西华大学 “农产品贮藏与加工”团队发表高水平研究论文

近日，西华大学食品与生物工程学院 “农产品贮藏与加工”团队邢亚阁教授在Food Research International（一区，IF: 7.425）上发表题为“Effect of dense phase carbon dioxide treatment on the flavor, texture, and quality changes in new-paocai”的研究论文。

作为中国最具代表性的发酵蔬菜产品，泡菜有着悠久的消费历史。泡菜可以用各种蔬菜制作，如大白菜、萝卜、辣椒、黄瓜和生姜。这些蔬菜通常浸泡在6-8%的盐溶液中，加(或不加)红辣椒、大蒜、生姜、糖和其他香料，放在装满水的密封罐中，并由各种微生物自发发酵。泡菜具有多种健康益处，如预防氧化、炎症、癌症和提高认知能力。在商业化的泡菜生产中，通常采用陈化盐水进行发酵。这可能导致不可控的产品特性，如有害化合物的积累，特别是亚硝酸盐和生物胺，这些化合物与许多疾病有关，包括癌症、过敏和高血压。如果不进行灭菌处理，泡菜会变得过度酸化和褐变。热加工灭菌处理会对其感官特性(如颜色、风味和质地)产生不利影响，导致质地软化和风味特性。非热加工处理技术，如冷等离子体处理，可以减少菌落总数和储存过程中亚硝酸盐的积累，缓解质地软化，高静水压力(HHP)在泡菜中也有类似的效果。因此，近年来，能够更好地保持食品性质的非热技术和新型泡菜生产方法备受关注。

新鲜蔬菜的使用主要受环境因素的影响，如季节、温度和湿度对发酵过程的影响，在很大程度上限制了可持续的泡菜生产。由于传统的泡菜是通过自然发酵生产的，这一过程费时费力。此外，在大规模生产过程中，很难保证不同批次之间在颜色、风味、质地、口感等方面的质量一致性。因此传统的自然发酵工艺难以实现标准的泡菜工业化生产。所以本实验设计了一套新型泡菜生产方式。具体步骤为：采用干燥效果好的微波真空干燥对泡菜原料进行干燥处理，让蔬菜原料脱去一部分水分后，发酵液单独发酵，最后利用DPCD对蔬菜原料和风味发酵液进行渗透处理得到新型泡菜成品。

由于DPCD具有优良的加工性能，本文将DPCD应用于新型泡菜的渗透生产阶段。DPCD，是一种用于食品灭菌的新型非热加工技术。这种技术可以通过二氧化碳(CO2)的分子效应在低于50兆帕的压力下灭活微生物和酶，而不会使食物暴露在热的不利影响下，同时保留其物理、营养和感官品质。二氧化碳无毒、不易燃，一般认为是安全的。它还便宜，环保，易于获得，纯度高，可快速去除。与HHP (100 – 1000 MPa)相比，DPCD具有加工压力和能耗更低、操作简单、控制程序更简单等优点。广泛的研究已经证明了该技术对各种微生物的影响，包括病原体、腐败细菌、酵母和霉菌以及不同的酶，并已在食品、制药、化妆品和其他行业进行了应用研究。

结果表明，通过单因素试验和正交试验(25 MPa, 40 min, 40 ℃)确定最佳参数。以pH值、总酸、亚硝酸盐、有机酸、挥发性风味成分和电子鼻为指标对DPCD生产的新泡菜卤水进行评价，以萝卜质地为指标对萝卜进行评价。结果表明，DPCD处理对新型泡菜的pH、总酸、亚硝酸盐、有机酸及萝卜质地无显著影响。然而DPCD对挥发性风味物质的影响较大，显著降低了泡菜卤水中有机挥发性化合物的总含量，并伴有强烈的辣味。为了减少对风味营养和其他品质的影响，需要进一步研究和改进协同方法，如在加工前对泡菜卤水和萝卜进行预包装，调整DPCD的减压速率和方法，利用回收系统回收这些化合物并重新添加到新型泡菜中，以尽量减少DPCD过程中挥发分的损失。因此，DPCD共渗透新型泡菜生产工艺具有较好的可操作性和理论性，可为泡菜生产工艺提供新的思路。

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.

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作者简介

   邢亚阁，西华大学食品与生物工程学院教授，硕士生导师，第十二批四川省学术和技术带头人后备人选，九三学社西华大学委员会主任委员，2015.11-2016.11加拿大圭尔夫大学访问学者。科技部三区服务专家，西华大学首批“青年学者”，西华大学首批“唐立新优秀学者”。长期从事“食品工厂设计”、“食品质量与安全”、“技术经济学（食品）”、“食品物性学”等多门课程授课工作。发表SCI收录英文文章40余篇，授权国家发明专利20余项。主持参与国家、省部级、市级和企业委托项目30余项，获四川省科技进步二等奖1项、天津市科技进步二等奖2项、四川省科技进步三等奖2项，完成省级鉴定成果或评价10余项。

易如梦，西华大学食品与生物工程学院2020级硕士研究生。硕士研究方向为果蔬保鲜技术相关研究。硕士期间，共发表2篇SCI论文发表，获得研究生二等学业奖学金1次和三等学业奖学金1次。