加工工藝條件對果蔬汁的品質影響研究

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(徐州工程學院食品工程學院,江蘇徐州 221000)

加工工藝條件對果蔬汁的品質影響研究

陳學紅,秦衛(wèi)東,馬利華,戴曉娟

(徐州工程學院食品工程學院,江蘇徐州 221000)

果蔬汁的加工過程一般包括破碎、熱燙、酶解、榨汁、澄清、均質、濃縮、殺菌及包裝貯藏等單元操作,這些加工單元操作均對果蔬汁的品質產生不同程度的影響。本文綜述了國內外果蔬汁加工研究的最新進展,分析了不同加工工藝條件對果蔬汁品質所產生的影響,并提出了今后進一步的研究方向。

果蔬汁,加工條件,品質

水果和蔬菜是特殊類型的植物性食品,含有人體所需要的多種營養(yǎng)成分和活性物質。與其它食物相比,它們不但是人體維生素、礦物質的重要來源,而且還具有特殊的藥理作用,不少水果和蔬菜屬藥食同源類物質。隨著人們生活水平的提高,消費者對營養(yǎng)和保健越來越重視,天然健康食品的消費量增加,果蔬汁飲料即順應了這一潮流的發(fā)展。從世界范圍看,飲料消費總量在不斷增加,碳酸飲料等嗜好性飲料的比重逐漸下降,果蔬汁飲料、蛋白飲料等受到更多消費者的青睞[1]。果蔬汁的加工過程一般包括破碎、熱燙、酶解、榨汁、澄清、均質、濃縮、殺菌及包裝貯藏等單元操作。研究表明,果蔬汁的理化性質及其活性成分(如維生素C、花青素、多酚等)會因這些工藝條件而發(fā)生變化[2]。對于果蔬汁的每一個加工環(huán)節(jié),國內外學者致力于研究不同的加工工藝條件對果蔬汁營養(yǎng)活性成分的影響,以期尋求最大限度保存果蔬汁中天然營養(yǎng)成分和功能性成分的適宜條件。為此,本文重點介紹國內外果蔬汁的加工研究現(xiàn)狀,對不同加工工藝條件下果蔬汁的理化性質和活性成分的變化進行綜述,并對未來研究進行展望,以期對果蔬汁加工工藝條件的確定有所幫助。

1 熱燙對果蔬汁品質的影響

果蔬汁加工前的熱燙處理,其主要目的是鈍化酶,避免因酶促褐變而引起果蔬汁色澤和品質的變化。其次,熱燙還可通過軟化果蔬組織提高成品的出汁率。由于過氧化物酶(POD)具有很強的耐熱性,且在大多數(shù)果蔬中普遍存在,因此常被用作熱燙處理的指標酶。然而,不適宜的熱燙處理也會對果蔬的品質如色澤、質構、營養(yǎng)成分產生不良的影響。因此,G?kmen等[3]認為在對果蔬進行熱燙處理時要盡可能地減少對其品質所產生的不良影響,同時又要將POD鈍化至適當殘留的水平(10%),80℃、2min的熱燙處理能將豌豆中的POD活性鈍化90%,同時保持了較高的維生素C和葉綠素含量。80℃、6min的熱燙處理,可以將胡蘿卜中POD的活性鈍化90%,同時又能保持良好的色澤和較高的總酚含量[4]。沸水熱燙5min,有效地抑制了甘蔗汁的脫綠和褐變,降低了多酚氧化酶(PPO)的活性[5]。

此外,微波熱燙技術因可縮短對果蔬的加熱時間,保存果蔬的天然營養(yǎng)成分,同時具有降低能耗、節(jié)約成本的特點[6],在果蔬汁上的應用研究也日益增多。將甜菜紅浸漬在水中,采用250～450W的微波熱燙處理,能將POD活性鈍化90%,且可避免失重及萎縮的發(fā)生[7]。微波熱燙可誘導辣椒酚類衍生物的形成,增強辣椒的抗氧化活性[8]。900W、30s的微波預處理可抑制綠蘆筍熱燙期間維生素C的降解,加速POD活性的鈍化[9]。

近年來,蒸汽熱燙技術在果蔬上的應用也受到廣泛關注。蒸汽熱燙7min可完全鈍化芒果POD和PPO活性[10],10min可有效保存大豆熱處理期間的可溶性糖含量[11]。蒸汽熱燙增加了西蘭花的總酚和總黃酮含量,增強其抗氧化活性[12]。

由此可見,對于不同的果蔬,采用不同的熱燙技術,選用適宜的溫度時間組合,即可達到鈍化酶活的目的,但如何選用合適的工藝條件保持果蔬汁的營養(yǎng)品質、活性成分及穩(wěn)定的理化性質是關鍵。

2 榨汁對果蔬汁品質的影響

榨汁是果蔬汁加工的必需單元操作,傳統(tǒng)的榨汁技術有直接破碎榨汁和熱燙破碎榨汁,新型的榨汁技術主要指酶解輔助榨汁技術。這是由于果蔬大都含有淀粉、纖維素、半纖維素和果膠等多糖類物質,這些物質使得果蔬出汁困難,而采用酶解處理可在一定程度上將這些大分子物質降解,從而提高果蔬的出汁率。采用的榨汁工藝不同,果蔬汁的品質會受到不同的影響。熱燙破碎榨汁有利于保護蘆筍汁的色澤,提高維生素C的穩(wěn)定性；纖維素酶解榨汁有利于提高蘆筍汁的可溶性固形物、總糖及總黃酮含量[13]。采用直接榨汁法制取黑莓果汁,雖然出汁率和可溶性固形物含量較高,但果汁渾濁,且果渣與果汁不易分離,榨汁困難；采用果膠酶處理黑莓果漿泥的酶解實驗表明,果膠酶用量0.04%～0.06%,處理時間1～2h,處理溫度45～55℃,果汁出汁率高,在80%以上,果汁澄清,質量好,透光率在90%左右,可溶性固形物含量高,且黑莓漿果經酶解后,果渣與果汁易分離,榨汁容易[15]。當果膠酶量為1.73mL/kg、酶解溫度為46℃、酶解時間為2.3h時,酸櫻桃果漿出汁率為86.2%、透光率為90.5%、濁度為2.67；酶解后的酸櫻桃清汁出汁率、透光率、花色苷顯著增高,濁度降低,可溶性固形物略有增加,pH變化不明顯[14]。由此可見,不同榨汁工藝所制得的果蔬汁物理性狀各不相同。為此,在果蔬汁的實際加工過程中應根據(jù)具體條件選用合適的榨汁技術,如生產含果肉的渾濁果汁,可采用直接榨汁或熱燙破碎榨汁；如生產澄清型果汁,則可選用酶解榨汁。

3 澄清對果蔬汁品質的影響

澄清處理是生產澄清型果蔬汁必不可少的加工單元操作。不同澄清方法對果蔬汁的品質有不同的影響。

3.1酶澄清

酶澄清處理是果蔬汁加工中應用最廣泛的澄清方法,常用的酶有纖維素酶和果膠酶。果膠酶可顯著改善蘋果汁、棕櫚果汁、葡萄汁及草莓汁的澄清度[16]。由于不同酶有其不同的作用機制,因此在果蔬汁的澄清工藝中廣泛采用幾種酶協(xié)同處理以提高澄清效果。纖維素酶和果膠酶協(xié)同處理可顯著改善黑加侖汁的出汁率,增加酚類物質的含量[17],顯著提高綠蘆筍汁的出汁率,改善澄清度,有效保持蘆筍汁的品質和抗氧化活性[18]。聚半乳糖醛酸酶和果膠酶協(xié)同處理可顯著提高黑加侖汁和李子汁的出汁率,降低濁度,有效保持花青素含量[19]。蛋白酶和果膠酶可有效降低櫻桃汁的濁度[20]。果膠酶與果漿復合酶協(xié)同處理,可顯著改善黑莓汁的出汁率,增加可溶性固形物、花色苷含量和酸度[21]。由此,采用酶法澄清果蔬汁時,復合酶的澄清效果顯著,而如何優(yōu)化復合酶的作用條件以保持果蔬汁的營養(yǎng)活性成分至關重要。

3.2殼聚糖澄清

殼聚糖是一種有效的果蔬汁澄清劑。300ppm殼聚糖能有效提高百香果汁的澄清度,降低其濁度和粘度[22]。在香蕉汁中添加0.30g/L的殼聚糖,40℃靜置10h,可使其透光率達95%以上[23]。而有效降低櫻桃汁濁度,增加可溶性固形物含量的殼聚糖用量為0.60g/L,作用條件為44℃、35min[24]。在葡萄汁中加入0.80g/L的殼聚糖,于60℃作用50min,澄清度可達92.3%,可溶性固形物含量基本不變,果膠和蛋白質大量除去,葡萄汁的穩(wěn)定性顯著得到提高[25]。由此可見,采用殼聚糖對果蔬汁進行澄清處理時,不同果蔬汁所需的殼聚糖用量及作用條件均有所不同。通過優(yōu)化殼聚糖的作用條件,增加果蔬汁澄清度的同時,需大量保持果蔬汁中的天然營養(yǎng)物質和活性成分。

3.3膜澄清

隨著食品工業(yè)技術的發(fā)展,膜分離技術在果蔬汁澄清方面的應用日趨廣泛。根據(jù)所用膜的性質不同,有微濾和超濾兩種。微濾和超濾均可去除果蔬汁中的懸浮顆粒,有效提高果蔬汁的澄清度。Cassano等[26]研究了微濾和超濾技術對仙人掌汁的澄清效果,采用聚偏氟乙烯膜,調整膜壓為0.22MPa、進料流量為500L/h時,有效地提高了仙人掌汁的澄清度,且保留了豐富的維生素C、多酚、糖、氨基酸和礦物質含量。此外,聚偏氟乙烯膜對石榴汁[27]和蕃茄汁[28]也有顯著的澄清效果,通過選擇適宜厚度的膜,調整合適的膜參數(shù)即可有效保持果蔬汁的品質。Laorko等[29]研究認為0.2μm的聚砜中空纖維膜適宜于菠蘿汁的微濾澄清,澄清處理對菠蘿汁的pH、還原糖和酸度無影響,但能有效保持菠蘿汁的維生素C、總酚含量和抗氧化活性。曾堅賢等[30]采用陶瓷膜微濾澄清柑桔汁,發(fā)現(xiàn)當溫度30℃、壓差0.16MPa及膜面流速4m/s,膜通量為22.4L/(m2·h)時,澄清度高達99.93%,且有效保持了主要營養(yǎng)成分。聚醚醚酮膜和聚砜膜兩種膜均能有效去除柑橘汁中的懸浮顆粒,改善其色澤和澄清度,有效保持可溶性固形物和檸檬酸含量,但聚醚醚酮膜可顯著提高柑橘汁的滲透流量,保留較高的抗氧化活性物質[31]。由于不同的膜有其不同的特點,對常規(guī)膜進行適當?shù)母男曰驅咧M行超濾時與其它方法協(xié)同作用,可明顯提高澄清效果。Saha等[32]將聚砜膜和聚醚砜膜進行改性處理后,有效地增加了甘蔗汁的膜通量,減少污染,提高了甘蔗汁的澄清度。聚偏氟乙烯膜中添加5%的聚乙烯吡咯烷酮可顯著提高檸檬汁的澄清效率,增加滲透流量,并有效保持檸檬汁的品質[33]。在用陶瓷膜超濾蘋果汁時,使果膠酶循環(huán)通過陶瓷膜,可顯著提高滲透流量,增加蘋果汁的澄清度和稠度[34]。在脈沖電場輔助的情況下,錯流超濾柑橘汁可顯著改善滲透流量,提高澄清度[35]。

綜上所述,果蔬汁的澄清有多種方法,不同澄清方法對不同果蔬汁的澄清效果不同,對果蔬汁品質所產生的影響也不盡相同。因此,在對果蔬汁進行澄清處理時,應根據(jù)果蔬汁原料的成分組成及澄清果汁產品的品質要求確定澄清方法,綜合考慮成本,合理地組合澄清方法。

4 均質對果蔬汁品質的影響

均質是使懸浮液體系中的分散相顆粒分散化、均勻化的處理過程,可以同時起到降低分散顆粒的尺度和提高分散顆粒分布均勻性的作用,使固體與液體的分布與排列狀況得到改善,成為一個均一體,以得到具有合適貯存穩(wěn)定性的產品。通過均質,使果蔬汁中的漿、汁、液充分細化、混合,大大提高了產品的均勻度和細度。目前果蔬汁的均質普遍采用高壓均質機,且為了最大限度地保持果蔬汁的營養(yǎng)和感官品質,均質處理一般在常溫下進行。均質壓力對懸浮顆粒的大小有明顯影響。0～30MPa的一次均質有利于維持低果肉柑橘汁的穩(wěn)定性,隨著壓力的增加果肉顆粒直徑減少,且更有利于功能性活性成分溶入果汁[36]。20MPa的一次均質適合于低果肉橙汁的加工處理,并使果汁呈現(xiàn)良好色澤[37]。100MPa的高壓均質處理可有效降低番茄汁中固體顆粒的直徑,維持番茄汁的穩(wěn)定性,并有利于番茄紅素溶入番茄汁,從而有效地改善番茄汁的色澤和功能性質[38]。

5 濃縮對果蔬汁品質的影響

濃縮果蔬汁由于體積小,重量輕,可以減少儲藏、包裝和運輸費用,因而在國際國內市場廣受歡迎。濃縮果蔬汁除直接飲用外,還是如今國內外果蔬汁飲料制造的重要原料。

5.1真空濃縮

真空濃縮是國內外加工濃縮果蔬汁普遍采用的方法之一。真空濃縮加速了檸檬汁抗壞血酸的降解[39],增強了櫻桃汁的抗氧化活性[40],而對胡蘿卜汁的pH、總酸和β-胡蘿卜素含量無明顯影響[41]?？梢?真空濃縮對不同果蔬汁的品質會產生不同的影響。

5.2冷凍濃縮

冷凍濃縮有利于保持蘋果汁和梨汁的品質[42],在濃縮荔枝汁時也起到了顯著的效果,3級濃縮汁的可溶性固形物含量達45.3°Brix,且濃縮汁復原后pH、總酸、還原糖和蛋白質含量與原汁十分接近,維生素C保存率為85%[43]。冷凍濃縮杏汁和櫻桃汁的芳香物質和維生素C含量均高于熱蒸發(fā)濃縮果汁[44]。不同濃度的果蔬汁冰點不同,Auleda等[45]經研究認為冰點與果蔬汁中存在的糖(葡萄糖、果糖或蔗糖)有密切關系,確立了冰點與果蔬汁中糖濃度之間的關系曲線,并在蘋果汁、梨汁和櫻桃汁上得到了驗證。

5.3膜技術濃縮

膜技術濃縮可在室溫下實現(xiàn)對果蔬汁的濃縮,對果蔬汁的品質和風味影響較小。反滲透濃縮工藝在世界上已廣泛用于濃縮果蔬汁的生產。反滲透濃縮工藝在有效增加果蔬汁固形物含量的同時,有效地保持了橙汁的感官、營養(yǎng)品質和風味[46],增加了葡萄汁的可滴定酸、多酚和花青素的含量[47]。但反滲透濃縮只能將果蔬汁的固形物含量濃縮至25～35°Brix,因而常作為果蔬汁的預濃縮工藝。滲透蒸發(fā)是進一步的改進技術,它可將果蔬汁濃縮至55～65°Brix。蘋果汁微濾澄清后經反滲透預濃縮和滲透蒸發(fā),其固形物含量可達53%[48]。黑加侖汁采用酶處理后經微濾、反滲透預濃縮和滲透蒸發(fā),固形物含量可達58.2°Brix,濃縮汁的總酸和花青素含量與固形物含量成正比[49]。

這種在解決某一具體分離目標時,綜合利用幾個膜過程,使之各盡所長的過程稱之為集成膜過程。利用集成膜技術,可以克服單一膜的缺點,不僅解決濃縮倍數(shù)的限制,而且節(jié)約成本[50]。Cassano等成功研制了兩步膜技術濃縮石榴汁,第一步采用中空纖維超濾膜澄清石榴汁,第二步用滲透蒸餾濃縮石榴汁,可使?jié)饪s汁的固形物含量達到52%,同時保持了較高的花青素和總酚含量[51]。血橙汁經超濾澄清后,再經兩步濃縮：反滲透預濃縮和滲透蒸餾,其固形物含量可達60°Brix,并保持了較高的維生素C、總酚含量和抗氧化活性[52]。新鮮蘋果汁(12°Brix)經超濾后再進行滲透蒸餾,固形物含量可達65°Brix,并有效地保持了蘋果汁的品質和怡人的芳香,維持了較高的酚類物質和有機酸含量[53]。黑加侖汁(15～18°Brix)經微濾澄清,再進行反滲透預濃縮和滲透蒸餾,固形物含量可達63～72°Brix,且花青素含量是原汁的3倍[54]。

由此可見,濃縮方法對果蔬汁的濃度及品質產生顯著影響。冷凍濃縮雖有利于保持果蔬汁中的天然營養(yǎng)成分和風味物質,但需要消耗相當大的能量。而膜分離技術尤其是集成膜技術可在室溫下實現(xiàn)對果蔬汁的有效濃縮,且對果蔬汁的品質和風味影響較小。因此,針對不同的果蔬汁組分,通過選用適宜的膜,合理地調控膜參數(shù),采用集成膜技術即可實現(xiàn)對果蔬汁的有效濃縮。

6 殺菌對果蔬汁品質的影響

6.1熱力殺菌

殺菌是保證果蔬汁飲用安全的最有效途徑。殺菌的目的是為了殺死存活于食品中的微生物(尤其是致病菌、病原菌),鈍化食品中的酶,從而保證食品的安全性,延長食品的貯藏壽命。長期以來,熱力殺菌是保證食品食用安全性和延緩貯藏壽命最常用的方法[55]。果蔬汁加工中常用的熱殺菌處理方式有：巴氏殺菌和超高溫瞬時殺菌等。95℃、11s的熱殺菌處理能夠有效延長西柚汁的貯藏壽命,保證產品的貯藏穩(wěn)定性,但也導致了檸檬酸和抗壞血酸含量的下降[56]；90℃、30s/60s的熱殺菌處理能使草莓汁在4℃條件下貯藏63d,但也對草莓汁的色澤產生了不良影響[57],同樣條件下處理的番茄汁在4℃可存放90d,但番茄紅素和維生素C含量下降較快[58]。由此,熱殺菌處理在保證食品安全性延長其貯藏壽命的同時也在一定程度上破壞了食品的營養(yǎng)價值,這種破壞程度隨著加熱溫度的升高和加熱時間的延長而加劇。

微波殺菌處理是與傳統(tǒng)熱殺菌處理不同的加熱方法,也用于對食品加熱、滅酶、殺菌等各種不同的加工過程中。900W,30s的微波殺菌處理較傳統(tǒng)巴氏殺菌更有利于保存西柚汁中的維生素C、總酚含量和抗氧化活性[56]。

6.2冷殺菌技術

隨著食品工業(yè)技術的發(fā)展和人們生活水平的提高及保健意識的增強,人們逐漸要求食品加工者不僅要保證食品的安全性和穩(wěn)定性,而且還要盡量保持其原有營養(yǎng)成分和新鮮度。因此,國際食品界對非熱食品加工技術倍加關注,相繼出現(xiàn)了一系列新的非熱殺菌技術,即冷殺菌技術。超高壓、脈沖電場、超聲波、紫外線、臭氧、膜技術等冷殺菌技術在果蔬汁上有廣泛的應用研究。

6.2.1 超高壓殺菌 超高壓殺菌技術是指利用100MPa以上的壓力,破壞微生物,鈍化酶,而食品天然風味與營養(yǎng)價值等幾乎不受影響的一種食品處理方法。400～600MPa/5,10min的超高壓處理能夠完全鈍化石榴汁中的微生物,有效地保存天然花青素,加深石榴汁的紅色,改善石榴汁的品質[2]。400～600MPa/15min的超高壓處理可有效保存血橙汁中抗壞血酸和花青素[59]。200～600MPa/5～15min的超高壓處理使得藍莓汁中維生素C的保存率高達92%以上,200MPa的高壓處理增加了總酚的含量[60]。由此,超高壓殺菌技術在有效鈍化果蔬汁中微生物的同時,更有效地保持了果蔬汁中的天然營養(yǎng)成分。

6.2.2 高壓脈沖電場殺菌 高壓脈沖電場能鈍化果蔬汁中的微生物,延長果蔬汁的貯藏時間,保持果蔬汁的品質[61-62]。Cortés等[63]認為電場強度為30kV/cm,脈沖時間為100μs的高強度脈沖電場,能較熱殺菌更有效地保持橙汁的色澤,抑制非酶褐變的發(fā)生和羥甲基糠醛的產生,維持橙汁在貯藏期間的色澤穩(wěn)定性。脈沖頻率、脈沖寬度及脈沖極性顯著影響草莓汁的抗氧化活性,當電場強度為35kV/cm,脈沖時間為1000μs時,232Hz的脈沖頻率,1μs的雙極脈沖能使草莓汁維持最高的維生素C和花青素含量,保持最高的抗氧化活性[64]。脈沖電場強度28kV/cm,脈沖時間為100μs時,2μs的雙極脈沖能有效保持柑橘汁的理化性質及感官品質[65]。由此可見,維持不同果蔬汁品質及保證殺菌效果的脈沖電場條件各不相同。

6.2.3 超聲波殺菌 超聲波處理能有效鈍化番茄汁中的微生物(主要是酵母菌),維持番茄汁的理化性質,振幅及處理時間是影響超聲效果的關鍵因素[66]。最大振幅(100%)、10min的超聲波處理能保存黑莓汁中95%的矢車菊素-3-葡萄糖苷含量,并有效維持其色澤[67]。超聲波處理也有效地保存了葡萄汁中的花青素含量,維持其色澤[68]。1500W,20Hz的超聲波處理,在振幅為40μm時能有效抑制橙汁非酶褐變的發(fā)生和維生素C的損失[69]。

6.2.4 臭氧殺菌 Patil等[70]首先在新鮮的橙汁及去除了少量果肉的橙汁上接種106CFU·mL-1大腸桿菌EscherichiacoliATCC 25922和 NCTC 12900,然后采用75～78μg/mL臭氧對橙汁進行殺菌處理,發(fā)現(xiàn)將大腸桿菌減少5個對數(shù)級,前者需15～18min,而后者只需6min,這表明橙汁中所含的有機物質會干擾臭氧的抗菌效果。Patil等[71]將同樣兩種菌株接種于蘋果汁,采用0.048mg/mL臭氧對其進行殺菌處理,結果表明果汁的pH顯著影響臭氧對大腸桿菌的鈍化能力,在低pH時將大腸桿菌減少5個對數(shù)級需4min,在較高pH時則需18min,這說明保證蘋果汁安全性所需的臭氧量取決于它的酸度水平。而臭氧處理在保證有效殺菌效果的同時,也會導致果蔬汁的色澤和花青素降解[72-73]、酚類物質的損失[74]及維生素C含量的降低[75]。臭氧濃度和時間是影響臭氧殺菌效果及果蔬汁品質的關鍵因素。因此,在用臭氧對果蔬汁進行殺菌處理時,應采用適宜的臭氧濃度和時間,在保證殺菌效果的同時,需兼顧考慮它對果蔬汁品質所產生的影響。

6.2.5 紫外線照射殺菌 23.72J/mL的紫外線照射新鮮橙汁3min,協(xié)同55℃的加熱處理,可將大腸桿菌減少5個對數(shù)級以上,且有效保存了84%的維生素C含量,鈍化了64%的果膠甲酯酶活性[76]。紫外線照射能夠將石榴汁中大腸桿菌減少6.15個對數(shù)級,菌落總數(shù)減少1.8個對數(shù)級,酵母菌和霉菌減少1.45個對數(shù)級,有效地保存了花青素和總酚的含量,維持了石榴汁的抗氧化能力[77]。36.09J/mL劑量的紫外線輻照能夠將橙汁中的菌落總數(shù)減少2.8個對數(shù)級,酵母菌和霉菌減少0.34個對數(shù)級,大腸桿菌減少5.72個對數(shù)級,有效地保存了維生素C、總酚和有機酸的含量,維持了橙汁的抗氧化性和風味,并延長了橙汁的貯藏壽命[78]。紫外線殺菌有效地鈍化了蘋果汁中的PPO和POD活性,維持了不同蘋果汁的pH、可溶性固形物、糖和總酚的含量及色澤[79]。

6.2.6 膜除菌 膜除菌技術既能有效濾除果蔬汁中的有害微生物,又能提高果蔬汁的澄清度,同時也利于保存果蔬汁的營養(yǎng)成分和風味物質[80-81]。無機陶瓷微濾膜由于化學穩(wěn)定性好,機械強度大,抗微生物破壞能力強,因而在果蔬汁的澄清和除菌方面有廣泛應用。在哈密瓜汁上的微濾除菌效果表明,當陶瓷膜孔徑為0.2μm,操作壓力為0.2MPa,進料溫度為25℃時,哈密瓜汁透光度可達98.8%,菌落總數(shù)為13CFU·mL-1,其中大腸菌群、霉菌、酵母菌均未檢出[81]。在石榴汁上的除菌過濾效果表明,用于石榴汁過濾除菌的陶瓷微濾膜的適宜孔徑為0.22μm,最佳工藝參數(shù)為過濾壓力0.20MPa、料液溫度20℃。在此條件下,陶瓷微濾膜有較高的滲透流量,可有效去除石榴汁中的懸浮物和有害微生物,并有效地保持石榴汁的營養(yǎng)成分,維持石榴汁在貯藏期間的色澤穩(wěn)定性[82]。

7 包裝和貯藏條件對果蔬汁品質的影響

包裝材料不同,食品在貯藏期間品質會發(fā)生不同程度的變化。玻璃瓶和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶常被用來保存液態(tài)食品。不同包裝容器材料對O2的通透性不同,玻璃瓶的透O2率最低,其次是PET瓶[83]。而果蔬汁中O2含量的多少直接影響著果蔬汁的品質。Murator等[84]研究了不同包裝容器中橙汁的品質,發(fā)現(xiàn)玻璃瓶裝的橙汁維生素C含量顯著高于PET瓶裝的橙汁。單層PET瓶裝的橙汁中維生素C含量顯著低于多層PET瓶、玻璃瓶裝的橙汁[83]。紙盒包裝容器比玻璃瓶的透O2率高,盛裝在紙盒中的石榴汁的花青素損失較多,顏色變化較大,而無色的酚類物質和沒食子酸在整個貯藏期間十分穩(wěn)定,抗氧化活性不受包裝材料的影響[85]。Zerdin等[86]研究了包裝在含有O2清除劑的膜質材料和O2屏障膜質材料中的橙汁維生素C含量的變化,發(fā)現(xiàn)前者維生素C的損失及褐變程度顯著低于后者,O2的快速去除能有效保持貯藏期間橙汁中維生素C含量。

果蔬汁的品質在貯藏期間會發(fā)生不同程度的變化。橙汁在冷藏期間維生素C和花青素含量逐漸降低,隨著貯藏時間的延長,聚合體色澤和褐變指數(shù)逐漸增大[87]。貯藏溫度是影響新鮮果蔬采后貯藏壽命的最重要的因素,溫度控制是延長和維持果蔬貯藏壽命的最有效途徑[88]。隨著貯藏溫度的升高和貯藏時間的延長,石榴汁的花青素含量發(fā)生顯著變化,色素的降解遵循一級動力學反應,可溶性固形物和pH顯著增加,低溫貯藏能有效保持石榴汁的品質[89]。隨著貯藏時間的延長,橙汁維生素C和總酚含量下降,抗氧化活性降低,黃酮含量不發(fā)生變化,低溫有利于維持橙汁的品質和抗氧化活性[90]。

8 總結和展望

綜上所述,對果蔬汁的每一個加工環(huán)節(jié),不同的加工工藝條件均會對果蔬汁的理化性質、營養(yǎng)品質和活性成分產生不同程度的影響。因此,研究果蔬汁在不同加工工藝條件下品質的變化,對保持果蔬汁的天然營養(yǎng)成分和功能性質有著極其重要的意義。傳統(tǒng)熱燙技術可有效鈍化果蔬汁中的POD活性,但如處理不當易造成果蔬營養(yǎng)成分的損失,微波熱燙技術對果蔬的加熱時間短,可有效保存果蔬的天然營養(yǎng)成分,低能耗、低成本,因此對于不同的果蔬,可依據(jù)果蔬營養(yǎng)品質的變化確定適宜的微波熱燙參數(shù)從而達到熱燙的目的。酶解輔助榨汁技術有利于降解果蔬所含有的淀粉、纖維素、半纖維素和果膠等大分子物質,從而提高果蔬的出汁率。澄清方法對果蔬汁品質所產生的影響各不相同,在對果蔬汁進行澄清處理時,應根據(jù)果蔬汁原料的成分組成及產品的品質要求確定適宜的澄清方法。膜分離技術尤其是集成膜技術可在室溫下實現(xiàn)對果蔬汁的有效濃縮,且對果蔬汁的品質和風味影響較小,因而在果蔬汁上具有廣闊的應用前景。冷殺菌技術相對于傳統(tǒng)熱殺菌處理對保持果蔬汁的天然營養(yǎng)成分及活性物質起到良好的效果,因而有望成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱殺菌技術而廣泛應用在果蔬汁的加工中。但如何在食品工業(yè)中有效推廣這些技術的商業(yè)化運用,實現(xiàn)產品的商業(yè)化生產,進而降低生產成本費用是亟待解決的問題。隨著科學技術的發(fā)展,不斷有更先進的材料、加工設備及控制技術出現(xiàn),有望開發(fā)出更為有效的技術方法保持果蔬汁的營養(yǎng)品質和活性成分,生產出高品質的果蔬汁。

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Effect of processing conditions on quality of fruit and vegetable juices

CHENXue-hong,QINWei-dong,MALi-hua,DAIXiao-juan

(College of Food Engineering,Xuzhou Institute of Technology,Xuzhou 221000,China)

Crashing,blanching,enzymatic degradation,squeezing,clarification,homogenization,concentration and pasteurization,package and storage are usual unit operations during fruit and vegetable juices processing. These unit operations affect the quality of fruit and vegetable juices. In this article the development of fruit and vegetable juices processing were reviewed. Meanwhile,the effect of different processing conditions on the quality of fruit and vegetable juices were discussed and the future research need was proposed.

fruit and vegetable juices;processing conditions;quality

2013-06-26

陳學紅(1975-)，女，博士，副教授，主要從事農產品貯藏與加工方面的研究。

TS255.3

：A

：1002-0306(2014)01-0355-08