超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁品質(zhì)的影響

王 寅，陶曉赟，陳 健，張 師，李路寧，孫愛(ài)東

(北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程系，林業(yè)食品加工與安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

藍(lán)莓又名篤斯越橘(Vaccnium uliginosum)，屬杜鵑花科(Ericaceae)、越橘屬(Vaccinium)植物，風(fēng)味獨(dú)特，藍(lán)莓果具有較高保健價(jià)值，是世界糧農(nóng)組織推薦的五大健康水果之一。藍(lán)莓鮮果保藏期短，若將藍(lán)莓加工成可長(zhǎng)期保藏的制品，既能滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)、保健方面的需求，又能豐富市場(chǎng)供應(yīng)，延長(zhǎng)產(chǎn)品鏈。我國(guó)市場(chǎng)銷售的藍(lán)莓產(chǎn)品類型涵蓋常見(jiàn)的水果加工品，如果汁、果醬、果酒等，作為添加物生產(chǎn)的各種糖果、烘焙食品、乳制品等，以及深加工產(chǎn)品色素提取物和功能成分等。藍(lán)莓汁屬熱敏性果汁，傳統(tǒng)的熱殺菌處理雖然可延長(zhǎng)其保藏期，但其營(yíng)養(yǎng)成分受到很大破壞，而且風(fēng)味喪失，產(chǎn)生較濃的后熟味，商品價(jià)值大為降低。超高壓加工(High Pressure Processing，HPP)是目前新興的一種非熱加工技術(shù)，在橙汁［1］、哈密瓜汁［2］、菠蘿汁［3］、荔枝果汁［4］、獼猴桃汁［5］等果汁的加工研究中發(fā)現(xiàn)，果汁經(jīng)超高壓處理后，其天然的營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味以及顏色變化程度很小，與熱處理相比有明顯優(yōu)勢(shì)［6］。但由于不同水果的組分和加工性能不同，超高壓加工對(duì)其品質(zhì)的影響也有所不同。本文研究超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁品質(zhì)的影響，為超高壓技術(shù)應(yīng)用于藍(lán)莓汁的加工提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓(品種為藍(lán)豐)遼寧丹東市有機(jī)食品有限公司，成熟果實(shí)，紫黑色，含水率88%，于－20℃凍藏;氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、無(wú)水硫酸銅、酒石酸鉀鈉、冰乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、固藍(lán)鹽B、抗壞血酸、福林酚、碳酸鈉 北京藍(lán)弋試劑有限公司，分析純。

九陽(yáng)榨汁機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司;752紫外分光光度計(jì) 上海美普達(dá)儀器有限公司;色差儀 北京奧依克光電儀器有限公司;超高壓設(shè)備 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 果汁制備 將藍(lán)莓果解凍、漂燙，按1∶6的比例加蒸餾水，在九陽(yáng)榨汁機(jī)中破碎15s，將得到的藍(lán)莓磨漿在4℃，4000r/min下離心20min，上清液經(jīng)4層紗布過(guò)濾，濾液分裝于聚乙烯包裝袋中(約100mL/袋)，真空包裝，即為藍(lán)莓果汁樣品。存入4℃冰箱中，然后進(jìn)行超高壓處理。

1.2.2 超高壓處理 將已包裝好的藍(lán)莓汁置于高壓容器的傳壓介質(zhì)中(傳壓介質(zhì)為水)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置超高壓處理的壓力(200～500MPa)、時(shí)間參數(shù)(5～15min)，溫度為室溫(25℃)，空白對(duì)照為常壓(0.1MPa)下未經(jīng)處理的樣品，所有樣品于4℃冰箱中保存，并盡快測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

表1 各壓力處理對(duì)藍(lán)莓汁顏色(L*，ΔE)的影響Table 1 Influence of HPP treatment on color quality(L*，ΔE)of blueberry juice

1.2.3 菌落總數(shù)的測(cè)定 按照GB4789.2－1994平板計(jì)數(shù)法對(duì)樣品進(jìn)行菌落總數(shù)的檢測(cè)。

1.2.4 藍(lán)莓汁理化指標(biāo)的測(cè)定 藍(lán)莓汁進(jìn)行超高壓處理后，測(cè)定其色澤、花青素、VC、總酚、總酸、還原糖及可溶性固形物的含量。

色澤分析:用色差儀測(cè)定 L*、a*、b*、E*，L*代表亮度，a*代表紅(+)或綠(－)，b*代表黃(+)或藍(lán)(－)，E*代表色度，色差ΔE表示處理藍(lán)莓汁與對(duì)照藍(lán)莓汁的色度差。

花青素含量的測(cè)定:采用pH示差法測(cè)定［7］。

抗壞血酸含量的測(cè)定:采用 GB/T 5009.159－2003食品中抗壞血酸的測(cè)定法測(cè)定。

總酚含量的測(cè)定:采用福林－酚比色法測(cè)定。

總酸含量的測(cè)定:采用GB/T 12456－2008食品中總酸的測(cè)定法測(cè)定。

還原糖含量的測(cè)定:采用GB/T 6194－86水果、蔬菜可溶性糖測(cè)定法測(cè)定。

可溶性固形物含量的測(cè)定:采用阿貝折光儀進(jìn)行測(cè)定［8］。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

本實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用軟件Excel、SPSS進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁滅菌效果的影響

經(jīng)超高壓處理的藍(lán)莓汁中菌落總數(shù)與壓力大小的關(guān)系如圖1所示。由圖1可知，壓力對(duì)微生物有明顯的殺滅作用，隨著處理壓力的提高，菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)值呈下降趨勢(shì)。常溫(25℃)下，處理壓力為400MPa、保壓時(shí)間為10min時(shí)，滅菌率在99%以上，達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的狀態(tài)(GB19297－2003)。Bull［9］等人的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)超高壓處理后的橙汁在600MPa能將微生物降低到檢測(cè)不出的水平。本文研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力為500MPa時(shí)，藍(lán)莓汁中檢測(cè)不到菌落，由此可見(jiàn)超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁有很好的滅菌效果。

2.2 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁色澤的影響

由表1可知，常溫(25℃)下，隨處理壓力和時(shí)間的增大，藍(lán)莓汁的L*值先減小后增大，L*增大說(shuō)明藍(lán)莓汁褐變程度逐漸減輕，各處理的ΔE＜2，說(shuō)明高壓處理后藍(lán)莓汁的顏色變化很小。趙光遠(yuǎn)［10］等對(duì)高壓處理后蘋(píng)果汁的顏色變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在200MPa處理后蘋(píng)果汁的L*值有所下降，而800MPa處理后L*值會(huì)有所上升，這可能是由于較低壓力會(huì)激活一些酶，導(dǎo)致褐變加劇，而壓力增大時(shí)，又會(huì)抑制酶的活力，使果汁褐變程度減輕［5］。

圖1 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of HPP treatment on total bacterial microorganismsin in blueberry juice

2.3 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁花青素含量的影響

圖2為不同壓力不同時(shí)間處理對(duì)藍(lán)莓汁中花青素含量的影響。由圖2可知，藍(lán)莓汁經(jīng)超高壓處理后花青素含量與對(duì)照相比稍有增加，壓力在300MPa以上時(shí)，隨著壓力的增加，花青素含量略有下降。處理時(shí)間越長(zhǎng)，花青素的保留率越大。Patras［11］等的研究發(fā)現(xiàn)，黑莓醬經(jīng) 400、500、600MPa的高壓處理15min后，花青素含量顯著增加。藍(lán)莓中一些酶類的存在會(huì)使花青素降解，而超高壓處理能使其失活，從而較好地保留花青素的含量［12］。

圖2 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁花青素含量的影響Fig.2 Effect of HPP treatment on anthocyanin in blueberry juice

2.4 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁VC含量的影響

圖3是超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁中VC含量的影響。由圖3可知，隨著壓力的增大，VC的降解率也逐漸增大，壓力大于400MPa時(shí)下降較為明顯，處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)VC損失的影響不大。當(dāng)壓力為500MPa時(shí)，VC的最低保存率仍達(dá)94.2%。這可能是由于超高壓的處理能量不足以破壞共價(jià)鍵，VC等小分子物質(zhì)在高壓處理時(shí)可以盡可能的保留下來(lái)［13］。也有報(bào)道稱VC略有下降的原因是在超高壓處理時(shí)，將外界的氧氣壓入了食品體系中，使食品體系的活性氧增加，加速了其與 VC的接觸，使 VC發(fā)生氧化［14－15］。尹琳琳［2］等的研究也表明，超高壓處理后，哈密瓜汁中的VC保存率可達(dá)84.8%。

圖3 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁中VC含量的影響Fig.3 Effect of HPP treatment on VCin blueberry juice

2.5 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁總酚含量的影響

圖4為超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁總酚含量的影響。由圖可知，高壓處理可以顯著降低藍(lán)莓汁中的總酚含量，200～500MPa高壓處理后藍(lán)莓汁的總酚含量比對(duì)照下降約 7.45%。但是，200、300、400、500MPa 處理后，各處理組藍(lán)莓汁的總酚含量變化不顯著。這種現(xiàn)象可能的原因是，降解總酚的酶在處理過(guò)程中某一階段被激活，或高壓條件下果汁中溶解氧的活性增加［12］。

圖4 不同壓力不同時(shí)間對(duì)總酚的影響Fig.4 Effect of HPP treatment on total phenols in blueberry juice

2.6 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁總酸含量的影響

由圖5可知，藍(lán)莓汁經(jīng)200、300MPa高壓處理5min后，其總酸含量稍有升高，這可能是由于高壓使細(xì)胞膜破裂，一部分有機(jī)酸釋放出來(lái)，導(dǎo)致藍(lán)莓汁的總酸含量略有上升［5］。隨壓力的增大和處理時(shí)間的延長(zhǎng)，藍(lán)莓汁中的總酸度與對(duì)照相比略有下降，趙玉生［5］等的研究也發(fā)現(xiàn)，隨處理壓強(qiáng)的增大，獼猴桃汁的總酸含量相對(duì)減少，總酸的降低使得果汁中微生物生長(zhǎng)受到抑制，有利于延長(zhǎng)保藏期。

2.7 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁還原糖和可溶性固形物含量的影響

圖6是超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁還原糖含量的影響。由圖可知，高壓處理后藍(lán)莓汁中的還原糖含量與對(duì)照無(wú)顯著差異。黃麗［4］等的研究也表明，在200～500MPa的壓力范圍內(nèi)，荔枝汁中的還原糖含量變化趨勢(shì)不明顯。蔣和體［1］等的研究也表明，高壓處理對(duì)橙汁中的還原糖含量變化不明顯。圖7是超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁可溶性固形物含量的影響，由圖可知，高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁的可溶性固形物含量的影響并不顯著。Doman［12］等的研究也表明，超高壓處理黑莓清汁后，其可溶性固形物含量與對(duì)照無(wú)顯著差異。

圖5 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁總酸含量的影響Fig.5 Effect of HPP treatment on total acid in blueberry juice

圖6 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁中還原糖含量的影響Fig.6 Effect of HPP treatment on reducing sugar in blueberry juice

圖7 超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁中可溶性固形物含量的影響Fig.7 Effect of HPP treatment on soluble solid content in blueberry juice

3 結(jié)論

超高壓處理對(duì)藍(lán)莓汁有很好的殺菌效果，400MPa、10min時(shí)就可以達(dá)到商業(yè)無(wú)菌(GB 19297－2003)的狀態(tài)。超高壓處理可以較好地保持藍(lán)莓汁原有的色澤，高壓處理前后，藍(lán)莓汁的還原糖和可溶性固形物含量變化不大;總酸含量略有下降;總酚含量有所下降;并且超高壓處理可以較好地保持藍(lán)莓汁中花青素的含量;壓力為500MPa時(shí)，藍(lán)莓汁的VC的保留率可達(dá)94.2%。因此，超高壓處理可以較好地保持藍(lán)莓汁中原有的營(yíng)養(yǎng)成分。

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