超高压技术在五味子饮料加工中的应用

五味子具有养肝护肝、改善睡眠等功效，超高压技术本质上是一种冷杀菌技术，在五味子饮料加工中使用超高压技术，可以有效防止五味子饮料产生蒸煮气味，有效降低对香气、口味的影响，并改善饮料的口感。

1. 材料与设备

1.1 材料与试剂

五味子，采购于山东省菏泽市鄄城县；五味子乙素，成都德思特生物技术有限公司；CHCl3，茂名市润景化工有限公司；100目柱层析硅胶，青岛邦凯高新技术材料有限公司；H2SO4，柳州市登榜贸易有限公司；C10H8O8S2，上海鼓臣生物技术有限公司；蔗糖，上海密尔克卫供应链管理有限公司。

1.2 仪器与设备

粉碎机，潍坊市精华粉体工程设备有限公司；分光光度仪，爱色丽色彩科技有限公司；超高压等静压机，太原市鸿煷机械设备股份有限公司；电子天平，北京市赛多利斯有限公司；旋转蒸发器，杭州庚雨仪器有限公司。

2. 实验与方法

2.1 木脂素测定

利用变色酸比色法测定五味子中的木脂素含量。具体而言，将五味子制成粉末，取2g粉末，加入溶剂后做密封处理；在超高压环境下处理密封的五味子，对五味子粉末试样进行过滤，将滤液装在容量瓶内进行定容操作，定容后获取待测量的提取液。按照下述公式，对五味子提取液中的木脂素含量进行计算：

总木脂素得率=提取液中含有的总木脂素质量/五味子样品质量×100%

2.2 提取有效成分

使用传统工艺提取五味子的有效成分时，一般利用温度、溶剂、固液比来确定提取液成分的有效性。利用超高压技术提取五味子的有效成分时，需要在常温条件下进行，故将传统提取工艺中的温度因素排除，以压力作为取代温度的影响因素。为了保障五味子饮料批量生产的合理性、经济性，将超高压技术的试验压力最大值确定为500MPa、最小值确定为100MPa，C2H5OH浓度最大值为90%、最小值为30%，固液比最大值为1：10、最小值为1：90。采用均匀设计法优化处理五味子中的木脂素，保证其配比溶度，使其发挥有效成分的作用。

2.3 超高压技术下的五味子饮料制作工艺

优质五味子→清洗、干燥→粉碎→混合五味子与溶剂并热封→超高压提取→使用孔径为0.105mm的筛网进行过滤→减压浓缩→添加体积分数为5%、1%的食用酒精各30mL→设定超高压压强为400MPa，持续灭菌5min→密封冷藏保存。

3. 结果与分析

3.1 有效成分提取工艺参数优化

有效成分提取工艺参数优化如表1所示，分析发现，当C2H5OH浓度下降至45%时，相应的木脂素总量下降。

3.2 超高压对五味子饮料的杀菌与抑酶效果

超高压对五味子饮料的杀菌与抑酶效果如表2所示，当压力值由100MPa上升至400MPa，相应的杀菌率也随之提升。超高压实验在25℃环境下进行，确定处理压力为400MPa条件下持续处理15min，相应的菌落总数下降至（154.13±1.56）CFU/mL。超高压处理压力下降至300MPa，相应的菌落总数下降速度放缓，继续提升压力至500MPa，菌落总数下降速度加快，由（2.6×103±0.93）CFU/mL下降至（58.9±0.65）CFU/mL。

4. 讨论

超高压技术通常要求温度设置为低温或常温，最大压力可达到1000MPa、最小压力为100MPa，被视作一种冷加工技术，在食品加工业中被广泛应用。食物的内部酶活性在超高压环境下发生变化，表现为蛋白质变性、淀粉糊化，具有钝酶、杀菌的效果。食品在超高压技术的作用下发生物理变化，由于高压环境对液态介质中的实物体积的压缩功能，使得物料在高压压缩条件下形成细胞形态，并发生物态改变，相应的高分子立体结构发生非共价键变化，蛋白质、淀粉等物质发生变性反应，酶则无限趋近于失活状态，大部分微生物死亡，从而达到杀菌、抑酶的效果。

食品加工中使用的超高压技术主要运用了两个原理：一是Pascal原理。食品在超高压处理下，压力传送展现出均匀性、迅速性等特点，这种特点与食品的外形、容积变化无关，且不存在压力梯度、消耗能源水平较低的问题。二是Le Chatelier原理。超高压处理食品的过程中，食品内部的反应平衡逐渐移动至平衡状态。

使用超高压技术对食品进行处理，能够最大限度地将食品加工后的色泽、口味等维持在食品原材料时的状态，在蛋白质变性、淀粉糊化影响下，产生具有全新物性的食品，同时展现出高度的安全性和更低的污染水平。

众多发达国家已在食品加工中长期使用超高压技术，加工得到的食品也具有较高的安全性。尤其是将超高压技术应用在饮料加工中可以获得理想的杀菌效果，最大程度上将饮料的口感、营养价值、色泽等维持在与原材料相接近的水平，在不使用食品添加剂的情况下，有效延长保质期。

将超高压技术应用于五味子饮料加工中，五味子受到高压的影响，其悬浮颗粒粒径会缩小，使五味子细胞中的蛋白质、果胶等物质充分释放出来，五味子颗粒之间会产生相互作用力，并最终由固态转化为液态，以“五味子饮料”的形态存在。同时，五味子的黏性模量、触变性等在超高压环境下，呈现逐渐递增的趋势；五味子清液表观粘度数值呈现下降趋势，加入五味子悬浮颗粒后则呈上升趋势。

利用超高压技术将五味子制成饮料，充分释放了五味子中的营养成分，其含有的果肉颗粒与果胶、脂类、蛋白质等悬浮物得到均匀分散，避免了传统加工方法可能导致的沉淀或分层现象。需要注意的是，部分五味子饮料在制作过程中加入其他果蔬，其类别与五味子的悬浮颗粒之间具有明显的差异。不同的悬浮物质之间会产生相互作用力，使饮料在储存阶段出现沉淀、分层现象，导致五味子果蔬混合饮料稳定性较差、美观性不足。此外，受加工体系的复杂性影响，五味子果汁中的不同成分表现出不同特性，导致果汁稳定性各异。这种不稳定现象的原因多种多样，如超高压技术下制成的果肉引力在粘度值、颗粒粒径、密度差、酚类氧化聚合反应、不同水果的果胶彼此间的作用等均存在差别，这些都是影响果肉饮料悬浮稳定性的主要因素。

利用超高压技术制作五味子饮料，在稳定剂的作用下可提升饮料悬浮稳定性。通过在五味子饮料中加入稳定剂、增稠剂，饮料的体系粘度结合带电蛋白质后会产生静电斥力。除了在果汁中加入稳定剂、增稠剂外，还可通过减小果汁悬浮颗粒的粒径，使果汁的悬浮稳定性得到提升。在果汁中按照0.09%、0.06%、0.2%的比例加入果胶、CMC、黄原胶，其悬浮稳定性的提升效果比仅使用稳定剂更为理想，具体表现为果汁、颗粒粒径显著减小，由此证明果汁的悬浮物质在高压均质的影响下发生了沉降。

五味子饮料的色泽对消费者的购买意愿通常有直接影响。鲜榨的五味子饮料色泽鲜艳，是因为五味子中富含天然呈色物质。五味子饮料中的酚类物质是其主要营养来源，也是褐变发生的“引子”，特别是果汁中存在的PPO酶、POD酶等是酚类物质产生的催化剂，会引发酶促褐变。焦糖化反应发生在碱性环境下，五味子饮料制作过程中未发生美拉德反应。除超高压技术外，现阶段食品加工中缓解果肉饮料色泽变差的主要方式包括钝化内源酶、添加护色剂、控制饮料存储环境的温度。制作果汁的原材料不同，相应的PPO热稳定性存在差异，在45℃条件下将苹果切片持续加热2min，可有效控制褐变，同等条件下山药则需要10min。

滋味、气味是消费者在品尝五味子果汁时最直接的感官感受，五味子饮料中的糖与有机酸含量决定了饮料的酸甜度，挥发的香味物质决定了饮料的香味。利用超高压技术加工五味子饮料时，过程、条件、微生物等因素均会对五味子饮料的口味、香味产生不同程度的影响。部分饮料在加工过程中需要热杀菌处理，从而产生蒸煮味，在后续存储过程中若环境温度较高，果汁中的微生物就会迅速繁殖，使饮料的酸性值提升。

综上所述，本文重点讨论了超高压技术下制作五味子饮料的相关反应，结果表明，在超高压条件下，五味子饮料有效成分提取工艺参数得到优化，杀菌率、抑酶效果提升比较显著。

作者简介：杨宇（1993-），男，汉族，广东吴川人，助理工程师，大学本科，研究方向为食品工艺工程。

郭芝桐（1987-），男，汉族，广东潮州人，助理工程师，大学本科，研究方向为食品工艺工程。