王惠惠，莫樹平，柏建玲 ，羅金棠 ，吳清平，丘明泉，任鵬榮

（1.廣東省微生物研究所，省部共建華南應用微生物國家重點實驗室，廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東省微生物應用新技術(shù)公共實驗室，廣東廣州510070；2.廣州市果樹科學研究所，廣東廣州510405）

番木瓜也稱木瓜、萬壽瓜，是著名的熱帶水果之一。我國主產(chǎn)區(qū)為廣東、廣西、海南、福建、臺灣、云南等省區(qū)，分布較廣，資源豐富。番木瓜氣味清甜、汁多味美，營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)免疫力、保肝、美容、抗菌、抗癌、抗腫瘤等作用。番木瓜成熟期集中，耐藏性較差，容易軟化后熟，腐爛變質(zhì)。目前，番木瓜可加工成各式各樣的產(chǎn)品，如果脯、果醬、果汁飲料等，有些產(chǎn)品保持了果實原有的色、香、味，可媲美鮮果。番木瓜還可以通過現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)進行深加工，釀制成木瓜果酒、木瓜果醋等。

目前，國內(nèi)外較常用的食品滅菌技術(shù)主要以傳統(tǒng)的熱殺菌為主，熱殺菌具有很好的殺菌效果，但熱殺菌不但會造成營養(yǎng)成分的破壞和風味變化，而且還會造成酒飲料中酒精的揮發(fā)，尤其是低度的果酒不適合熱殺菌。冷滅菌技術(shù)在滅菌的基礎上既保留了食品的原有風味和大部分營養(yǎng)，又解決了低度果酒的酒精揮發(fā)問題，日益引起人們的關(guān)注。其中高壓脈沖電場（Pulsed Electric Fields，PEF）是研究較多的冷滅菌技術(shù)之一，它是通過電極產(chǎn)生的瞬時高壓脈沖電場作用于食品，使微生物的細胞膜破裂或穿孔，起到對食品的滅菌作用。高壓脈沖電場具有安全、高效、能耗少等特點，同時能很好地保持食品的風味、色澤和營養(yǎng)，廣泛應用于食品加工，特別是液態(tài)食品的殺菌，是一種頗具發(fā)展前景的冷滅菌技術(shù)[1-10]。

高壓脈沖電場滅菌在食品加工方面的研究主要集中在果汁，果酒的應用研究則很少報道。研究發(fā)現(xiàn)，高壓脈沖電場能夠有效提高滅菌效果，對蘋果汁中的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌鈍化效果明顯[11]，可以降低菠蘿汁中的微生物含量[12]，南瓜漿中菌落總數(shù)也下降顯著[13]。曾新安等研究了脈沖電場對橙汁VC的影響，發(fā)現(xiàn)橙汁在經(jīng)25 kV/cm脈沖電場處理后VC的保留率為86.6%，能較大程度地保留橙汁中的營養(yǎng)成分[14]。高壓脈沖電場滅菌對楊梅、冬棗保鮮也有一定的效果[15-16]。高壓脈沖電場滅菌對橙汁、百合混合汁、草莓汁、番茄汁、藍莓汁、胡蘿卜汁、梨汁、石榴汁等都有良好的殺菌效果，且不影響果汁的風味和成分，更有利于保留產(chǎn)品營養(yǎng)成分[17-25]。高壓脈沖電場滅菌還可以增加葡萄酒中紅色苷和黃色苷的含量，影響葡萄酒酚類物質(zhì)的含量及顏色變化，提高葡萄酒色與色調(diào)值[26-27]。研究還發(fā)現(xiàn)，高壓脈沖電場滅菌與高溫滅菌結(jié)合，能夠有效地提高滅菌效果[28]；冷凍濃縮與高壓脈沖電場滅菌技術(shù)結(jié)合可以減小電阻率，降低能耗[29-30]，更好地保持果汁的風味、色澤和營養(yǎng)成分[31]。

維生素C是果酒營養(yǎng)價值的一個重要指標，然而維生素C并不穩(wěn)定，對溫度敏感，容易氧化，造成果酒營養(yǎng)價值的降低。本文通過比較不同電場強度及處理時間的高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中VC含量的變化，研究了高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中VC損失的影響，并與傳統(tǒng)熱處理滅菌方法比較，為高壓脈沖電場滅菌在食品工業(yè)中的推廣應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番木瓜果酒：紅日發(fā)酵果酒、穗中紅發(fā)酵果酒及紅日與穗中紅混合發(fā)酵果酒，由廣州市果樹科學研究所提供。

偏磷酸（HPO3）：含量（以HPO3計）≥38%。

磷酸三鈉（Na3PO4·12H2O）。

磷酸二氫鉀（KH2PO4）。

磷酸（H3PO4）：85%。

L-半胱氨酸（C3H7NO2S）：優(yōu)級純。

十六烷基三甲基溴化銨（C19H42BrN）：色譜純。

甲醇（CH3OH）：色譜純。

1.2 儀器設備

高壓脈沖電場設備：OSU-4L，美國俄亥俄州立大學。6個連續(xù)的脈沖處理腔，雙極方形波脈沖。

液相色譜儀：配有二極管陣列檢測器或紫外檢測器。

恒溫培養(yǎng)箱：30℃±1℃，30℃±1℃，等。

1.3 實驗方法

1.3.1 木瓜果酒中VC含量的測定

VC含量測定采用高效液相色譜法，樣品測定及計算步驟參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》。

1.3.2 細菌菌落總數(shù)檢測

木瓜果酒的細菌菌落總數(shù)的檢測采用國標法（食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定GB 4789.2—2010）。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同電場強度的高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中VC的影響

研究了處理時間為300 μs時，不同電場強度的高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中Vc含量變化的影響。結(jié)果表明，隨著高壓脈沖場強的增加，木瓜果酒中的Vc損失越來越大，35 kV/cm的電場強度下，紅日、穗中紅及其混合發(fā)酵果酒的Vc含量分別下降了10.03%、16.70%和15.17%。詳見圖1。

圖1 不同電場強度的高壓脈沖電場處理木瓜果酒的Vc含量

2.2 不同處理時間的高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中Vc的影響

25 kV/cm電場強度下，不同處理時間的高壓脈沖電場滅菌對木瓜果酒中Vc含量的變化結(jié)果表明，隨著處理時間的延長，木瓜果酒中的Vc損失越來越大。處理時間為400 μs時，紅日、穗中紅及其混合發(fā)酵果酒的Vc含量分別下降了13.83%、18.77%和15.17%。詳見圖2。

圖2 不同處理時間的高壓脈沖電場處理木瓜果酒的Vc含量

2.3 不同滅菌方法對木瓜果酒Vc損失的影響

紅日、穗中紅及兩個品種混合發(fā)酵制得的木瓜果酒分別進行不滅菌、80℃滅菌30 min、100℃滅菌30 min及25 kV/cm 300 μs高壓脈沖電場滅菌處理，測定各處理后木瓜果酒的Vc含量。結(jié)果表明，傳統(tǒng)熱殺菌處理的木瓜果酒中的Vc損失明顯高于高壓脈沖電場滅菌處理的木瓜果酒，以80℃、100℃滅菌30 min處理的木瓜果酒的Vc損失率最高，分別達到62.81%、84.37%；25 kV/cm 300 μs高壓脈沖電場滅菌處理的木瓜果酒的Vc損失率在10%以下。詳見圖3。

圖3 不同滅菌方法處理木瓜果酒的Vc含量

2.4 不同滅菌方法對木瓜果酒的滅菌效果

紅日、穗中紅及兩個品種混合發(fā)酵制得的木瓜果酒分別進行不滅菌、80℃滅菌30 min、100℃滅菌30 min及25 kV/cm 300 μs高壓脈沖電場滅菌處理，研究了不同滅菌方法對木瓜果酒的滅菌效果。結(jié)果表明，高壓脈沖電場滅菌和熱處理滅菌對木瓜果酒的滅菌效果良好，25 kV/cm 300 μs高壓脈沖電場滅菌處理的木瓜果酒的細菌菌落總數(shù)均下降到11 cfu/mL以下，熱處理滅菌的木瓜果酒中未檢出。詳見表1。

表1 不同滅菌方法處理的木瓜果酒的細菌菌落總數(shù)(cfu/mL)

3 結(jié)論

木瓜果酒中Vc的損失與高壓脈沖電場的電場強度及處理時間相關(guān)，電場強度越大，處理時間越長，Vc的損失越大；與傳統(tǒng)的熱殺菌處理相比，高壓脈沖電場滅菌可有效地降低木瓜果酒中Vc的損失，且滅菌效果良好。物料的電導率、溫度等也是影響高壓脈沖電場效果的重要因素，高壓脈沖電場滅菌處理前進行加壓、低溫等處理對滅菌效果、風味和營養(yǎng)成分的影響需進一步研究探討。高壓脈沖電場滅菌高效、均勻、產(chǎn)熱少，在具有良好殺菌效果的基礎上，可以最大程度地保留食品中的營養(yǎng)成分，減少木瓜果酒的酒精揮發(fā)，該技術(shù)進一步發(fā)展成熟后用于食品加工可以很好地保留食品的風味、色澤和和營養(yǎng)，彌補傳統(tǒng)殺菌法的不足。