超高压和高温瞬时杀菌对蓝莓汁品质影响的比较*

房子舒，易俊洁，张雅洁，孔民，胡小松，张燕

(中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，农业部果蔬加工重点开放实验室，北京，100083)

蓝莓是一种小浆果，果实呈蓝色，果肉细腻，甜酸适口，且具有香爽宜人的香气［1］，是杜鹃花科、越橘属植物(Vaccinium spp.)。主要分布在北半球(寒)温带地区，从国外引进的蓝莓品种原产于北美等地，主要分布在我国东北的大、小兴安岭及海南等地区［2］。蓝莓汁不仅营养价值高，还含有大量对人体健康有益的物质，包括抗氧化物(VA、VC，VE)、花色素苷、果胶物质、SOD、黄酮等成分［3－4］。

超高压(high hydrostatic pressure，HHP)技术作为一种新兴的非热加工技术，既能保证食品的微生物安全性，又能保持食品色泽、风味、营养价值等方面的质量品质［5］，实现对果蔬汁产品最少加工［6］的目标。HHP技术是一个物理过程，其基本效应是减少样品的体积(即是减少物质分子间、原子间的距离)，从而使得物质的电子结构和晶体结构发生变化［7］。HHP技术应用于食品领域进行杀菌时，压力仅作用于对生物大分子立体结构有贡献的氢键、离子键和疏水键等非共价键，对维生素、色素和风味物质等小分子化合物的共价键无明显影响，从而保持了食品原有的营养、色泽和风味［8］。

高温瞬时(high temperature short time，HTST)杀菌技术是一种传统的热力杀菌法，虽然广泛应用于食品领域中，但易使食物的色泽和品质发生改变。随着HHP技术逐渐被人们认可，包括我国在内的世界上许多国家都开始着手于其应用研究，目前该技术已经成功应用于西瓜汁、草莓汁、苹果汁和芒果汁等果汁加工中［9］，但并未见其在蓝莓汁中的应用。本文旨在通过HHP杀菌技术对蓝莓汁品质的影响和传统热力杀菌比较，得出适合的蓝莓汁杀菌工艺，从而为蓝莓汁杀菌工艺提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蓝莓汁，采用大兴安岭野生蓝莓制作;无水乙酸钠(分析纯)，哈尔滨化工化学试剂厂;HCl(分析纯)，哈尔滨化工化学试剂厂;KCl(分析纯)，哈尔滨市化工试剂厂;NaOH，哈尔滨市化工试剂厂;PCA培养基，北京奥伯星生物技术有限责任公司;NaCl，哈尔滨化工试剂厂

HHP-650超高压设备，包头科发新型高技术食品机械有限责任公司;FT74X HTST高温瞬时设备，中国农业大学;LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂;PHX智能型生化培养箱，宁波莱福科技有限公司;WZS-1阿贝折光仪，上海实验仪器厂;GL-20B冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂;UV—1800型分光光度计，日本岛津SHIMADZU公司;SC-80C色差仪，北京Kang guang公司;851型电位滴定仪，瑞士万通公司;PB-10型pH计，Strtorius公司。

1.2 实验方法

1.2.1 杀菌方法

将制备好的蓝莓汁平均分成所3份，1份进行550 MPa、5 min的超高压(HHP)灭菌处理;1份进行121℃、5 s的高温瞬时(HTST)灭菌处理;另外1份为空白对照。

1.2.2 菌落总数的测定

参考国家标准GB4789.2－2010食品安全国家标准——菌落总数的测定方法。

1.2.3 悬浮稳定性测定

悬浮稳定性［10］:代表一定离心力作用下，体系的混浊稳定性。取10 mL样品于4 200×g离心力下离心15 min，所得上清液在660 nm处测OD值，以去离子水为空白。OD值越大表示悬浮稳定性越好。

1.2.4 花色苷测定

采用pH示差法。将果汁稀释至一定浓度，取2个10 mL容量瓶各加入1 mL花色苷提取液(或果汁)，分别用pH 1.0缓冲液［V(0.2 mol/L KCl)∶V(0.2 mol/L HCl)=25∶67］和pH4.5缓冲液［V(1 mol/L NaAc)∶V(1 mol/L HCl)∶V(H2O)=100∶60∶90］定容，在冰箱中静置1 h，用分光光度计分别在510 nm和700 nm下测吸光值［11－12］。总花色苷含量total anthocyanins content，TAcy)计算(结果以矢车菊色素-3-葡萄糖苷计):

式中:26 900为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数;449.2为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔分子质量。

1.2.5 色差测定

果汁的颜色是果汁品质的重要指标，需在处理后1 h内测定，加满样品，用色差仪在透射模式测定颜色。仪器用黑板和白板等校正。颜色用L*，a*和b*值表示。L*值代表果汁的明度，a*值正为红色负为绿色，b*值正为黄色负为蓝色。

1.2.6 蓝莓汁理化性质的测定

1.2.6.1 可溶性固形物测定

采用阿贝折光仪，以去离子水作为空白。测定结果的单位为°Brix。

1.2.6.2 可滴定酸测定

用自动滴定仪测定蓝莓汁可滴定酸，模式选择pH 8.1。量取15 mL蓝莓汁，用0.1 mol/L的NaOH进行滴定。到达滴定终点仪器自动停止，记录滴定体积计算可得，单位为mol/L。

1.2.6.3 pH测定

用pH计测定，将仪器探头浸入蓝莓汁中待数值稳定后记录数据。

2 结果与讨论

2.1 不同杀菌方式对蓝莓汁菌落总数的影响

杀菌效果如表1所示，蓝莓汁的初始菌数很少，仅为1个对数值左右。HHP处理和HTST处理后的蓝莓汁菌落总数都满足了GB19297－2003果蔬汁饮料的微生物安全标准(菌落总数≤100 CFU/mL)。以上结果说明，超高压和高温瞬时处理均可达到较好的杀菌效果。这符合苏世彦在超高压杀菌技术在果汁饮料生产中应用的论述［13］。

表1 不同杀菌方式对蓝莓汁菌落总数的影响

2.2 不同杀菌方式对蓝莓汁悬浮稳定性的影响

不同杀菌方式对蓝莓汁悬浮稳定性的影响如图1所示。结果表明，与对照相比，HHP处理组的悬浮稳定性几乎没变(P＞0.05)。而HTST处理组的悬浮稳定性则大大下降，远低于HHP处理组的(P＜0.05)。这可能是因为超高压压力仅作用于对生物大分子立体结构有贡献的氢键、离子键和疏水键等非共价键，而不会影响蓝莓汁中大量存在的果胶等小分子物质，从而减少了果汁稳定性的变化。而高温瞬时加工则会较大程度的破坏果胶分子，使其受热分解，持水力下降，果汁稳定性也下降。同时，由于较高的温度导致果汁中存在的蛋白质和糖发生美拉德反应，持水性物质减少，因此果汁悬浮稳定性下降较多。

图1 不同杀菌方式对蓝莓汁悬浮稳定性的影响

2.3 不同杀菌方式对蓝莓汁花色苷含量的影响

不同杀菌方式对蓝莓汁花色苷含量的影响结果如图2所示。结果表明，HHP加工的果汁中花色苷含量变化不大(P＞0.05)，仅下降了2%左右，而HTST处理的蓝莓汁中花色苷降低较多(P＜0.05)，下降了大约14%。此结果与张微［14］的超高压和热处理对热带果汁品质影响的比较研究一致。这是因为，超高压只是引发氢键之类的弱结合变化，使分子空间结构变化而无损基本特性。而高温瞬时处理由于较高的温度会引起花青素这类热敏性物质的分解，因此热处理组的花色苷损失较多。即超高压可以较好的保留蓝莓汁中花青素等小分子。

图2 不同杀菌方式对蓝莓汁花色苷的影响

2.4 不同杀菌方式对蓝莓汁色泽的影响

如图3所示，HHP处理组与未处理组的色泽几乎没有差异(P＞0.05)，而HTST处理组的蓝莓汁明度值、红度值、黄度值均有所上升(P＜0.05)，说明蓝莓汁发生了一定程度的褐变。高温瞬时杀菌会引发果汁中糖和蛋白发生美拉德反应，花青素、Vc和多酚等小分子物质发生降解，从而生成褐色物质引起果汁褐变。而超高压不会带来较大温度升高，所以降低了上述反应的发生率。曾有研究证明，超高压处理对番茄中的番茄红素［15］没有影响，对橘子汁色泽［16］也没有作用。而Skrede［17］等发现草莓中最大的Vc损失是在热处理过程中。抗坏血酸盐的衰变也可能与颜色的改变有关。

图3 不同杀菌方式对蓝莓汁色泽的影响

2.5 不同杀菌方式对蓝莓汁理化指标的影响

如表2所示，HHP蓝莓汁的各项理化指标均与未处理组基本一致。与HHP相同，HTST处理组的pH值变化不大(P＞0.05)，但其可溶性固形物含量和可滴定酸浓度降低较多(P＜0.05)。这是由于超高压技术对食品中小分子化合物类物质不会有直接的破坏作用，因此可溶性固形物和可滴定酸与未处理组基本相同。而热处理则因高温导致果汁中可溶性糖的分解以及可溶性酸的分解。

表2 不同杀菌方式对蓝莓汁理化性质的影响

3 结论

超高压杀菌与高温瞬时杀菌均使蓝莓汁达到果蔬汁饮料的微生物安全标准。但超高压处理组的悬浮稳定性、花色苷含量远远高于高温瞬时处理组。同时，超高压处理组的色泽和理化指标较未杀菌时无显著变化，但高温瞬时杀菌则发生了一定程度的改变。综上所述，超高压杀菌技术较好地保持了食品固有的营养、品质、风味、色泽和新鲜程度，符合消费者对果汁营养和原汁原味的要求。

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