張珍珍，張司南，吳元斌，鄭楚瑤，蔣 卓,*

（1.廣西果天下食品科技有限公司，廣西 百色 533000；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642）

芒果是世界上最主要的熱帶水果之一，其果肉鮮美多汁，風(fēng)味獨特且營養(yǎng)豐富，深受世界各地人民的喜愛。目前我國已有培育和引進(jìn)的品種100 多種，在云南、海南、廣東、廣西、福建、臺灣等地區(qū)均有大范圍種植[1]。但是新鮮芒果不易儲存，極易腐爛[2]。我國芒果每年在貯運(yùn)和流通環(huán)節(jié)造成的損失高達(dá)20%以上[3]。這不僅限制了芒果市場的發(fā)展，還會嚴(yán)重影響芒果生產(chǎn)經(jīng)營者的積極性和商品化生產(chǎn)的發(fā)展。故在盛產(chǎn)地往往將大量剩余的成熟芒果盡可能快地加工成芒果原漿保存起來，為日后加工芒果汁、芒果醬及其它芒果產(chǎn)品提供所需原料[4-6]。芒果原漿的快速加工是高質(zhì)量保存芒果最有效的途徑之一，也是目前世界上通用的水果快速保存方法之一[3]。

除了避免微生物生長，芒果泥保存的主要挑戰(zhàn)之一是內(nèi)源性酶，這直接關(guān)系到芒果的品質(zhì)，這些酶會造成芒果泥褐變，加速芒果泥的腐敗變質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致芒果泥的品質(zhì)下降。過氧化物酶（POD）等氧化酶是導(dǎo)致水果產(chǎn)品顏色和營養(yǎng)價值劣變的主要原因[7]。在商業(yè)上，這些酶通常用熱處理滅活。雖然熱加工保證了產(chǎn)品的安全，但它會對水果產(chǎn)品的品質(zhì)造成不良影響，如熱敏性成分的損失、風(fēng)味劣變、產(chǎn)生熱臭等[8]。此外，熱處理也會降低果蔬產(chǎn)品的抗氧化能力[9]。熱加工所造成的果泥品質(zhì)下降是人們不愿意看到的，也是消費(fèi)者所不能接受的。隨著市場對商品品質(zhì)要求的不斷提高以及消費(fèi)者健康意識的不斷加強(qiáng)，生產(chǎn)出高品質(zhì)的芒果泥已成為一種迫切的需要。這對提高我國芒果產(chǎn)業(yè)的附加經(jīng)濟(jì)效益和綜合利用水平，促進(jìn)我國芒果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

非熱加工可以避免食品加工中熱對食品品質(zhì)造成的損失，如超高壓處理、輻照處理、低溫等離子處理等。研究表明，超高壓處理對許多水果產(chǎn)品中病原菌和腐敗微生物的殺滅效果顯著，可以延長水果產(chǎn)品的貨架期[10]。與傳統(tǒng)熱處理相比，超高壓處理能更好地保留生物活性化合物的水平，提高微生物穩(wěn)定性，降低酶活性[11]。其主要優(yōu)點之一是將靜水壓瞬間傳遞到樣品的每個部位，不受尺寸、形狀和食品成分的影響，產(chǎn)生高度均勻的產(chǎn)品[8]。輻照是一種利用電子加速器產(chǎn)生的電子束射線能量殺滅果蔬表面微生物，抑制果蔬生理活動，從而延長果蔬產(chǎn)品貨架期的保鮮技術(shù)手段。與常規(guī)熱殺菌方法相比，輻照保鮮是冷殺菌技術(shù)，殺菌效率高，并能較好地保持其原有感官品質(zhì)、營養(yǎng)和風(fēng)味等[12]。低溫等離子處理是利用食品周圍介質(zhì)產(chǎn)生光電子、離子和自由基等活性物質(zhì)，殺滅食品中的微生物[12-13]。與目前廣泛采用的熱源等殺菌技術(shù)相比，低溫等離子體技術(shù)在殺菌過程中具有安全、高效、產(chǎn)生的活性物質(zhì)能高效殺菌且不易殘留等優(yōu)勢，特別適用于生鮮及熱敏性食品的冷殺菌[13]。目前，輻照、低溫等離子和超高壓技術(shù)在芒果泥加工方面的研究尚不深入。特別是超高壓處理后，芒果泥儲存期穩(wěn)定性的變化尚未有學(xué)者研究。

為了提升芒果泥的品質(zhì)，本研究采用了超高壓、輻照和低溫等離子三種非熱加工手段對芒果泥進(jìn)行處理，并對不同方法的殺菌效果進(jìn)行分析比較。選取其中較優(yōu)的方法，進(jìn)一步研究其對芒果泥的感官、色澤、可溶性固形物含量等特性以及儲藏穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果將對水果泥（汁）的非熱加工有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

芒果泥（小臺農(nóng)，廣西百色） 由廣州市領(lǐng)航食品有限公司提供；將新鮮芒果洗凈后去皮核，接著將果肉榨成泥，在短時間內(nèi)把果泥裝入聚乙烯包裝袋中，運(yùn)入-20 ℃的冷庫中速凍并儲存；瓊脂粉、胰蛋白胨、酵母浸出膏、氯化鈉、無水葡萄糖、磷酸氫二鉀（K2HPO4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、孟加拉紅瓊脂、愈創(chuàng)木酚、30% H2O2等 分析純，西格瑪試劑公司。

UHP800 MPa/5 L 超高壓設(shè)備 包頭市文天科技有限公司；DZQ-400 真空封口機(jī) 瑞安市新元包裝機(jī)械設(shè)備有限公司；輻射源鈷-60 C-188 輻照設(shè)備

廣州輻銳高能技術(shù)有限公司；CP-I 低溫等離子設(shè)備 廣東省農(nóng)科院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)；752N 紫外可見光分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司；pHS-25 pH 計 雷磁公司；NR110 色度計深圳市三恩施科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 三種非熱加工技術(shù)處理芒果泥

1.2.1.1 超高壓處理 參考Zhang 等[14]的方法，并稍作改動。芒果泥用真空封口機(jī)密封在聚乙烯袋里，然后放入超高壓設(shè)備。壓力室中加入蒸餾水作為壓力介質(zhì)。樣品分別在200～600 MPa（壓力間隔為100 MPa）的超高壓條件下，在25 °C 的環(huán)境中處理15 min。未經(jīng)過超高壓處理的樣品（0.1 MPa）作為對照樣品。每個處理設(shè)3 個重復(fù)。

1.2.1.2 輻照處理 芒果泥用真空封口機(jī)密封在聚乙烯袋里，然后放入輻照設(shè)備進(jìn)行輻照處理，輻照計量為默認(rèn)設(shè)定，依次為3 kGy，3 h；6 kGy，6 h 和9 kGy，9 h。

1.2.1.3 低溫等離子處理 將芒果泥平鋪在潔凈的塑料板上，放入低溫等離子機(jī)進(jìn)行處理，處理電壓為默認(rèn)為140 kV，處理時間分別為3、6 和9 min。

1.2.1.4 殺菌效果評定 按照國標(biāo)GB 4789.2-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定,檢測不同條件處理后樣品的菌落總數(shù)。

1.2.2 超高壓處理對芒果泥品質(zhì)的影響 選取較優(yōu)的非熱加工方法（超高壓加工），進(jìn)一步研究不同壓力處理對芒果泥品質(zhì)的影響。

1.2.2.1 色度測定 用色度計測定樣品的色度，在黑暗的環(huán)境中（環(huán)境溫度為室溫）把白板放在色度計探頭的前方進(jìn)行校準(zhǔn)。然后測量樣品的L*（亮度），a*（紅色/綠色）和b*（黃色/藍(lán)色）。按照下列公式計算總色差（ΔE）：

式中：L0表示對照樣品的亮度值；a0表示對照樣品的a*值；b0表示對照樣品的b*值。

1.2.2.2 POD 剩余活性的測定 粗酶提取液的制備參考Carmen 等[15]的方法，并略作修改。簡言之，將10 g 芒果泥與30 mL 0.05 mol/L 的磷酸鉀緩沖溶液混合均勻后，在4 ℃環(huán)境下離心10 min，轉(zhuǎn)速為12000 r/min。然后用濾紙過濾所得的上清液為粗酶提取液。POD 酶活性測定：用紫外分光光度計測量POD 的剩余活性。本實驗參考Zhang 等[16]的方法并稍作修改。將粗酶提取液0.1 mL 加入比色皿中，再加入反應(yīng)溶液（含pH6.1 的磷酸緩沖液、30% H2O2和愈創(chuàng)木酚），快速攪拌均勻后放入波長為470 nm的紫外分光光度計中讀數(shù)，記錄最初的3 min 內(nèi)（間隔20 s）吸光度的變化值。一個單位的POD 活性表示為每分鐘增加0.001 單位的吸光度，計算公式如下：

式中：At表示壓力處理后果泥中POD 的活性（%）；A0表示壓力處理前果泥中POD 的活性（%）。

1.2.2.3 可溶性固形物含量（TSS）與pH 的測定 采用手持式折光計法測定果泥中的TSS 含量。將樣品液攪拌均勻后，用吸管吸取2～3 滴樣品液于棱鏡上通過目鏡觀察讀數(shù)。每個樣品重復(fù)3 次，取平均值。

果泥pH 采用pH 計測定儀檢測。取10 mL 樣品于燒杯中，放置到溫度恢復(fù)至室溫后，攪拌均勻，用pH 計進(jìn)行測定，每個樣品測量3 次，取平均值。

1.2.2.4 感官評定 以色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)作為評定指標(biāo)，分別邀請6 名年輕男性和6 名年輕女性（具有食品專業(yè)背景且年齡在20～25 歲之間）組成感官評定小組。參考王瓊波等[17]和孫靈霞等[18]的方法制定感官評價標(biāo)準(zhǔn)。感官評定在食品感官評定室內(nèi)進(jìn)行，每位評定員都被單獨安排在一個隔間區(qū)，以免受到外界的影響。評定員在嘗每個樣品之前用純凈水漱口，以免受到樣品之間的相互干擾[19]。

1.2.2.5 儲藏穩(wěn)定性評價 將高壓處理后的樣品外表面擦干，直接連包裝袋放入冰箱的冷凍室，在-18 ℃的環(huán)境下儲存。當(dāng)儲存時間達(dá)到10、15、30、60 d、6 個月、9 個月時，將樣品取出。按照國標(biāo)GB 4789.2-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定，檢測樣品的菌落總數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)以三個實驗的均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 17.0 版本統(tǒng)計軟件（SPSS Inc., USA）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差（±SE）計算。所有圖形均使用Origin 8.0 版本繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法殺菌效果的對比

輻照處理后樣品的菌落總數(shù)如表1 所示，對照樣（未經(jīng)高壓處理的樣品）的菌落總數(shù)為3.95 lg（CFU/g），超過了商業(yè)無菌的標(biāo)準(zhǔn)。但是用3 kGy 的輻照劑量處理后，菌落總數(shù)降至1.17 lg（CFU/g），達(dá)到了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)輻照劑量為6 和9 kGy 時未檢出菌落。不同輻照劑量處理后的樣品差異性顯著（P＜0.05）。以上結(jié)果表明：輻照殺菌的殺菌效果明顯，當(dāng)輻照劑量超過3 kGy 時殺菌效果較好。

表1 不同方法處理后樣品的菌落總數(shù)Table 1 Total colony count in samples after different methods treated

低溫等離子處理后樣品的菌落總數(shù)如表1 所示，對照樣的菌落總數(shù)為3.92 lg（CFU/g）。用低溫等離子分別處理3 和6 min 后，菌落總數(shù)分別為2.45和2.16 lg（CFU/g），均未達(dá)到商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)處理時間為9 min 時，菌落總數(shù)為1.98 lg（CFU/g），略低于商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)，不同處理條件處理后，樣品間的菌落總數(shù)差異顯著（P＜0.05）。以上結(jié)果表明，低溫等離子殺菌具有一定的殺菌效果，但是相比于輻照殺菌，低溫等離子的殺菌效果較差。

超高壓處理后樣品的菌落數(shù)如表1 所示，對照樣（0.1 MPa）的菌落數(shù)為2.04 lg（CFU/g），超過商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)壓力達(dá)到200、300 和400 MPa 時，樣品的菌落數(shù)分別為1.48、1.39 和1.00 lg（CFU/g），均達(dá)到了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)壓力超過500 MPa 時菌落數(shù)＜1 lg（CFU/g），不同樣品之間的菌落總數(shù)差異顯著（P＜0.05）。以上數(shù)據(jù)表明，超高壓處理有著較好的殺菌效果，且壓力越高殺菌效果就越明顯。本實驗的最高實驗壓力為600 MPa，沒有繼續(xù)提高壓力。這是因為在食品工業(yè)生產(chǎn)中，一般超高壓設(shè)備的最高壓力即為600 MPa，此外，超高壓設(shè)備在過高的壓力（＞600 MPa）條件下長時間運(yùn)行，會對設(shè)備造成一定的損害，縮短設(shè)備的壽命?？偟膩碚f，三種非熱加工技術(shù)中輻照處理和超高壓處理均有良好的殺菌效果，低溫等離子的殺菌效果較差。但是由于輻照處理在處理會導(dǎo)致樣品的風(fēng)味下降，且過高劑量的輻照處理會導(dǎo)致食品中輻照殘留超標(biāo)[20]。所以三種非熱加工方式中，超高壓加工同時具備殺菌效果好且安全的特點。為了進(jìn)一步探究超高壓加工對芒果泥品質(zhì)和安全性的影響，對壓力處理后芒果泥的色度、風(fēng)味等理化性質(zhì)進(jìn)行了檢測，并對不同壓力處理后的芒果泥在儲存階段中的菌落數(shù)進(jìn)行了監(jiān)測。

2.2 超高壓對芒果泥色度的影響

不同壓力處理后芒果果漿的色度變化如表2 所示，對照樣品的L*值為49.42。隨著壓力的上升L*值在不斷增大，這表明壓力越高，芒果泥的色度就越亮。這可能是由于壓力處理后導(dǎo)致果泥中POD 酶活性的下降進(jìn)而減緩了酶促褐變的速度所導(dǎo)致的[7]。對照樣品的b*值為59.71，a*的值為17.68，這兩個值都隨壓力的增大而增大，且不同壓力處理后樣品值之間的差異性顯著（P＜0.05）。這表明樣品的黃色色度和紅色色度都隨著壓力的上升而不斷增大。隨著壓力的升高，總色差（ΔE）不斷增加。這可能是由于壓力破壞了植物的細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其中的色素釋放所引起的[7]。Zhang 等[7]的研究也表明，芒果泥中的β-胡蘿卜素含量會隨著壓力增大而增加，進(jìn)而導(dǎo)致芒果泥黃度值的增加。這與本文所得的研究結(jié)果相似。以上結(jié)果表明，不同壓力處理導(dǎo)致芒果泥色度的變化是由壓力破壞植物的細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)而造成其中的色素釋放和酶促褐變共同導(dǎo)致的。

表2 不同壓力處理后芒果果泥的色度變化Table 2 Chroma change of mango puree after different pressure treatment

2.3 超高壓對芒果泥中POD 活性的影響

POD 是影響果泥褐變程度最主要的酶之一，對果泥的色澤和新鮮程度有著非常重要的影響。一般情況下，果蔬中POD 的活性越高，果蔬褐變的就約明顯。此外POD 非常耐壓，常作為超高壓鈍化酶工藝中的指標(biāo)酶[7]。壓力處理后芒果泥中POD 剩余活性的變化如圖1 所示，當(dāng)處理壓力為200 MPa 時，相比于對照樣品，芒果中POD 的剩余活性下降至81.83%。當(dāng)壓力達(dá)到300 MPa 時，樣品中POD 的剩余活性為82.22%，相比于200 MPa 時略有上升。隨著壓力的繼續(xù)上升，芒果泥中POD 的活性持續(xù)下降，當(dāng)壓力達(dá)到600 MPa 時，芒果泥中POD 的剩余活性僅為對照樣品的49.70%?？偟膩砜碢OD 的活性隨著壓力的上升呈下降趨勢。之前有一些學(xué)者的研究也表明草莓[21]、胡蘿卜[22]、獼猴桃[23]中POD 酶的活性都會隨著壓力的上升而不斷地下降。這是由于高壓會對POD 的二級結(jié)構(gòu)和活性中心造成影響，進(jìn)而影響POD 的活性[16]。

圖1 超高壓處理后芒果泥中POD 的剩余活性Fig.1 Residual activity of POD in mango puree after ultrahigh pressure treatment

2.4 超高壓對芒果泥可溶性固形物含量和pH 的影響

可溶性固形物含量（TSS）和pH 是影響果漿品質(zhì)和商品價值的重要指標(biāo)。芒果泥的TSS 如表3 所示，對照樣品（0.1 MPa）的TSS 值為21%。差異性分析表明，不同壓力處理后芒果泥的TSS 并沒有發(fā)生顯著變化（P＞0.05），該結(jié)果反映了芒果泥的TSS 受壓力影響不大，這和之前一些學(xué)者所得出的結(jié)論一致[10,24-25]。但是，超高壓處理會對果泥的pH 有一定的影響（見表3），當(dāng)壓力小于400MPa 時，pH 的變化不明顯。當(dāng)壓力大于400 MPa 時，pH 皆小于對照樣品。這是因為壓力會導(dǎo)致食物中水分子的電離，從而增加了食物中氫離子的濃度，進(jìn)而導(dǎo)致樣品pH 的變化[26-27]。pH 的變化可能會對芒果泥儲存期的穩(wěn)定性造成一定的影響（盡管pH 變化范圍并不大），這是超高壓加工水果泥產(chǎn)品時需要注意的問題。

表3 超高壓對芒果泥理化性質(zhì)的影響Table 3 Effects of ultrahigh pressure on physical and chemical properties of mango puree

2.5 超高壓處理后芒果泥的感官評價

超高壓處理后芒果泥的感官評價如表4 所示，壓力處理后芒果泥的色澤水平略有上升，對照樣的色澤評分為7 分，200～400 MPa 處理后的色澤評分為8 分，500 和600 MPa 處理后的色澤評分為9 分。顯著性分析表明，壓力對芒果泥的色澤影響顯著（P＜0.05）。隨著壓力的上升芒果泥的顏色越發(fā)的鮮艷和亮麗，這是由于壓力處理降低POD 的活性從而抑制酶促褐變和芒果組織中色素釋放所共同導(dǎo)致的，這在上文中已經(jīng)得到證實。隨著壓力的上升，芒果泥的香氣水平略有下降，對照樣的香氣為9 分，當(dāng)壓力為400 和500 MPa時，樣品的香氣評分為8 分，當(dāng)壓力繼續(xù)上升至600 MPa時，樣品的香氣評分為7 分。顯著性分析表明，壓力處理對香氣影響顯著（P＜0.05）。這可能是壓力在上升過程中導(dǎo)致樣品中的溫度略微上升所造成的。但是芒果泥的滋味和組織狀態(tài)受壓力影響不大，顯著性分析也反映了這一點。不同壓力處理后，芒果泥的滋味評分為8～9 分左右，沒有明顯的變化趨勢。組織狀態(tài)的評分都穩(wěn)定在9 分左右?？偟膩碚f，超高壓處理對芒果泥的感官影響不大，較低壓力的處理（200～500 MPa）會略微提升芒果泥的感官品質(zhì)，600 MPa處理對果泥的香氣會造成一定的影響。

表4 不同壓力處理后芒果泥的感官評價Table 4 Sensory evaluation of mango puree after different pressure treatment

2.6 超高壓處理對芒果泥儲存期菌落總數(shù)的影響

超高壓對芒果泥的殺菌效果顯著，壓力越大殺菌效果越明顯（表1 和圖2）。對照樣品的菌落數(shù)為2.04 lg（CFU/g）超出了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)200～600 MPa的壓力處理后，所有樣品的菌落數(shù)均到達(dá)商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。在保存10 d 后，200 MPa 處理樣品的菌落數(shù)超過了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)儲存時間為1 個月時300 MPa處理樣品的菌落總數(shù)超出了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)，400～600 MPa 處理樣品的菌落總數(shù)依然在商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。當(dāng)儲存期為2 個月時，400 MPa 處理樣品的菌落數(shù)超過了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)儲存期為半年時500 MPa 處理樣品的菌落總數(shù)超過了商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。600 MPa 處理的樣品，其菌落總數(shù)依然在商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，甚至在儲存期達(dá)到9 個月時，600 MPa處理樣品中的菌落數(shù)依然可以達(dá)到商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，大于500 MPa 的壓力處理對芒果泥有著較好的殺菌效果，特別是用600 MPa 處理后的樣品，其儲存期至少可以達(dá)到9 個月。張增峰等[28]用熱殺菌對果汁飲料進(jìn)行處理，其儲存期可以達(dá)到3 個月，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于超高壓處理后的儲存期。可見超高壓處理后芒果泥的儲存穩(wěn)定性極佳。

圖2 不同壓力處理對芒果果泥儲存期間微生物變化的影響Fig.2 Effects of different pressure treatments on microbial changes of mango puree during storage

3 結(jié)論

本實驗研究了不同非熱加工方法（超高壓、輻照、低溫等離子）對芒果泥殺菌效果的影響，結(jié)果顯示：輻照和超高壓處理對芒果泥的殺菌效果較好，低溫等離子加工的殺菌效果較差。對于超高壓處理，當(dāng)壓力≥200 MPa 時即可達(dá)到商業(yè)無菌狀態(tài)。此外，超高壓會對芒果泥的色澤造成一定的影響，使得芒果泥的黃色色度和亮度值增加。超高壓處理會降低芒果泥中POD 的活性，且POD 活性隨著壓力的上升呈現(xiàn)下降的趨勢。芒果泥的TSS 受超高壓影響不大，pH 隨著壓力的上升會有略微的降低。不同壓力處理后芒果泥的感官評價表明，較低的壓力處理（200～500 MPa）會略微提升芒果泥的感官品質(zhì)，600 MPa處理對果泥的香氣會造成一定的影響，但是超高壓處理對芒果泥的感官影響不大。芒果泥在儲存期間的微生物變化情況表明，大于500 MPa 的壓力后，芒果泥的儲存期穩(wěn)定性較好，特別是用600 MPa 處理的樣品，其儲存期至少可以達(dá)到9 個月。以上實驗結(jié)果表明，超高壓加工不僅可以極大程度地保持芒果泥原有的感官和理化性質(zhì)，還可以提升芒果泥的穩(wěn)定性和商業(yè)儲存期。這進(jìn)一步證明了超高技術(shù)在果蔬加工中極具應(yīng)用前景。