不同殺菌方式對龍眼原汁品質(zhì)的影響

辛明 李昌寶 孫健 周主貴 唐雅園 李麗 何雪梅 零東寧 盛金鳳

摘 要 為了探討不同殺菌方式在達(dá)到商業(yè)殺菌要求的基礎(chǔ)上對龍眼原汁營養(yǎng)成分及理化性質(zhì)的影響，以廣西南寧地區(qū)所產(chǎn)的“石硤”龍眼為原料，對比分析了巴氏殺菌（PS）、微波殺菌（MS）、超高溫瞬時殺菌（UHT）和高壓脈沖電場殺菌（PEF）4種殺菌方式對龍眼原汁的菌落總數(shù)、色差、pH值、可溶性固形物、總酚、糖組分及有機(jī)酸等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：4種殺菌方式均能達(dá)到商業(yè)無菌要求，對龍眼原汁的pH值和葡萄糖含量無顯著性影響（p>0.05）；與對照組（CK）相比，PEF殺菌對龍眼原汁中L*值、b*值、可溶性固形物（TSS）、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量影響不顯著（p>0.05）；與PS、MS和UHT殺菌相比，PEF殺菌對龍眼原汁中的總酚、抗壞血酸、總酸的影響幅度較小。因此，PEF殺菌技術(shù)不僅具有較好的殺菌效果，而且能更好地保持龍眼汁原有的色澤和營養(yǎng)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 高壓脈沖電場殺菌；超高溫瞬時殺菌；巴氏殺菌；微波殺菌；龍眼原汁品質(zhì)

中圖分類號 TS255.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Effect of Sterilization Methods on the Quality of Longan Juice

XIN Ming1，2， LI Changbao1，2， SUN Jian1，2*， ZHOU Zhugui1， TANG Yayuan1， LI Li1， HE Xuemei1，

LING Dongning1， Sheng Jinfeng1

1 Agro-food Science and Technology Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China

2 Guangxi Key Laboratory Cultivation Base for Fruits and Vegetables Storage/processing Technology， Nanning， Guangxi 530007， China

Abstract The effects of different sterilization methods on nutrient composition and physiological and biochemical characteristics of longan juice were studied under the condition of commercial asepsis. Shixia longan from Nanning was used as the raw materials， and the effects of pasteurization （PS）， microwave sterilization （MS）， ultra high temperature treatment （UHT）， and pulsed electric field （PEF） on bacteria number， color， pH value， soluble solid content， total phenol， sugar and acid compositions in longan juice were determined. Results indicated that all the four sterilization methods could meet the requirement of commercial asepsis， and had no significant effect on pH and glucose content of longan juice（p>0.05）. Compared with the control group （CK）， PEF sterilization had no significant effect on the L* value， b* value， soluble solid （TSS）， fructose， total sugar， tartaric acid and fumaric acid content in longan juice （p>0.05）. Compared with PS， MS and UHT， PEF had the least impact on total phenol， ascorbic acid and total acid. Therefore， PEF sterilization technology not only has a better germicidal effect， but also can better maintain the original color and nutritional quality of longan juice.

Key words pulsed electric field（PEF）； ultra high temperature treatment（UHT）； pasteurization（PS）； microwave sterilization（MS）； longan juice quality

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.06.023

龍眼（Dimocarpus longan Lour.）俗稱桂圓，屬于龍眼屬，無患子科，廣泛種植在亞洲南部，是我國南亞熱帶名貴特產(chǎn)[1-2]。龍眼果實(shí)營養(yǎng)豐富，含有多酚類、糖類、脂類、皂苷類、多肽類、氨基酸、維生素B、P、C及微量元素等，被推崇為“果中圣品”[3-5]。中醫(yī)認(rèn)為，龍眼肉性甘溫，有壯陽益氣、補(bǔ)益心脾、養(yǎng)血安神、潤膚美容等多種功效[6-7]。龍眼已被加工為多種產(chǎn)品，如龍眼干、龍眼酒和龍眼果汁等[8-11]。其中龍眼果汁由于具有獨(dú)特的風(fēng)味且營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛。但新鮮果汁中的營養(yǎng)成分極易被微生物分解而降低其營養(yǎng)價值及食用安全性，因此如何在達(dá)到商業(yè)滅菌要求的同時又盡可能保留果汁的風(fēng)味成分、營養(yǎng)和活性成分成為果汁加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[12]。

果汁加工常見的殺菌方法主要有加熱殺菌和冷殺菌兩大類。近幾年開始運(yùn)用一些冷殺菌技術(shù)，如超高壓[13-14]、高壓脈沖電場[15]等。韓淑琴等[16]探討了龍眼肉在超高壓處理中菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)隨壓強(qiáng)大小和保壓時間變化的關(guān)系，結(jié)果表明，在400 MPa壓力下，處理10 min可有效殺滅微生物，達(dá)到商業(yè)無菌。高蓓[17]研究了巴氏殺菌對龍眼汁芳香成分的影響，感官評定結(jié)果表明巴氏殺菌果汁的風(fēng)味與新鮮果汁的風(fēng)味有較大區(qū)別。Zhang等[18]探討了脈沖電場殺菌和傳統(tǒng)熱殺菌處理對龍眼果汁的物理化學(xué)性質(zhì)、風(fēng)味化合物和微生物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與未經(jīng)處理的果汁相比，脈沖電場殺菌處理的龍眼果汁沒有明顯的差異，而熱處理的果汁差異顯著。目前，雖然有超高壓、熱處理等殺菌方式應(yīng)用于龍眼汁的報道，但主要是對單一殺菌方式的工藝優(yōu)化或理化指標(biāo)影響研究，尚無系統(tǒng)比較不同殺菌方式對龍眼原汁品質(zhì)影響的報道。

本研究通過比較實(shí)際生產(chǎn)中可行的巴氏殺菌、微波殺菌、超高溫瞬時殺菌、高壓脈沖電場殺菌4種不同殺菌方式對龍眼原汁色澤、營養(yǎng)成分等的影響，為企業(yè)生產(chǎn)中殺菌技術(shù)的選擇提供依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)中應(yīng)用先進(jìn)的滅菌技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滅菌技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料與試劑 龍眼，品種為：石硤，2016年7～8月采于廣西南寧市龍眼種植基地，選取成熟度一致、大小均勻、無病蟲害和表皮無破損的龍眼果實(shí)。

主要試劑：磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、氯化鈉、碳酸鈉、Folin-Ciocalteu、濃鹽酸、甲醇、乙醇，為分析純；蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、酒石酸標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma（中國）公司；胰蛋白胨、酵母浸膏、瓊脂、蛋白胨，為生化試劑；水為去離子水或二次蒸餾水。

1.1.2 儀器與設(shè)備 Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀，美國Agilent公司；D-37520高速冷凍離心機(jī)，德國賽默飛世爾有限公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；TU-1810紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；CR-10色差儀，柯尼卡美能達(dá)有限公司；PHS-3C pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；PTP-IV-30實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，廣州品業(yè)儀器設(shè)備有限公司；DNP-9022-6恒溫培養(yǎng)箱，金壇高科儀器廠；LDZX-75KBS型滅菌鍋，廣州越特科學(xué)儀器有限公司；AA-S2電熱恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；英特IHV30高壓脈沖電場，成都英特羅克科技有限公司；CNWB-25S隧道式微波滅菌機(jī)，廣州萬程微波設(shè)備有限公司；ST-20超高溫殺菌機(jī)，上海順儀設(shè)備有限公司；Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀，美國Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 新鮮龍眼 → 剝皮去核 → 榨汁→ 過100目濾布 → 過膠體磨 → 滅菌 →微生物指標(biāo)、品質(zhì)指標(biāo)測定（每組平行測定5次）。

1.2.2 滅菌方法 將制備好的龍眼原汁25 L平均分為5份，巴氏殺菌（PS）：80 ℃保持15 min，然后迅速冷卻至室溫。微波殺菌（MS）：采用250 mL飲料瓶分裝龍眼原汁，用水樣進(jìn)行試機(jī)，傳送帶速度5 m/min，待樣品出口溫度穩(wěn)定在80 ℃時，再進(jìn)龍眼原汁滅菌。超高溫瞬時殺菌（UHT）：126 ℃保持5 s。高壓脈沖電場殺菌（PEF）：40 kV/cm，時間700 μs。不處理龍眼原汁為空白對照（CK）。

1.2.3 菌落總數(shù)的測定 按照GB 4789.2-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》的方法進(jìn)行檢測。每個處理設(shè)5個重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.2.4 品質(zhì)指標(biāo)測定 色差測定：用CR-10型色差儀測定。pH值測定：用pH計測定?？扇苄怨绦挝锖康臏y定：使用手持糖度儀直接測定?？偡雍繙y定：采用福林酚法[19-20]，結(jié)果以沒食子酸計。糖組分測定：參考彭穎等的[21]方法進(jìn)行檢測。有機(jī)酸測定：參考張義[22]的方法進(jìn)行檢測。每個處理設(shè)5個重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SAS 8.0 軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA），并進(jìn)行Duncans多重比較，p<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同殺菌方式對龍眼原汁滅菌效果的影響

不同殺菌方式對龍眼原汁的滅菌效果如表1所示。由表1可知，經(jīng)不同殺菌處理的龍眼原汁，菌落總數(shù)均能滿足GB 7101-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》中有關(guān)果汁飲料的微生物安全標(biāo)準(zhǔn)要求（菌落總數(shù)≤100 CFU/mL）。說明PS、MS、UHT和PET殺菌均有較好的滅菌效果，且4種殺菌方式的菌落總數(shù)差異不顯著（p>0.05）。PS處理后未檢出有微生物；MS、UHT和PET處理后，滅菌率均接近100%。

2.2 不同殺菌方式對龍眼原汁色差的影響

色澤變化是衡量果汁在殺菌過程中感官品質(zhì)變化的重要指標(biāo)。龍眼原汁含有許多的多酚類化合物，當(dāng)其去皮去核榨汁時會迅速經(jīng)多酚氧化酶作用而發(fā)生酶促褐變，因此，加工過程中鈍化多酚氧化酶的活性是解決褐變問題的關(guān)鍵，色度則反映了果汁酶促褐變的情況[23]。不同殺菌方式對龍眼原汁色度影響如表2所示。由表2可見，亮度L*值的CK組與PS、MS、UHT處理組有顯著性差異（p<0.05），與PEF處理組無顯著性差異（p>0.05），說明PS、MS、UHT殺菌處理均對龍眼果汁亮度產(chǎn)生了一定程度的影響，而PEF殺菌處理對果汁亮度的影響不大。a*為紅綠色度指標(biāo)，由表2可見，不同殺菌處理方式對龍眼原汁a*值均有影響。與CK組相比，PS、MS、UHT處理組a*值顯著降低（p<0.05），說明龍眼原汁偏綠程度增加；PEF處理組a*值顯著增高（p<0.05），說明龍眼原汁偏紅程度增加。這與肉眼觀察到的結(jié)果一致。b*為黃藍(lán)色度指標(biāo)，由表2可見，CK組b*值顯著低于PS、MS、UHT處理組（p<0.05），與PEF處理組無顯著性差異（p>0.05）。說明經(jīng)PS、MS、UHT殺菌處理后龍眼原汁的黃色都有不同程度的增加，這可能是因?yàn)闅⒕^程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)伴隨著美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)和抗壞血酸的降解，使龍眼原汁黃色加深[24-25]。

2.3 不同殺菌方式對龍眼原汁pH值、可溶性固形（TSS）、總酚含量的影響

經(jīng)過不同殺菌處理后龍眼原汁的pH值、可溶性固形（TSS）、總酚含量如表3所示。由表3可知，與CK組相比，不同殺菌處理后龍眼原汁pH值沒有發(fā)生顯著變化（p>0.05）；可溶性固形物含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），但經(jīng)過PS和MS處理后均顯著下降（p<0.05）；與CK相比，不同殺菌處理的龍眼汁中總酚含量均顯著降低（p<0.05），其中PEF處理組損失最小，UHT處理組次之，MS、PS處理組損失較大，損失率分別為12.50%、17.86%、23.21%、25.89%。

2.4 不同殺菌方式對龍眼原汁糖組分含量的影響

經(jīng)過不同殺菌處理的龍眼原汁中糖組分含量如表4所示。由表4可知，不同殺菌方式處理的龍眼原汁中葡萄糖含量差異不顯著（p>0.05）。與CK組相比，果糖、總糖含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），但在PS和MS處理后顯著下降（p<0.05），果糖分別降低14.09%、13.48%，總糖分別降低13.32%、11.87%。與CK組相比，蔗糖含量在PS和MS處理后顯著下降（p<0.05），分別降低17.81%、17.32%，在UHT處理后無顯著性差異（p>0.05），在PEF處理后顯著升高（p<0.05）。

2.5 不同殺菌方式對龍眼原汁有機(jī)酸含量的影響

經(jīng)過不同殺菌處理的龍眼原汁中有機(jī)酸含量如表5所示。由表5可知，不同殺菌方式對龍眼原汁中有機(jī)酸含量存在顯著性的差異（p<0.05）。與CK組相比，草酸含量在MS、UHT處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS處理后顯著升高（p<0.05），在PEF處理后顯著降低（p<0.05）；酒石酸含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS、MS處理后顯著降低（p<0.05）；富馬酸含量在PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS、MS、UHT處理后均顯著降低（p<0.05）；抗壞血酸是體現(xiàn)果汁營養(yǎng)的重要指標(biāo)，其含量高低受到人們的重視，與CK組相比，抗壞血酸含量經(jīng)不同殺菌處理后均顯著降低（p<0.05），PEF處理組抗壞血酸損失率最低，UHT處理組次之，PS、MS處理組損失率最高，其損失率分別為10.57%、20.38%、54.73%、55.03%；檸檬酸含量經(jīng)不同殺菌處理后均顯著降低（p<0.05），降低幅度由小到大依次為MS

3 討論

殺菌是保持果汁品質(zhì)穩(wěn)定性和貨架期的必須工藝。胡盼盼等[26]、溫靖等[27]、吳瓊等[28]、王冉[29]分別研究了不同的殺菌方式（巴氏殺菌、微波殺菌、超高溫瞬時殺菌、高壓脈沖殺菌）對果汁的殺菌效果，結(jié)果表明這4種殺菌方式均具有很好的殺菌效果，這與本研究的結(jié)果一致，均能達(dá)到GB 7101-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 飲料》中有關(guān)果汁飲料的微生物安全標(biāo)準(zhǔn)要求（菌落總數(shù)≤100 CFU/mL）。

外觀色澤決定商品性，色澤變化是衡量果汁在殺菌過程中感官品質(zhì)變化的重要指標(biāo)，殺菌過程中容易發(fā)生褐變，從而制約果汁的發(fā)展。謝國芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3種殺菌方式對藍(lán)莓原汁理化性質(zhì)的影響時發(fā)現(xiàn)，與CK相比，在PS、MS和UHT處理后，L*值、a*值、b*值均有顯著性變化，這3種殺菌方式一定程度上都破壞了藍(lán)莓原汁天然色澤，產(chǎn)生不宜的蒸煮味；冀曉龍[31]研究了熱殺菌和PEF殺菌對藍(lán)莓汁總色差的影響，結(jié)果表明PEF殺菌更好的保持了藍(lán)莓汁的紫紅色，而熱殺菌后的藍(lán)莓汁色澤發(fā)暗；Min等[32]研究PEF殺菌與傳統(tǒng)熱殺菌處理對番茄汁顏色的影響，結(jié)果表明與熱殺菌相比，PEF處理顯著降低了果汁的非酶促褐變率并更好地保持了番茄紅色，這與本研究結(jié)果一致。本研究中，龍眼原汁經(jīng)過PEF殺菌處理后L*值、b*值與CK組不存在顯著性差異，說明PEF處理對龍眼原汁色差影響最小。

大部分果汁都含有大量熱敏性物質(zhì)，殺菌處理可能會破壞果汁中敏感的營養(yǎng)成分，導(dǎo)致風(fēng)味劣變、產(chǎn)生熱臭或其它一些難以控制的不良變化，從而造成產(chǎn)品的質(zhì)量下降。吳瓊等[28]在研究不同殺菌方式處理對桑葚原汁品質(zhì)影響時發(fā)現(xiàn)，與未殺菌桑葚原汁相比，可溶性固形物、總酚含量、總糖含量經(jīng)PS和UHT處理后都出現(xiàn)了較顯著下降趨勢；謝國芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3種滅菌方式對藍(lán)莓原汁理化性質(zhì)的影響時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過不同殺菌處理后，與未殺菌藍(lán)莓汁相比，pH值沒有發(fā)生顯著變化；陶曉赟[33]在研究熱處理、PEF殺菌等處理對藍(lán)莓汁品質(zhì)影響時發(fā)現(xiàn)，熱處理后藍(lán)莓汁抗壞血酸含量顯著降低，而PEF殺菌能較好的保持抗壞血酸含量；這與本研究結(jié)果基本一致。在本研究中，不同殺菌方式對龍眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影響較小（p>0.05）；經(jīng)PEF殺菌的龍眼原汁其TSS、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量與CK組相比沒有發(fā)生顯著變化（p>0.05），總酚、抗壞血酸、總酸變化幅度比PS、MS和UHT殺菌小。

綜上所述，在龍眼原汁實(shí)際生產(chǎn)中，PS、MS、UHT、PEF殺菌方式均能達(dá)到商業(yè)無菌要求。不同殺菌方式對龍眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影響較小（p>0.05）。經(jīng)過PEF殺菌處理后，龍眼原汁L*值、b*值、TSS、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量與CK組不存在顯著性差異（p>0.05），總酚、抗壞血酸、總酸含量的變化幅度比PS、MS和UHT殺菌小，說明PEF殺菌處理不但較好地保持了龍眼原汁的色澤，而且能夠更好地保持龍眼原汁的營養(yǎng)成分，是較適合龍眼原汁的一種殺菌方式。高壓脈沖電場殺菌與傳統(tǒng)的殺菌技術(shù)相比不僅節(jié)能、省時、無污染，而且還能最大程度的保持食品的天然特性，是一種有較好應(yīng)用前景的非熱加工技術(shù)[34]，值得在龍眼原汁加工領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

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