脉冲光处理对中国山药半干面条保质期和质量特性的影响

《Journal of Cereal Science》：Effect of Pulsed Light Treatment on Shelf Life and Quality Characteristics of Chinese Yam Semi-Dried Noodles

脉冲光技术可有效延长中国山芋半干面保质期，500J（20-40次）处理在25℃下使微生物计数维持110天未达变质阈值（5.48lg CFU/g），冷藏条件下400J（20次）和500J（20-40次）处理保质期分别超过140天。优化处理（500J,20次）显著提升剪切强度、拉伸力及距离，XRD证实淀粉结晶度提高13.98%，FTIR显示蛋白质二级结构改变及褐变延迟，CLSM微观分析表明结构完整性最佳。该研究为脉冲光工业化应用提供理论支撑。

　　脉冲光（Pulsed Light, PL）技术作为一种高效的非热杀菌方法，近年来在食品工业中引起了广泛关注。PL技术利用高强度的广谱光脉冲，模拟太阳光谱但强度更高，涵盖紫外线、红外线和可见光等多种波段。与传统的热杀菌方法相比，PL技术具有节能、高效、无毒等优点，同时不会显著影响食品的感官品质和营养成分。由于这些特性，PL技术在食品包装、食品表面以及透明液体中的杀菌应用已经取得了一定的成果。

本研究聚焦于PL技术在中式山药半干面制品中的应用，探讨其对产品保质期、质地、微观结构和感官评分的影响。山药作为一种具有丰富营养和独特药用价值的功能性食材，其在食品中的应用日益广泛。山药半干面制品因其独特的口感和营养价值，受到消费者的喜爱。然而，这类产品在储存过程中容易受到微生物污染，从而导致品质下降和保质期缩短。因此，如何有效延长山药半干面制品的保质期，同时保持其原有的食用品质，成为食品科学领域的重要研究课题。

在本研究中，实验人员对山药半干面制品进行了不同强度和次数的PL处理，并对其在不同储存条件下的微生物变化进行了系统分析。结果表明，经过PL处理的山药半干面制品在常温（25 °C）储存条件下，其微生物总数（Total Plate Count, TPC）和霉菌/酵母菌（Mold/Yeast Count, MYC）均显著低于腐败临界值（5.48 lg CFU/g和2.18 lg CFU/g），并且能够维持超过110天的稳定状态。在冷藏条件（4 °C）下，经过PL处理的样品表现出更长的保质期，其中400 J（20次）和500 J（20-40次）处理的样品能够在超过140天的时间内保持微生物数量在安全范围内。

此外，PL处理对山药半干面制品的质地也有积极影响。通过质地分析，研究人员发现500 J、20次脉冲处理的样品在剪切力、拉伸力和拉伸距离方面表现最佳，这表明该处理方式在优化产品口感和结构方面具有显著效果。X射线衍射（XRD）分析进一步揭示了PL处理对山药半干面制品中淀粉相对结晶度的提升，处理后的样品淀粉相对结晶度达到了13.98%，显著高于对照组的10.56%。这一变化可能与PL处理对淀粉分子结构的调控有关，从而改善了产品的稳定性。

傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR）分析显示，PL处理对山药半干面制品中的蛋白质二级结构产生了显著影响。处理后的样品在蛋白质结构上表现出不同的变化，这可能与PL处理引起的分子间相互作用改变有关。同时，PL处理还有效延缓了山药半干面制品在储存过程中的褐变现象，这一效果可能与PL处理对氧化反应的抑制作用相关。

在微观结构方面，通过共聚焦激光扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM）观察发现，500 J、20次脉冲处理的样品在结构完整性方面表现最佳，其微观结构保持较为完整和光滑，而500 J、40次脉冲处理的样品则出现了明显的结构损伤。这表明PL处理的强度和次数对产品微观结构具有重要影响，合理的参数设置可以有效保护山药半干面制品的物理结构。

本研究不仅揭示了PL技术在延长山药半干面制品保质期方面的有效性，还探讨了其对产品质地、淀粉结晶度和蛋白质结构的优化作用。通过系统的实验分析，研究人员发现PL处理能够在不破坏产品基本品质的前提下，显著延长其储存时间。此外，PL处理对延缓褐变和保护产品结构也表现出积极作用，这为PL技术在食品工业中的应用提供了理论依据和技术支持。

在食品科学领域，随着消费者对食品安全和健康饮食的关注不断提高，开发安全、高效、环保的食品保鲜技术成为研究的重点。PL技术作为一种非热杀菌方法，不仅能够有效抑制微生物生长，还能够减少对食品品质的影响，因此在食品工业中具有广阔的应用前景。本研究通过实验数据验证了PL技术在山药半干面制品中的应用效果，为后续研究提供了参考依据。

综上所述，PL技术在食品保鲜中的应用具有重要的研究价值和实际意义。通过本研究，我们发现PL处理能够显著延长山药半干面制品的保质期，同时优化其质地和结构，提高产品的稳定性。这些发现不仅有助于推动PL技术在食品工业中的推广和应用，也为相关产品的工业化生产提供了新的思路和技术支持。未来，随着PL技术的进一步研究和优化，其在食品保鲜领域的应用将更加广泛和深入。