巴氏、超高溫和微波處理對藍莓原汁品質(zhì)的影響

謝國芳，王瑞，周笑犁，馬立志

（貴陽學院食品與制藥工程學院/貴州省果品加工工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽550005）

巴氏、超高溫和微波處理對藍莓原汁品質(zhì)的影響

謝國芳，王瑞，周笑犁，馬立志

（貴陽學院食品與制藥工程學院/貴州省果品加工工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽550005）

為探索巴氏、超高溫和微波滅菌3種滅菌方式對藍莓原汁品質(zhì)的影響，采用頂空固相微萃?。℉S-SPME/GC-MS）結(jié)合GC-MS對藍莓汁的香氣成分進行鑒定，同時測定分析對3種滅菌樣的菌落總數(shù)、營養(yǎng)成分及DPPH自由基清除率。實驗表明：共鑒定出藍莓汁揮發(fā)性香氣成分47種，主要是醇類、酯類、烯烴類、酮類、醛類，不同處理樣的相對含量存在較大差異，占總香氣成分的45.66%～84.53%左右，微波滅菌香氣成分達25種，比對照樣多8種。微波滅菌對藍莓汁的滅菌效果最徹底，可溶性固形物、總酸含量變化最小，花色苷含量、多酚保留率最高，貯藏90 d后DPPH自由基清除率高達89.22%。微波滅菌不僅能有效殺滅藍莓汁中的耐酸微生物，保持營養(yǎng)成分、DPPH自由基清除力和色澤，而且還能產(chǎn)生令人愉快的香氣成分，是一種很有發(fā)展?jié)摿墓嬃蠝缇绞健?/p>

藍莓原汁；滅菌方式；香氣成分；營養(yǎng)成分

藍莓（Blueberry）屬于杜鵑花科越桔屬植物，果實呈藍色，并披一層白色果粉，果肉細膩，果味酸甜，風味獨特［1］。藍莓除了和普通水果一樣含有糖、酸以及維生素C外，還含有豐富的營養(yǎng)成分，如維生素A、B、E和超氧化物歧化酶（SOD）、蛋白質(zhì)、花青素（花青素或酚配基，與糖的結(jié)合體）、熊果酸、綠原酸、黃酮素、亞麻油酸、蝶二苯乙烯（紫檀芪）、食用纖維、白藜蘆醇等生物活性成分［2］及鉀、鈣、鐵、鋅、銅、鍺等礦物質(zhì)［3］，藍莓汁因其豐富的營養(yǎng)和風味而備受歡迎，也為微生物滋生提供良好環(huán)境，加工極易引起果汁營養(yǎng)分解、降低其營養(yǎng)價值，大大縮短了產(chǎn)品的貯藏期、降低其安全性。如何在到達商業(yè)滅菌的同時又盡可能保留果汁的風味成分、營養(yǎng)和活性成分成為食品加工領(lǐng)域的熱點。

Kader、Rossi及Lee等研究發(fā)現(xiàn)過氧化物酶、多酚氧化酶參與花色苷降解、促進褐變，熱處理不僅可以提高果汁的抗氧化活力，還可以降低果汁中酶活從而減少貯藏過程中營養(yǎng)成分的損失［4-6］。因此適當?shù)臒崽幚韺λ{莓色澤、營養(yǎng)成分及理化性質(zhì)具有較好的保持作用。目前，雖然有超高壓、熱處理、脈沖電場、微波滅菌技術(shù)用于藍莓汁滅菌的報道，但基本都基于科研條件下研究不同滅菌方式對微生物、理化性質(zhì)的影響［7-11］，尚無抗氧化活力、香氣成分等方面的報道。

作者探討了實際生產(chǎn)中常用的巴氏滅菌、超高溫瞬時滅菌、微波滅菌對藍莓汁的揮發(fā)性香氣成分、滅菌效果、營養(yǎng)成分和DPPH自由基清除力的影響，得到能有效減少藍莓汁中有效營養(yǎng)成分、抗氧化活力損失、風味變化、二次沉淀的滅菌方法，為企業(yè)生產(chǎn)中滅菌技術(shù)的選擇提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料與儀器設(shè)備

原料：麻江“圓藍”藍莓；試劑：所用分析化學試劑均為分析純。

儀器、設(shè)備：UV-7502PC紫外可見分光光度計：上海欣茂儀器有限公司產(chǎn)品；PHS-25數(shù)顯酸度計：上海虹益儀器儀表有限公司產(chǎn)品；糖度計：日本Atogo公司產(chǎn)品；ST-20超高殺菌機：上海順儀設(shè)備有限公司產(chǎn)品；膠體磨：上海東華均質(zhì)機廠產(chǎn)品；WBS-P20連續(xù)式瓶裝食品微波滅菌機：貴陽新奇微波工業(yè)有限責任公司產(chǎn)品；手動固相微萃取裝置：美國Supelco產(chǎn)品，50/30 μm二乙烯苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS），萃取頭在氣相色譜儀進樣口以250℃老化30 min，室溫平衡1 h后使用；QP2010-GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀：日本Shimazhu公司產(chǎn)品。

1.2試驗方法

1.2.1藍莓汁制備工藝流程原料選擇（藍莓凍果）→解凍→清洗→榨汁→過膠體磨→過120目篩→脫氣→殺菌→微生物指標、理化指標測定及感官評定。藍莓汁的pH值為2.82～2.85左右。

1.2.2滅菌方法將制備好的藍莓汁平均分為4份（每處理3 L），微波滅菌（MS，22 W、30 s）：每瓶裝藍莓汁245 mL，用水樣進行試機，待樣品出口溫度穩(wěn)定在80℃時，再進藍莓汁滅菌）；超高溫瞬時滅菌（UHT，121℃、5 s）；巴氏滅菌（PS，90℃、30 s）處理；不處理藍莓汁為空白對照（CK）。

1.2.3理化指標及香氣成分測定參考國家標準GB4789.2-2010食品安全國家標準菌落總數(shù)的測定方法，總酸均采用GB/T 12456-2008測定，可溶性固形物（TSS）采用手持式折光儀測定，多酚、花色苷參照Buckow等（2010）方法進行測定［10］；DPPH參照劉佳等（2012）方法進行測定［11］；色澤采用CR-10色差儀測定，參照高學齡等（2013）的方法計算色澤變化值（ΔE）［12］。

1.2.4藍莓汁香氣成分檢測藍莓汁的香氣成分使用頂空-固相微萃取法（HS-SPME）進行萃取，將裝有5 mL藍莓汁的頂空瓶置于磁力攪拌加熱臺上于30℃下用活化后的萃取頭頂空取樣30 min。萃取完成后，取出纖維頭并插入GC-MS進樣口，解析1 min后，24 h內(nèi)完成3種處理樣的香氣成分分析。4個處理藍莓汁的香氣成分分析在12 h內(nèi)完成。

色譜條件：毛細管柱，Restek Rtx-wax聚乙二醇（PEG）（30 m×0.25 mm×0.25 m）；升溫程序：40℃保持3 min，先以3℃/min速率升至200℃，保持1 min，再以10℃/min速率升到230℃，保持2 min；載氣：He；流量：1.0 mL/min；不分流進樣，進樣口溫度，250℃。質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；檢測器電壓：70 eV；離子源溫度250℃；接口溫度200℃；掃描范圍m/z：35～550。

取正構(gòu)烷烴混合標準品按上述GC/MS條件進行分析，得到各標準品保留指數(shù)（RI），然后按文獻報道方法［13］計算各香氣成分RI值，經(jīng)過NIST08和 NIST08s標準譜庫檢索（僅報道匹配度＞85%的化合物），結(jié)合保留指數(shù)和相關(guān)文獻對各揮發(fā)分進行分析鑒定，按面積歸一化法計算各組分相對含量。

1.2.5數(shù)據(jù)處理除香氣成分分析外，實驗采用3個平行的隨機組合設(shè)計，試驗結(jié)果采用Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理，經(jīng)SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行Duncan新復(fù)極差法及Tukey’s組間差異顯著性統(tǒng)計分析，p＜0.05。

2　結(jié)果與分析

圖1　不同熱處理藍莓汁的香氣GC-MS總離子流色譜圖Fig.1Total ionic chromatogram of aroma compounds of different thermal treatment blueberry juice

表1　不同熱處理藍莓汁的香氣成分及其相對質(zhì)量分數(shù)Table 1Aroma compounds and their relative concentrations of different thermal treatment blueberry juice

2.1不同滅菌處理對藍莓汁揮發(fā)性香氣成分的影響

采用HS-SPME結(jié)合GC-MS檢測分析，GC-MS總離子流色譜圖見圖1；經(jīng)儀器所配置的NIST08和NIST08s標準譜庫檢索，并結(jié)合人工圖譜解析和資料分析鑒定，按面積歸一化法計算各組分相對質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果見表1。

續(xù)表1

從圖1與表2可以看出，熱處理藍莓汁的香氣組成變化明顯，藍莓汁揮發(fā)性香氣成分主要由醛類、醇類、酯類組成，還含有酮類、烯烷類、羧酸類、雜環(huán)類及芳香族類化合物，與報道的文獻基本一致。從量上看，熱處理的藍莓汁中香氣成分比對照樣均有不同程度增加，主要是酯類和醇類化合物。

對照樣香氣成分有17種，相對質(zhì)量分數(shù)為93.33%，其中醇類14.42%，酯類42.54%，烯烴類26.11%；巴氏滅菌樣有19種，相對質(zhì)量分數(shù)82.83%，其中醇類66.32%，烯烴類12.72%；超高溫滅菌樣有19種，相對質(zhì)量分數(shù)為90.9%，其中醇類20.35%，烯烴類19.78%，酯類和醛類分別占2.77%和2.24%；微波滅菌有25種，相對質(zhì)量分數(shù)85.55%，其中醇類6.01%，酯類11.74%，烯烴類29.37%，酮類10.25%，醛類4.76%。從各主要成分的相對百分含量來看，對照樣中正丁基脲、2-氨基苯甲酸-3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇酯、月桂烯、正己醇和α-松油醇的相對百分含量占香氣成分總量的83.4%左右，乙醇、丙酮、丙烯酸異丁酯及丙烯酸丁酯、異辛醇約占總香氣成分的7.63%，而其余的次乙亞胺、2-硝基丙烷、環(huán)氧丙烷、亞硝酸異丁酯、乙烯基甲醚僅占2.3%左右；巴氏滅菌樣中正己醇、芳樟醇、月桂烯和α-松油醇總占香氣成分的73.44%，正丁基脲、丙酮、（E）-3-己烯-1-醇、月桂烯和β-蒎烯占總香氣成分的6.96%，而其他8種成分僅占2.43%；超高溫處理樣中硫酸丙酯、正己醇、2-氨基苯甲酸-3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇酯、α-松油醇、5-羥甲基糠醛、月桂烯相對含量達80.79%，正丁基脲、乙醇、硫酸丙酯、丙烯酸丁酯、異辛醇、癸醛占7.65%，而其他7種僅占2.46%左右；微波滅菌樣中青葉醛、側(cè)柏烯、烯丙醇、烯丙基庚酯、2-甲基丙烯酸酐、紫羅蘭酮占73.34%，正丁基脲、丙酮、2-硝基丙烷、丙烯酸丁酯、異辛醇、草酸二丁酯、芳樟醇占7.71%左右，而其他12種香氣成分相對質(zhì)量分數(shù)較低，僅占4.5%。

對照樣和3種熱處理樣中香氣成分及其相對含量差異極大，4個處理樣中相同的香氣成分僅有正丁基脲、乙醇、丙酮、正己醇，熱處理樣中相對含量明顯減少，對照樣、巴氏和超高溫滅菌樣中相同的香氣成分有正丁基脲、乙醇、丙酮、正己醇、α-松油醇、月桂烯等主要成分，而微波處理樣中未檢出α-松油醇、月桂烯，比其他3個樣增加了戊烯、N-二甲基亞硝胺、丁酸乙酯、二碳酸二叔丁酯、側(cè)柏烯、烯丙醇、1-壬醇、烯丙基庚酯、2-甲基丙烯酸酐、紫羅蘭酮等10種香氣成分，說明微波處理使其分解成其他香氣成分，這主要是微波滅菌機理與巴氏和超高溫完全不同引起的，這與前期研究結(jié)果一致［16］。

2.2不同熱處理對藍莓汁品質(zhì)的影響

不同熱處理對藍莓汁的菌落總數(shù)、可溶性固形物含量、總酸、花色苷、多酚和DPPH自由基清除率及其變化影響差異顯著（p＜0.05）（見表2）。對照樣貯藏90 d后，藍莓汁菌落總數(shù)不計其數(shù)，明顯產(chǎn)氣，有酒香味，巴氏滅菌和微波滅菌處理樣的菌落總數(shù)均能滿足果蔬汁飲料的微生物安全標準（菌落總數(shù)≤100 CFU/mL）（GB19297-2003）；巴氏滅菌樣的可溶性固形物含量最高，主要是由于巴氏滅菌引起藍莓汁中的顆粒物及纖維素分解和降解導(dǎo)致，其他3個處理樣的可溶性固形物均呈現(xiàn)不同程度的降低，微波處理樣變化最小，超高溫處理樣顯著低于其他處理樣；貯藏0 d時巴氏滅菌樣總酸含量顯著高于其他3個處理樣且貯藏期間下降最大，而其他3個處理樣貯藏至90 d時總酸均呈現(xiàn)不同程度升高，微波處理樣總酸含量最高；熱處理樣中花色苷含量均高于對照樣，主要是由于熱處理可在不同程度上破壞引起花色苷降解的酶，然而高溫也會引起花色苷的分解，因此適宜的熱處理可有效保留藍莓汁中的花色苷。貯藏90 d后，光照、溫度等引起藍莓汁中的花色苷含量均出現(xiàn)不同程度的下降，微波處理樣中花色苷含量顯著高于其他3個處理樣，超高溫處理樣中含量最低；0 d時巴氏滅菌處理樣中多酚含量顯著高于其他3個處理樣，貯藏90 d后微波處理樣中多酚含量顯著高于其他3個樣，對照樣中多酚含量損失最高；不同熱處理藍莓汁DPPH自由基清除率貯藏90 d后差異極其顯著（p＜0.001），對照樣DPPH自由基清除率顯著低于熱處理樣，微波處理樣DPPH自由基清除率高達89.22%，說明微波滅菌能有效保留藍莓汁中抗氧化活性成分；不同熱處理對藍莓汁色澤變化值（ΔE）的影響差異極其顯著，貯藏90 d后，微波處理樣色澤變化最小，而對照樣色澤變化最大，接近土灰色，色澤變化大小與藍莓果汁中花色苷含量、多酚含量和DPPH自由基清除率呈相反趨勢，說明花色苷含量對色澤的影響明顯，也說明微波處理能更好的保留藍莓汁中營養(yǎng)成分和色澤。

3　結(jié)語

通過不同熱處理對藍莓汁揮發(fā)性香氣成分、滅菌效果、營養(yǎng)成分、DPPH自由基清除力影響的研究。結(jié)果表明：

1）熱處理能夠有效對藍莓汁進行滅菌，提高抗氧化能力，其中微波滅菌對藍莓汁中微生物的滅菌效果最徹底，可溶性固形物、總酸含量及色澤變化最小，花色苷含量、多酚保留率最高，貯藏90 d后微波滅菌樣的DPPH自由基清除率仍高達89.22%；

2）藍莓汁主要的香氣成分為醛類、醇類、酯類組成，還含有酮類、烯烷類、羧酸類、雜環(huán)類及芳香族類化合物。不同熱處理可以增加藍莓汁中揮發(fā)性香氣成分，與對照樣相比，巴氏滅菌和超高溫增加了2種，微波滅菌比其他3個處理樣增加了戊烯、N-二甲基亞硝胺、丁酸乙酯等香氣成分。因此，微波滅菌樣香氣濃郁，具有強烈的果香味。

微波技術(shù)與傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)相比，加熱均勻、保護果汁中熱敏性營養(yǎng)素、減少其天然色澤和香味的流失，還可以避免灌裝引起的二次污染，在果汁類產(chǎn)品滅菌中具有廣泛的應(yīng)用前景。

表2　不同熱處理對藍莓汁品質(zhì)的影響Table 2Effect of different thermal treatment on quality of blueberry juice

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Effect of Pasteurization，UHT and Microwave Treatment on Quality of Blueberry Juice

XIE Guofang，WANG Rui，ZHOU Xiaoli，MA Lizhi
（Food and Pharmaceutical Engineering Institute，Guiyang University/Guizhou Engineering Research Center for Fruit Processing，Guiyang 550005，China）

In order to explore the effect of pasteurization，UHT and microwave treatment on quality of blueberry Juice，the aroma of Blueberry Juice were identified by using head space solid phase micro-extraction（HS-SPME/GC-MS）combined with GC-MS，and the parameters，including microflora，nutrients and DPPH free radical scavenging ability，were analysis.The results indicated the 47 volatile aroma components of blueberry Juice，mainly alcohols，esters，olefin，ketones and aldehydes，were identified，the relative content of different thermal treatment blueberry juice has significantly different，it accounted for about 45.66%～84.53%of aroma components.The aroma components of microwave treatment sample up to 25 species.Microwave sterilization can effectively kill microorganisms of blueberry juice，the changes of total soluble solids and total acid content arelow，and contents of anthocyanins and polyphenols highly retained rate，DPPH free radical scavenging capacity of microwave treatment were up to 89.22%after storage 90d.Microwave sterilization not only kill the acid-resistant micro-organisms，maintain the nutrition，DPPH free radical scavenging capacity and color，but it also have a pleasant aroma，is a very promising sterilization methods.

blueberry juice，sterilization methods，aroma components，nutrition

TS 229

A

1673—1689（2015）10—1095—06

2014-08-10

貴州省科技創(chuàng)新人才團隊建設(shè)項目（黔科合人才團隊（2013）4028）；貴州省教育廳“125”重大科技專項（黔教合重大專項［2012］014號）；貴州省教育廳產(chǎn)學研基地項目（黔教合KY字［2012］033號）；貴州省果品加工、貯藏與安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心（黔教合協(xié)同中心字［201306］號）；貴州省教育廳自然科學研究重點項目（黔教合KY字［2014］276）。

謝國芳（1987—），男，貴州思南人，工學碩士，講師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏研究。Email：xieguofang616@sina.com