超高壓和熱處理對藍莓汁品質的影響*

陶曉赟，王寅，張蒙，李路寧，張師，孫愛東

1(北京林業大學生物科學與技術學院食品科學與工程系，北京，100083;

2(林業食品加工與安全北京市重點實驗室(北京林業大學)，北京，100083)

藍莓富含氨基酸、維生素、果膠、SOD、礦物質等，尤其是花青素含量居各種水果之冠，VC含量是蘋果的幾十倍，被譽為“漿果之王 ”［1－2］。藍莓含有的多種活性物質使之具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、改善視力、保護神經、預防心腦血管疾病、增強機體免疫力等功能［3－9］，因此被聯合國糧農組織(FAO)確定為人類五大健康食品之一。傳統的熱殺菌在殺菌的同時往往會對食品，尤其是熱敏性的食品產生不良影響，如色澤改變，營養損失、風味變化等。隨著人們生活水平的提高，消費者對食品營養、感官品質、色澤風味的要求越來越高，非熱加工技術營養、安全的特點，將會對傳統食品加工形式帶來巨大變革。超高壓(ultra high pressure，UHP)處理技術作為非熱殺菌技術的一種，具有營養損失少、處理溫度低、安全性好、耗能少等優點而被應用于食品的殺菌［10－11］、抑酶［12－13］及改善物料性質［14－15］等方面。本研究采用超高壓技術作為非熱力殺菌手段，研究超高壓處理對藍莓汁的殺菌效果，并從VC、花青素、總酚、可滴定酸、還原糖、可溶性固形物(Brix)及色澤等方面分析超高壓處理后藍莓汁貨架期的品質變化，以期為實踐應用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍莓，由遼寧丹東市有機食品有限公司提供，果實成熟，紫黑色，含水率88%，于－80℃冷藏待用;氫氧化鈉、無水乙醇 、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、冰乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、固藍鹽B、抗壞血酸、福林酚、碳酸鈉北京藍弋試劑有限公司，分析純。

1.2 實驗設備

九陽榨汁機，九陽股份有限公司;色差儀，北京奧依克光電儀器有限公司;752紫外分光光度計，上海美普達儀器有限公司;抽濾脫氣裝置、FR-600自動薄膜封口機，東莞市金橋科技電器制備有限公司;超高壓設備，包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 果汁制備

藍莓→常溫解凍→清洗→晾干→漂燙→1∶6(質量比)加水榨汁→4℃，4 000 r/min下離心20 min→過濾→脫氣→定量、封袋(100 mL/袋)→殺菌(超高壓/熱處理)→微生物指標、理化指標

藍莓汁的pH值為3.3左右。

1.3.2 藍莓汁不同處理條件

熱處理方式模擬巴氏殺菌，溫度90℃，時間15 s。超高壓處理參數的選定:壓力400 MPa，保壓時間10 min。

1.3.3 菌落總數的測定

根據國家食品微生物檢測標準GB4789.2－1994平板計數法檢測菌落總數。貯藏期內殺菌效果用lg N表示，N為樣品的微生物數，CFU/mL。

1.3.4 品質指標測定

藍莓汁殺菌后，測定VC、花青素、總酚、可滴定酸、還原糖、可溶性固形物(Brix)及色澤等理化指標的變化。在4℃下貯藏，每隔10 d進行。

(1)VC含量的測定:GB/T 5009.159—2003《食品中還原型抗壞血酸的測定》的方法測定。

(2)花青素含量的測定:采用pH示差法。

(3)可滴定酸的測定:采用電位滴定法。

(4)總酚含量測定:采用Folin-Ciocalteu＇s法測定總酚含量。

(5)可溶性還原糖的測定:直接滴定法。

(6)可溶性固形物含量Brix的測定:采用折光計法，測量樣品溶液的溫度如果不在標準溫度(20℃)時，查溫度校正表進行修正。

(7)CIE L*a*b*三刺激顏色測定:采用色差儀對藍莓汁的CIE L*(亮度)、a*(紅值)、b*(黃值)三刺激顏色進行測定。

L*值表示亮度，范圍在0～100，L*值越高表明樣品表面越白。a*＞0表示紅值、a*＜0表示綠值。b*＞0表示黃值、b*＜0表示藍值。通過下述公式計算飽和度C*和總色差ΔE。

1.4 數據處理

本試驗所得數據采用軟件Excel、SPSS進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 超高壓和熱處理對藍莓汁殺菌效果及品質的影響

2.1.1 不同殺菌方法對藍莓汁中微生物的影響

超高壓對微生物的抑制和致死是由于微生物的形態結構、細胞壁膜、生物化學反應、基因機制等方面的變化，影響微生物原有的生理活動機能，甚至使微生物原有功能破壞或發生不可逆變化［16］。由表1可知，超高壓處理后的藍莓汁菌落總數急劇下降，滅菌率在 99.92%以上，符合果、蔬汁飲料衛生標準(GB19297－2003);且超高壓與熱處理的殺菌效果相當。

表1 不同殺菌方法對藍莓汁中微生物的影響

2.1.2 不同殺菌方法對藍莓汁理化指標的影響

表2顯示了超高壓對藍莓汁理化指標的影響。與對照相比，經過超高壓和熱處理后，藍莓汁中的總酚、可滴定酸、還原糖、Brix變化不大。熱處理后藍莓汁中VC損失13.41%，花青素損失3.36%，而超高壓處理后VC損失5.31%，花青素損失了3.98%。有文章報道，在低溫或常溫下，高壓對果蔬汁中花青素的影響較小。但溫度較高時，高壓會加速花青素降解，可能是由于高壓導致花青素與其他黃酮類物質發生共價結合［17］。

表2 不同殺菌方法對藍莓汁理化性質的影響

2.1.3 不同殺菌方法對藍莓汁色澤的影響

表3顯示的是藍莓汁經過處理后顏色的變化。藍莓汁經超高壓處理后，L*值顯著大于熱處理樣品;a*值增大，表明藍莓汁更偏向于紅色;飽和度C*更好。表明經過超高壓處理藍莓汁表現出更誘人的顏色。這與張文佳［18］、Patras［19］等人的研究結果一致。

表3 不同殺菌方法對藍莓汁色澤的影響

2.2 貯藏期內超高壓和熱處理對藍莓汁微生物和理化性質的影響

2.2.1 貯藏期間不同處理藍莓汁微生物的變化

圖1是貯藏期間不同殺菌處理方式對藍莓汁微生物的變化情況。由圖1可知，對照藍莓汁貯藏40 d后菌落總數達6.05個對數，并且開始腐敗變質。超高壓和熱處理后的藍莓汁菌落總數增加緩慢，貯藏40 d后，仍符合國家果、蔬汁飲料衛生標準。

圖1 貯藏期間不同殺菌處理方式對藍莓汁微生物的變化

2.2.2 貯藏期間不同處理對藍莓汁VC含量的變化

圖2顯示的是貯藏期內藍莓汁VC含量的變化。貯藏40 d后，對照、超高壓和熱處理的藍莓汁，VC分別損失了23.71%、26.61%、36.58% ，很明顯，超高壓處理能更好的保持藍莓汁中的VC。

圖2 貯藏期間不同殺菌處理對藍莓汁VC含量的變化

VC是一種熱敏性維生素，其降解速率與物料中氧含量有關。其降解可分為2種:(1)有氧降解，果汁在貯藏初期，果汁中及上部頂隙含有氧氣，故VC的主要降解途徑是有氧降解;(2)無氧降解，當果汁中的氧氣完全消耗或低至某一濃度時，無氧降解占主導，酸可催化此類降解［20］。由圖2可以看出，還原型VC在貯藏初期的損失速率高于在后期的損失速率。超高壓會使食品體系中活性氧增加、加速氧與VC的接觸，使VC發生氧化。但超高壓處理對VC的保存率要遠高于熱處理。

2.2.3 貯藏期間不同殺菌處理對藍莓汁花青素含量的變化

圖3顯示的是貯藏期內不同處理對藍莓汁花青素含量的變化。花青素是果蔬汁中重要的呈色物質和功能性成分，外界因素和內源酶會導致花青素的降解［21］。在貯藏前期，果汁及上部頂隙中含有氧氣使花青素降解速率較高，經過40 d貯藏，對照、超高壓和熱處理的藍莓汁，花青素分別損失了33.94%、21.86%、25.64%。超高壓和熱處理的藍莓汁花青素含量均高于對照，可能是由于超高壓和熱處理使藍莓汁中的酶發生鈍化。

圖3 貯藏期間不同殺菌處理對藍莓汁花青素含量的變化

2.2.4 貯藏期間藍莓汁總酸、還原糖、可溶性固形物、總酚含量的變化

圖4顯示的是在貯藏期間，藍莓汁總酸、還原糖、可溶性固形物、總酚含量的變化。由圖4中可以看出，超高壓和熱處理后的藍莓汁總酸、還原糖、可溶性固形物含量都沒有顯著變化，說明這些物質可以穩定的存在于果汁中。在貯藏前20 d，總酚類物質含量變化也不顯著;在貯藏后期，總酚含量明顯下降，但超高壓和熱處理的酚含量都高于對照樣品。這是可能由于(1)酚類物質上的羥基易被氧化。(2)酚類物質與金屬離子反應生成黑色物質。(3)酶促褐變和非酶促褐變的發生［22］。

3 結論

超高壓可有效殺滅藍莓汁中的微生物，經過超高壓處理的藍莓汁，在4℃下貯藏40 d后菌落總數為1.3個對數，滿足商業無菌要求。

由于L*值和a*值的增大，經過超高壓處理的藍莓汁顏色變化ΔE要大于熱處理，使藍莓汁表現出更誘人的紅色。

超高壓處理不影響藍莓汁的總酸、還原糖、可溶性固形物的含量。與熱殺菌相比，超高壓能更好的保持藍莓汁中VC、花青素等熱敏性成分。超高壓這種非熱加工技術適用于藍莓果汁的生產要求。

圖4 貯藏期間不同殺菌處理對藍莓汁總酸、還原糖、可溶性固形物、總酚含量的影響

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