超高压与热处理对荔枝品质影响的研究

杨珊珊,李汴生,刘伟涛,梅灿辉,武玉艳

(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640)

超高压与热处理对荔枝品质影响的研究

杨珊珊,李汴生＊,刘伟涛,梅灿辉,武玉艳

(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640)

对比分析了热处理和高压处理达到商业杀菌要求的基础上分别对荔枝汁感官品质的影响,同时探讨分析处理后果汁理化性质和感官品质的变化。结果表明,热处理和高压处理均使果汁总糖含量增加,而总酸含量有所下降,超高压处理后果汁总酸含量相对下降更大。不同杀菌方式处理后果汁中可溶性固形物变化不显著(P>0.05),超高压处理(450MPa,5min)能显著降低单宁的含量,从感官评价角度看,超高压杀菌处理后果汁品质相对于热处理效果更佳,当超高压达到 450MPa,保压 5min处理后的果汁样品总体评价优于其他条件处理的果汁样品。

超高(静)压,感官分析,POD酶,非酶褐变

1 材料与方法

1.1 材料与设备

荔枝汁 市售荔枝(白蜡),新鲜饱满,成熟度适中,挑选大小均匀、形态良好的果实,清洗后去皮、核,榨汁,过滤离心 (3000r/min,5min)后装于耐高压塑料袋 (80×80mm)中,不留顶隙,双层密封,4℃冰箱中贮藏;化学试剂 均为分析纯。

超高压食品处理装置 包头科发新型高技术食品机械有限公司;CR-400便携式色彩色差计KON I CA M I NOLTA SENSI NG,I NC;501超级恒温水浴锅。

表 1 感官分析评价指标

表 2 超高压处理和热处理杀菌效果

1.2 实验方法

1.2.1 微生物检测 细菌总数:按国标 GB/T 4789.2 -2003的方法进行检测;大肠杆菌:按国标 GB/T 4789.3-2003的方法进行检测。

1.2.2 果汁理化指标的检测

1.2.2.1 色泽的测定 采用 CR-400便携式色彩色差计进行测定。L值表示亮度 (Lightness),其值从 0到 100变化,0表示黑色,100表示白色;a值红色度(Redness),表示从红到绿的值,60为红色,-60为绿色;b值表示黄色度(Yellowness),表示从黄色到蓝色的值;60为黄色,-60为蓝色。

1.2.2.2 可溶性固形物、总糖、总酸的测定 按果汁行业标准 SB/T 10203-1994进行检测,可溶性固形物采用阿贝折光仪法,总糖以及总酸均采用直接滴定法。

1.2.2.3 过氧化物酶 (POD)活力的检测 将制备后需处理的果汁于 4℃离心 20min,取上清液即为粗酶液。用 pH=6.5的 0.1mol/L的磷酸盐缓冲液配制愈创木酚溶液,将 1mL粗酶液加入其中,混匀,计时, 5min后测定 510nm波长的OD值随时间的变化。测定时以水为空白,以失活的果汁代替粗酶液在同样条件下测定为对照。酶活力以酶促反应体系在510nm的吸光度变化(OD)表示,OD值按下式计算:

OD=OD5min-OD对照

处理后相对酶活力的定义:相对活力 =(处理后样品活力/处理前样品活力)×100%

1.2.3 感官分析 按照 Khalid的方法[4]和调整后的Torry标准[5]进行,感官评价由 10名感官专业人员评价,不同处理的样品各取三个平行样,以未处理的新鲜荔枝汁为对照样,每份样品均为 15mL。每份样品以三位数号码随机编码,随机发放,严格按国际标准进行评价,评分标准如表 1。

1.2.4 超高压处理和热处理条件 超高静压处理:常温下将制备后样品置于高压容器内,密闭,选取400MPa处理 10min、450MPa处理 5min两个条件;热处理:选取水浴 72℃(样品中心温度)处理 3min。

实验中,取等量 (10mL)常温常压 (25℃, 0.1MPa)下未经处理品做对照样,所有样品在 4℃下贮藏。

2 结果与讨论

2.1 热杀菌和超高压杀菌达到商业无菌的条件确定

参考相关文献,在国内外研究学者的基础上选定压力和温度点,经过前期预备实验,所取处理条件均可达到商业杀菌水平(菌落总数 <100cfu/mL)。

2.2 不同杀菌处理对果汁理化性质的影响

2.2.1 不同杀菌处理对果汁组成成分的影响 经过不同杀菌处理的样品总糖与未处理的新鲜样品对比变化如图 1所示。72℃,3min以及 450MPa,5min处理的样品其总糖含量较未处理的有显著的增加,但400MPa,10min却没有显著的变化。

图 1 超高压和热处理对荔枝汁总糖的影响

如图 2所示,可见不同处理的荔枝汁样品总酸的变化。高压处理的总酸含量显著低于未处理和热处理的总酸含量,但是热处理与未处理果汁之间没有显著变化。

图 2 超高压和热处理对荔枝汁总酸的影响

果汁中的单宁是提供涩味的主要物质,而且也是果汁非酶褐变的一种。从图 3可见,450MPa,5min处理的单宁要显著低于未处理果汁中的;400MPa, 10min处理的却没有变化;经过热处理的单宁含量较对照样品也有显著的降低。

果汁的可溶性固形物包括能溶于水的糖、酸、维生素、矿物质等成分。由图 4可见,不同处理方式的样品可溶性固形物基本上没有变化。

以上各成分的变化都对感官品质的变化有显著的影响,因此这部分与感官放在一起讨论。

表 3 超高压和热处理对荔枝汁色泽的影响

表 4 不同处理后荔枝汁的感官评价

图 3 超高压和热处理对荔枝汁单宁的影响

图 4 超高压和热处理对荔枝汁可溶性固形物的影响

2.2.2 不同杀菌方式对酶活的影响 选取的不同杀菌方式对荔枝汁中 POD酶的酶活测定结果如图 5所示。

图 5 超高压和热处理对荔枝汁中 POD酶活的影响

超高压处理对酶活性的影响主要表现在对酶蛋白三级结构的影响上。已经发现,超高压处理可以破坏维持蛋白质三级结构的一些次级键,如氢键、盐键、疏水键等,导致蛋白质的空间结构崩溃,发生变性[6]。酶的活性与酶蛋白的三级结构密切相关,其三级结构受到破坏,活性自然受到影响[7]。酶对超高压处理的敏感性不同,在同一环境下,不同的酶对超高压处理的敏感性不同,而在不同的环境下,超高压处理对同一种酶的影响程度也不一样。在热加工处理中,POD被认为是一种最难钝化的酶,因此被作为灭酶效果的指标酶[8]。从图 5可以看出,在所选取的同时达到商业杀菌的热处理和超高压处理条件下, 400MPa,10min处理条件所测得 POD酶相对活力最小,其次是 72℃,3min热处理,最大的是超高压450MPa,5min处理,在较大压力下处理后酶相对活力反而增大,这与黄丽等[9]的研究结论是一致的。

2.2.3 不同杀菌处理对果汁色泽的影响 超高压和热处理后荔枝汁色泽的变化如表 3所示。

由表 3可知,不同杀菌处理过的荔枝汁与未处理的对照样L值存在显著差异 (P<0.05)。由 L值可以看出,热杀菌处理的果汁与 400MPa,10min和450MPa,5min也存在显著差异 (P<0.05),即高压处理和热处理均是亮度增加,而高压处理的增加幅度显著大于热处理。由 a值可以看出,72℃,3min热处理与 400MPa,10min高压处理均与对照样无显著差异(P>0.05),但对照样与 450MPa,5min高压处理存在显著降低(P<0.05),即未处理及其他处理方式颜色较该处理偏红。从 b值可以看出,对照样与热处理和高压处理的样品均存在显著差异 (P<0.05),可以看出荔枝汁各处理方式后颜色均偏黄。

综合以上变化,总体而言,高压处理的颜色会更加接近原汁,且可能有改善效果,尤以 450MPa,5min条件为佳。但是荔枝汁的色泽变化趋势与酶活力的变化趋势不一致 (图 5),这说明引起颜色变化不仅是酶促褐变的作用,还有非酶褐变的作用。但是这又与单宁含量变化不一致,说明可能不只是单宁氧化所造成的非酶褐变,还可能包括美拉德反应等其他因素。

2.3 不同杀菌处理果汁感官评价

由表 4得知,色泽方面热处理显著较原汁和高压处理的颜色更加深,这也与色差计所测得的规律一致,这可能是由于热处理褐变程度更大的缘故。然而在滋味方面感官变化不大,只是甜味变化尤其突出,高压处理后的果汁甜味显著增加,这是由于高压处理后糖酸比增加的缘故,这与糖酸比的变化规律也是一致的。另外热处理后,尤其独有的蒸煮味,这种味道像是腐烂的地瓜味,口味严重受到影响。另外香气变化也是不同方式处理后变化较为明显的部分,首先新鲜荔枝独有的果香在热处理的时候损失较大,反而产生了令人较为反感的蒸煮气味,高压处理的样品不会产生这种怪味,但是果香会较新鲜荔枝淡。

3 结论

3.1 从杀菌效果均能达到商业杀菌的要求的基础上,对比分析了热处理和高压处理对荔枝汁感官品质的影响,同时从果汁理化性质的变化分析了果汁感官品质变化的原因。

3.2 热处理和高压处理均有增加总糖含量的趋势,然而总酸含量却有所下降,超高压处理的总酸含量相对下降幅度更大,从而导致果汁中糖酸比变化更大。果汁中的可溶性固形物经过不同处理后变化并不明显。高压处理当压力和时间达到要求 (450MPa, 5min)时,能显著降低单宁的含量,若没有达到,则影响不大。

3.3 实验中的处理条件不论是高压还是热处理,均不能完全杀灭 POD酶活力。

3.4 不同杀菌方式均达到商业杀菌的基础上,从感官评价角度认为超高压处理相对于热处理更佳。虽然前者也会导致滋味上的变化,但是热处理会带来令人反感的蒸煮味及气味,而且其褐变程度也较为显著。

本实验研究不同杀菌方式处理果汁的生产工艺,在目前实际生产中,热处理在成本和工艺程序上具有优势,但是超高压杀菌处理具有热处理难以达到的效果,在降低其加工成本和简化生产工序后,高压杀菌处理将具有极大的应用前景。

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[9]黄丽,孙远明,潘科,等 .超高压处理对荔枝果汁品质的影响[J].农业工程学报,2007,23(2):259-261.

Study on quality of litchi juice treated by ultra-high pressure and heat processing

YANG Shan-shan,L I Bian-sheng＊,L IUW ei-tao,M EICan-hui,W U Yu-yan
(College ofLight Industry and Food Sciences,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

Sensory qua lity changes of litchi juice we res tud ied,baseon achievem ent comm e rc ia l s te riliza tion requirem ents by hea t trea t m ent and ultra-high p ressure(UHP)trea tm ent sep a ra te ly.And the reasons of changes we re surveyed as we ll.The results showed tha t tota l suga r content of fruit juice was inc reased by both trea tm ents, but tota l ac id content was dec reased,and it was dec reased g rea te r by UHP.Solub le solids d id not change s ignificantly(P>0.05),and ultra-high p ressure trea tm ent(450M Pa,5m in)can s ignificantly reduce the tannin content.The sensory eva lua tion of juice qua lity by UHP was be tte r than hea t trea tm ent.W hen p ressure achieved 450M Pa,hold ing5m in,ove ra ll assessm ent of juice qua lity was sup e rior to othe r cond itions of the juice samp les.

ultra-high p ressure;sensory ana lys is;POD enzym e;non-enzym e b rowning

TS255.44

A

1002-0306(2010)01-0095-04

目前,针对频发的食品安全事件,食品安全问题已引起人们的高度警惕,为了同时满足消费者对食品质量安全和新鲜度的要求,食品杀菌技术得到进一步发展。在果蔬汁的杀菌处理上,目前仍以热力杀菌为主,同时非热杀菌技术也有较多的研究,其中超高静压(HP)和高压脉冲电场(PEF)就是研究较多的非热杀菌技术。高压食品加工就是在常温的条件下,对食品原料施加 100～1000MPa,甚至更高的流体静压力,使蛋白质变性、酶失活、微生物死亡等,但不会破坏食品中的热敏性成分,如挥发性物质、维生素、香气成分以及其他有利于食品风味的物质成分、营养成分等[1-3],从而达到食品灭菌、保鲜及贮藏的目的。本实验对比分析了相同杀菌条件下,不同杀菌方式对荔枝汁品质的影响,同时分析了不同处理方式后果汁的理化品质和感官分析,对果汁货架期品质的影响也做了分析,以期找到一种加工荔枝汁的较好工艺。

2009-02-27 ＊通讯联系人

杨珊珊 (1986-),女,硕士研究生,主要从事食品加工和保藏研究。

国家高技术研究发展计划 (863计划)重点项目(2007AA100405)。