殺菌方式對哈密瓜汁貯藏中品質變化的影響

馬曉玉，馮作山

（新疆農業大學食品科學與藥學院，新疆烏魯木齊 830052）

哈密瓜是世界十大水果之一，是重要的園藝作物［1］。新疆特殊的地理氣候條件和生態環境，使新疆哈密瓜具有瓜體均勻適中、品質好、含糖量高、香甜多汁、口感細膩、營養豐富以及耐貯存等特點，被公認為水果中的佳品。同時，近年來，由于生活水平的提高和飲食結構的變化，果蔬汁作為一種健康型、營養型飲料，因保持了果蔬的原汁原味、富含礦物質等特點而受到了人們的喜愛［2］。若將品質優良的哈密瓜加工成哈密瓜汁既可以提高哈密瓜的利用價值，又可在滿足人們需要的同時為哈密瓜開發利用提供新途徑。

哈密瓜其最重要的品質之一就是其獨特的香氣，但哈密瓜汁屬于熱敏性果汁，一般工業上的加熱會導致其香氣的損失和異味的產生［3］。因此，選擇合理的殺菌方式對保持哈密瓜汁的品質至關重要。殺菌處理是果蔬汁加工中保持果汁品質穩定和延長貨架期的必要工藝，其中，微波殺菌作為近年來新興的一種殺菌技術，其能有效的殺死食品中的腐敗微生物和酶，同時，對食品中的香氣、維生素和色澤品質等無明顯破壞作用。研究已證實微波對大部分微生物既有熱致死效應也有非熱致死效應［4］，具有時間短、速度快、溫度低等優勢［5］。

本研究根據現有的最佳殺菌工藝，通過采取微波殺菌與傳統的巴氏殺菌兩種方法對哈密瓜汁進行殺菌處理，以哈密瓜汁的殺菌效果和理化性質作為衡量指標，比較兩種不同的殺菌方式對哈密瓜品質變化的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

哈密瓜（金皇后） 購于新疆新北園春干鮮果市場。

FW－4000型常壓微波快速反應系統 上海天平儀器廠屹堯分析儀器有限公司;TU－1810型紫外可見分光光度計 上海普析通用儀器有限責任公司;DZK－D－2電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器廠;LHS－150SC恒溫恒濕培養箱 上海一恒科技有限公司;超凈工作臺 上海鴻都電子科技有限公司;TGL－16g離心機 上海安亭科學儀器廠;N－3000E型阿貝折光儀 上海卓鑫科學儀器有限公司;TD400－3型電子分析天平;FE20型pH計 梅特勒－托利多儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 哈密瓜→去皮、去籽→破碎→冷凍、瀝汁→殺菌→貯藏→測定

1.2.2 殺菌方式

1.2.2.1 微波處理 取100mL冷凍瀝汁出的哈密瓜汁分裝到經過滅菌的果汁瓶中，于900W進行微波處理60s，然后迅速地將樣品置于冰水中冷卻，處理后的樣品冷藏于4℃條件下待測。

1.2.2.2 巴氏殺菌 相同條件下的樣品置于65℃水浴鍋中水浴30min，然后迅速將樣品置于冰水中冷卻，處理后的樣品冷藏于4℃條件下待測。

1.2.2.3 對照組 經過冷凍瀝汁處的哈密瓜汁樣品直接將其冷藏于4℃條件下待測。

1.2.3 指標及測定方法

1.2.3.1 細菌總數的測定 采用根據的國家標準GB4789.29－2003;食品衛生微生物學檢驗菌落總數測定［7］

1.2.3.2 總酚的測定 福林－酚法［11］。

1.2.3.3 總糖測定 采用蒽酮－乙酸乙酯法［7］。

1.2.3.4 可滴定酸測定 標準NaOH滴定法［7］。

1.2.3.5 pH測定 使用pH計直接測定pH［8］。

1.2.3.6 褐變度的測定 取哈密瓜汁5mL加入5mL無水乙醇中，震蕩混勻10min，于離心機離心后在420nm處用紫外分光光度計測定其吸光值［11］。

1.2.3.7 可溶性固形物的測定 常溫下用手執折光儀測定其可溶性固形物的含量［10］。

1.2.3.8 透光率測定 采用分光光度法，以蒸餾水作參比在625nm下測定透光率［19］。

1.2.3.9 酶活測定 過氧化物酶（POD）酶活性的測定:采用愈創木酚法［6］;多酚氧化酶（PPO）酶活性的測定:采用鄰苯二酚法［6］。

1.2.4 數據處理 使用Origin pro 8.5軟件對數據進行統計處理，采用SPSS 20.0統計分析軟件對數據進行處理，完成差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間菌落總數和pH的影響

菌落總數直接影響果蔬汁產品的品質，表明果蔬汁受微生物污染的情況，是評價果蔬汁殺菌效果的重要指標［6］。如圖1可知，在貯藏期間哈密瓜汁菌落總數總體呈上升趨勢，同一處理在不同貯藏期菌落總數均達極顯著（p＜0.01）差異;此外，在各貯藏時期不同處理間微生物菌落總數均達顯著（p＜0.05）差異。在貯藏的10d內，經過殺菌方式處理的哈密瓜汁與未經殺菌處理的哈密瓜汁（即對照組）相比，其菌落總數增長顯著緩慢。在放置20d內微波殺菌、巴氏殺菌較對照組菌落總數的增長率分別為28%和41%。根據結果分析可知，殺菌處理可有效抑制哈密瓜汁貯藏期微生物數量，其中，微波處理的效果尤為明顯。

圖1 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間菌落總數的影響Fig.1 Effect of sterilization methods on total bacterial count in Cantaloupe juice during storage

pH是評價果蔬汁的重要指標，不同種類的果蔬汁都有不同pH。在貯藏期間，其pH會隨著果蔬汁的變質而有所變化，哈密瓜汁的pH為5.6～5.8，Aw＞0.85，屬于低酸性食品［7］。由圖2可知，不同處理哈密瓜汁pH隨著貯藏時間的延長而逐漸下降，其中微波殺菌處理后的哈密瓜汁在貯藏期間pH變化幅度最小。比較不同殺菌處理哈密瓜汁，在入貯時，微波處理、巴氏處理、對照組哈密瓜汁pH分別為6.07、6.05和6.02無顯著性差異（p＞0.05）。隨著貯藏時間的延長，乳酸菌、酵母菌等微生物經過大量繁殖，通過產酸、產氣等代謝產生的酸性物質和其各種生化反應致使各組樣品的pH不斷降低，其中微波處理和巴氏處理的哈密瓜汁與對照組相比下降的趨勢緩慢，有顯著（p＜0.05）差異;在貯藏20d，微波處理和巴氏處理后的pH為5.68和5.45，分別下降了5.96%和9.88%，而對照組下降了14.8%。根據分析可知，殺菌處理有助于哈密瓜汁pH的保存，在抑制哈密瓜汁變質方面都有一定作用。

圖2 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間pH的影響Fig.2 Effect of sterilization methods on pH value in Cantaloupe juice during storage

2.2 不同殺菌方式對哈密瓜汁透光率和可溶性固形物含量變化的影響

果汁透光率（T值）反映果汁澄清度，一般T值越高，澄清度越高，否則相反，其變化程度表示體系穩定性強弱［8］。經過不同殺菌處理的哈密瓜汁的透光率與對照哈密瓜汁比較。如圖3可知，隨著貯藏時間的延長，不同處理后的哈密瓜汁透光率呈上升趨勢。其中，對照組透光率變化顯著，在入貯12d內先緩慢上升，而后急速上升直到貯藏第20d;與對照組相比，微波殺菌后哈密瓜汁透光率上升趨勢最為緩慢，貯藏結束時上升了15.68%，而巴氏殺菌貯藏結束時上升了18.75%，與對照組差異性顯著（p＜0.05），但兩組間無顯著性（p＞0.05）差異。

圖3 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間透光率影響Fig.3 Effect of sterilization methods on transmittance in Cantaloupe juice during storage

可溶性固形物主要是指可溶性糖，包括單糖、雙糖、多糖等，其作為果蔬汁行業常用的技術參數，在果蔬汁品質評價中是關鍵指標［9］。如圖4所示，在貯藏初期，由于殺菌過程中的熱作用使哈密瓜汁中的果膠等物質溶出，造成可溶性固形物測定數值的下降，哈密瓜汁可溶性固形物含量的下降可分為2個階段:即前期的緩慢下降期和后期的快速下降期。在入貯前8d，各處理組間下降趨勢相對緩慢，其中，巴氏殺菌對照組差異顯著微波殺菌和對照組，在8～20d，可溶性固形物含量呈快速下降階段，其中對照組從11.2°Brix下降至 8.3°Brix，平均下降 0.24°Brix/d，而巴氏殺菌處理顯著抑制了可溶性固形物含量的下降（對照與巴氏殺菌之間p=0.032），微波殺菌的抑制效果更為明顯（p=0.008），在相同天數內僅有11.7°Brix下降至 10.6°Brix，平均下降 0.09°Brix/d。因此，根據上述分析可知，兩種處理均可減緩可溶性固形物含量的降低，其中，微波殺菌處理的哈密瓜汁中可溶性固形物含量保留率可達89.05%，在透光率方面，微波殺菌可降解哈密瓜汁中大分子物質，保證哈密瓜汁有良好的穩定性。

2.3 不同殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間褐變指數和多酚含量變化的影響

果汁的褐變指數是指果汁在加工與貯藏過程中顏色變化的現象，其褐變程度的大小直接影響到果蔬的色澤和品質，不但會改變果汁原有的風味和外觀，而且會導致營養物質的流失，甚至變質［10－11］。從圖5可知，隨著貯藏時間的延長，哈密瓜汁的褐變指數呈逐漸上升趨勢。其中，貯藏10d后，經過微波殺菌以及巴氏殺菌的哈密瓜汁其褐變指數增長趨勢略高于對照組，不過經過各處理后的哈密瓜汁在褐變指數上差異均不顯著（p＞0.05），這可能是因為經過殺菌處理的溫度作用而導致哈密瓜汁發生非酶褐變效應，使其褐變指數增大;在貯藏10d時，經過處理的樣品與對照組間褐變指數的差異開始逐漸明顯，其中經過微波殺菌和巴氏殺菌處理組的褐變指數上升趨勢減緩，無顯著性（p＞0.05）差異，但與褐變指數上升趨勢增加的對照組差異性顯著（p＜0.05）。

圖4 殺菌方式對哈密瓜汁貯藏期間可固含量影響Fig.4 Effect of sterilization methods on soluble solids in Cantaloupe juice during storage

圖5 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間褐變影響Fig.5 Effect of sterilization methods on soluble solids in Cantaloupe juice during storage

酚類物質是果蔬組織酶促褐變的底物［12］，其在酶的催化下氧化形成褐色物質，不但影響加工制品的外觀、風味，而且還會造成營養物質的丟失，甚至導致食品變質［13－14］。由圖6可知，哈密瓜汁貯藏期間總酚含量整體上呈下降趨勢，不同處理的總酚含量下降速度不同。對照組哈密瓜汁中總酚含量下降較快，并在第4d之后急速下降，其下降速度顯著（p＜0.05）高于殺菌各處理;微波處理哈密瓜汁總酚含量減少速率相對較慢，其在貯藏第8d內與巴氏殺菌處理相似后，其余時間均高于其他處理與對照;微波處理與巴氏處理總酚減少速率在整個貯藏期內差異不顯著（p＞0.05）。因此，從以上結果分析可知，殺菌處理可延緩哈密瓜汁褐變指數上升以及總酚含量的降低，其中以微波處理效果最為明顯，可以有效地保留哈密瓜汁的品質和色澤。

2.4 不同殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間可滴定酸和總糖含量變化的影響

圖6 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間總酚影響Fig.6 Effect of sterilization methods on total phonetic in Cantaloupe juice during storage

可滴定酸是果蔬汁行業的基本技術參數，在貯藏期間，其可滴定酸含量會隨著果蔬汁的變質而有所變化［15］。如圖7可知，不同處理后的哈密瓜汁在貯藏期間可滴定酸含量總體呈上升趨勢。其中對照組哈密瓜汁可滴定酸含量急劇升高，直到貯藏20d時達到最高峰，且在整個過程中可滴定酸含量均顯著（p＜0.0.5）高于經過殺菌處理后的哈密瓜汁;經過微波處理后的哈密瓜汁可滴定酸含量從入貯后10d短暫的下降后其上升趨勢開始逐漸減緩，與巴氏處理無顯著性差異（p＞0.0.5）;在貯藏20d時，微波處理和巴氏處理含量均顯著低于對照組、延緩哈密瓜汁可滴定酸含量的上升。

圖7 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間可滴定酸的影響Fig.7 Effect of sterilization methods on titratable acidity value in Cantaloupe juice during storage

總糖是指食品中所含各種糖類物質的總量，是果蔬汁行業基本的測定指標，它反映出食品營養素的組成，且可計算食品中由糖類物質提供的熱量［16］。如圖8所知，隨著貯藏時間的延長，哈密瓜汁總糖含量呈下降趨勢，同一處理在不同貯藏期總糖含量均達顯著（p＜0.05）性差異。其中，貯藏10d時，各處理哈密瓜汁總糖含量均呈現差異顯著（p＜0.05）性下降;到貯藏的20d，經微波處理后的哈密瓜汁中的總糖含量降幅最低，其保存率為90.9%，顯著（p＜0.05）高于對照和巴氏殺菌處理，比對照組高12.4%。從以上結果分析可知，兩種殺菌方式都可以不同程度地抑制哈密瓜汁可滴定酸含量增加、減緩貯藏中哈密瓜汁總糖含量的下降，其中微波殺菌的處理效果尤為明顯。

2.5 不同殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性變化的影響

圖8 不同殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間總糖的影響Fig.8 Effect of sterilization methods on total sugar value in Cantaloupe juice during storage

過氧化物酶（POD）是一種自由基清除酶，是造成果蔬組織中谷胱甘肽和抗壞血酸的氧化、膜脂過氧化、促進果實系統Ⅱ乙烯的合成以及加速果蔬成熟與衰老的重要指標［17］。如圖9所示，哈密瓜汁在貯藏期間其POD酶活性總體呈先升高后下降的趨勢。其中，經過微波處理和巴氏處理后的哈密瓜汁POD酶活性在貯藏初期0d～6d內呈上升趨勢，并且巴氏殺菌上升的速率顯著（p＜0.05）高于微波殺菌，而對照組的哈密瓜汁POD酶活性在貯藏8d后其活性開始迅速下降;而后，不同處理后哈密瓜汁POD酶的活性均開始迅速下降，其中對照組處理后POD酶活性下降趨勢相對平緩，到貯藏20d時，微波殺菌處理哈密瓜汁POD酶活性最低，抑制效果最好，顯著（p＜0.05）高于對照組和巴氏處理哈密瓜汁POD酶活，而巴氏殺菌與對照組間無顯著差異（p＞0.05）。

圖9 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間POD活性影響Fig.9 Effect of sterilization methods on POD activity in Cantaloupe juice during storage

多酚氧化酶（PPO）是一種廣泛分布于植物體中的末端氧化酶，其參與催化多酚類氧化成醌類化合物，在果蔬加工褐變、植物抗病蟲以及香味物質形成等這些方面起重要作用［18］。由圖10可知，哈密瓜汁在貯藏期間PPO酶活性呈先升高后降低的趨勢。與對照組相比，在貯藏6d時微波處理和巴氏處理顯著（p＜0.05）降低了PPO酶的峰值，延緩了PPO酶活性的上升;在8～20d的下降趨勢中，盡管微波處理和巴氏處理后的哈密瓜汁PPO酶活均低于對照組，但貯藏期各處理間酶活一直效果差異不顯著（p＞0.05）。從以上的分析結果可以看出，微波殺菌和巴氏殺菌均可抑制哈密瓜汁POD酶和PPO酶活性的下降，其中，微波殺菌貯藏對哈密瓜汁中酶活的抑制效果最好。

圖10 殺菌方式對哈密瓜汁在貯藏期間PPO活性影響Fig.10 Effect of sterilization methods on PPO activity in Cantaloupe juice during storage

3 結論

3.1 從殺菌的基礎上對比分析微波殺菌和巴氏殺菌對哈密瓜汁在貯藏過程中殺菌效果的影響，其中，利用微波殺菌技術不但抑菌效果顯著而且可以相對較好地保持哈密瓜汁特有的風味和營養成分，其產品品質優于傳統熱殺菌果蔬汁。

3.2 哈密瓜汁經過兩種不同的殺菌方式處理后在貯藏過程中，總糖、pH、可溶性固形物、總酚均呈下降趨勢，而褐變度、可滴定酸和透光率呈上升趨勢;其中，微波處理不但顯著地降低了pH、總糖以及總酚的下降趨勢，延緩了可滴定酸的上升，更有效地抑制了哈密瓜汁中微生物生長以及過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）的失活，達到了殺菌的目的。

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