超高压和热处理对蓝莓汁品质的影响*

陶晓赟，王寅，张蒙，李路宁，张师，孙爱东

1(北京林业大学生物科学与技术学院食品科学与工程系，北京，100083;

2(林业食品加工与安全北京市重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

蓝莓富含氨基酸、维生素、果胶、SOD、矿物质等，尤其是花青素含量居各种水果之冠，VC含量是苹果的几十倍，被誉为“浆果之王 ”［1－2］。蓝莓含有的多种活性物质使之具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、改善视力、保护神经、预防心脑血管疾病、增强机体免疫力等功能［3－9］，因此被联合国粮农组织(FAO)确定为人类五大健康食品之一。传统的热杀菌在杀菌的同时往往会对食品，尤其是热敏性的食品产生不良影响，如色泽改变，营养损失、风味变化等。随着人们生活水平的提高，消费者对食品营养、感官品质、色泽风味的要求越来越高，非热加工技术营养、安全的特点，将会对传统食品加工形式带来巨大变革。超高压(ultra high pressure，UHP)处理技术作为非热杀菌技术的一种，具有营养损失少、处理温度低、安全性好、耗能少等优点而被应用于食品的杀菌［10－11］、抑酶［12－13］及改善物料性质［14－15］等方面。本研究采用超高压技术作为非热力杀菌手段，研究超高压处理对蓝莓汁的杀菌效果，并从VC、花青素、总酚、可滴定酸、还原糖、可溶性固形物(Brix)及色泽等方面分析超高压处理后蓝莓汁货架期的品质变化，以期为实践应用提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓，由辽宁丹东市有机食品有限公司提供，果实成熟，紫黑色，含水率88%，于－80℃冷藏待用;氢氧化钠、无水乙醇 、硫酸铜、酒石酸钾钠、冰乙酸、乙二胺四乙酸二钠、固蓝盐B、抗坏血酸、福林酚、碳酸钠北京蓝弋试剂有限公司，分析纯。

1.2 实验设备

九阳榨汁机，九阳股份有限公司;色差仪，北京奥依克光电仪器有限公司;752紫外分光光度计，上海美普达仪器有限公司;抽滤脱气装置、FR-600自动薄膜封口机，东莞市金桥科技电器制备有限公司;超高压设备，包头科发新型高技术食品机械有限责任公司。

1.3 实验方法

1.3.1 果汁制备

蓝莓→常温解冻→清洗→晾干→漂烫→1∶6(质量比)加水榨汁→4℃，4 000 r/min下离心20 min→过滤→脱气→定量、封袋(100 mL/袋)→杀菌(超高压/热处理)→微生物指标、理化指标

蓝莓汁的pH值为3.3左右。

1.3.2 蓝莓汁不同处理条件

热处理方式模拟巴氏杀菌，温度90℃，时间15 s。超高压处理参数的选定:压力400 MPa，保压时间10 min。

1.3.3 菌落总数的测定

根据国家食品微生物检测标准GB4789.2－1994平板计数法检测菌落总数。贮藏期内杀菌效果用lg N表示，N为样品的微生物数，CFU/mL。

1.3.4 品质指标测定

蓝莓汁杀菌后，测定VC、花青素、总酚、可滴定酸、还原糖、可溶性固形物(Brix)及色泽等理化指标的变化。在4℃下贮藏，每隔10 d进行。

(1)VC含量的测定:GB/T 5009.159—2003《食品中还原型抗坏血酸的测定》的方法测定。

(2)花青素含量的测定:采用pH示差法。

(3)可滴定酸的测定:采用电位滴定法。

(4)总酚含量测定:采用Folin-Ciocalteu＇s法测定总酚含量。

(5)可溶性还原糖的测定:直接滴定法。

(6)可溶性固形物含量Brix的测定:采用折光计法，测量样品溶液的温度如果不在标准温度(20℃)时，查温度校正表进行修正。

(7)CIE L*a*b*三刺激颜色测定:采用色差仪对蓝莓汁的CIE L*(亮度)、a*(红值)、b*(黄值)三刺激颜色进行测定。

L*值表示亮度，范围在0～100，L*值越高表明样品表面越白。a*＞0表示红值、a*＜0表示绿值。b*＞0表示黄值、b*＜0表示蓝值。通过下述公式计算饱和度C*和总色差ΔE。

1.4 数据处理

本试验所得数据采用软件Excel、SPSS进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 超高压和热处理对蓝莓汁杀菌效果及品质的影响

2.1.1 不同杀菌方法对蓝莓汁中微生物的影响

超高压对微生物的抑制和致死是由于微生物的形态结构、细胞壁膜、生物化学反应、基因机制等方面的变化，影响微生物原有的生理活动机能，甚至使微生物原有功能破坏或发生不可逆变化［16］。由表1可知，超高压处理后的蓝莓汁菌落总数急剧下降，灭菌率在 99.92%以上，符合果、蔬汁饮料卫生标准(GB19297－2003);且超高压与热处理的杀菌效果相当。

表1 不同杀菌方法对蓝莓汁中微生物的影响

2.1.2 不同杀菌方法对蓝莓汁理化指标的影响

表2显示了超高压对蓝莓汁理化指标的影响。与对照相比，经过超高压和热处理后，蓝莓汁中的总酚、可滴定酸、还原糖、Brix变化不大。热处理后蓝莓汁中VC损失13.41%，花青素损失3.36%，而超高压处理后VC损失5.31%，花青素损失了3.98%。有文章报道，在低温或常温下，高压对果蔬汁中花青素的影响较小。但温度较高时，高压会加速花青素降解，可能是由于高压导致花青素与其他黄酮类物质发生共价结合［17］。

表2 不同杀菌方法对蓝莓汁理化性质的影响

2.1.3 不同杀菌方法对蓝莓汁色泽的影响

表3显示的是蓝莓汁经过处理后颜色的变化。蓝莓汁经超高压处理后，L*值显著大于热处理样品;a*值增大，表明蓝莓汁更偏向于红色;饱和度C*更好。表明经过超高压处理蓝莓汁表现出更诱人的颜色。这与张文佳［18］、Patras［19］等人的研究结果一致。

表3 不同杀菌方法对蓝莓汁色泽的影响

2.2 贮藏期内超高压和热处理对蓝莓汁微生物和理化性质的影响

2.2.1 贮藏期间不同处理蓝莓汁微生物的变化

图1是贮藏期间不同杀菌处理方式对蓝莓汁微生物的变化情况。由图1可知，对照蓝莓汁贮藏40 d后菌落总数达6.05个对数，并且开始腐败变质。超高压和热处理后的蓝莓汁菌落总数增加缓慢，贮藏40 d后，仍符合国家果、蔬汁饮料卫生标准。

图1 贮藏期间不同杀菌处理方式对蓝莓汁微生物的变化

2.2.2 贮藏期间不同处理对蓝莓汁VC含量的变化

图2显示的是贮藏期内蓝莓汁VC含量的变化。贮藏40 d后，对照、超高压和热处理的蓝莓汁，VC分别损失了23.71%、26.61%、36.58% ，很明显，超高压处理能更好的保持蓝莓汁中的VC。

图2 贮藏期间不同杀菌处理对蓝莓汁VC含量的变化

VC是一种热敏性维生素，其降解速率与物料中氧含量有关。其降解可分为2种:(1)有氧降解，果汁在贮藏初期，果汁中及上部顶隙含有氧气，故VC的主要降解途径是有氧降解;(2)无氧降解，当果汁中的氧气完全消耗或低至某一浓度时，无氧降解占主导，酸可催化此类降解［20］。由图2可以看出，还原型VC在贮藏初期的损失速率高于在后期的损失速率。超高压会使食品体系中活性氧增加、加速氧与VC的接触，使VC发生氧化。但超高压处理对VC的保存率要远高于热处理。

2.2.3 贮藏期间不同杀菌处理对蓝莓汁花青素含量的变化

图3显示的是贮藏期内不同处理对蓝莓汁花青素含量的变化。花青素是果蔬汁中重要的呈色物质和功能性成分，外界因素和内源酶会导致花青素的降解［21］。在贮藏前期，果汁及上部顶隙中含有氧气使花青素降解速率较高，经过40 d贮藏，对照、超高压和热处理的蓝莓汁，花青素分别损失了33.94%、21.86%、25.64%。超高压和热处理的蓝莓汁花青素含量均高于对照，可能是由于超高压和热处理使蓝莓汁中的酶发生钝化。

图3 贮藏期间不同杀菌处理对蓝莓汁花青素含量的变化

2.2.4 贮藏期间蓝莓汁总酸、还原糖、可溶性固形物、总酚含量的变化

图4显示的是在贮藏期间，蓝莓汁总酸、还原糖、可溶性固形物、总酚含量的变化。由图4中可以看出，超高压和热处理后的蓝莓汁总酸、还原糖、可溶性固形物含量都没有显著变化，说明这些物质可以稳定的存在于果汁中。在贮藏前20 d，总酚类物质含量变化也不显著;在贮藏后期，总酚含量明显下降，但超高压和热处理的酚含量都高于对照样品。这是可能由于(1)酚类物质上的羟基易被氧化。(2)酚类物质与金属离子反应生成黑色物质。(3)酶促褐变和非酶促褐变的发生［22］。

3 结论

超高压可有效杀灭蓝莓汁中的微生物，经过超高压处理的蓝莓汁，在4℃下贮藏40 d后菌落总数为1.3个对数，满足商业无菌要求。

由于L*值和a*值的增大，经过超高压处理的蓝莓汁颜色变化ΔE要大于热处理，使蓝莓汁表现出更诱人的红色。

超高压处理不影响蓝莓汁的总酸、还原糖、可溶性固形物的含量。与热杀菌相比，超高压能更好的保持蓝莓汁中VC、花青素等热敏性成分。超高压这种非热加工技术适用于蓝莓果汁的生产要求。

图4 贮藏期间不同杀菌处理对蓝莓汁总酸、还原糖、可溶性固形物、总酚含量的影响

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