葡萄柚籽提取物与山梨酸钾辅助真空包装技术显著延长盐渍泡菜白菜货架期

本研究针对盐渍泡菜白菜(SKC)货架期短的问题，创新性地采用防腐剂辅助真空包装(PAVP)技术，结合天然防腐剂葡萄柚籽提取物(GSE)和化学防腐剂山梨酸钾(PS)，通过Global Stability Index (GSI)模型预测显示，处理组货架期延长至14-15天，且天然防腐剂效果与化学防腐剂相当，为即食蔬菜制品提供了兼具高效性与消费者选择灵活性的保鲜方案。

　　

泡菜作为韩国传统发酵食品，其制备基础盐渍泡菜白菜(Salted Kimchi Cabbage, SKC)正面临现代化消费需求的挑战。越来越多消费者倾向于直接购买预处理的SKC，而非自行完成费时费力的盐渍工序。然而，SKC在低温贮藏期间极易因微生物增殖和酶促褐变导致品质劣变，货架期通常不足一周，这严重制约了其全年稳定供应。虽然微波加热、冷等离子体、辐照等技术已被探索用于延长SKC货架期，但这些方法往往受限于高成本、技术复杂性以及潜在的营养损失风险。因此，开发一种高效、实用且能保持SKC品质的保鲜技术具有重要意义。

为此，来自韩国世界泡菜研究所智能加工研究组的Se-Jin Park、Sung-Gi Min、Ji Hee Yang、Young-Min Kim、Hae-Il Yang和Young-Bae Chung团队开展了一项创新研究，他们提出了一种名为“防腐剂辅助真空包装”(Preservative-assisted vacuum packaging, PAVP)的新方法。该方法将稀释的防腐剂溶液（天然防腐剂GSE或化学防腐剂PS）与SKC一同放入真空袋中，通过真空密封使防腐剂均匀分布形成抗菌薄层，将防腐剂应用和真空密封合二为一，简化了流程。研究成果发表在《LWT - Food Science and Technology》上。

本研究主要采用了以下关键技术方法：以市购泡菜白菜为原料，经不同浓度盐水(10%和15% NaCl)渍制得到低盐和高盐SKC；设置了包括对照组(CON)、高盐组(HS)、高盐真空包装组(HSV)、高盐真空包装加1% GSE组(HSVG)和高盐真空包装加0.1% PS组(HSVP)在内的多个处理组；通过测定重量损失(WL)、pH、可滴定酸度(TA)等指标进行理化分析；采用质地剖面分析(TPA)评估硬度、咀嚼性等质地参数；利用扫描电子显微镜(SEM)观察微观结构变化，并结合能量色散X射线光谱(EDS)进行元素分析；使用3M Petrifilm计数平板法测定总需氧菌(AC)、乳酸菌(LAB)和结肠菌群(CC)数量；通过下一代测序技术分析微生物群落组成；基于全球稳定性指数(GSI)模型，采用零级、一级和二级动力学方程预测货架期。

3.1. 理化性质

研究发现，所有处理组的重量损失(WL)随时间显著增加，但真空包装处理组(HSV、HSVG、HSVP)的WL显著低于对照组。CON组在第14天WL超过10%阈值，而处理组直到第21-28天仍保持在阈值以下。pH值在所有组中均随时间下降，但直至第28天仍高于设定的4.3阈值。可滴定酸度(TA)值在所有组中均随时间增加，但所有样品在整个贮藏期间均保持在最佳范围(pH 4.2-4.6，TA 0.5-0.75%)内，表明PAVP方法保持了产品稳定性并延迟了过度成熟。

3.2. 质地特性

质地分析显示，硬度、回复性和咀嚼性在贮藏前7天显著下降，之后保持稳定直至第28天。真空包装并用防腐剂处理的样品(HSVG和HSVP)保持了较高的质地参数值，表明其结构特性保持更好。质地软化主要归因于盐渍过程破坏细胞完整性以及贮藏期间内源性果胶降解酶的活性。

3.3. 扫描电子显微镜成像和能量色散X射线光谱

SEM观察显示，贮藏0天时样品呈现均匀的孔隙分布和有序的细胞壁排列。经过14天贮藏后，CON样品出现显著的结构降解，而真空处理样品(HS、HSV、HSVG、HSVP)保持了结构完整性。到第28天，HSVP样品保持了典型的六边形细胞结构，而其他样品则呈现逐渐的结构降解。EDS分析表明，所有高盐处理样品在整个贮藏期间始终保持较高的Na⁺和Cl^-水平，HSVP样品（添加PS）直到第28天仍保持最高的K含量。

3.4. 微生物品质

微生物分析显示，PAVP处理组(HSVG和HSVP)的需氧菌(AC)计数低于其他处理组。CON组的AC计数在阈值内保持到第21天，而所有其他样品的计数直到第28天仍低于阈值。乳酸菌(LAB)计数在CON组中增加到6.38 log CFU/g，而处理组中增加较少。结肠菌群(CC)在HSVG和HSVP组中只检测到第7天，而在CON、HS和HSV组中检测到第14天，表明这些处理抑制了微生物随时间的存活。

3.5. 微生物群落

微生物群落分析显示，在贮藏第14天，优势物种为Lactobacillus sakei (70-100%)、Lactobacillus algidus (25-30%)和Methylobacterium adhaesivum (5%)。到第28天，微生物群落主要由L. sakei (80-96%)、Leuconostoc gelidum (3%)、L. algidus (3-6%)、Weissella kendleri (2%)和Weissella soli (3%)组成。在门水平上，第14天时Firmicutes (71-98%)成为优势门，到第28年，Firmicutes在所有组中占主导地位，占群落的97-99%。

3.6. 使用GSI预测货架期

通过GSI变化分析发现，一级动力学模型最适合HS、HSV和HSVG，而二级模型最适合HSVP。基于GSI模型预测的货架期，HS为12天，HSV为13天，HSVG为14天，HSVP为15天，表明PAVP处理组相比HS延长了约3天货架期。特别值得注意的是，使用天然防腐剂GSE实现的货架期延长与化学防腐剂PS相当。

研究结论表明，PAVP技术通过结合真空包装与天然或化学防腐剂，有效延长了SKC的货架期。使用GSI模型预测显示，HSVG和HSVP的估计货架期分别为14天和15天，相比HS组延长了约3天。特别重要的是，天然防腐剂GSE实现的货架期延长与化学防腐剂PS相当，表明这两种防腐剂方法可以根据消费者偏好选择使用。此外，PAVP消除了单独防腐剂应用步骤的需要，为工业应用提供了更高效和可扩展的包装解决方案。

这项研究的重要意义在于它不仅提供了一种有效的SKC保鲜技术，而且为即食蔬菜制品的保鲜提供了新思路。PAVP技术的创新性在于将防腐剂应用和真空包装合二为一，简化了工艺流程，同时兼顾了天然和化学防腐剂的优势，满足了不同消费者的偏好。研究结果对于促进泡菜产业的现代化发展和SKC的全年稳定供应具有重要实践价值，也为其他类似食品的保鲜技术开发提供了有益参考。未来的研究可以进一步优化包装材料和贮藏条件，并进行感官评价以确保产品的消费者接受度。