周明暉，劉書來，丁玉庭

（浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，浙江杭州310014）

中低溫蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片減菌效果及其品質(zhì)的影響

周明暉，劉書來，丁玉庭*

（浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，浙江杭州310014）

以鮮切胡蘿卜片為研究對(duì)象，采用中低溫蒸汽（50～100℃）進(jìn)行減菌處理，分析了蒸汽處理過程中鮮切胡蘿卜片品質(zhì)指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，鮮切胡蘿卜片的菌落總數(shù)、水分、類胡蘿卜素、硬度、色澤等指標(biāo)均隨處理溫度及時(shí)間的增加而顯著減少（P＜0.05）。采用低溫蒸汽（50～70℃）處理600s，對(duì)胡蘿卜片的減菌效果明顯，且失水率小于5%，類胡蘿卜素保留高于85%，對(duì)蔬菜的硬度和色澤影響較小。而經(jīng)中溫蒸汽（80～100℃）及傳統(tǒng)的沸水熱燙處理后的胡蘿卜片，其品質(zhì)質(zhì)地明顯降低。因此，低溫蒸汽減菌處理能有效降低胡蘿卜片中的菌落總數(shù)，并可最大程度保護(hù)其品質(zhì)質(zhì)地。關(guān)鍵詞：中低溫蒸汽，鮮切胡蘿卜片，減菌處理，品質(zhì)

鮮切蔬菜是把蔬菜的非可食部分去除，經(jīng)清洗、去皮、切割、修整、包裝等加工處理而得到的直接可以烹、炒、調(diào)食用的蔬菜總稱[1]，是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)生活的新興行業(yè)，成長(zhǎng)相當(dāng)迅速。胡蘿卜因其具有良好的風(fēng)味及豐富的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在人們?nèi)粘Ｊ卟酥械南M(fèi)量日益增大，成為最受歡迎的蔬菜之一。同時(shí)，由于其品種較適于輕度加工，胡蘿卜也被作為鮮切蔬菜的重要原料之一。作為輕度加工的產(chǎn)品，鮮切蔬菜的加工技術(shù)較為簡(jiǎn)單，在國(guó)外已相對(duì)成熟，但其質(zhì)量控制技術(shù)還存在許多問題，主要體現(xiàn)在色澤改變、微生物超標(biāo)、營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失等方面，這些問題大大縮短了鮮切蔬菜的貨架壽命。據(jù)報(bào)道，某些傳統(tǒng)清洗殺菌方法的殺菌率不到99%，有的甚至不足90%[2]，此類消毒效果還不足以保證食品安全。熱處理具有無化學(xué)藥劑殘留的優(yōu)點(diǎn)，是一種無毒、無殘留的物理處理方法。但是在蔬菜的傳統(tǒng)沸水熱燙過程中，原有的質(zhì)地會(huì)發(fā)生變化，嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品的感官品質(zhì)。國(guó)外學(xué)者對(duì)蔬菜的低溫漂燙進(jìn)行了一些研究，并對(duì)不同蔬菜最佳低溫漂燙溫度和時(shí)間及造成產(chǎn)品質(zhì)地增加的機(jī)理進(jìn)行了深入探索[3－5]，但都是以熱水作為處理介質(zhì)，使用蒸汽作為處理手段的仍罕有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)擬采用50～100℃的蒸汽對(duì)鮮切胡蘿卜片進(jìn)行不同時(shí)間的處理，研究不同蒸汽溫度和處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片的減菌效果及品質(zhì)的影響，同時(shí)與傳統(tǒng)的沸水處理進(jìn)行對(duì)比，尋找出最優(yōu)處理?xiàng)l件，在保證其食用安全性之余，最大程度地減少對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、色澤及質(zhì)構(gòu)的不良影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

胡蘿卜 長(zhǎng)度18～20cm，直徑2.5～3.5cm，購(gòu)于杭州德勝菜市場(chǎng)。

HH－2型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市江南儀器廠；SW－CJ－4D型超凈臺(tái)、YXQ－LS－50型立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；DHP－9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱、DHG－9070型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；752N型紫外可見分光光度計(jì) 上海精科；TA.XT Plus物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro Systems；HunterLab ColorQuest XE色差儀 美國(guó)HunterLab公司；溫度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蒸汽處理設(shè)備說明 本實(shí)驗(yàn)處理裝置主要是利用密閉水浴中不同溫度的熱水所產(chǎn)生的蒸汽作為處理介質(zhì)，同時(shí)通過增加曝氣裝置來增大蒸汽量，并在蒸汽產(chǎn)生中心位置安裝溫度計(jì)以檢測(cè)所產(chǎn)生蒸汽的溫度。待處理的鮮切樣品置于金屬網(wǎng)上，為避免放入樣品時(shí)溫度波動(dòng)過大，采用側(cè)面抽屜式金屬網(wǎng)并盡量縮短進(jìn)樣時(shí)間。

1.2.2 蒸汽減菌處理 將胡蘿卜頭尾切除，取中間部分切成厚度為5mm的切片，樣品置于50、60、70、80、90、100℃的蒸汽及沸水中處理0～600s（其中溫度波動(dòng)控制在±1℃），并迅速將樣品裝入聚乙烯袋中立即置于冰水混合物中冷卻10min，用濾紙吸干表面的水分，備用待分析。每個(gè)處理重復(fù)三次，以未處理的初始樣品作為對(duì)照。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.3.1 菌落總數(shù) 按GB 4789.2—2010規(guī)定的方法進(jìn)行平板計(jì)數(shù)。

1.2.3.2 失水率的測(cè)定 水分含量采用GB5009.3－2010測(cè)定，失水率計(jì)算公式如下：

式中：w—失水率，m0—處理前樣品的質(zhì)量（g），m1—處理后樣品的質(zhì)量（g），m2—處理后樣品于105℃烘至恒重后的質(zhì)量（g），w0—樣品初始水分含量。

1.2.3.3 類胡蘿卜素含量 采用宮元娟等[6]的方法測(cè)定，類胡蘿卜素保留率的計(jì)算公式如下：

式中：wA—類胡蘿卜素保留率，w0—處理前樣品中類胡蘿卜素的含量（μg/100g），w1—處理后樣品中類胡蘿卜素的含量（μg/100g）。

1.2.3.4 硬度的測(cè)定 參照Graz.yna Budrewicz[7]和Ans De Roeck[8]的方法測(cè)定。采用TA.XT Plus物性儀的P6探頭對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行穿刺測(cè)試，測(cè)試參數(shù)為：測(cè)前速度2mm/s，測(cè)試速度1mm/s，測(cè)后速度10mm/s，應(yīng)變量為70%，以測(cè)試過程中最大峰值來表征硬度，單位為N。每個(gè)處理取15個(gè)樣品同時(shí)測(cè)定，并取平均值。

1.2.3.5 色澤的測(cè)定 采用 HunterLab ColorQuest XE色差儀的L*a*b*模式測(cè)定。L*是亮度值，表征樣品的明暗程度；a*表征樣品的綠/紅程度；b*表征樣品的藍(lán)/黃程度。每個(gè)處理取15個(gè)樣品同時(shí)測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)3次，取其平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)分析軟件，結(jié)果采取“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”形式。指標(biāo)內(nèi)部的均值比較采用最小顯著差異法（Least significant difference，LSD），取95%置信度（P＜0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片菌落總數(shù)的影響

切割后的蔬菜由于失去表層的保護(hù)，受到機(jī)械損傷，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流出，更容易受到微生物作用而腐敗變質(zhì)。因而，“高菌數(shù)”是鮮切蔬菜常面臨的問題，鮮切蔬菜產(chǎn)品的活菌數(shù)可高達(dá)5～7lg（cfu/g）。圖1為不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮切胡蘿卜片菌落總數(shù)的影響。鮮切胡蘿卜片的初始菌落總數(shù)為1.3×105cfu/g，由圖1可見，隨著蒸汽溫度的升高，樣品菌落總數(shù)顯著減少，不同蒸汽溫度之間差異性顯著（P＜0.05），且溫度越高，減菌效果越好。當(dāng)減菌率為99.9%，即菌落總數(shù)下降3個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，使用50～100℃蒸汽所需時(shí)間分別為600、300、120、60、40、20s，使用傳統(tǒng)沸水處理時(shí)間也是20s，與100℃蒸汽差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 不同蒸汽溫度及處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of steam treatments with different temperature and time on inactivation of microorganisms of fresh－cut carrot slices

2.2 不同蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片失水率的影響

胡蘿卜初始水分含量達(dá)到88.35%～91.92%（由實(shí)驗(yàn)原料測(cè)得），豐富的水分含量使其保持了良好的外觀及品質(zhì)。在各種處理過程中，應(yīng)盡量將失水率控制在5%以內(nèi)，當(dāng)失水率超過5%時(shí)，就會(huì)發(fā)生不良變化；達(dá)到8%以上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其細(xì)胞膨脹壓力下降，組織形態(tài)萎蔫，失去新鮮飽滿狀態(tài)和脆嫩的品質(zhì)而使其耐貯性和抗病性下降，失去商品價(jià)值[9]。

圖2 不同蒸汽溫度及處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片失水率的影響Fig.2 Effect of steam treatments with different temperature and time on moisture loss of fresh－cut carrot slices

由圖2可以看出，采用50℃和60℃的蒸汽處理樣品時(shí)，水分損失很小，僅在處理時(shí)間達(dá)到600s時(shí)有細(xì)微差異，失水率分別為1.68%和1.94%。70℃蒸汽處理時(shí)，前120s內(nèi)失水率僅為1.60%，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，失水率逐漸增大，但總體趨勢(shì)較緩和，處理600s時(shí)失水率為4.94%。80℃蒸汽處理由60s延長(zhǎng)到120s時(shí)則出現(xiàn)驟然增高的現(xiàn)象，差異顯著（P＜0.05），繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，失水率增大，但后期趨勢(shì)較平緩。采用90、100℃蒸汽及傳統(tǒng)沸水漂燙時(shí)，處理60s即出現(xiàn)顯著性的失水（P＜0.05），分別為7.29%、10.60%、8.61%，隨后變化趨于平緩。

相同含水率時(shí)，熱風(fēng)溫度越高，失水速率加快[10]，這與本實(shí)驗(yàn)中樣品失水率變化規(guī)律相類似。Newman G M[11]等人研究表明，當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，水分損失明顯增大，主要是由于該溫度下細(xì)胞壁破裂加劇，導(dǎo)致汁液流失；而溫度低于70℃時(shí)細(xì)胞完整性較好，水分損失也明顯被阻礙，這與本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果也是一致的。從圖2可知，使用傳統(tǒng)沸水漂燙對(duì)失水率的影響小于90、100℃蒸汽，這可能是由于蒸汽滲透性更強(qiáng)，對(duì)樣品細(xì)胞壁破壞力更大造成的。因而，就失水率而言，50～70℃蒸汽處理較佳，對(duì)樣品水分影響較小。

2.3 不同蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片類胡蘿卜素的影響

類胡蘿卜素是胡蘿卜中的主要色素來源及營(yíng)養(yǎng)成分，能有效清除體內(nèi)的自由基，預(yù)防和修復(fù)細(xì)胞損傷，預(yù)防癌癥的發(fā)生。

圖3 不同蒸汽溫度及處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片類胡蘿卜素保留率的影響Fig.3 Effect of steam treatments with different temperature and time on carotenoids retention of fresh－cut carrot slices

類胡蘿卜素受不同處理?xiàng)l件的影響結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，類胡蘿卜素含量隨加熱溫度的升高及時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸損失。在50～70℃低溫蒸汽條件下處理600s，類胡蘿卜素保留率仍能保持在85%以上；使用中溫蒸汽（80～100℃）處理時(shí)其保留率明顯低于低溫蒸汽處理組（P＜0.05），處理600s時(shí)保留率分別為82.80%、73.06%和71.98%；而使用傳統(tǒng)沸水處理時(shí)，樣品的類胡蘿卜素保留率最低，為70.15%。Daood H G[12]等對(duì)紅辣椒進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，使用50℃熱水處理對(duì)樣品類胡蘿卜素含量影響不大，當(dāng)溫度高于70℃時(shí)則出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，并且一些類胡蘿卜素顯示出了不同的熱穩(wěn)定性，這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也基本一致。

從圖3中還可看出，溫度對(duì)類胡蘿卜素的影響相對(duì)較小，在實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件下，其保留率可以在70%以上，但相比較而言，低溫處理更有利于類胡蘿卜素的保留，從而保證其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.4 不同蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片硬度的影響

硬度與果蔬品質(zhì)密切相關(guān)，尤其決定著鮮切果蔬的新鮮程度及貨架期。由表1可知，相同處理時(shí)間下，樣品硬度隨溫度升高而顯著降低；而相同溫度下，不同處理時(shí)間的硬度之間也存在差異性（P＜0.05）。50℃蒸汽處理時(shí)鮮切胡蘿卜片的硬度略有升高，這與Verlinden B E[5]等人的結(jié)果相吻合，他們通過對(duì)前人研究結(jié)果的總結(jié)得出，采用50～70℃的熱水對(duì)果蔬進(jìn)行低溫漂燙（LTB）可以使其硬度升高。主要是由于在50～70℃條件下，植物細(xì)胞壁中的果膠甲酯酶（PME）被激活，使得果膠物質(zhì)的脫甲基及解聚作用增強(qiáng)，PME催化酯鍵水解產(chǎn)生自由羧基并釋放出甲氧基，自由羧基與鈣離子發(fā)生交聯(lián)作用，從而增大硬度[13]。但在本實(shí)驗(yàn)中，使用60℃和70℃蒸汽對(duì)鮮切胡蘿卜片進(jìn)行處理時(shí)，其硬度均有下降，但降幅較小，總體來說對(duì)樣品的硬度影響不大。造成此差異性的原因可能是由于蒸汽的滲透性比相同溫度的熱水更強(qiáng)，也可能與處理樣品的厚度有關(guān)。

當(dāng)蒸汽溫度為80℃及以上時(shí)，鮮切胡蘿卜片的硬度隨著蒸汽溫度升高、時(shí)間延長(zhǎng)而顯著下降（P＜0.05），并且溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，降幅越大?？赡苁歉邷刂率筆ME失活，導(dǎo)致細(xì)胞壁中一些原本不溶的部分變?yōu)榭扇苄?，使其軟化[14]。同時(shí)，高溫時(shí)鮮切胡蘿卜片細(xì)胞壁中的果膠物質(zhì)發(fā)生了β－消除性降解，導(dǎo)致細(xì)胞壁中高分子分裂，細(xì)胞分離，同時(shí)使其電勢(shì)降低，從而造成硬度下降[15]。從表1中數(shù)據(jù)可知，傳統(tǒng)的沸水漂燙對(duì)樣品硬度的破壞最大。Van Dijk C[16]通過研究還發(fā)現(xiàn)，水分損失也會(huì)造成鮮切果蔬的軟化，這與前面討論的失水率變化趨勢(shì)也是一致的。因此，低溫（50～70℃）蒸汽處理對(duì)樣品硬度的影響較小。

2.5 不同蒸汽處理對(duì)鮮切胡蘿卜片色澤的影響

表1 不同蒸汽溫度及處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片硬度的影響（N）Table 1 Effect of steam treatments with different temperature and time on firmness of fresh－cut carrot slices（N）

由表2數(shù)據(jù)可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品有變暗的趨勢(shì)，表現(xiàn)為L(zhǎng)*、a*及b*值不斷減小。相同處理時(shí)間時(shí)，處理組之間也有差異性（P＜0.05）。使用50℃和100℃蒸汽處理600s，與初始樣品相比，色澤因素呈現(xiàn)的損失率分別是：L*1.29%和8.70%，a*6.12%和L*24.06%，b*8.32%和a*8.70%。表2的結(jié)果說明，a*值受溫度影響最大，溫度升高，其值顯著降低（P＜0.05）；L*值受溫度影響也較大；b*值受溫度影響不大，不同溫度間降幅差異較小。

L*值的減少可能是由于類胡蘿卜素的改變、焦糖化反應(yīng)、氧化或者酚類的反應(yīng)所造成的；而a*值的減少則可能是由于類胡蘿卜素的異構(gòu)化或與蛋白質(zhì)絡(luò)合導(dǎo)致的，b*值的減少可能由于焦糖化反應(yīng)或類胡蘿卜素的損失造成的[17]。Ahmed J[18]的研究也表明，加熱會(huì)誘發(fā)類胡蘿卜素的改變，從而導(dǎo)致蔬菜顏色的變化。本實(shí)驗(yàn)前面所討論的類胡蘿卜素的變化結(jié)果與色澤變化趨勢(shì)也是一致的。

表2 不同蒸汽溫度及處理時(shí)間對(duì)鮮切胡蘿卜片色澤的影響Table 2 Effect of steam treatments with different temperature and time on color of fresh－cut carrot slices

2.6 蒸汽減菌處理對(duì)鮮切胡蘿卜片品質(zhì)的影響評(píng)價(jià)

表3 減菌率達(dá)到99.9%時(shí)不同處理?xiàng)l件對(duì)鮮切胡蘿卜片品質(zhì)指標(biāo)造成的損失率（%）Table 3 Time－temperature steam treatment conditions to achieve 99.9%carrot microorganisms inactivation，and corresponding quality parameter losses（%）

取減菌率為99.9%作為處理組的目標(biāo)減菌效果，相應(yīng)的水分、類胡蘿卜素、色澤、硬度的損失率見表3。由于前面的討論中得出類胡蘿卜素和色澤受溫度影響相對(duì)較小，因而筆者主要考慮水分和硬度兩個(gè)指標(biāo)。使用50℃蒸汽處理時(shí)，失水率為1.68%，同時(shí)增加了6.46%的硬度，這點(diǎn)對(duì)于實(shí)際操作具有很好的指導(dǎo)意義；使用60～70℃蒸汽，硬度分別減少2.17%和2.79%，失水率分別為1.52%和1.60%，可見低溫蒸汽處理能較好地保持樣品的品質(zhì)。80～100℃蒸汽對(duì)樣品水分和硬度造成的損失都較大，并且隨溫度升高損失也加大。同時(shí)，低溫蒸汽處理組也優(yōu)于傳統(tǒng)沸水熱燙處理。

3 結(jié)論

3.1 蒸汽處理可以有效降低鮮切胡蘿卜片中的菌落總數(shù)，處理溫度及時(shí)間對(duì)其有顯著影響，溫度越高，所需時(shí)間越短。

3.2 水分和硬度受溫度影響最大，高溫不利于它們的保持，但低溫蒸汽對(duì)其影響很小；類胡蘿卜素雖然隨溫度升高而不斷損失，但損失率不大；處理溫度對(duì)胡蘿卜切片a*值影響最大，其次為L(zhǎng)*值，影響最小的是b*值。

3.3 中溫蒸汽（80～100℃）會(huì)對(duì)鮮切胡蘿卜片的水分、類胡蘿卜素、硬度造成較大損失，而采用低溫蒸汽（50～70℃）雖需延長(zhǎng)處理時(shí)間，但對(duì)上述指標(biāo)的影響較小，尤其是水分和硬度，在同樣的減菌效果下，能較好地保持鮮切胡蘿卜片的品質(zhì)。同時(shí)，其效果也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的沸水處理。

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Effect of steam sterilization treatments on the quality of fresh-cut carrot slices

ZHOU Ming-hui，LIU Shu-lai，DING Yu-ting*
（College of Biological and Environmental Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China）

To explore the effects of steam sterilization treatments on the quality of vegetables，fresh-cut carrot slices were treated by steam with different temperature（50～100℃）.The results showed that，with the increase of temperature and time of steam，the amount of microorganisms，moisture，carotenoids，firmness and color of the fresh-cut carrot slices decreased significantly（P＜0.05）.When the low temperature steam（50～70℃）was used for 600s,the amount of microorganisms decreased more than 3lg（cfu/g）,with moisture loss below 5% and carotenoids retention above 85%.In addition，it had little effects on the firmness and color of samples.While the moderate temperature steam（80～100℃）and the traditional boiling water blanching had more harmful effects on the carrot slices’quality.It can be concluded that low temperature steam treatments can reduce the amount of microorganisms of fresh-cut carrot slices and keep their quality as much as possible.

steam with low and moderate temperature；fresh-cut carrot slices；sterilization；quality

TS255.1

A

1002－0306（2012）01－0072－05

2010－12－20 *通訊聯(lián)系人

周明暉（1987－），女，碩士研究生，研究方向：食品加工新技術(shù)。

浙江省科技計(jì)劃重大項(xiàng)目（2006C12119）。