馮若怡,王曉鈺,楊云舒,趙 靚,王永濤,廖小軍

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心,農(nóng)業(yè)部果蔬加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,食品非熱加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100000)

在眾多果蔬制品中,果蔬泥因方便快捷、可不經(jīng)咀嚼直接吞咽,口感純厚、具有豐富的營養(yǎng)和特有的果蔬風(fēng)味,受到了兒童、老人等特殊人群的喜愛[1]。因此,開發(fā)天然的果蔬泥將具有廣闊的市場前景。

表1 復(fù)合蘋果泥感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

但目前市場上所售果蔬泥產(chǎn)品多采用濃縮汁熱殺菌,使得這類果蔬泥產(chǎn)品的營養(yǎng)、風(fēng)味、色澤等品質(zhì)損失較嚴(yán)重,亟需向非熱加工進(jìn)行轉(zhuǎn)變。超高壓技術(shù)(High hydrostatic pressure,HHP)是非熱加工技術(shù)中研究最多、商業(yè)化程度最高的一種,其在有效殺菌的同時(shí),使食品達(dá)到滅酶和改變物性等目的[2-3]。HHP具有溫度變化小、只作用于非共價(jià)鍵、瞬間壓縮、作用均勻等優(yōu)點(diǎn),能夠很好地保持食品天然的色、香、味、質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)等品質(zhì),在食品上的應(yīng)用也越來越廣泛。因HHP對高水分含量食品的適用性,使得HHP果蔬汁和飲料的加工生產(chǎn)達(dá)到了超高壓食品20%的市場份額,其中果蔬汁加工的商業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)走向成熟[4]。

而目前超高壓應(yīng)用于復(fù)合果蔬泥的研究較少,基于此現(xiàn)狀,本研究通過選用高品質(zhì)的新鮮果蔬泥來代替濃縮汁,用超高壓殺菌代替熱殺菌并研究其對品質(zhì)的影響,以期為超高壓技術(shù)在果蔬泥加工中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蘋果 產(chǎn)地山東,品種為“紅富士”的外觀新鮮、無外傷腐爛的蘋果;獼猴桃 產(chǎn)地陜西,品種為“中華獼猴桃”的外觀新鮮、軟硬適中的獼猴桃;胡蘿卜 產(chǎn)地福建,品種為“助農(nóng)七寸”的外觀新鮮、色澤明亮的胡蘿卜;平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基 北京奧博星生物技術(shù)責(zé)任有限公司;氯化鈉、氫氧化鉀、無水甲醇、乙酸、鹽酸、三水乙酸鈉、偏磷酸、二水磷酸二氫鈉、十二水磷酸氫二鈉 北京化工廠;福林酚、沒食子酸、1,1-二苯基苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH)、2,4,6-三(2-吡啶)-1,3,5-三吖嗪(2,4,6-tris(2-pyridine)-1,3,5-triazine,TPTZ)、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(Crosslinking polyvingypyrrolidone,PVPP)、VE衍生物(Trolox) 上海源葉生物公司;無水氯化鐵、碳酸鈉、石油醚 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;果膠、抗壞血酸、2,6-二氯靛酚、高嶺土 北京索萊寶科技有限公司;以上試劑均為分析純。

JYL-C051型九陽料理機(jī) 九陽股份有限公司;HHP-30 L型超高壓處理設(shè)備(30 L) 包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司;S-HH-W21-Cr600型恒溫水浴箱 北京長安科技儀器廠;HWS70B型電熱恒溫培養(yǎng)箱 天津市泰斯特儀器有限公司;LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;Color Quest XE型色差儀 美國Hunterlab;DR-A1型阿貝折射儀 廣州市愛拓科學(xué)儀器有限公司;UV-1800型可見分光光度計(jì) 尤尼科(上海)儀器有限公司;CR21GIII高速冷凍離心機(jī) 日本日立公司;LS230型激光顆粒粒度分析儀 美國貝克曼公司;AR1000型流變儀 美國TA儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 復(fù)合蘋果泥的制備 選取新鮮成熟的蘋果、獼猴桃、胡蘿卜清洗切塊。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)將蘋果、獼猴桃、胡蘿卜按質(zhì)量比3∶2∶1、4∶2∶1、5∶2∶1、6∶2∶1、5∶3∶1、6∶3∶1混合,室溫下榨汁機(jī)打漿3 min。將制備的蘋果泥立即分裝到1210 cm高溫蒸煮袋中,50 g/袋。

1.2.2 感官評價(jià) 制備好復(fù)合蘋果泥后,立即進(jìn)行感官評價(jià)。對樣品的口感、顏色、光澤、組織狀態(tài)以及風(fēng)味各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評分。將不同比例的復(fù)合蘋果泥分裝到品嘗杯中并隨機(jī)編號提供給10名經(jīng)過培訓(xùn)的感官評價(jià)員進(jìn)行品評。分?jǐn)?shù)越高,說明產(chǎn)品的接受度越高。

1.2.3 超高壓處理和熱處理 前期進(jìn)行的預(yù)實(shí)驗(yàn)表明超高壓處理和未處理的蘋果泥感官評分具有相似性,因此考慮到可行性,采用未處理的產(chǎn)品的感官評分作為參考,按感官評分最高的配比制備蘋果泥樣品。分別進(jìn)行超高壓和熱處理,固定超高壓壓力分別為400和500 MPa,保壓時(shí)間依次為2、5、8、10 min,將樣品置于設(shè)備中,在室溫下進(jìn)行超高壓處理。熱處理組將蘋果泥置于水浴鍋中,中心溫度達(dá)到90 ℃后加熱2 min,立刻進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.2.4 微生物測定 菌落總數(shù)及霉菌和酵母菌作為微生物檢測指標(biāo),根據(jù)GB 4789-2010的相關(guān)操作進(jìn)行微生物菌落計(jì)數(shù)。待培養(yǎng)基凝固后將平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基于37 ℃倒置培養(yǎng)48 h、孟加拉紅培養(yǎng)基于29 ℃培養(yǎng)72 h以上。

1.2.5 pH測定 待測樣品倒入燒杯中并攪拌均勻,插入pH計(jì)測量頭在室溫下進(jìn)行測定。

1.2.6 可溶性固形物(Total soluble solids,TSS)的測定 使用阿貝折射儀測定。蒸餾水進(jìn)行校零,取適量樣品放于棱鏡上測量,每次測量后用蒸餾水清洗。

1.2.7 色差測定 將樣品放置于比色皿中,測定樣品的L*、a*、b*值。其中L*代表樣品的亮度;a*代表紅綠程度;b*代表黃藍(lán)程度。ΔE代表被測樣品與未處理之間總體顏色變化。通過下面公式計(jì)算ΔE。

1.2.8 總膳食纖維含量測定 總膳食纖維含量測定根據(jù)GB 5009.88-2014的相關(guān)操作進(jìn)行。對樣品進(jìn)行蛋白酶解,在室溫下用乙醇沉淀1 h,將沉淀液抽濾,用78%乙醇、95%乙醇、丙酮洗滌殘?jiān)?次,抽濾去除洗滌液后,將坩堝連同殘?jiān)?05 ℃烘干過夜。按下式進(jìn)行計(jì)算:

式中:X表示樣品中總膳食纖維的含量,g/100 g;mR表示樣品殘?jiān)|(zhì)量,g;mP表示樣品殘?jiān)械鞍踪|(zhì)量,g;mA表示樣品殘?jiān)谢曳仲|(zhì)量,g;mB表示樣品空白質(zhì)量,g;m表示取樣質(zhì)量,g;f表示制備過程中質(zhì)量變化的校正因子。

1.2.9 總酚測定 采用Folin-Ciocalteu試劑法并略作修改。取10 g樣品,加入20 mL無水乙醇,于4 ℃靜置提取30 min,10000×g、4 ℃下離心10 min,取上清液待用。提取液稀釋一倍,與福林酚試劑充分混合,再向混合液加入7.5%的碳酸鈉溶液,室溫避光反應(yīng)1 h,用分光光度計(jì)測定765 nm處吸光值,總酚含量以每100 g樣品含有的沒食子酸表示。

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:配制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。取0.4 mL不同濃度的沒食子酸溶液分別與2 mL稀釋10倍的福林酚試劑反應(yīng),迅速用分光光度計(jì)測定765 nm處吸光值,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線,Y=0.011x+0.038(R2=0.995)。

1.2.10 抗壞血酸含量測定 按GB 5009.86-2016測定并略作修改。準(zhǔn)確稱取10 g樣品,用偏磷酸定容至100 mL,搖勻后加入4 g高嶺土脫色,11000×g,4 ℃離心15 min,取上清液10 mL于錐形瓶中,用標(biāo)定過的2,6-二氯靛酚溶液滴定,至溶液呈粉紅色且15 s內(nèi)不褪色,同時(shí)作空白試驗(yàn)。

1.2.11 胡蘿卜素含量的測定

1.2.11.1 總類胡蘿卜素含量測定 參考劉鳳霞的方法,并略作修改[5]。3 g復(fù)合蘋果泥加入100 mL丙酮中,60 W超聲提取 15 min,重復(fù)兩次并合并提取液,加入等體積的10% KOH-甲醇溶液,混合均勻后在50 ℃恒溫箱皂化3 h,冷卻至室溫后移至分液漏斗中,加入石油醚振蕩萃取,靜置分層后合并有機(jī)相水洗至中性,用無水硫酸鈉的砂芯漏斗過濾除水,濾液置于圓底燒瓶中,(40±2) ℃旋蒸至近干,用正己烷溶解殘?jiān)ㄈ荨６ㄈ莺蟮奶崛∫河?50 nm波長下測吸光度,用正己烷作對照。

1.2.11.2β-胡蘿卜素含量測定 按GB 5009.83-2016測定,并略作修改。色譜條件為:色譜柱為C18柱,柱長250 mm,內(nèi)徑4.6 mm,粒徑5 μm;流動相為三氯甲烷∶乙腈∶甲醇=3∶12∶85,含抗壞血酸0.4 g/L,經(jīng)0.45 μm膜過濾備用;流速為2.0 mL/min;檢測波長為450 nm;柱溫為(35±1) ℃;進(jìn)樣體積為20 μL。

1.2.12 抗氧化能力的測定 10 g復(fù)合蘋果泥樣品加入20 mL無水甲醇,4 ℃下靜置提取30 min,在10000×g、40 ℃下離心10 min,取上清液待用。

1.2.12.1 DPPH自由基清除能力測定 參照Miller等的方法并略作修改[6]。100 μL樣品上清液加入到4 mL 0.14 mmol/L DPPH溶液中,常溫避光條件下放置45 min后,在517 nm處測定吸光值。以100 μL甲醇加入到4 mL DPPH溶液為對照。

Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:甲醇配制Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別取100 μL與4 mL DPPH溶液,常溫避光反應(yīng)45 min,于517 nm處測定吸光值。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線,Y=0.797X+0.07(R2=0.997),結(jié)果用Trolox當(dāng)量表示,單位為mmol/kg。

1.2.12.2 鐵離子還原能力(Ferric reducing power,FRAP)測定 參照Aljadi等的方法并略做修改[7]。取100 μL上清液加入到4 mL TPTZ工作液(pH3.6的醋酸鹽緩沖液,10 mmol/L的TPTZ工作液,20 mmol/L的FeCl3按體積比10∶1∶1配制)中于37 ℃反應(yīng)10 min,測定在593 nm處的吸光值。每個(gè)樣品重復(fù)測定3次。

Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:甲醇配制Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別取100 μL與4 mL TPTZ工作液在37 ℃避光反應(yīng)10 min,于593 nm處測吸光值,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線,Y=1.159X-0.006(R2=0.995),結(jié)果用Trolox當(dāng)量表示,單位為mmol/kg。

1.2.13 酶活性測定 將5 g樣品與30 g提取液(0.2 mol/L,pH=6.5磷酸緩沖液配制的40 g/L的PVPP溶液)混合均勻,在4 ℃下靜置1 h后,10000×g,4 ℃離心10 min,過濾取上清液粗酶液。

1.2.13.1 多酚氧化酶活性(polyphenol oxidase,PPO)的測定 采用分光光度法,在2 mL的0.07 mol/L的鄰苯二酚溶液中加入1 mL粗酶液,立即在420 nm處測定吸光值,測定時(shí)間為5 min,曲線拐點(diǎn)處的斜率即為酶活。

1.2.13.2 果膠甲酯酶(Pectin Methylesterase,PME)酶活性的測定 于(30±2) ℃循環(huán)水浴的燒杯中放入60 mL果膠溶液,滴加0.03 mol/L的NaOH使果膠pH達(dá)到7.0,此時(shí)加入5 mL的粗酶液,繼續(xù)滴加NaOH使pH維持在7.5。記錄加入粗酶液后的30 min內(nèi)滴加NaOH的量。

1.2.14 流變測定 參照J(rèn)asim的方法,并略作修改[8]。樣品在室溫下平衡30 min之后,使用AR1000型流變儀進(jìn)行測定,選擇40 mm直徑的珀?duì)柼X板,設(shè)置間隙1 mm,將2 mL樣品置于加樣臺,擦去多余樣品,平衡2 min后在25 ℃下進(jìn)行測定。

1.2.14.1 靜態(tài)流變性質(zhì)測定 設(shè)置剪切速率從0.1 s上升到100 s,記錄剪切應(yīng)力和黏度隨剪切速率的變化情況。

1.2.14.2 動態(tài)流變性質(zhì)測定 進(jìn)行振蕩-振幅掃描,固定角頻率5 rad/s,應(yīng)力振幅從0.01 Pa增加到5 Pa,找到線性粘彈區(qū)間。在線性粘彈區(qū)間內(nèi),固定應(yīng)力振幅為1.5 Pa,震蕩角頻率變化范圍為0.1～10 rad/s,測定樣品的儲能模量(G′)和損耗模量(G″)隨震蕩角頻率變化的變化趨勢。

1.2.15 粒度測定 使用Ls230激光粒度分析儀測定樣品的粒度分布。通750 nm長的激光衍射,通過測量樣品顆粒的散射光強(qiáng)度及散射角的大小,得出粒徑為0.4～2000.0 μm的顆粒分布。記錄樣品的粒度分布、體積平均粒徑(d43)和表面積平均粒徑(d32)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(Mean±SE)表示。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性所有試驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù)。應(yīng)用SPSS 20統(tǒng)計(jì)軟件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,P<0.05表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比對復(fù)合蘋果泥感官評價(jià)的影響

復(fù)合蘋果泥制備好后立即請10名感官評價(jià)員進(jìn)行感官評價(jià),結(jié)果如表2所示。預(yù)試驗(yàn)對配比已經(jīng)進(jìn)行大范圍篩選,所以表中不同配比對復(fù)合蘋果泥的風(fēng)味、口感、組織狀態(tài)和總分影響不顯著(P>0.05)。當(dāng)蘋果∶獼猴桃∶胡蘿卜的比例為6∶2∶1時(shí),其各項(xiàng)指標(biāo)的評分都較高且總分最高。綜合考慮感官評價(jià)結(jié)果,選擇6∶2∶1為最佳配比進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表2 不同配比的復(fù)合蘋果泥感官評價(jià)結(jié)果(分)

2.2 不同超高壓條件的殺菌效果

未處理樣品菌落總數(shù)為4.04 lg CFU/g,霉菌和酵母數(shù)量為3.16 lg CFU/g。表3表明400和500 MPa分別處理2、5、8、10 min均未檢出微生物,說明超高壓處理能有效殺滅復(fù)合蘋果泥中的微生物。文獻(xiàn)也表明一般的腐敗菌和病原菌在200～600 MPa的壓力下即可滅活[9]。室溫下300 MPa/2 min的超高壓條件能有效殺滅草莓醬中4.3 lg CFU/g的天然酵母和霉菌[10]。馬婧的研究中也發(fā)現(xiàn)400 MPa/15 min能殺滅獼猴桃汁中2.74 lg CFU/mL的菌落總數(shù)[11]。因此考慮實(shí)際生產(chǎn)效率,最終選擇處理時(shí)間短的400 MPa/2 min和500 MPa/2 min進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)研究。

表3 不同處理對復(fù)合蘋果泥中菌落總數(shù)以及霉菌和酵母數(shù)量的影響

2.3 超高壓處理對復(fù)合蘋果泥的pH、TSS和顏色的影響

表4是不同處理對復(fù)合蘋果泥pH、TSS和顏色的影響。未處理復(fù)合蘋果泥pH3.98,偏酸性,熱處理后基本無變化,超高壓則使pH顯著降低(P<0.05),可能是超高壓導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂、有機(jī)酸流出,使總酸含量上升、pH下降[12]。熱處理和超高壓復(fù)合蘋果泥的TSS之間沒有顯著性差異(P>0.05)。Picouet等在酸化的胡蘿卜汁中也得出同樣結(jié)論[13]。熱處理和超高壓復(fù)合蘋果泥的L*、a*、b*值與未處理之間都沒有顯著性差異(P>0.05),但超高壓樣品的ΔE更小,顏色與未處理更接近。Huang等[10]也報(bào)道過250和300 MPa超高壓處理的草莓醬與對照組的L*、a*、b*均無顯著性差異(P>0.05),與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

表4 不同處理對復(fù)合蘋果泥的pH、TSS和顏色的影響

2.4 超高壓處理對復(fù)合蘋果泥膳食纖維含量的影響

圖1為不同處理后復(fù)合蘋果泥膳食纖維含量圖,熱處理、400 MPa/2 min和500 MPa/2 min的超高壓處理使復(fù)合蘋果泥膳食纖維含量由1.40 g/100 g降至1.28、1.24、1.20 g/100 g,不同處理方式間沒有顯著性差異(P>0.05)。在胡曉平等[14]的研究中發(fā)現(xiàn)經(jīng)過60 ℃、300 MPa/40 min的最佳超高壓處理,辣椒總膳食纖維含量變化與實(shí)驗(yàn)中結(jié)果類似。Yan等也提到超高壓處理后不可溶性膳食纖維含量減小,并推測原因可能是超高壓處理引起的纖維細(xì)胞和細(xì)胞膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變,以及不溶性纖維素和半纖維素轉(zhuǎn)化為可溶性膳食纖維所致[15]。

圖1 不同處理對復(fù)合蘋果泥膳食纖維含量的影響

2.5 超高壓處理對復(fù)合蘋果泥總酚、抗壞血酸、類胡蘿卜素含量的影響

圖2為不同處理對復(fù)合蘋果泥總酚、抗壞血酸含量的影響。熱處理、400 MPa/2 min和500 MPa/2 min處理的復(fù)合蘋果泥的總酚含量由150.67 mg/100 g降至123.05、105.26和104.89 mg/100 g。在高歌[16]的試驗(yàn)中證實(shí)馬家柚經(jīng)450 MPa/15 min和550 MPa/10 min的超高壓處理總酚含量下降,同時(shí)提出酚類物質(zhì)的含量下降可能與PPO酶活有關(guān)。圖4A表明熱處理和超高壓處理未完全鈍化PPO酶,但熱處理鈍化酶活效果更好,這可能是熱處理總酚含量更高的原因。

圖2 不同處理對復(fù)合蘋果泥總酚、抗壞血酸含量的影響

圖4 不同處理對復(fù)合蘋果泥PPO(A)和PME(B)酶活性的影響

超高壓處理可以更好地保留樣品中的抗壞血酸,含量在0.75～0.83 mg/100 g,而熱處理復(fù)合蘋果泥僅殘余0.55 mg/100 g的抗壞血酸?？箟难崾菬崦粜晕镔|(zhì),在高溫下容易降解,超高壓過程溫度低,所以抗壞血酸等營養(yǎng)物質(zhì)得以保留[17]。王凌云[18]發(fā)現(xiàn)200～500 MPa處理不會降低超高壓獼猴桃產(chǎn)品抗壞血酸的保留率。

表5為不同處理對復(fù)合蘋果泥類胡蘿卜素含量的影響。超高壓與熱處理均沒有對樣品中的總類胡蘿卜素和β-胡蘿卜素產(chǎn)生顯著性影響(P>0.05)。Jennifer等[19]也發(fā)現(xiàn)400 MPa/2 min和600 MPa/2 min超高壓處理對胡蘿卜、青豆和西藍(lán)花的類胡蘿卜素含量和β-胡蘿卜素含量沒有顯著性影響(P>0.05)。

表5 不同處理對復(fù)合蘋果泥類胡蘿卜素含量的影響

2.6 超高壓對復(fù)合蘋果泥抗氧化能力的影響

圖3為不同處理后復(fù)合蘋果泥清除DPPH自由基能力和FRAP鐵還原能力。熱處理顯著降低了復(fù)合蘋果泥清除DPPH自由基能力(P<0.05),而超高壓處理與未處理之間沒有顯著性差異(P>0.05)。熱處理復(fù)合蘋果泥FRAP鐵還原能力顯著下降(P<0.05),由0.91 mmol/kg降低為0.83 mmol/kg,而400 MPa/2 min和500 MPa/2 min超高壓處理的復(fù)合蘋果泥FRAP鐵還原能力與未處理沒有顯著性差異(P>0.05),分別保持在0.89和0.94 mmol/kg。結(jié)果表明,超高壓處理的復(fù)合蘋果泥具有更好的抗氧化能力。Rocío等對柑橘的超高壓試驗(yàn)、Shen等對棗漿的超高壓試驗(yàn)也證明超高壓處理對樣品清除DPPH自由基能力沒有顯著影響(P>0.05)[20-21]。Paciulli等[22]發(fā)現(xiàn)650 MPa處理3、7、15、30 min的甜菜根的FRAP鐵還原能力與未處理之間沒有顯著性差異(P>0.05),與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖3 不同處理對復(fù)合蘋果泥抗氧化能力的影響

抗氧化能力可能與類胡蘿卜素和酚類物質(zhì)的含量有關(guān)[23]。圖2B表明超高壓樣品的抗壞血酸含量顯著高于熱處理樣品(P<0.05),這可能是超高壓樣品具有更高抗氧化能力的原因。

2.7 超高壓對復(fù)合蘋果泥PPO和PME酶活性的影響

圖4A是不同處理對復(fù)合蘋果泥PPO酶活性的影響,熱處理后PPO的酶活性降低至38.04%,400 MPa/2 min和500 MPa/2 min的超高壓處理后分別降低為64.54%、56.70%。熱處理對PPO酶活的鈍化效果明顯,同時(shí)超高壓的壓力越大對PPO酶活性的鈍化效果越好。Krystian等[24]也有一致結(jié)論,在200 MPa/5 min的條件下殘存的蘑菇PPO酶活性為80.4%,當(dāng)壓力升至400 MPa時(shí),酶活僅為61.90%。

雖然超高壓對PPO酶活性鈍化的機(jī)制尚未完全確定,但潛在的機(jī)制表明,分子內(nèi)相互作用、帶電基團(tuán)的水合作用、結(jié)合水的破壞和氫鍵的穩(wěn)定化都是影響酶活的重要因素[25]。

圖4B表示不同處理對樣品PME酶活性的影響,熱處理、400 MPa/2 min和500 MPa/2 min的超高壓處理使PME酶活性分別降低至81.89%、86.91%、82.08%,沒有顯著性差異(P>0.05)。熱處理和超高壓都不能很好鈍化PME酶活性,仍存在較高的殘余活性,推測可能與胡蘿卜基質(zhì)的保護(hù)作用有關(guān)[26]。Jolie等[27]認(rèn)為熱處理和超高壓處理都可能導(dǎo)致 PME 聚合物的形成,使PME產(chǎn)生較強(qiáng)的抗性,降低處理效果。Fernandez等[28]也發(fā)現(xiàn)630 MPa/6 min超高壓處理只能降低27.10%的PME酶活性。

2.8 超高壓處理對復(fù)合蘋果泥流變特性的影響

2.8.1 靜態(tài)流變 圖5是不同處理方式對復(fù)合蘋果泥靜態(tài)流變特性的影響。隨著剪切速率的增大,樣品黏度隨之下降,表現(xiàn)出剪切稀化,是典型的假塑性流體。超高壓和熱處理并未改變復(fù)合蘋果泥的流體類型,但熱處理后黏度下降,而超高壓處理使復(fù)合蘋果泥黏度增大。熱處理使黏度降低可能是升溫的過程分子無規(guī)則運(yùn)動加劇,分子間距的增大使復(fù)合蘋果泥內(nèi)部形成更多的自由體積,從而鏈段易于活動,導(dǎo)致復(fù)合蘋果泥的黏度降低[29]。而超高壓處理使黏度增大可能是因?yàn)槲赐耆g化的PME酶使原果膠脫去甲氧基,在低pH下與鈣離子結(jié)合產(chǎn)生凝膠,使黏度上升[26]。程怡然等[30]的研究也發(fā)現(xiàn)400、500 MPa的超高壓作用下番茄醬的黏度會增大,并且壓力越大黏度越大。同樣的結(jié)論在陳奕文研究的紅棗復(fù)合果肉飲料中也有報(bào)道[31]。同時(shí)由圖7和表6可以發(fā)現(xiàn)超高壓和熱處理都會減小復(fù)合蘋果泥的粒徑使得表面積增大,因此顆粒之間更容易聚集使黏度增大。

圖7 不同處理對復(fù)合蘋果泥粒徑分布的影響

表6 不同處理對復(fù)合蘋果泥d43和d32的影響

圖5 不同處理對復(fù)合蘋果泥黏度的影響

2.8.2 動態(tài)流變 圖6為不同處理對復(fù)合蘋果泥動粘彈性的影響,G′代表儲能模量,與復(fù)合蘋果泥的彈性相關(guān);G″為損耗能量,與樣品的黏性有關(guān)。復(fù)合蘋果泥的G′大于G″,體系表現(xiàn)為凝膠態(tài)。

圖6 不同處理對復(fù)合蘋果泥動粘彈性的影響

超高壓和熱處理未改變復(fù)合蘋果泥的凝膠態(tài),對比超高壓和熱處理的樣品可以發(fā)現(xiàn)超高壓處理的復(fù)合蘋果泥樣品的G′和G″增大更多。G′的增大主要是因?yàn)閺?fù)合蘋果泥粒徑減小使顆粒聚集,此時(shí)對復(fù)合蘋果泥顆粒施加外力會產(chǎn)生輕微形變而更有彈性[32]。G″的增大主要與黏度增大有關(guān)。程怡然[30]也提到400～500 MPa超高壓處理的番茄醬動粘彈性顯著大于熱處理和對照組(P<0.05),說明超高壓處理樣品具有更好的粘彈性。

2.9 超高壓對復(fù)合蘋果泥粒度分布的影響

圖7是不同處理對復(fù)合蘋果泥粒徑分布的影響圖,表6是對應(yīng)的體積平均粒徑(d43)及表面積平均粒徑(d32)變化情況。圖7表明不同的處理方式都減小了復(fù)合蘋果泥在1000 μm以上的體積比,同時(shí)在200 μm處出現(xiàn)新的峰,說明超高壓和熱處理都顯著減小了復(fù)合蘋果泥的粒徑(P<0.05),這一結(jié)論也在表6中得到證實(shí)。粒徑的減小可能與未鈍化的PME酶活性有關(guān),PME酶使復(fù)合蘋果泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭破壞,顆粒減小。而對比400 MPa/2 min和500 MPa/2 min的超高壓處理發(fā)現(xiàn)，粒徑隨著壓力的增大而增大,這可能是因?yàn)閴毫Φ纳咴斐勺杂闪Ｗ訑?shù)減小,使復(fù)合蘋果泥中的蛋白和果膠凝聚使粒徑增大[26]。方亮[33]對獼猴桃果汁的研究中也有相同結(jié)論,當(dāng)壓力由200 MPa升至400 MPa,處理時(shí)間保持15 min,樣品的粒徑由513.6 nm增大到541.6 nm。

3 結(jié)論

復(fù)合果蔬產(chǎn)品的市場需求越來越大,為了滿足老人、兒童等特殊人群的營養(yǎng)需求,需要果蔬泥產(chǎn)品更具有個(gè)性化和多元性的特點(diǎn)。本文通過感官評價(jià)篩選出復(fù)合蘋果泥的最佳配方,并發(fā)現(xiàn)超高壓處理能明顯降低復(fù)合蘋果泥中微生物的數(shù)量,且400 MPa/2 min、500 MPa/2 min的超高壓處理就能達(dá)到國家對果蔬產(chǎn)品微生物標(biāo)準(zhǔn)的要求。與熱處理相比,超高壓處理能夠更好地保持樣品的色澤、抗壞血酸含量、抗氧化能力以及流變特性,但超高壓處理對PPO和PME酶活性的鈍化效果較差,因此可以考慮將低強(qiáng)度熱燙預(yù)處理和超高壓處理相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)鈍化內(nèi)源酶、保證品質(zhì)穩(wěn)定的目的。此外,還需要對貯藏期間超高壓復(fù)合蘋果泥微生物及品質(zhì)變化進(jìn)行研究,得到相應(yīng)變化規(guī)律,從而確定產(chǎn)品貨架期。