近日，西華大學食品與生物工程學院 “農產品貯藏與加工”團隊邢亞閣教授在Food Research International（一區，IF: 7.425）上發表題為“Effect of dense phase carbon dioxide treatment on the flavor, texture, and quality changes in new-paocai”的研究論文。
作為中國最具代表性的發酵蔬菜產品，泡菜有著悠久的消費歷史。泡菜可以用各種蔬菜制作，如大白菜、蘿卜、辣椒、黃瓜和生姜。這些蔬菜通常浸泡在6-8%的鹽溶液中，加(或不加)紅辣椒、大蒜、生姜、糖和其他香料，放在裝滿水的密封罐中，并由各種微生物自發發酵。泡菜具有多種健康益處，如預防氧化、炎癥、癌癥和提高認知能力。在商業化的泡菜生產中，通常采用陳化鹽水進行發酵。這可能導致不可控的產品特性，如有害化合物的積累，特別是亞硝酸鹽和生物胺，這些化合物與許多疾病有關，包括癌癥、過敏和高血壓。如果不進行滅菌處理，泡菜會變得過度酸化和褐變。熱加工滅菌處理會對其感官特性(如顏色、風味和質地)產生不利影響，導致質地軟化和風味特性。非熱加工處理技術，如冷等離子體處理，可以減少菌落總數和儲存過程中亞硝酸鹽的積累，緩解質地軟化，高靜水壓力(HHP)在泡菜中也有類似的效果。因此，近年來，能夠更好地保持食品性質的非熱技術和新型泡菜生產方法備受關注。
新鮮蔬菜的使用主要受環境因素的影響，如季節、溫度和濕度對發酵過程的影響，在很大程度上限制了可持續的泡菜生產。由于傳統的泡菜是通過自然發酵生產的，這一過程費時費力。此外，在大規模生產過程中，很難保證不同批次之間在顏色、風味、質地、口感等方面的質量一致性。因此傳統的自然發酵工藝難以實現標準的泡菜工業化生產。所以本實驗設計了一套新型泡菜生產方式。具體步驟為：采用干燥效果好的微波真空干燥對泡菜原料進行干燥處理，讓蔬菜原料脫去一部分水分后，發酵液單獨發酵，最后利用DPCD對蔬菜原料和風味發酵液進行滲透處理得到新型泡菜成品。
由于DPCD具有優良的加工性能，本文將DPCD應用于新型泡菜的滲透生產階段。DPCD，是一種用于食品滅菌的新型非熱加工技術。這種技術可以通過二氧化碳(CO2)的分子效應在低于50兆帕的壓力下滅活微生物和酶，而不會使食物暴露在熱的不利影響下，同時保留其物理、營養和感官品質。二氧化碳無毒、不易燃，一般認為是安全的。它還便宜，環保，易于獲得，純度高，可快速去除。與HHP (100 – 1000 MPa)相比，DPCD具有加工壓力和能耗更低、操作簡單、控制程序更簡單等優點。廣泛的研究已經證明了該技術對各種微生物的影響，包括病原體、腐敗細菌、酵母和霉菌以及不同的酶，并已在食品、制藥、化妝品和其他行業進行了應用研究。
結果表明，通過單因素試驗和正交試驗(25 MPa, 40 min, 40 ℃)確定最佳參數。以pH值、總酸、亞硝酸鹽、有機酸、揮發性風味成分和電子鼻為指標對DPCD生產的新泡菜鹵水進行評價，以蘿卜質地為指標對蘿卜進行評價。結果表明，DPCD處理對新型泡菜的pH、總酸、亞硝酸鹽、有機酸及蘿卜質地無顯著影響。然而DPCD對揮發性風味物質的影響較大，顯著降低了泡菜鹵水中有機揮發性化合物的總含量，并伴有強烈的辣味。為了減少對風味營養和其他品質的影響，需要進一步研究和改進協同方法，如在加工前對泡菜鹵水和蘿卜進行預包裝，調整DPCD的減壓速率和方法，利用回收系統回收這些化合物并重新添加到新型泡菜中，以盡量減少DPCD過程中揮發分的損失。因此，DPCD共滲透新型泡菜生產工藝具有較好的可操作性和理論性，可為泡菜生產工藝提供新的思路。
Fig. 1. Schematic diagram of the DPCD processing equipment (Note: A1, A2, A3 and A4 are pressure control valves, B1, B2, B3 and B4 are pressure reliefvalves).
Fig. 2. Digital eye image of the new paocai after different gradient processing of different factor. (Fig. 3A shows pressure single factor; 3B shows time single factor; 3C shows the temperature single factor).
Fig. 3. Changes of volatile flavor components of new-paocai before and after DPCD treatment (25 MPa, 40 °C, 40 min). (A) The relative contents of compound species before DPCD treatment. (B) The relative contents of compound species after DPCD treatment. (C) Principal component analysis based on the GC-MS data set of new-paocai with (or without) the DPCD treatment.
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.112431
作者簡介
邢亞閣，西華大學食品與生物工程學院教授，碩士生導師，第十二批四川省學術和技術帶頭人后備人選，九三學社西華大學委員會主任委員，2015.11-2016.11加拿大圭爾夫大學訪問學者?？萍疾咳齾^服務專家，西華大學首批“青年學者”，西華大學首批“唐立新優秀學者”。長期從事“食品工廠設計”、“食品質量與安全”、“技術經濟學（食品）”、“食品物性學”等多門課程授課工作。發表SCI收錄英文文章40余篇，授權國家發明專利20余項。主持參與國家、省部級、市級和企業委托項目30余項，獲四川省科技進步二等獎1項、天津市科技進步二等獎2項、四川省科技進步三等獎2項，完成省級鑒定成果或評價10余項。
易如夢，西華大學食品與生物工程學院2020級碩士研究生。碩士研究方向為果蔬保鮮技術相關研究。碩士期間，共發表2篇SCI論文發表，獲得研究生二等學業獎學金1次和三等學業獎學金1次。
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