楊珊珊,李汴生,劉偉濤,梅燦輝,武玉艷

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)

超高壓與熱處理對荔枝品質(zhì)影響的研究

楊珊珊,李汴生＊,劉偉濤,梅燦輝,武玉艷

(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院,廣東廣州 510640)

對比分析了熱處理和高壓處理達(dá)到商業(yè)殺菌要求的基礎(chǔ)上分別對荔枝汁感官品質(zhì)的影響,同時探討分析處理后果汁理化性質(zhì)和感官品質(zhì)的變化。結(jié)果表明,熱處理和高壓處理均使果汁總糖含量增加,而總酸含量有所下降,超高壓處理后果汁總酸含量相對下降更大。不同殺菌方式處理后果汁中可溶性固形物變化不顯著(P>0.05),超高壓處理(450MPa,5min)能顯著降低單寧的含量,從感官評價角度看,超高壓殺菌處理后果汁品質(zhì)相對于熱處理效果更佳,當(dāng)超高壓達(dá)到 450MPa,保壓 5min處理后的果汁樣品總體評價優(yōu)于其他條件處理的果汁樣品。

超高(靜)壓,感官分析,POD酶,非酶褐變

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

荔枝汁 市售荔枝(白蠟),新鮮飽滿,成熟度適中,挑選大小均勻、形態(tài)良好的果實,清洗后去皮、核,榨汁,過濾離心 (3000r/min,5min)后裝于耐高壓塑料袋 (80×80mm)中,不留頂隙,雙層密封,4℃冰箱中貯藏;化學(xué)試劑 均為分析純。

超高壓食品處理裝置 包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機械有限公司;CR-400便攜式色彩色差計KON I CA M I NOLTA SENSI NG,I NC;501超級恒溫水浴鍋。

表 1 感官分析評價指標(biāo)

表 2 超高壓處理和熱處理殺菌效果

1.2 實驗方法

1.2.1 微生物檢測 細(xì)菌總數(shù):按國標(biāo) GB/T 4789.2 -2003的方法進(jìn)行檢測;大腸桿菌:按國標(biāo) GB/T 4789.3-2003的方法進(jìn)行檢測。

1.2.2 果汁理化指標(biāo)的檢測

1.2.2.1 色澤的測定 采用 CR-400便攜式色彩色差計進(jìn)行測定。L值表示亮度 (Lightness),其值從 0到 100變化,0表示黑色,100表示白色;a值紅色度(Redness),表示從紅到綠的值,60為紅色,-60為綠色;b值表示黃色度(Yellowness),表示從黃色到藍(lán)色的值;60為黃色,-60為藍(lán)色。

1.2.2.2 可溶性固形物、總糖、總酸的測定 按果汁行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SB/T 10203-1994進(jìn)行檢測,可溶性固形物采用阿貝折光儀法,總糖以及總酸均采用直接滴定法。

1.2.2.3 過氧化物酶 (POD)活力的檢測 將制備后需處理的果汁于 4℃離心 20min,取上清液即為粗酶液。用 pH=6.5的 0.1mol/L的磷酸鹽緩沖液配制愈創(chuàng)木酚溶液,將 1mL粗酶液加入其中,混勻,計時, 5min后測定 510nm波長的OD值隨時間的變化。測定時以水為空白,以失活的果汁代替粗酶液在同樣條件下測定為對照。酶活力以酶促反應(yīng)體系在510nm的吸光度變化(OD)表示,OD值按下式計算:

OD=OD5min-OD對照

處理后相對酶活力的定義:相對活力 =(處理后樣品活力/處理前樣品活力)×100%

1.2.3 感官分析 按照 Khalid的方法[4]和調(diào)整后的Torry標(biāo)準(zhǔn)[5]進(jìn)行,感官評價由 10名感官專業(yè)人員評價,不同處理的樣品各取三個平行樣,以未處理的新鮮荔枝汁為對照樣,每份樣品均為 15mL。每份樣品以三位數(shù)號碼隨機編碼,隨機發(fā)放,嚴(yán)格按國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價,評分標(biāo)準(zhǔn)如表 1。

1.2.4 超高壓處理和熱處理條件 超高靜壓處理:常溫下將制備后樣品置于高壓容器內(nèi),密閉,選取400MPa處理 10min、450MPa處理 5min兩個條件;熱處理:選取水浴 72℃(樣品中心溫度)處理 3min。

實驗中,取等量 (10mL)常溫常壓 (25℃, 0.1MPa)下未經(jīng)處理品做對照樣,所有樣品在 4℃下貯藏。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱殺菌和超高壓殺菌達(dá)到商業(yè)無菌的條件確定

參考相關(guān)文獻(xiàn),在國內(nèi)外研究學(xué)者的基礎(chǔ)上選定壓力和溫度點,經(jīng)過前期預(yù)備實驗,所取處理條件均可達(dá)到商業(yè)殺菌水平(菌落總數(shù) <100cfu/mL)。

2.2 不同殺菌處理對果汁理化性質(zhì)的影響

2.2.1 不同殺菌處理對果汁組成成分的影響 經(jīng)過不同殺菌處理的樣品總糖與未處理的新鮮樣品對比變化如圖 1所示。72℃,3min以及 450MPa,5min處理的樣品其總糖含量較未處理的有顯著的增加,但400MPa,10min卻沒有顯著的變化。

圖 1 超高壓和熱處理對荔枝汁總糖的影響

如圖 2所示,可見不同處理的荔枝汁樣品總酸的變化。高壓處理的總酸含量顯著低于未處理和熱處理的總酸含量,但是熱處理與未處理果汁之間沒有顯著變化。

圖 2 超高壓和熱處理對荔枝汁總酸的影響

果汁中的單寧是提供澀味的主要物質(zhì),而且也是果汁非酶褐變的一種。從圖 3可見,450MPa,5min處理的單寧要顯著低于未處理果汁中的;400MPa, 10min處理的卻沒有變化;經(jīng)過熱處理的單寧含量較對照樣品也有顯著的降低。

果汁的可溶性固形物包括能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等成分。由圖 4可見,不同處理方式的樣品可溶性固形物基本上沒有變化。

以上各成分的變化都對感官品質(zhì)的變化有顯著的影響,因此這部分與感官放在一起討論。

表 3 超高壓和熱處理對荔枝汁色澤的影響

表 4 不同處理后荔枝汁的感官評價

圖 3 超高壓和熱處理對荔枝汁單寧的影響

圖 4 超高壓和熱處理對荔枝汁可溶性固形物的影響

2.2.2 不同殺菌方式對酶活的影響 選取的不同殺菌方式對荔枝汁中 POD酶的酶活測定結(jié)果如圖 5所示。

圖 5 超高壓和熱處理對荔枝汁中 POD酶活的影響

超高壓處理對酶活性的影響主要表現(xiàn)在對酶蛋白三級結(jié)構(gòu)的影響上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),超高壓處理可以破壞維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的一些次級鍵,如氫鍵、鹽鍵、疏水鍵等,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)崩潰,發(fā)生變性[6]。酶的活性與酶蛋白的三級結(jié)構(gòu)密切相關(guān),其三級結(jié)構(gòu)受到破壞,活性自然受到影響[7]。酶對超高壓處理的敏感性不同,在同一環(huán)境下,不同的酶對超高壓處理的敏感性不同,而在不同的環(huán)境下,超高壓處理對同一種酶的影響程度也不一樣。在熱加工處理中,POD被認(rèn)為是一種最難鈍化的酶,因此被作為滅酶效果的指標(biāo)酶[8]。從圖 5可以看出,在所選取的同時達(dá)到商業(yè)殺菌的熱處理和超高壓處理條件下, 400MPa,10min處理條件所測得 POD酶相對活力最小,其次是 72℃,3min熱處理,最大的是超高壓450MPa,5min處理,在較大壓力下處理后酶相對活力反而增大,這與黃麗等[9]的研究結(jié)論是一致的。

2.2.3 不同殺菌處理對果汁色澤的影響 超高壓和熱處理后荔枝汁色澤的變化如表 3所示。

由表 3可知,不同殺菌處理過的荔枝汁與未處理的對照樣L值存在顯著差異 (P<0.05)。由 L值可以看出,熱殺菌處理的果汁與 400MPa,10min和450MPa,5min也存在顯著差異 (P<0.05),即高壓處理和熱處理均是亮度增加,而高壓處理的增加幅度顯著大于熱處理。由 a值可以看出,72℃,3min熱處理與 400MPa,10min高壓處理均與對照樣無顯著差異(P>0.05),但對照樣與 450MPa,5min高壓處理存在顯著降低(P<0.05),即未處理及其他處理方式顏色較該處理偏紅。從 b值可以看出,對照樣與熱處理和高壓處理的樣品均存在顯著差異 (P<0.05),可以看出荔枝汁各處理方式后顏色均偏黃。

綜合以上變化,總體而言,高壓處理的顏色會更加接近原汁,且可能有改善效果,尤以 450MPa,5min條件為佳。但是荔枝汁的色澤變化趨勢與酶活力的變化趨勢不一致 (圖 5),這說明引起顏色變化不僅是酶促褐變的作用,還有非酶褐變的作用。但是這又與單寧含量變化不一致,說明可能不只是單寧氧化所造成的非酶褐變,還可能包括美拉德反應(yīng)等其他因素。

2.3 不同殺菌處理果汁感官評價

由表 4得知,色澤方面熱處理顯著較原汁和高壓處理的顏色更加深,這也與色差計所測得的規(guī)律一致,這可能是由于熱處理褐變程度更大的緣故。然而在滋味方面感官變化不大,只是甜味變化尤其突出,高壓處理后的果汁甜味顯著增加,這是由于高壓處理后糖酸比增加的緣故,這與糖酸比的變化規(guī)律也是一致的。另外熱處理后,尤其獨有的蒸煮味,這種味道像是腐爛的地瓜味,口味嚴(yán)重受到影響。另外香氣變化也是不同方式處理后變化較為明顯的部分,首先新鮮荔枝獨有的果香在熱處理的時候損失較大,反而產(chǎn)生了令人較為反感的蒸煮氣味,高壓處理的樣品不會產(chǎn)生這種怪味,但是果香會較新鮮荔枝淡。

3 結(jié)論

3.1 從殺菌效果均能達(dá)到商業(yè)殺菌的要求的基礎(chǔ)上,對比分析了熱處理和高壓處理對荔枝汁感官品質(zhì)的影響,同時從果汁理化性質(zhì)的變化分析了果汁感官品質(zhì)變化的原因。

3.2 熱處理和高壓處理均有增加總糖含量的趨勢,然而總酸含量卻有所下降,超高壓處理的總酸含量相對下降幅度更大,從而導(dǎo)致果汁中糖酸比變化更大。果汁中的可溶性固形物經(jīng)過不同處理后變化并不明顯。高壓處理當(dāng)壓力和時間達(dá)到要求 (450MPa, 5min)時,能顯著降低單寧的含量,若沒有達(dá)到,則影響不大。

3.3 實驗中的處理條件不論是高壓還是熱處理,均不能完全殺滅 POD酶活力。

3.4 不同殺菌方式均達(dá)到商業(yè)殺菌的基礎(chǔ)上,從感官評價角度認(rèn)為超高壓處理相對于熱處理更佳。雖然前者也會導(dǎo)致滋味上的變化,但是熱處理會帶來令人反感的蒸煮味及氣味,而且其褐變程度也較為顯著。

本實驗研究不同殺菌方式處理果汁的生產(chǎn)工藝,在目前實際生產(chǎn)中,熱處理在成本和工藝程序上具有優(yōu)勢,但是超高壓殺菌處理具有熱處理難以達(dá)到的效果,在降低其加工成本和簡化生產(chǎn)工序后,高壓殺菌處理將具有極大的應(yīng)用前景。

[1]KNORR D.Effectsof high-hydrostatic-pressure processeson food safety and quality[J].Food Technology,1993,47(6):156 -161.

[2]TAUSCHERB.Pasteurization of food by hydrostatic high pressure: chemical aspects [J]. Zeitschrift fur Lebensmitteluntersuchungund Forschung,1995,200:3-13.

[3]AFONSO A,FERREIRA L,V I AL-REAL H,et al.High pressure and temperature combination with naringin hydrolysis bynaringinase Ca-alginate beads in grapefruit juice processing: Bitterness and microbial reduction[J].Journal of Biotechnology, 2007,131:263-265.

[4]Sallam K I.Chemical,sensory and shelf life evaluation of sliced salmon treated with salts of organic acids[J].Food Chemistry,2007,101(2):592-600.

[5]Whittle K J,Hardy R,Hobbs G.Chilled fish and fish products//T R GormLey(Ed.).Chilled foods[M].The state of the art.Essex,UK:ElsevierApplied Science,1990:87-116.

[6]Monica A,Crist ina N,Gianf ranco D A.Effect of high pressure treat mentson peroxidase and polypheno loxidase activities[J].Journal of Food Biochemistry,1995,19:285-293.

[7]DexterB North.Effects of high pressure on enzymatic activity [J].BiochimicaetBiophysica Acta,2002,1595:71-79.

[8]Q uaglia G B,Gravina R,Paperi R,et al.Effect of high pressure treat ments on peroxidase activity,ascorbic acid content and texture in green peas[J].Lebensmittel W issenschaft and Technologie,1996,29:552-555.

[9]黃麗,孫遠(yuǎn)明,潘科,等 .超高壓處理對荔枝果汁品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2007,23(2):259-261.

Study on quality of litchi juice treated by ultra-high pressure and heat processing

YANG Shan-shan,L I Bian-sheng＊,L IUW ei-tao,M EICan-hui,W U Yu-yan
(College ofLight Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

Sensory qua lity changes of litchi juice we res tud ied,baseon achievem ent comm e rc ia l s te riliza tion requirem ents by hea t trea t m ent and ultra-high p ressure(UHP)trea tm ent sep a ra te ly.And the reasons of changes we re surveyed as we ll.The results showed tha t tota l suga r content of fruit juice was inc reased by both trea tm ents, but tota l ac id content was dec reased,and it was dec reased g rea te r by UHP.Solub le solids d id not change s ignificantly(P>0.05),and ultra-high p ressure trea tm ent(450M Pa,5m in)can s ignificantly reduce the tannin content.The sensory eva lua tion of juice qua lity by UHP was be tte r than hea t trea tm ent.W hen p ressure achieved 450M Pa,hold ing5m in,ove ra ll assessm ent of juice qua lity was sup e rior to othe r cond itions of the juice samp les.

ultra-high p ressure;sensory ana lys is;POD enzym e;non-enzym e b rowning

TS255.44

A

1002-0306(2010)01-0095-04

目前,針對頻發(fā)的食品安全事件,食品安全問題已引起人們的高度警惕,為了同時滿足消費者對食品質(zhì)量安全和新鮮度的要求,食品殺菌技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。在果蔬汁的殺菌處理上,目前仍以熱力殺菌為主,同時非熱殺菌技術(shù)也有較多的研究,其中超高靜壓(HP)和高壓脈沖電場(PEF)就是研究較多的非熱殺菌技術(shù)。高壓食品加工就是在常溫的條件下,對食品原料施加 100～1000MPa,甚至更高的流體靜壓力,使蛋白質(zhì)變性、酶失活、微生物死亡等,但不會破壞食品中的熱敏性成分,如揮發(fā)性物質(zhì)、維生素、香氣成分以及其他有利于食品風(fēng)味的物質(zhì)成分、營養(yǎng)成分等[1-3],從而達(dá)到食品滅菌、保鮮及貯藏的目的。本實驗對比分析了相同殺菌條件下,不同殺菌方式對荔枝汁品質(zhì)的影響,同時分析了不同處理方式后果汁的理化品質(zhì)和感官分析,對果汁貨架期品質(zhì)的影響也做了分析,以期找到一種加工荔枝汁的較好工藝。

2009-02-27 ＊通訊聯(lián)系人

楊珊珊 (1986-),女,碩士研究生,主要從事食品加工和保藏研究。

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃 (863計劃)重點項目(2007AA100405)。