《Food Chemistry Advances》：Non-Thermal Preservation of Traditional Fermented
Pla-Som: Effects of UV-C, Pulsed Electric Field, and Gamma Irradiation on Safety and Quality
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本研究比较了紫外线-C（UV-C）、脉冲电场（PEF）和伽马辐照对泰国发酵鱼制品Pla-som的即时处理后效应。样品分别接受UV-C（2.0 kJ/m2）、PEF（20 kV/cm，100个脉冲，60 μs）或伽马辐照（1和3 kGy）处理。伽马辐照实现了最大
本研究比较了紫外线-C（UV-C）、脉冲电场（PEF）和伽马辐照对泰国发酵鱼制品Pla-som的即时处理后效应。样品分别接受UV-C（2.0 kJ/m2）、PEF（20 kV/cm，100个脉冲，60 μs）或伽马辐照（1和3 kGy）处理。伽马辐照实现了最大程度的微生物灭活，其中3 kGy将总平板计数（TPC）从4.25×10?降低至1.66×103 CFU/g（约4.41个对数周期的减少），但与较高的脂质氧化指标和若干品质相关代谢物浓度降低相关。PEF将TPC降低至8.32×10? CFU/g，同时在处理后立即保持了所测定的理化性质和有机酸谱。PEF处理样品含有谷氨酸（188.67 mg/100 g）、γ-氨基丁酸（24.66 mg/100 g）、肌苷-5′-单磷酸（36.64 mg/kg）、肌酸（536.19 mg/kg）和肌肽（284.26 mg/kg）。靶向代谢物谱分析进一步显示，PEF处理后若干品质相关代谢物的残留浓度高于伽马辐照后。总体而言，在评估的具体条件下，PEF在即时微生物减少与所测理化及生化属性保留之间提供了有利的折中，支持其作为Pla-som非热发酵后处理技术的潜力。
**论文解读：传统发酵Pla-Som非热保鲜技术的综合比较研究**
**1. 研究背景与问题**
发酵鱼类制品在亚洲多国传统饮食中占据重要地位，以其独特感官特性、营养价值和文化意义而受到认可。在泰国，Pla-som是一种由淡水鱼、熟米饭、大蒜和盐通过天然乳酸发酵制备的流行发酵鱼制品。发酵过程中，乳酸菌（LAB）将可发酵碳水化合物转化为有机酸，导致酸化、特征性感官属性的形成、消化性的改善以及产品的部分保存。发酵还促进生物活性化合物的形成，包括游离氨基酸（FAAs）、肽和有机酸，这些物质有助于发酵食品的营养和功能品质。
然而，尽管具有上述益处，Pla-som仍然高度易受微生物污染，因为它以最低限度加工的冷藏产品形式销售，没有终端保存步骤。此前研究报告未处理Pla-som的水分含量约为63%，而采用固盐和盐水配方发酵的产品水分活度（aw）分别为0.98–0.99和0.94–0.96。这些相对较高的水分和aw水平可支持腐败微生物和某些食源性微生物的存活和代谢活动，从而导致产品的易腐性。此外，微生物对氨基酸的脱羧作用可能导致生物胺（BAs）的积累，如组胺、酪胺、腐胺和尸胺，构成潜在食品安全风险。脂质和蛋白质的氧化劣变进一步损害产品品质和消费者接受度。
热加工可以有效改善Pla-som的微生物安全性，但会导致水分大量流失和品质劣变。因此，需要探索能够实现微生物灭活同时最大限度保留品质属性的替代非热技术。紫外线-C（UV-C）辐照、脉冲电场（PEF）和伽马辐照采用不同的微生物灭活机制：UV-C主要损伤微生物DNA，PEF通过细胞膜的不可逆电穿孔灭活微生物，而伽马辐照通过直接DNA损伤和活性氧灭活微生物。然而，过度辐照也可能促进氧化劣变并对产品品质产生不利影响。尽管此前研究已分别证明了这些技术的有效性，但在发酵鱼类中对这些技术的直接比较评估仍然稀少，且它们超越微生物灭活的多维效应尚未得到全面比较。
**2. 研究目的与研究方法**
本研究直接比较了UV-C辐照、PEF和伽马辐照在Pla-som中的应用，并将靶向代谢物谱分析与常规微生物学、理化、生化、感官分析相结合，以全面表征微生物灭活与品质保留之间的权衡关系。研究假设这些技术在微生物灭活与品质保留之间的平衡上存在差异，PEF可能在测试条件下提供有利的折中方案。
**3. 主要关键技术方法**
研究人员采用了以下几种关键技术方法：（1）微生物学分析，按照AOAC（2019）方法测定总平板计数（TPC）、乳酸菌（LAB）、酵母菌和霉菌（YM）、大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、沙门氏菌（Salmonella spp.）和单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）；（2）理化性质测定，包括pH、总可滴定酸度（TTA）、水分活度（aw）、盐含量、水分含量、颜色参数（CIE Lab*色彩空间）和质构剖面分析（TPA）；（3）高效液相色谱（HPLC）分析有机酸和生物胺；同时测定了总挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）、过氧化值（PV）和游离脂肪酸（FFA）等脂质氧化指标；（4）超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）进行靶向代谢物分析。样品来源为泰国大城府商业淡水水产养殖场的鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix），每个处理设三个独立发酵批次作为生物学重复（n=3）。
**4. 主要研究结果**
**4.1 非热保鲜技术对Pla-som微生物品质的影响**
所有处理均显著影响TPC、LAB和YM计数（p < 0.05）。伽马辐照实现最大微生物灭活，3 kGy处理（G3）将TPC从4.25×10?降低至1.66×103 CFU/g，约4.41个对数周期减少。PEF处理产生中等程度的微生物灭活（TPC降至8.32×10? CFU/g），主要通过不可逆电穿孔实现。UV-C效果最弱，因为其有限的穿透力和表面阴影效应限制了微生物暴露。所有处理均未检出沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌。
**4.2 非热保鲜技术对Pla-som颜色特性和质构的影响**
PEF和UV-C引起的物理变化小于伽马辐照。G3与未处理对照差异最大，L*值最高，a*和b*值最低。PEF和UV-C产生的总色差（ΔE）值分别为1.28和1.38，而G1和G3分别为2.90和3.83。质构方面，硬度、弹性、内聚性和咀嚼性随辐照剂量增加而降低，G3显示最低值。PEF和UV-C处理样品的质构参数保持接近未处理对照，表明它们更好地保留了原有的整体力学行为。
**4.3 非热保鲜技术对Pla-som化学特性和有机酸谱的影响**
各处理间pH、TTA、aw、盐含量、水分含量以及乳酸、乙酸和丁二酸浓度均无显著差异（p > 0.05）。乳酸仍是所有样品中的主要有机酸（2.14–2.22 g/100 g），其次为乙酸（0.28–0.31 g/100 g）和丁二酸（0.17–0.19 g/100 g）。这表明处理在实现微生物灭活的同时，未引起可测量的即时理化性质和发酵相关化学参数变化，与非热处理的预期特性一致。
**4.4 非热保鲜技术对Pla-som残留生物胺浓度的影响**
所有处理均显著降低了组胺、酪胺、腐胺、尸胺和总BAs的浓度。即时降低幅度顺序为G3 > G1 > PEF > UV-C。未处理对照的总BA浓度最高（159.40 mg/kg），而G3处理产生最低浓度（108.46 mg/kg），较对照降低约32%。由于处理在72小时发酵后应用且BAs在处理前已积累，这些差异不能仅由BA产生微生物的灭活解释，而代表处理后残留的预先存在的BAs浓度降低。
**4.5 非热保鲜技术对TVB-N和脂质氧化指标的影响**
所有处理均显著降低了TVB-N水平，G3显示最低值（14.06 mg N/100 g），对照为18.42 mg N/100 g。处理相关的挥发、损失或转化可能促成了这些差异。脂质氧化指标呈现不同模式：伽马辐照样品的TBARS和PV较高，特别是G3，而PEF处理的数值保持接近未处理对照。FFA含量在各处理间无显著差异，表明脂质水解未受到实质性影响。
**4.6 非热保鲜技术对选定游离氨基酸的影响**
PEF和UV-C处理后的所测氨基酸浓度保持相对接近未处理对照，而伽马辐照导致谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸和赖氨酸呈剂量依赖性降低。谷氨酸是含量最丰富的所测游离氨基酸，其次为丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甘氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）。GABA呈现不同模式：PEF处理样品浓度最高（24.66 mg/100 g），G3最低（20.23 mg/100 g）。
**4.7 非热保鲜技术对品质相关靶向代谢物标志物的影响**
靶向代谢物分析显示各处理间所有定量生化标志物均存在显著差异。与新鲜度相关的代谢物呈现不同响应：次黄嘌呤和肌苷逐渐降低，而IMP（鲜味核苷酸）在PEF处理后得到最佳保留（36.64 mg/kg），伽马辐照导致显著下降。PEF保留了显著更高浓度的甜菜碱、牛磺酸、肌酸和肌肽，表明细胞完整性、肌肉代谢、渗透调节和内源性抗氧化防御得到更优保存。伽马辐照导致这些代谢物的剂量依赖性降低，与较高的脂质氧化指标和恶化的质构参数一致。
**4.8 非热保鲜技术对非品尝感官属性的影响**
PEF处理样品在视觉外观、气味、触觉质构和整体非品尝接受度方面获得最高评分，而G3产生最低接受度。PEF样品相对较高的外观评分与其较小的ΔE值一致，较高的质构评分与仪器测量的较高硬度、弹性、内聚性和咀嚼性相符。伽马辐照样品，特别是G3，感官评分较低，与更大的颜色差异、更高的脂质氧化指标和更低的内源性代谢物浓度同时发生。
**5. 讨论与结论**
本研究全面表征了传统发酵Pla-som对UV-C、PEF和伽马辐照的即时响应。在特定评估条件下，3 kGy伽马辐照产生了最大程度的微生物灭活，而PEF提供了微生物减少与所测品质属性保留之间的有利平衡。PEF还保留了相对较高浓度的谷氨酸、IMP、GABA、甜菜碱、牛磺酸、肌酸和肌肽。所有处理均降低了预先存在的BAs的残留浓度，尽管具体机制尚待阐明。
研究结论指出，由于各处理未在等效微生物致死率下进行比较，观察到的差异可能部分反映处理强度而非技术的内在优越性。感官评估仅限于外观、气味和触觉质构，未进行品尝。此外，缺乏冷藏储存数据，无法得出关于货架期延长或后续微生物和生化劣变的结论。未来研究应纳入致死率匹配比较、降解产物分析和冷藏储存验证，以更全面地评估这些非热保鲜技术的长期效应和实际应用价值。该研究为传统发酵鱼类制品选择合适的非热发酵后处理技术提供了科学依据。
