%。研究表明，低濃度的乳酸可增加植物細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度[27]。此外，食鹽可通過增加植物細(xì)胞壁果膠網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用起到強(qiáng)化質(zhì)構(gòu)的作用[18]。結(jié)果表明，0.5%乳酸溶液、4%鹽水+0.5%乳酸鹽水作為包裝填充介質(zhì)可有效改善泡蘿卜貯藏過程中的質(zhì)構(gòu)劣化問題。

2.6 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間亞硝酸鹽和氨基態(tài)氮的影響

蔬菜中的含氮化合物在發(fā)酵過程中可轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和氨基酸態(tài)氮，二者可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝胺等有害物質(zhì)，是指示泡菜安全性的重要指標(biāo)[9]。不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜的亞硝酸鹽和氨基酸態(tài)氮含量的影響結(jié)果見圖6。

圖6 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜亞硝酸鹽（A）和氨基酸態(tài)氮含量（B）的影響Fig.6 Effects of different package filling medium conditions on nitrite (A) and amino nitrogen (B) content of radish pickle

由圖6可知，經(jīng)低溫等離子體處理后的泡蘿卜樣品亞硝酸鹽含量顯著增加（P＜0.05），而對氨基酸態(tài)氮含量無明顯影響（P＞0.05）。在后續(xù)貯藏過程中，由于泡菜中存在的微生物具有亞硝酸鹽降解作用，使得亞硝酸鹽水平下降至GB 2762—2017《食品中污染物限量》中規(guī)定的最高允許限量（20 mg/kg）以下。4%鹽水組亞硝酸鹽含量顯著高于其他包裝填充介質(zhì)處理組（P＜0.05），其原因可能是，食品中的食鹽具有促進(jìn)亞硝酸鹽生成的作用[28-29]。在貯藏結(jié)束后，真空組、0.5%乳酸組、4%鹽水+0.5%乳酸組中亞硝酸鹽含量較殺菌后樣品分別降低29%、35%和31%。這說明真空或乳酸作為包裝填充介質(zhì)有助于亞硝酸鹽的消減。經(jīng)貯藏后，與殺菌后泡蘿卜樣品相比，真空組、4%鹽水組、0.5%乳酸組、4%鹽水+0.5%乳酸組樣品中的氨基態(tài)氮含量分別增長了4.2、2.3、1.8和1.9倍。這表明乳酸的添加可有效抑制泡菜中含氮化合物的分解轉(zhuǎn)化，從而提升產(chǎn)品的安全性。結(jié)果表明，0.5%乳酸、4%鹽水+0.5%乳酸作為包裝填充介質(zhì)可抑制殺菌后泡蘿卜中亞硝酸鹽和氨基酸態(tài)氮的生成與積累。

2.7 包裝填充介質(zhì)對低溫等離子體殺菌處理后泡蘿卜在貯藏期間感官評價(jià)的影響

不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜感官評價(jià)的影響結(jié)果見圖7。

圖7 不同包裝填充介質(zhì)條件對泡蘿卜感官評價(jià)的影響Fig.7 Effects of different package filling medium conditions on sensory evaluation of radish pickle

由圖7可知，殺菌前與殺菌后泡蘿卜的酸味較弱（滋味感官評分為1.4～1.6分），氣味、質(zhì)地、色澤感官評分為3.1～4.5分。經(jīng)貯藏后，真空組和4%鹽水組的各項(xiàng)感官指標(biāo)均發(fā)生劣化。這兩組樣品的氣味感官評分為2.1～2.3分，滋味感官評分為2.5～2.7分，質(zhì)地感官評分為2.0分，表明泡蘿卜在貯藏后香氣減弱且有異味產(chǎn)生、質(zhì)地很軟；這兩組樣品色澤暗淡、黃變嚴(yán)重（色澤感官評分為1.4～1.7分）。0.5%乳酸組、4%鹽水+0.5%乳酸組泡蘿卜的各項(xiàng)感官評分均較高。這兩組包裝保留了泡蘿卜的發(fā)酵酸香（氣味感官評分為3.9～4.1分），酸度適口（滋味為3.2～3.3分），質(zhì)地爽脆（質(zhì)地感官評分為4.0～4.2分）；樣品的色澤感官評分為3.5～3.6分，說明這兩種包裝對色澤略有影響。結(jié)果表明，0.5%乳酸、4%鹽水+0.5%乳酸作為包裝填充介質(zhì)具有維持泡蘿卜產(chǎn)品貯藏后感官品質(zhì)的效果。

3 結(jié)論

采用不同包裝填充介質(zhì)（真空、4%鹽水、0.5%乳酸、0.5%乳酸+4%鹽水）對經(jīng)低溫等離子體殺菌后的泡蘿卜進(jìn)行包裝、貯藏，對其理化及微生物指標(biāo)、色澤、質(zhì)構(gòu)進(jìn)行測定，并進(jìn)行感官評價(jià)。結(jié)果表明，相較于鹽水和真空包裝，添加乳酸的包裝（0.5%乳酸、0.5%乳酸+4%鹽水）可強(qiáng)化低溫等離子體的后殺菌效應(yīng)，有效抑制泡蘿卜貯藏期間硬度和咀嚼性下降，減緩色澤暗淡、黃變的過程，降低亞硝酸鹽和氨基態(tài)氮的積累，且有助于保持更佳的感官品質(zhì)。因此，0.5%乳酸溶液、0.5%乳酸+4%鹽水是較為適用于低溫等離子體殺菌后泡蘿卜的包裝填充介質(zhì)，具有輔助低溫等離子體殺菌技術(shù)以提升發(fā)酵蔬菜貯運(yùn)過程中品質(zhì)穩(wěn)定性和安全性的潛力。