胡順?biāo)Ｑ?，吳偉杰，陳杭君

（1.中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)部果品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021）

鮮榨純果汁是指未添加任何配料（包含水）的鮮榨果汁。隨著人們生活水平的提高以及保健意識(shí)的增加，鮮榨果汁越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的歡迎。鮮榨果蔬汁將逐漸發(fā)展成為大眾化的健康飲品[1]。鮮榨果汁可以盡最大程度保留原有水果中的營(yíng)養(yǎng)成分[2]。草莓屬于薔薇科草莓屬，是漿果類(lèi)果實(shí)，色澤鮮艷、香味濃郁、營(yíng)養(yǎng)成分含量較高，草莓中的VC、花色苷及總酚等具有很強(qiáng)的抗氧化性，具有一定的保健作用，其次草莓含水量高，果汁含量十分豐富，是制作鮮榨果汁的理想原料[3]。但是草莓果皮薄，組織嬌嫩，缺乏堅(jiān)硬外皮保護(hù)，在收獲與運(yùn)輸過(guò)程中極易受到損傷或遭受微生物侵染，從而降低草莓的商品利用價(jià)值。因此將草莓進(jìn)行榨汁可以提高草莓的綜合利用價(jià)值。草莓鮮榨汁因?yàn)槲醇尤肴魏畏栏瘎┘疤砑觿?，在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行滅菌處理，以防止貯藏過(guò)程中草莓鮮榨汁被微生物侵染而腐敗。

紫外殺菌消毒作為一種有效控制微生物污染的物理冷方法，以其殺菌徹底、無(wú)化學(xué)殘留“綠色”等特點(diǎn)[4]，越來(lái)越為廣大學(xué)者們研究熱點(diǎn)。目前，紫外技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于液體、氣體和固體的殺菌，為保障人們的健康生活、提高生活品質(zhì)發(fā)揮著重要作用。紫外殺菌消毒作為一種物理冷殺菌方式，相對(duì)于熱殺菌來(lái)說(shuō)，主要依靠紫外線照射使得細(xì)胞內(nèi)的DNA發(fā)生交聯(lián)，阻止DNA解旋復(fù)制，抑制微生物的繁殖[5]。研究發(fā)現(xiàn)紫外可以有效殺滅幾乎大部分的微生物[6]。由于殺菌過(guò)程中食品溫度幾乎維持不變，可以最大程度地保持食品的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分，并且紫外處理后食品不會(huì)留下殘留物[7]。Ochoa-Velasco等[8]在實(shí)驗(yàn)室利用設(shè)計(jì)的紫外裝置完成對(duì)新鮮火龍果汁殺菌，測(cè)試了大腸桿菌（Escherichia coli）K12和酵母菌、甲第鞭毛蟲(chóng)（Giardia）和隱孢子蟲(chóng)（Cryptosporidium）的殺菌、殺蟲(chóng)效果。Attic[9]和Matak[10]等利用紫外對(duì)牛奶和羊奶進(jìn)行滅菌，并取得了不錯(cuò)的效果。

本研究主要通過(guò)將紫外線滅菌應(yīng)用于草莓鮮榨汁中，并利用響應(yīng)面優(yōu)化其殺菌工藝。主要目的是在草莓鮮榨汁滅菌過(guò)程中，盡最大程度減少草莓鮮榨汁營(yíng)養(yǎng)成分的損失，同時(shí)達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的殺菌要求，從而延長(zhǎng)其貨架期，提高草莓鮮榨汁的商品價(jià)值。以期為紫外線技術(shù)在液體食品加工中應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原材料“紅頰”草莓，采自浙江建德草莓園，摘取成熟度一致、無(wú)機(jī)械損傷及病蟲(chóng)害的草莓，采摘當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)，4 ℃貯藏備用。

馬鈴薯葡萄糖（PDA）培養(yǎng)基、酵母浸出粉、胰蛋白胨 上海盛思生化科技公司；牛肉膏 北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；瓊脂粉、氯化鈉 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HGB500榨汁機(jī) 美國(guó)Waring公司；icount10全自動(dòng)菌落計(jì)數(shù)儀 杭州迅數(shù)科技有限公司；Cintra404紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì) 澳大利亞GBC科技儀器公司；MLS-3781L高壓蒸氣滅菌鍋 松下健康醫(yī)療器械株氏會(huì)社；VS-1306超凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)安泰有限公司；80 目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩（孔徑0.2 mm）、100 目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩（孔徑0.15 mm） 浙江上虞市華豐五金儀器有限公司；PAL-1型數(shù)顯糖度計(jì) 日本愛(ài)拓公司；Metrohm 877 Titrinopius自動(dòng)滴定儀 瑞士萬(wàn)通公司；ArantiJ-E臺(tái)式離心機(jī) 美國(guó)Thermo公司。

紫外殺菌裝置：MRC-250B智能人工紫外氣候箱上海百典儀器設(shè)備有限公司；Philips 40 W低壓紫外燈。

1.3 方法

1.3.1 草莓鮮榨汁的制備

將草莓進(jìn)行挑選、去蒂和清洗處理后，用榨汁機(jī)進(jìn)行榨汁，分別用80 目和100 目的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩進(jìn)行過(guò)篩過(guò)濾，再用200 目的濾布進(jìn)行最后過(guò)濾，得到草莓鮮榨濁汁。將草莓濁汁放在4 ℃的冰箱中靜置12 h，待其分層后取上清液，即為草莓鮮榨汁[11]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為保證結(jié)果不受取樣的影響，每次實(shí)驗(yàn)所需草莓鮮榨汁均一次制作完成，用消毒的玻璃瓶（體積150 mL，瓶口直徑4.2 cm，高7.9 cm）分別包裝后放置在4 ℃避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 紫外殺菌條件單因素試驗(yàn)

1.3.2.1 對(duì)照實(shí)驗(yàn)

將未經(jīng)過(guò)任何處理的草莓鮮榨汁樣品作為對(duì)照組，檢測(cè)其菌落總數(shù)、霉菌和酵母的數(shù)量，作為本實(shí)驗(yàn)的初始值。

1.3.2.2 果汁厚度紫外殺菌率的影響

取6 個(gè)經(jīng)過(guò)高溫滅菌的培養(yǎng)基（培養(yǎng)皿直徑90 mm，下同），通過(guò)控制草莓鮮榨汁的體積控制草莓鮮榨汁的厚度，分別將厚度設(shè)置為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm，在紫外氣候箱功率40 W、照射時(shí)間65 min、照射距離12 cm的條件下進(jìn)行草莓鮮榨汁的滅菌，測(cè)定其在不同果汁厚度下菌落總數(shù)、霉菌和酵母的數(shù)量，并計(jì)算殺菌率。

1.3.2.3 照射距離對(duì)紫外殺菌率的影響

取6 個(gè)經(jīng)高溫滅菌的培養(yǎng)基，固定果汁厚度1.0 mm，照射距離分別設(shè)置8、12、16、20、24、28 cm，紫外氣候箱功率為40 W，照射65 min，測(cè)定其在不同照射距離下菌落總數(shù)、霉菌和酵母的數(shù)量，并計(jì)算殺菌率。

1.3.2.4 照射時(shí)間對(duì)紫外殺菌率的影響

取6 個(gè)經(jīng)高溫滅菌的培養(yǎng)基，固定果汁厚度1.0 mm、照射距離12 cm、將照射時(shí)間分別設(shè)置為15、25、35、45、55、65 min，在40 W的紫外線照射下分別考察照射時(shí)間對(duì)草莓鮮榨汁殺菌率的影響。

1.3.2.5 照射功率對(duì)紫外殺菌率的影響

取6 個(gè)經(jīng)高溫滅菌的培養(yǎng)基，固定果汁厚度1.0 mm、照射距離12 cm、照射時(shí)間55 min，分別在8、16、24、32、40、48 W的紫外線照射功率條件下進(jìn)行草莓鮮榨汁滅菌，測(cè)定其在不同照射功率下菌落總數(shù)、霉菌和酵母的數(shù)量，并計(jì)算殺菌率。

1.3.2.6 微生物指標(biāo)測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定參考GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[12]，酵母菌和霉菌測(cè)定參考GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》[13]。殺菌率按下式進(jìn)行計(jì)算：

1.3.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，固定照射功率為40 W，以果汁厚度、照射距離和照射時(shí)間為試驗(yàn)因素并以-1、0、1分別為自變量的低、中、高水平，以殺菌率為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)3因素3水平試驗(yàn)，具體因素與水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table 1 Code and level of independent variables used for response surface methodology

1.3.4 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

1.3.4.1 可溶性固形物

利用手持式數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定，讀數(shù)即為可溶性固形物含量，每個(gè)處理組做3 組平行，取平均值。

1.3.4.2 可滴定酸

利用自動(dòng)滴定儀測(cè)定，其含量以檸檬酸體積分?jǐn)?shù)表示。

1.3.4.3 VC含量測(cè)定

采用分光光度計(jì)法對(duì)草莓鮮榨汁進(jìn)行VC的測(cè)定[14]。量取1 mL草莓汁，加入5 mL三氯乙酸溶液（50 g/L），離心，取上清液。取0.5 mL上清液于試管中分別加入20 g/L三氯乙酸溶液1.5 mL，無(wú)水乙醇1 mL，4%磷酸-乙醇溶液0.5 mL，5 g/L鄰菲羅啉-乙醇溶液1 mL，0.3 g/L三氯化鐵-乙醇溶液0.5 mL；對(duì)照組以0.5 mL三氯乙酸溶液代替草莓汁上清液，30 ℃反應(yīng)60 min，于534 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.3.4.4 花色苷含量的測(cè)定

參考胡位榮等[15]方法，采用pH示差法進(jìn)行草莓鮮榨汁花色苷的測(cè)定。取1 mL草莓汁加入5 mL預(yù)冷的pH 3、75%乙醇溶液，4 ℃暗室浸提2 h，離心，取上清液。取0.025 mol/L氯化鉀緩沖液（pH 1）和0.4 mol/L醋酸鈉緩沖液（pH 4.5）各9 mL，加入1 mL上清液混合均勻，以蒸餾水作對(duì)照，用分光光度計(jì)測(cè)定510 nm和700 nm波長(zhǎng)處的吸光度。

1.3.4.5 總酚含量的測(cè)定

參考李巨秀等[16]方法，采用Folin-Ciocalteau法進(jìn)行草莓鮮榨汁的總酚含量測(cè)定。取1 mL草莓汁加入5 mL 60%乙醇提取液浸提2 h，離心。取1 mL上清液加入25 mL的具塞試管，加入3 mL福林-酚試劑后搖勻靜置5 min，分別加入6 mL 7.5%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容25 mL，室溫下暗處放置2 h，于760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

進(jìn)行3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并取平行值。響應(yīng)面數(shù)據(jù)采用Design-Expert V8.0.6 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。另外采用Excel 2007、SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，用最小顯著性差異（least significant difference，LSD）法多重比較進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫外殺菌條件單因素試驗(yàn)結(jié)果

圖1 單因素對(duì)紫外殺菌率的影響Fig. 1 Effect of various factors on sterilization efficiency

新鮮制備的草莓鮮榨汁中菌落總數(shù)達(dá)到7.2 2×1 02C F U/m L，霉菌及酵母菌總數(shù)達(dá)到1.17×102CFU/mL，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[12]，當(dāng)果蔬汁中菌落總數(shù)超過(guò)100 CFU/mL時(shí)即超過(guò)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不符合要求，因此應(yīng)對(duì)草莓鮮榨汁進(jìn)行殺菌。由圖1A可知，紫外對(duì)草莓鮮榨汁殺菌效果隨著草莓鮮榨汁的厚度增加而下降，兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，草莓汁厚度在增加至1.0 mm以后，殺菌率開(kāi)始出現(xiàn)下降。當(dāng)草莓鮮榨汁厚度為1.0 mm時(shí)，對(duì)菌落總數(shù)的殺菌率達(dá)到99.46%，霉菌和酵母菌的殺菌率達(dá)到100%，當(dāng)草莓原汁厚度增加至2.0 mm時(shí)，對(duì)菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌的殺菌率分別降至94.09%和93%。由于紫外線的穿透力較差，液層厚度對(duì)紫外線的穿透率有著較大的影響，隨著草莓鮮榨汁厚度的增加，殺菌率降低，主要因?yàn)樽贤饩€的穿透率隨著液層厚度的增加而降低[17]，紫外線強(qiáng)度減小，殺菌率降低。因此，綜合考慮，選取草莓鮮榨汁厚度為1.0 mm比較合適，即選取1.0 mm為響應(yīng)面優(yōu)化時(shí)自變量果汁厚度（X1）的零水平。

由圖1B可知，隨著紫外燈照射距離的增加，殺菌率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。當(dāng)紫外燈照射距離為12 cm時(shí)，紫外殺菌對(duì)霉菌和酵母菌總數(shù)及菌落總數(shù)的殺菌率分別為99.46%和100%，照射距離超過(guò)12 cm時(shí)，殺菌率開(kāi)始出現(xiàn)下降。紫外照射距離為16 cm時(shí)，對(duì)霉菌和酵母菌總數(shù)及菌落總數(shù)的殺菌率分別下降至96.21%和96.03%，紫外燈照射距離為20 cm時(shí)，殺菌率開(kāi)始明顯降低，殺菌效果減弱。這是因?yàn)樽贤饩€強(qiáng)度系數(shù)隨距離增加減小從而影響了紫外輻射劑量。照射距離越大，紫外線強(qiáng)度越小，紫外的輻照劑量越小，對(duì)微生物的輻照損傷越小，殺菌率越低[18]。因此，綜合考慮，選取紫外燈照射距離為12 cm比較合適，即選取12 cm為響應(yīng)面優(yōu)化時(shí)自變量照射距離（X2）的零水平。

由圖1C可知，隨著紫外照射時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)草莓鮮榨汁的殺菌率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，兩者呈正相關(guān)。當(dāng)紫外殺菌時(shí)間為15 min時(shí)，對(duì)霉菌和酵母菌總數(shù)、菌落總數(shù)的殺菌率分別為80.64%和78.57%。當(dāng)紫外殺菌時(shí)間為55 min時(shí)，對(duì)霉菌和酵母菌總數(shù)、菌落總數(shù)的殺菌率分別增加至99.46%和99.2%。殺菌時(shí)間超過(guò)55 min后，殺菌率雖然有所增加，但是增加比較緩慢，此時(shí)草莓鮮榨汁中霉菌和酵母及細(xì)菌幾乎殺菌完全。照射時(shí)間與紫外輻照劑量成正比，殺菌時(shí)間越長(zhǎng)，輻照劑量越大，殺菌率越高，但是輻照時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)增加生產(chǎn)成本。因此綜合考慮，將照射時(shí)間55 min為響應(yīng)面優(yōu)化時(shí)自變量照射距離（X3）的零水平。

由圖1D可知，隨著紫外照射燈功率的增加，殺菌率呈逐漸增加趨勢(shì)，當(dāng)紫外燈功率為8 W時(shí)，對(duì)草莓鮮榨汁的殺菌率比較低，當(dāng)紫外殺菌功率增加至16 W時(shí)，草莓鮮榨汁的殺菌率明顯增加，對(duì)菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)的殺菌率分別為92.47%和86.30%。當(dāng)紫外殺菌功率達(dá)到40 W時(shí)，殺菌效果逐漸趨于平穩(wěn)，對(duì)菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)的殺菌率分別為99.87%和99.24%。這是因?yàn)樽贤鈿⒕适芷漭椛鋭┝康挠绊?，輻射劑量越大，殺菌率越高[19]。綜合成本等因素，選取紫外照射功率40 W為響應(yīng)面優(yōu)化時(shí)自變量照射功率（X4）的零水平。但本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制紫外燈管數(shù)量調(diào)節(jié)X4水平，平行分布的紫外燈照射強(qiáng)度不夠集中，功率準(zhǔn)確性差。另外，殺菌容器位于紫外燈管正下方，紫外燈管的數(shù)量及中心位置影響殺菌容器位置，從而影響紫外強(qiáng)度和精度。因此，本實(shí)驗(yàn)不采用X4零水平。本研究將固定5 根燈管（紫外燈殺菌功率約為40 W），每組實(shí)驗(yàn)都固定殺菌容器在5 根燈管中心位置的正下方，以草莓鮮榨汁厚度（X1）、照射距離（X2）、照射時(shí)間（X3）作為響應(yīng)面試驗(yàn)影響因素，從而保障試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化對(duì)草莓鮮榨汁殺菌結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用3因素3水平利用Design-Expert V8.0.6軟件按照Box-Behnken原理進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定方案對(duì)殺菌率進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表2。以菌落總數(shù)的殺菌率為響應(yīng)值，以果汁厚度（X1）、照射距離（X2）、照射時(shí)間（X3）作為響應(yīng)面試驗(yàn)影響因素，方差分析見(jiàn)表3。采用Design-Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)擬合回歸，得到紫外殺菌率對(duì)果汁厚度（X1）、照射距離（X2）、照射時(shí)間（X3）的二次多項(xiàng)回歸模型方程：Y=99.40-0.96X1-0.7X2+0.67X3+0.33X1X2+0.15X1X3-0.36X2X3-

由表3可知，該模型顯著（P＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著，模擬的相關(guān)系數(shù)R2值為0.966 7，大于0.9，說(shuō)明該模型與實(shí)際擬合良好，自變量與響應(yīng)值之間的線性關(guān)系顯著，可用于草莓原汁紫外殺菌工藝實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)[20]。另外，方差分析結(jié)果表明，草莓鮮榨汁厚度對(duì)響應(yīng)值菌落總數(shù)殺菌率極顯著，照射距離、照射時(shí)間對(duì)響應(yīng)值影響顯著。各因素的F值可以反映出各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的重要性，F(xiàn)值越大，表明對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大，即重要性越大[21]。結(jié)合表3可知，對(duì)草莓鮮榨汁殺菌率影響程度大小順序?yàn)楣穸龋菊丈渚嚯x＞照射時(shí)間。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box-Behnken design with experimental values of sterilization ef fi ciency

表3 回歸方差分析Table 3 Analysis of variance for the fi tted regression model

2.2.2 響應(yīng)面分析與結(jié)果優(yōu)化

利用Design-Expert軟件對(duì)回歸方程構(gòu)建響應(yīng)面分析圖，分析各因素對(duì)殺菌率的影響，從其等高線可以看出兩個(gè)自變量之間的交互作用的顯著程度，其中圓形表示交互作用不明顯，橢圓形表示兩個(gè)變量之間交互作用明顯[22]。

由圖2可以看出，果汁厚度與照射時(shí)間，照射時(shí)間與照射距離交互作用對(duì)菌落總數(shù)殺菌率的影響具有顯著作用。果汁厚度和照射距離交互作用響應(yīng)面圖較為平緩，等高線接近于圓形，因此果汁厚度和照射距離之間的交互影響不明顯。

圖2 任意兩變量對(duì)紫外殺菌率影響的響應(yīng)面與等高線圖Fig. 2 Response surface plots and their corresponding contour plots showing the interactive effects of various variables on sterilization efficiency

通過(guò)對(duì)二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型的解逆矩陣，得出紫外輻照對(duì)草莓原汁的最佳殺菌條件為果汁厚度0.73 mm、照射距離8.0 cm、照射時(shí)間62.35 min，預(yù)測(cè)殺菌率為100%。

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，采用響應(yīng)面優(yōu)化的工藝條件對(duì)草莓原汁進(jìn)行紫外殺菌，考慮到實(shí)際性操作，將最優(yōu)工藝條件調(diào)整為果汁厚度0.7 mm、照射距離8.0 cm、照射時(shí)間62 min，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)3 次，得到實(shí)際殺菌率為99.24%，與預(yù)測(cè)殺菌率100%非常接近，重復(fù)性好，說(shuō)明該響應(yīng)面法得到的紫外殺菌最佳工藝條件比較可靠，具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

2.4 紫外殺菌與巴氏殺菌對(duì)草莓原汁理化品質(zhì)的影響

2.4.1 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁可溶性固形物和可滴定酸的影響

表4 外殺菌與熱力殺菌對(duì)草莓鮮榨汁可溶性固形物和可滴定酸的影響Table 4 Effects of ultraviolet and heat sterilization on TSS and TA of strawberry juice

由表4可知，對(duì)照、紫外殺菌及巴氏殺菌草莓原汁中可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為7.3%、7.3%、7.4%，經(jīng)過(guò)紫外殺菌及巴氏殺菌后的草莓原汁可溶性固形物沒(méi)有顯著性變化。可滴定酸含量經(jīng)過(guò)紫外殺菌含量有所下降，但是下降幅度比較小，經(jīng)過(guò)熱力巴氏殺菌后的草莓原汁可滴定酸下降比較大，說(shuō)明紫外殺菌可以一定程度上緩解草莓原汁中的可滴定酸含量的降解。該結(jié)果與焦中高等[23]在短波紫外線輻照處理對(duì)采后甜櫻桃果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和抗氧化活性影響結(jié)果研究相一致。

2.4.2 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁VC含量的影響

VC在草莓原汁中含量比較豐富，是草莓原汁中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，VC很不穩(wěn)定，受溫度影響比較大，加熱容易造成VC的嚴(yán)重?fù)p失[24]。如圖3所示，用紫外殺菌和巴氏殺菌后的草莓原汁維生素含量都出現(xiàn)下降，未經(jīng)過(guò)處理的草莓原汁中VC含量為50.15 mg/100 g，經(jīng)過(guò)紫外殺菌后VC含量下降為35.19 mg/100 g，VC含量下降29.8%，經(jīng)過(guò)巴氏殺菌后草莓原汁VC含量為20.77 mg/100 g，比未處理草莓原汁下降了57.79%，紫外線殺菌對(duì)草莓鮮榨汁VC的破壞程度為巴氏殺菌的48%。主要因?yàn)榧訜峥梢源龠M(jìn)VC的氧化。紫外線照射可以抑制氧化酶的活力，緩解VC的氧化速率，提高VC的保存率，有利于VC的保持[25]。曾報(bào)道紫外對(duì)橙汁的殺菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紫外線殺菌對(duì)橙汁VC的破壞程度為熱殺菌的36%[26]。本研究草莓鮮榨汁紫外殺菌對(duì)VC的影響與橙汁紫外線殺菌結(jié)果相一致。

圖3 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁VC的影響Fig. 3 Effect of UV sterilization on VC content

2.4.3 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁花色苷含量的影響

圖4 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁花色苷的影響Fig. 4 Effect of UV sterilization on anthocyanin content

草莓鮮榨汁含有豐富的花色苷，草莓中花色苷對(duì)熱不穩(wěn)定，容易發(fā)生降解?；ㄉ罩械亩交⑦拎?yáng)離子（AH+）的失電子過(guò)程AH+→A是放熱反應(yīng)，水解反應(yīng)AH+→B和開(kāi)環(huán)反應(yīng)B→C是吸熱反應(yīng)并且伴隨著熵的增大。因此溫度升高時(shí)，平衡向著無(wú)色的甲醇假堿和查爾酮形式轉(zhuǎn)化，花色苷含量降解。由圖4可知，未經(jīng)過(guò)滅菌的草莓原汁中花色苷含量為227.17 mg/g，經(jīng)過(guò)巴氏殺菌后的草莓鮮榨汁中花色苷下降為185.24 mg/g，下降了18.46%，因?yàn)榘褪蠚⒕枰訜?，溫度升高，草莓鮮榨汁里的花色苷受熱降解。這與Lise等[27]在草莓花色苷穩(wěn)定性研究中相一致。經(jīng)過(guò)紫外線殺菌的草莓鮮榨汁，花色苷含量有所升高，含量為251.3 mg/g，與未滅菌的草莓鮮榨汁相比較含量升高了9.6%。因?yàn)樽贤饩€可以促進(jìn)草莓鮮榨汁中花色苷的快速合成和積累。這與焦中高等[23]在短波紫外線在櫻桃中應(yīng)用研究結(jié)果相一致。

2.4.4 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁總酚含量的影響

圖5 紫外殺菌對(duì)草莓鮮榨汁總酚的影響Fig. 5 Effect of UV sterilization on total phenolic content

由圖5可知，草莓鮮榨汁在經(jīng)過(guò)紫外滅菌后和巴氏殺菌后含量都有所上升，含量分別提高了10.7%和6.1%。紫外照射可快速激發(fā)草莓鮮榨汁中多酚物質(zhì)的合成，說(shuō)明酚類(lèi)物質(zhì)含量在短時(shí)內(nèi)的升高可能緣于植物體對(duì)紫外線脅迫的快速應(yīng)激反應(yīng)，即在短時(shí)間內(nèi)激發(fā)了合成酚類(lèi)物質(zhì)的苯丙烷代謝途徑。Erkan等[28]發(fā)現(xiàn)用紫外線照射藍(lán)莓后，在短時(shí)間內(nèi)有利于藍(lán)莓總酚含量的提高。胡麗娜等[29]發(fā)現(xiàn)用短波紫外處理山楂果總酚含量與對(duì)照相比最高能升高7.28%。另外馬玉榮[30]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)巴氏滅菌后的豆?jié){總酚含量升高，解晚晴等[31]發(fā)現(xiàn)大豆經(jīng)過(guò)高溫加工成豆制品后，比原來(lái)大豆的總酚含量增加。這些與本研究的結(jié)果相一致。

3 結(jié) 論

本研究以紫外為殺菌方法，應(yīng)用SPSS和Design-Expert軟件得出紫外輻照對(duì)草莓鮮榨汁的最佳殺菌條件為果汁厚度0.7 mm、照射距離8.0 cm、照射時(shí)間62 min，殺菌率為99.24%。另外由于紫外線穿透厚度極小，在實(shí)際生產(chǎn)中可考慮采用鮮榨草莓汁在動(dòng)態(tài)的條件下照射，如夾層薄流、噴霧照射等。另外在最佳紫外殺菌條件下，比較了傳統(tǒng)熱殺菌巴氏殺菌和紫外殺菌對(duì)于草莓鮮榨汁品質(zhì)指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，紫外線殺菌對(duì)鮮榨草莓鮮榨汁可溶性固形物無(wú)顯著影響，但紫外殺菌可一定程度地緩解草莓鮮榨汁中可滴定酸在殺菌過(guò)程中的降解。另外，經(jīng)過(guò)紫外線殺菌的草莓鮮榨汁中的VC含量有所下降，但是與巴氏殺菌相比較，VC損失率相對(duì)較小。經(jīng)過(guò)紫外線殺菌后的草莓鮮榨汁中花色苷和總酚含量都有所增加。說(shuō)明紫外線殺菌能達(dá)到商業(yè)無(wú)菌前提下，有助于草莓原汁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的保持。