"真空减压强化汽化技术(IVDV)对鹰嘴豆和芝麻的微生物净化及质构色泽协同改良研究"

本研究针对鹰嘴豆和芝麻等种子类食品的微生物污染问题，创新性应用"真空减压强化汽化技术(IVDV)"，通过响应面法优化处理参数，实现>8 log(鹰嘴豆)和>4.5 log(芝麻)的微生物灭活，同步改善质地特性（降低鹰嘴豆硬度21.39N，调控芝麻硬度4.13N）并提升色泽亮度（ΔE*cp达12.42），为清洁标签食品加工提供新技术方案。

　　

在传统食品加工领域，鹰嘴豆和芝麻这类高营养种子面临着微生物污染与加工品质难以兼顾的困境。多起由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和沙门氏菌(Salmonella spp.)引发的食源性疾病暴发，暴露出常规热处理的局限性——高温虽能灭菌却导致质地劣变和色素损失，而化学处理又存在残留风险。如何实现"安全"与"品质"的双赢，成为困扰食品工业的卡脖子难题。

来自圣约瑟夫大学(Saint Joseph University of Beirut, Lebanon)的研究团队另辟蹊径，将原本用于食品质构改良的真空减压强化汽化技术(Intensification of Vaporization by Decompression to Vacuum, IVDV)创新性地应用于种子加工。这项发表于《LWT》的研究，通过12 dm³反应器实现秒级蒸汽加压(0.14-0.436 MPa)与真空减压(1 kPa)的瞬时切换，结合响应面法(RSM)优化参数，系统评估了处理时间(20-150s)和温度(110-145°C)对微生物灭活、质构特性及色泽的三重影响。

关键技术包括：(1)采用中央复合旋转设计建立处理参数矩阵；(2)使用CT3质构仪测定硬度(HARD)；(3)BCM-200色差仪量化Lab*值变化；(4)平板计数法评估微生物log降低值；(5)开发动态IVDV(DIVDV)系统验证工业化可行性。

微生物灭活方面，IVDV展现出惊人的杀菌效率。在131s/140°C条件下，鹰嘴豆的需氧菌落数降低8 log，芝麻降低4.5 log，远超射频加热(≤2.77 log)等传统技术。这种"热-机械"协同效应源于真空减压引发的细胞内水分闪蒸，能物理性破坏微生物结构。

质构改良呈现物种特异性。鹰嘴豆硬度从29.78N降至21.39N，软化效果有利于后续制浆；而芝麻硬度从1.63N增至4.13N，形成类似焙烤的致密结构。这种差异被归因于蒸汽在种子内部的不同膨胀模式——鹰嘴豆的细胞壁在汽化冲击下形成微孔结构，而芝麻的油脂成分(50-62%)则发生热致密化。

色泽变化令人惊喜。两种种子的亮度(L*)均显著提升，鹰嘴豆从70.64增至75.85，芝麻从55.08增至64.02。更难得的是，鹰嘴豆红绿色度(a*)降低42-51%，使产品呈现更浅的米黄色，这恰好符合中东地区对鹰嘴豆泥(hummus)的审美偏好。

通过多响应优化，研究确定了兼顾安全与品质的"黄金参数"：鹰嘴豆在log(N₀/N)_cp≥7且HARD_cp≤23N的区间，芝麻在log(N₀/N)_ss≥4.5且3.6≤HARD_ss≤4.8N的区间。最终开发的DIVDV连续处理系统，通过旋转处理室实现500倍扩容，为工业化铺平道路。

这项研究突破了种子类食品"灭菌必损品质"的传统认知，首次证实IVDV能同步实现微生物净化、质构调控和色泽改良三重功效。其建立的参数预测模型(R²达98.5%)为工艺标准化提供理论支撑，而动态系统的成功验证则彰显了技术转化潜力。随着消费者对清洁标签食品需求的增长，这项"一箭三雕"的创新技术，或将成为坚果谷物加工领域的新标杆。