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郭奉秀,唐意帆,陈瑜欣.超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏品质的影响[J].农产品加工,2026,(03):1-4.

基金项目

摘   要

为研究超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏期间保鲜效果的影响，以湘味休闲豆干为研究对象，利用超声- CO₂联合处理考查湘味休闲豆干在贮藏过程中品质的变化。以4 ℃为贮藏条件，对比分析经超声- CO₂联合处理后湘味休闲豆干的菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、丙二醛（MDA）、质构、pH值、水分的变化。结果表明，超声- CO2联合处理能明显延缓豆干的菌落总数、pH值、TVB-N和MDA的增加及质构的下降，使货架期至少延长8 d。超声- CO₂联合处理可有效延缓休闲豆干因微生物作用导致的腐败，有利于提高贮藏品质。

关 键 词

超声；CO₂；休闲豆干；保鲜；贮藏品质

正   文

休闲豆干作为消费者喜爱的豆制品之一，已成为我国大豆食品行业中发展最快的一类产品^[1-2]。然而，休闲豆干因其高蛋白、高脂肪及高含水量，在贮藏过程中易被微生物污染并发生腐败变质^[3]。微生物是导致豆干品质劣变的主要因素，污染会引起豆干酸败、软化和胀袋。目前，为延长休闲豆干的货架期，常采用高温处理、气调保鲜、微波、辐照及添加防腐剂等方法^[4-10]。在实际生产中多使用高温杀菌，虽可延长保质期，但易造成产品品质劣变，如质地变硬、弹性降低、咀嚼性增强、风味减弱等^[11]。相比之下，低温杀菌能更好地保持豆干的营养价值与感官品质。此外，前期课题组研究发现传统的高温杀菌方式已经无法杀死卤豆干中的耐热芽孢杆菌^[12]，需要探究新型杀菌技术开发即食短保豆干，以满足消费者对高品质休闲豆干的需求。

1   材料与方法

1.1   材料与试剂

现卤豆干，邵阳学院豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室提供；平板计数琼脂培养基（PCA），北京奥博星生物科技有限责任公司提供；无菌生理盐水，现用现配；硼酸，成都市科隆化学品有限公司提供；氧化镁，天津市科谬化学试剂有限公司提供；硫代巴比妥酸，上海麦克林生化科技有限公司提供；三氯乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙醇，国药集团化学试剂有限公司提供；盐酸标准溶液，哈尔滨瑞标科技有限公司提供。

1.2   仪器与设备

超净无菌工作台，上海智城分析仪器制造有限公司产品；恒温培养箱，重庆雅马拓科技有限公司产品；高温蒸汽灭菌锅，上海仪电科学仪器股份有限公司产品；气调保鲜机，苏州梵尔优智能包装公司产品；超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司产品；TA1型质构仪，英国Lloyd 公司产品；分光光度计，南京菲勒仪器有限公司产品；HHS型恒温水浴锅，上海博讯实业有限公司产品；pH计，瑞士Mettler Toledo公司产品；电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司产品。

1.3   试验方法

1.3.1   处理样品

将新鲜卤豆干分别装入食品级聚丙烯材质包装盒（200 mm×140 mm×350 mm）内，设置为普通包装组（CK）和气调包装组（US+CO₂），其中气调组充入100% CO₂。

1.3.2   超声处理

将气调组进行超声处理。超声参数设置为功率576 W，温度60 ℃，时间25 min。对照组为普通包装组不进行超声处理。气调包装组经超声处理后与普通包装组同时放入4 ℃冰箱中保存，贮藏期为32 d。每隔4 d取样并对比分析贮藏期内样品的菌落总数、质构、TVB-N、MDA、pH值和水分的变化。

1.3.3   菌落总数的测定

菌落总数测定采用《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》（GB 4789.2—2016）^[13]中的平板菌落计数法。

1.3.4   质构特性的测定

在样品左、中、右三处取点，采用P35型圆柱探头并使用TPA模式进行测定。测试条件为预载力0.05 N，压缩速度60 mm/min，回程速度50 mm/min，间隔时间5 s。结果记录硬度、弹性及咀嚼性指标，每一处理组重复测定6次。

1.3.5   总挥发性盐基氮的测定

参照《食品中挥发性盐基氮的测定半微量定氮法》（ GB 5009.228—2016）。

1.3.6   丙二醛的测定

参照《食品安全国家标准食品中丙二醛的测定》（GB 5009.181—2016）。

1.3.7   pH值的测定

参照《食品安全国家标准食品pH值的测定》（GB 5009.237—2016）。

1.3.8   水分的测定

参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）。

1.4   数据处理

每个样品均重复进行3次，采用SPSS 27.0和Origin 2021进行统计分析、方差分析和绘制数据曲线，显著性差异水平设置为p<0.05。

2   结果与分析

2.1   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间菌落总数的影响

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干菌落总数的影响见图1。

微生物是导致休闲豆干腐败的关键因素。贮藏期间，2组样品的菌落总数均呈上升趋势，但US+ CO₂处理组增长较慢且显著低于对照组（p<0.05），表明超声- CO₂联合处理能有效抑制微生物生长。经超声- CO₂联合处理的豆干在贮藏16 d的菌落总数为4.77 lg（CFU/g），即将达到临界值；在贮藏20 d的菌落总数为5.16 lg（CFU/g），超过可食用标准。而普通包装下的休闲豆干贮藏4 d的菌落总数为4.28 lg（CFU/g），已接近《非发酵性豆制品及面筋卫生标准》（GB 2711—2003）；贮藏8 d的菌落总数为5.88 lg（CFU/g），已超过GB 2711—2003中的可食用要求[<5.00 lg（CFU/g）]。程智蓁等人^[12]发现，高浓度CO₂气调包装下草鱼的菌落总数明显下降。李娇^[14]也发现，超声作用下大肠杆菌O157∶ H7呈现明显的致死特征。综上可知，超声- CO₂联合处理可能有效杀死或抑制了微生物生长，从而延缓了休闲豆干的腐败。

2.2   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间质构的影响

质构特性（如硬度、咀嚼性和弹性等）是影响豆干整体感官品质的重要因素，涉及其外观形态和质地。硬度是指食品在达到特定形变时所需施加的力，咀嚼性反映了豆干在咀嚼过程中所能提供的持续抵抗力，而弹性则反映了食物受力按压后能迅速恢复到原有形状的能力^[15]。

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏过程中质构特性的影响见图2。

由图2可知，各组湘味休闲豆干的硬度、咀嚼性和弹性均随着贮藏时间的延长显著降低（p<0.05），可能是贮藏过程中微生物的生长，使得蛋白质发生分解，凝胶结构被破坏，导致硬度、咀嚼性和弹性下降。值得注意的是，经超声- CO₂联合处理组的豆干在贮藏8 d后的咀嚼性和弹性显著高于未处理组（p<0.05），可能是经超声- CO₂联合处理后的豆干抑制了微生物生长，减缓了蛋白质分解和凝胶结构的破坏。综上所述，超声- CO₂联合处理能有效保持湘味休闲豆干在冷藏过程中的质构特性。

2.3   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间挥发性盐基氮（TVB-N）质量分数的影响

TVB-N是反映蛋白质分解程度及腐败进程的重要指标^[16]，主要来源于微生物及内源酶对蛋白质和氨基酸的分解产物，如氨、三甲胺及其他低分子胺类物质等^[17-18]。

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏期间TVB-N的影响见图3。

由图3可知，2组休闲豆干的TVB-N初始质量分数均为2.09 mg/100 g。随着贮藏时间的延长，TVB-N质量分数总体上升，但US+CO₂处理组增长明显慢于对照组（CK）。贮藏32 d，CK组升至10.60 mg/100 g，而US+CO₂组仅为8.55 mg/100 g。对照组TVB-N 质量分数在贮藏12 d后明显加快，说明其微生物繁殖与蛋白质分解速率显著提高；而 US+CO₂处理组上升幅度较缓，表明该处理能够有效抑制腐败菌生长和蛋白质分解过程。US+CO₂处理的保鲜效果与两者的协同作用有关。超声作用产生的空化效应可破坏微生物细胞结构，并降低酶的活性^[19]；溶解于豆干中的CO₂则可降低产品及微环境的pH值，并渗透入微生物细胞，引起胞内酸化，抑制微生物的代谢活性。2种作用结合能够显著延缓腐败微生物的生长与代谢，从而减少氮类挥发性物质的生成，减缓 TVB-N 的累积。类似研究结果也见于其他高水分大豆制品的保鲜研究中，进一步证明了US+CO₂处理在延长豆制品货架期方面具有广泛的应用潜力。

2.4   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间丙二醛（MDA）质量分数的影响

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏期间丙二醛的影响见图4。

丙二醛（MDA）是脂质氧化的最终产物之一，MDA质量分数可反映食品脂质氧化程度及品质劣变趋势。由图4可知，2组样品在贮藏期内MDA质量分数均逐渐增加，但其上升速率与最终值存在显著差异（p<0.05）。与对照组相比，US+CO₂处理组在整个贮藏期间MDA质量分数显著较低，说明该处理有效延缓了脂质氧化进程。在贮藏初期（0~8 d），2组MDA质量分数差异不显著（p>0.05），说明脂质氧化尚处于缓慢阶段。随着贮藏时间延长（12~32 d），对照组MDA质量分数明显升高，最高达 0.32 mg/kg，而US+CO₂处理组仅为 0.27 mg/kg，降低幅度约为 16.3%。可能是由于超声- CO₂联合处理在一定程度上破坏了氧化反应所需的自由基生成条件，并抑制了微生物代谢产生的促氧化物质^[20]。此外，高CO₂环境可降低氧分压，减少脂质过氧化反应速率，从而保持豆干较好的感官品质。综合来看，超声- CO₂处理在抑制豆干贮藏期间的脂质氧化、延缓品质劣变等方面具有显著优势，适合在豆制品保鲜中推广应用。

2.5   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间pH值的影响

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏期间pH值的影响见图5。

贮藏期间pH值的稳定，可有效防止因pH值的过低或过高而影响到蛋白质的电荷状态、溶解度与亲水和疏水基团的暴露，进而显著影响到水分子与蛋白质的结合，导致豆干持水力的下降。2组豆干pH值随贮藏时间的延长呈先下降后上升的趋势。在贮藏前期2组pH值均降低，可能是由豆干中的乳酸菌生长并产生有机酸所致；或是CO₂溶解在水中会形成碳酸，碳酸进一步离解产生氢离子（H+），游离的 H+进入豆干内部导致pH值下降；也可能是随着贮藏时间的延长，微生物繁殖分解豆干中的碳水化合物，产生酸性物质，使得pH值降低^[21]。贮藏后期，各组pH值均上升，可能是微生物大量繁殖引起蛋白质及一些含氮物质的分解，产生碱性物质，使得pH值上升^[22]。

由图5可知，相比于对照组，超声- CO₂联合处理能有效降低休闲豆干在贮藏期间pH值的波动。

2.6   超声- CO₂联合处理对休闲豆干贮藏期间含水量的影响

超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干贮藏期间含水量的影响见图6。

由图6可知，含水量随着贮藏时间延长而逐渐上升^[23]，处理组（US+CO₂）的含水量在贮藏期间呈现出相对平稳的上升趋势，从50.16%增高至62.33%，而对照组（CK）的含水量则显著上升，从50.16%增高至64.61%，尤其在贮藏后期，含水量增加的速度明显加快。（US+CO₂）处理组在整个贮藏过程中保持较低的含水量。

3   结论

通过超声- CO₂联合处理对湘味休闲豆干进行保鲜效果的评估，结果表明，该处理方法在延缓豆干贮藏期间的腐败和保持品质方面具有显著效果。超声- CO₂联合处理显著延缓了豆干中的菌落总数增长，US+CO₂处理组贮藏16 d的菌落总数仍低于未处理组，表明该方法有效抑制了微生物的生长。US+CO₂处理组的pH值、含水量、挥发性盐基氮（TVB-N）和丙二醛（MDA）等变化较小，表明超声- CO₂联合处理能够有效保持豆干的感官品质和营养价值。经过超声- CO₂联合处理的豆干在硬度和弹性方面的变化较小，确保了其良好的口感和食用体验。超声- CO₂联合处理使湘味休闲豆干的货架期至少延长了 8 d，在实际应用中具有良好的保鲜效果。综上所述，超声- CO₂联合处理为休闲豆干保鲜提供了一种新型、环保的解决方案，具有广泛的应用前景，可在食品行业中进一步推广和研究。

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