高靜壓處理對(duì)黃桃罐頭微生物和質(zhì)構(gòu)的影響

趙 君，張甫生，林 晨，易俊杰，陳 芳，廖小軍，胡小松

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部果蔬加工重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，果蔬加工教育部工程技術(shù)研究中心，北京100083)

高靜壓處理對(duì)黃桃罐頭微生物和質(zhì)構(gòu)的影響

趙 君，張甫生，林 晨，易俊杰，陳 芳，廖小軍，胡小松*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部果蔬加工重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，果蔬加工教育部工程技術(shù)研究中心，北京100083)

以黃桃罐頭為試材，研究了高靜壓處理的殺菌效果，并用質(zhì)地多面分析(TPA)方法，對(duì)高靜壓造成黃桃質(zhì)構(gòu)的變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明，400MPa下處理25min即可殺滅所有細(xì)菌，300MPa下處理15min就能殺滅所有霉菌和酵母菌。高靜壓處理(600MPa，5min)后黃桃罐頭的硬度、凝聚性和咀嚼性與未處理無(wú)顯著差異，但顯著好于熱處理。高靜壓技術(shù)能使黃桃罐頭達(dá)到商業(yè)無(wú)菌，并保持良好質(zhì)構(gòu)。

高靜壓，殺菌，質(zhì)構(gòu)，TPA，黃桃罐頭

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

黃桃 品種為“金童九號(hào)”，產(chǎn)自北京市平谷區(qū)大峪子村，9月3日采摘后儲(chǔ)藏在4℃冷庫(kù);平板計(jì)數(shù)瓊脂、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、孟加拉紅培養(yǎng)基北京陸橋技術(shù)有限公司。

HHP-750型食品高壓處理裝置 包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司，容器容積3L，傳壓介質(zhì)是水;ZDX-35B1型電熱壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠(chǎng);PHX智能型生化培養(yǎng)箱 寧波萊福科技有限公司;DL-CJ-1F實(shí)驗(yàn)醫(yī)用型潔凈工作臺(tái)哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司;封口機(jī) 廣州鴻億機(jī)電設(shè)備制造有限公司;TA-XT2i質(zhì)地分析儀 英國(guó)SMS公司;FHM-1手持式果實(shí)硬度計(jì) 竹村電機(jī)制作所。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黃桃罐頭的制作 選取無(wú)病蟲(chóng)、無(wú)機(jī)械損傷，八成熟左右，硬度(800±100)g，單果重130～150g的新鮮黃桃，按照如下步驟制作罐頭:

清洗→切半→挖核→去皮(NaOH噴淋1min)→清水漂洗至中性→切塊→預(yù)煮(預(yù)煮液為檸檬酸、異抗壞血酸鈉，預(yù)煮溫度85℃，預(yù)煮時(shí)間5min)→冷卻→裝罐→灌糖液(糖濃度22°Brix，調(diào)節(jié)pH到3.6，煮沸)→封口

測(cè)得其初始菌落總數(shù)為9.45×102cfu/mL，未檢出大腸菌群。

1.2.2 高靜壓處理 將冷卻的黃桃罐頭密封于227mL PVPP和EVOH復(fù)合材料的塑料杯中，置于高壓容器，于室溫(25℃)下進(jìn)行高壓處理，壓力范圍為300～600MPa，保壓時(shí)間為5～25min。高壓處理后的樣品迅速進(jìn)行微生物指標(biāo)檢測(cè)，或于4℃下短時(shí)貯存(時(shí)間少于12h)。

1.2.3 熱殺菌處理 將密封的黃桃罐頭置于90℃熱水中，保持中心溫度不低于85℃，殺菌時(shí)間為18min，殺菌完畢迅速取出用自來(lái)水冷卻到室溫。

1.2.4 微生物檢測(cè) 參考國(guó)家食品微生物檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 4789-2008)方法檢驗(yàn)罐裝黃桃的菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌、大腸菌群，每組做三個(gè)重復(fù)。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)的檢測(cè) 黃桃塊切成1cm×1cm×5mm的試樣，置于質(zhì)構(gòu)儀P/50探頭下做TPA測(cè)試。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)如下:測(cè)前速率:1mm/s，測(cè)試速率:1mm/s;測(cè)后速率與測(cè)試速率一致;壓縮程度:60%;停留間隔: 5s;數(shù)據(jù)采集速率:400pps;觸發(fā)值:5g。每罐樣品測(cè)試重復(fù)10次。

2 結(jié)果與討論

2.1 高靜壓處理對(duì)微生物存活量的影響

2.1.1 高靜壓處理對(duì)菌落總數(shù)的影響 分別對(duì)密封好的黃桃罐頭進(jìn)行300、400、500、600MPa，保壓時(shí)間5、10、15、20、25min的高靜壓處理(室溫25℃進(jìn)行)，高靜壓設(shè)備運(yùn)行的壓力曲線(xiàn)如圖1所示(以保壓10min為例)。

圖1 高靜壓設(shè)備壓力曲線(xiàn)(保壓時(shí)間10min)

高靜壓處理后黃桃罐頭中菌落總數(shù)與加壓壓力之間的關(guān)系如圖2所示。300MPa，保壓25min，菌落總數(shù)為1cfu/mL;400MPa，保壓25min或者500MPa，保壓20min，可以殺滅所有細(xì)菌;而600MPa，保壓5min就可殺滅所有細(xì)菌。有研究指出，糖類(lèi)對(duì)高壓下的菌體有保護(hù)作用，糖液濃度愈高，對(duì)菌體的保護(hù)作用愈強(qiáng)，當(dāng)濃度達(dá)到40%以上，形成高粘度介質(zhì)時(shí)，高壓對(duì)微生物的殺菌作用非常微弱［7］。黃桃罐頭糖液濃度22%，在高靜壓處理過(guò)程中對(duì)菌體有保護(hù)作用，這可能是造成300MPa處理25min后依舊沒(méi)有殺死全部細(xì)菌的原因。

圖2 不同高壓處理下黃桃罐頭的菌落總數(shù)

此外，Mackey等人指出低pH和壓力之間對(duì)微生物失活具有協(xié)同作用［8］，即pH越低，微生物越易致死，黃桃罐頭pH(＜4.6)很低，細(xì)菌細(xì)胞對(duì)低pH比較敏感，利于細(xì)菌的殺滅。由于黃桃罐頭屬酸性罐頭，所污染的細(xì)菌主要是丁酸厭氧菌、不產(chǎn)芽孢的桿菌類(lèi)［9］。所以黃桃罐頭樣品中的細(xì)菌在高靜壓的處理下，相對(duì)容易殺死，并未像一些文獻(xiàn)報(bào)道的含芽孢菌的食品產(chǎn)生壓力抵抗的現(xiàn)象［10］。

2.1.2 高靜壓處理對(duì)霉菌和酵母菌的影響 高靜壓處理黃桃罐頭中霉菌、酵母菌存活量與保壓壓力及時(shí)間之間的關(guān)系如表1所示。霉菌和酵母菌初始值為36cfu/mL，經(jīng)過(guò)300MPa，15min的處理就能殺滅所有霉菌和酵母。這主要是因?yàn)橐环矫婷咕敖湍妇鷮?duì)壓力很敏感［11］;另一方面，初始霉菌、酵母數(shù)較少，所以較低的壓力作用較短時(shí)間就可以完全將其殺滅。

表1 不同壓力下黃桃罐頭中霉菌酵母菌的殺滅效果(cfu/mL)

2.2 高靜壓處理對(duì)黃桃罐頭質(zhì)構(gòu)的影響

用質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)黃桃質(zhì)地，采用TPA模式，其TPA測(cè)試典型曲線(xiàn)如圖3所示。根據(jù)TPA測(cè)試的曲線(xiàn)圖，TPA自帶軟件可以通過(guò)圖中公式運(yùn)算獲得測(cè)定樣品的硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復(fù)性等與質(zhì)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)。

對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析顯示，硬度與凝聚性、咀嚼性、彈性呈正相關(guān)，與回復(fù)性、黏著性呈負(fù)相關(guān)。硬度與凝聚性、咀嚼性相關(guān)系數(shù)大于0.8，相關(guān)性很好。硬度與凝聚性相關(guān)系數(shù)大，因?yàn)槎呔芊从硺悠返闹旅艹潭?硬度與咀嚼性相關(guān)性很好，因?yàn)榫捉佬詾橛捕取⒛坌浴椥匀叱朔e，且二者都能夠反映果實(shí)堅(jiān)實(shí)度大小。

圖3 黃桃罐頭TPA測(cè)試典型曲線(xiàn)

黏著性反映的是探頭由于測(cè)試樣品的黏著作用所消耗的功［12-13］，與其它質(zhì)構(gòu)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)小。潘秀娟等人的研究也有類(lèi)似的結(jié)果，可能是由于該參數(shù)在TPA測(cè)試中較困難，偏差相對(duì)較大所致［14］。所以不把黏著性作為評(píng)價(jià)黃桃質(zhì)構(gòu)的指標(biāo)。

彈性是樣品經(jīng)過(guò)第一次壓縮后能夠再恢復(fù)的程度。回復(fù)性反映了樣品在第一個(gè)壓縮周期(一次下壓和上行過(guò)程為一個(gè)壓縮周期)，受壓后迅速恢復(fù)變形的能力。相關(guān)性分析顯示，彈性與回復(fù)性存在一定的相關(guān)性。但彈性、回復(fù)性與其它指標(biāo)相關(guān)性不高，原因可能是黃桃在殺菌之前經(jīng)過(guò)了預(yù)煮，細(xì)胞遭到了破壞，細(xì)胞骨架已經(jīng)不完整，喪失了大部分彈性和回復(fù)性所致，所以這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)黃桃質(zhì)構(gòu)是不合適的。

因此，本實(shí)驗(yàn)中選取相關(guān)性良好的硬度、凝聚性、咀嚼性指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)不同處理后黃桃的質(zhì)構(gòu)變化。

表2 黃桃TPA測(cè)試質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性

圖4 不同處理黃桃的硬度變化

2.2.1 不同處理對(duì)黃桃罐頭質(zhì)構(gòu)的影響 從質(zhì)構(gòu)變化的結(jié)果可以看出，HHP處理(600MPa，5min)對(duì)于保持黃桃的硬度有顯著的效果，高壓前后，黃桃罐頭硬度沒(méi)有顯著性差異，與熱殺菌后的樣品相比，黃桃罐頭硬度比熱殺菌后大41.6%。方差分析的結(jié)果顯示，熱殺菌前后，黃桃硬度顯著下降。由于熱殺菌會(huì)使細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，硬度顯著下降［15-16］。Kato等人的研究顯示，高靜壓作用時(shí)，胡蘿卜片中的果膠不存在分解的現(xiàn)象，這是高壓后的胡蘿卜片比熱焯后的硬度大的原因［17］。此外，Basak等人提出了瞬時(shí)壓力軟化(instantaneous pressure softening，IPS)的概念［18］，即升壓瞬間會(huì)造成果蔬樣品明顯的變軟，在長(zhǎng)時(shí)間保壓，或者在壓力大于300MPa時(shí)，硬度會(huì)重新恢復(fù)。本研究中硬度沒(méi)有顯著下降，可能由于600MPa這個(gè)壓力有助于硬度的恢復(fù)和保持。

凝聚性反映的是果肉細(xì)胞間結(jié)合力的大小，凝聚性越高，咀嚼時(shí)越細(xì)膩，其口感也越好。從圖5中可以看出，殺菌后(無(wú)論是HHP殺菌還是熱殺菌)，黃桃罐頭凝聚性都有所下降。方差分析結(jié)果顯示，高靜壓組與未處理組無(wú)顯著性差異，但顯著高于熱處理，表明HHP處理沒(méi)有破壞黃桃罐頭的凝聚性。而Kato［17］等人提出，高于200MPa的壓力處理，可以略微增加果蔬的斷裂應(yīng)力，從而使凝聚性有所提高。

圖5 不同處理黃桃的凝聚性變化

圖6 不同處理黃桃的咀嚼性變化

咀嚼性反映的是將固體食品咀嚼到可吞咽時(shí)需做的功，它綜合反映了果實(shí)對(duì)咀嚼的持續(xù)抵抗性。熱加工后的黃桃罐頭不耐嚼，而HHP處理的黃桃與未處理的咀嚼性差異不大。

因此，HHP技術(shù)應(yīng)用于黃桃罐頭，能有效保持其質(zhì)構(gòu)，具體機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

一定條件的HHP處理可以有效保證黃桃罐頭達(dá)到商業(yè)無(wú)菌狀態(tài)。400MPa保壓25min即可徹底殺滅黃桃罐頭中的細(xì)菌，300MPa保持15min可使霉菌和酵母菌徹底滅活。

罐裝黃桃的硬度與凝聚性、咀嚼性、彈性呈正相關(guān)，與回復(fù)性、黏著性呈負(fù)相關(guān)。TPA測(cè)試的結(jié)果表明，HHP殺菌處理的罐裝黃桃能較好地保持硬度、凝聚性和咀嚼性，且與處理前沒(méi)有顯著差異，好于熱殺菌的罐裝黃桃。

因此，HHP技術(shù)應(yīng)用于黃桃罐頭，既可以保證其安全性，而且與熱殺菌相比，能有效地防止質(zhì)地軟化，具有極大的應(yīng)用潛力。

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Effect of high hydrostatic pressure on microorganism and texture properties of canned yellow peach

ZHAO Jun，ZHANG Fu-sheng，LIN Chen，YI Jun-jie，CHEN Fang，LIAO Xiao-jun，HU Xiao-song*
(College of Food Science＆Nutritional Engineering，Key Laboratory of Fruit and Vegetable Processing，Ministry of Agriculture，Research Center of Fruit and Vegetable Processing Engineering，Ministry of Education，Beijing 100083，China)

The effect of high hydrostratic pressure(HHP)processing on the sterilization of canned yellow peaches was investigated.Textural changes of peaches were analyzed by texture profile analysis(TPA)with texture analyzer.The results indicated that the bacteria in canned yellow peaches could be effectively sterilized by HHP at 400MPa for 25min while the yeasts and moulds were pasteurized by HHP at 300MPa for 15min.Furthermore，the hardness，cohesiveness and chewiness of canned peaches after HHP treatment at 600MPa for 5min were not significantly different from that of untreated samples，but remarkably better than that obtained by thermal treatment.Therefore，canned yellow peach can be sterilized and kept good texture by HHP.

high hydrostatic pressure;sterilization;texture;TPA;canned yellow peach

TS295+.6

A

1002-0306(2011)03-0096-04

黃桃，又名黃肉桃，屬于桃類(lèi)的一種。黃桃營(yíng)養(yǎng)豐富，所含的維生素A、維生素C、胡蘿卜素、硒等營(yíng)養(yǎng)素均高于普通桃子［1］。黃桃不宜存放，在室溫條件下，呼吸作用強(qiáng)，容易變軟，霉?fàn)€;在冰箱、冷庫(kù)中易失水，變蔫變軟。因此，黃桃較少鮮食，大部分用于深加工，如做成罐頭、果汁、果脯或者提取黃桃多糖［2］等，其中尤以黃桃罐頭加工量大，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。黃桃罐頭是我國(guó)第二大出口罐頭產(chǎn)品，但由于加熱殺菌容易引起果肉軟化等問(wèn)題，使得出口嚴(yán)重受阻，遭遇整批退貨或生產(chǎn)后無(wú)法直接出口等系列問(wèn)題。相關(guān)研究表明，高靜壓技術(shù)除了能基本保持食品原有的色澤香氣和營(yíng)養(yǎng)成分［3］，還能較好地保持原有的質(zhì)地。Castro等人將高靜壓作為冷凍紅甜椒和綠甜椒的預(yù)處理方法，比較了高壓前處理和熱燙前處理對(duì)甜椒硬度的影響，研究發(fā)現(xiàn)，冷凍前后，高壓處理較熱燙甜椒的硬度大［4］。Islam和Hendrikx等人在胡蘿卜片的研究中發(fā)現(xiàn)了高靜壓處理加壓和卸壓過(guò)程中也導(dǎo)致了硬度的損失，但其硬度大于熱加工產(chǎn)品［5-6］。但將高靜壓技術(shù)應(yīng)用于果蔬罐頭加工未見(jiàn)報(bào)道。為此，本課題采用高靜壓技術(shù)對(duì)黃桃罐頭進(jìn)行殺菌并探討對(duì)其質(zhì)構(gòu)的影響，以期為高靜壓技術(shù)在黃桃罐頭的應(yīng)用提供依據(jù)。

2010-03-18 *通訊聯(lián)系人

趙君(1986-)，女，在讀碩士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

國(guó)家863高科技計(jì)劃項(xiàng)目(2007AA100405)資助。