輻照處理對臍橙汁殺菌效果及理化性質(zhì)的影響

鄒立強(qiáng) 周 磊 劉 偉 劉 珍 曹燕林 陳 興（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047）

臍橙是江西贛州特產(chǎn)，臍橙產(chǎn)品的深加工是提升臍橙生產(chǎn)效益及科技附加值的有效途徑，臍橙制汁是解決臍橙生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的一種有效手段［1］。臍橙汁口感好、香味宜人、并且含有人體所需的多種營養(yǎng)成分如VC、糖、多種有機(jī)酸等。果汁的殺菌手段主要有熱處理［2］、超高壓［3］、紫外［4，5］、微波［6］、高壓脈沖電場［7］以及輻照［8］等。在現(xiàn)階段果汁生產(chǎn)加工中，主要采用的還是傳統(tǒng)的熱殺菌工藝，其中，巴氏殺菌容易破壞果汁中的熱敏性營養(yǎng)物質(zhì)且保質(zhì)期及貨架期不長［9］，高溫短時殺菌處理后的臍橙其VC含量和還原糖含量均受到很大程度地影響［10］。非熱加工較熱加工能更好地保持果汁天然的色、香、味，但其在工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)及殺菌效果方面還有待進(jìn)一步研究。臍橙汁保鮮及貯藏問題還未得到很好地解決，從而嚴(yán)重地限制了臍橙汁的生產(chǎn)及消費(fèi)。因此，尋找合適的殺菌手段是十分必要的。

輻照是一種高效的殺菌手段，輻照所采用的60Coγ射線能夠穿過食物機(jī)體，作用到食品的內(nèi)部從而抑制微生物的生長，為果蔬保鮮提供了一種可靠而安全的手段［11，12］。目前，在輻照對果蔬汁的影響方面有較多的報(bào)道：如Alighourchi等［13］研究了輻照處理對不同種石榴汁中花青素及貨架期的影響；Song等［14］報(bào)道了輻照對胡蘿卜汁及羽衣甘藍(lán)汁其微生物、營養(yǎng)成分、感官特性的影響；Lee等［15］研究了輻照處理對望子汁在儲藏過程中微生物、抗氧化活性及色澤的影響。而在臍橙，尤其是臍橙汁方面，利用輻照技術(shù)處理來延長其儲藏期并考察輻照技術(shù)對臍橙汁理化性質(zhì)影響的研究還比較少；喬宇等［16］研究了輻照對錦橙汁色度、pH值、VC及香氣的影響。但輻照劑量對橙汁殺菌效果的影響并未見報(bào)道。

本研究以鮮榨臍橙汁為對象，采用不同劑量的輻照進(jìn)行處理。研究不同劑量輻照處理后鮮榨臍橙汁中菌落總數(shù)、霉菌與酵母及接種后的大腸桿菌數(shù)量的變化，以考察輻照對臍橙汁殺菌效果的影響；研究輻照處理后總酸、總糖、pH值、可溶性固形物及VC含量的變化以考察輻照對臍橙汁理化性質(zhì)的影響，為臍橙汁的貯藏保鮮提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

贛南臍橙：購于南昌市青山湖農(nóng)貿(mào)市場；

固藍(lán)鹽B、VC標(biāo)品：美國Sigma公司；

孟加拉紅培養(yǎng)基：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；

胰蛋白胨、酵母浸膏：英國Oxoid公司；

葡萄糖、瓊脂、NaOH、乙二胺四乙酸二鈉、冰醋酸、硫酸銅、酒石酸鉀等：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

立式壓力蒸汽滅菌器：LDZX－50KBS型，上海申安醫(yī)療器械廠；

榨汁機(jī)：HR1871型，飛利浦電子香港有限公司；

糖度儀：WAY型，上海精密科學(xué)有限公司；

型數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH－4型，江蘇省榮華有限公司；

紫外光譜儀：PC－1600型，上海美譜達(dá)公司；

pH計(jì)：PS20型，梅特勒托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 臍橙汁的制備 用水將臍橙皮面灰塵洗去，將臍橙剝皮后用刀將臍橙切成兩瓣，置于榨汁機(jī)中榨汁，果汁分裝于藍(lán)蓋玻璃瓶中后上蓋密封，每瓶250mL。

1.3.2 輻照對臍橙汁的處理 輻照處理在江西南昌科苑輻照技術(shù)開發(fā)有限公司進(jìn)行，輻照源為60Coγ射線，整個輻照過程為動態(tài)輻照。輻照劑量分別為2，4，6，8，10kGy。

1.3.3 微生物分析

（1）臍橙汁中菌落總數(shù)、霉菌與酵母的測定：參照Pala等［17］的方法，做了部分修改。臍橙汁中菌落總數(shù)的檢測利用平板菌落計(jì)數(shù)法，將樣品進(jìn)行系列梯度稀釋，用平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基在37℃下培養(yǎng)48h。霉菌與酵母的檢測利用孟加拉紅培養(yǎng)基在25℃下培養(yǎng)5d。

（2）臍橙汁中大腸桿菌的接種及檢測：參照Pala等［17］的方法，做了部分修改。首先將E.coliATCC 8739接種到胰蛋白胨液體培養(yǎng)基中，37℃下培養(yǎng)18h，培養(yǎng)完成后取1 mL培養(yǎng)液接種到pH 5.5的胰蛋白胨液體培養(yǎng)基中，3 7℃下培養(yǎng)18h，再取培養(yǎng)完成后的培養(yǎng)液1mL接種到p H 4的胰蛋白胨液體培養(yǎng)基中，3 7℃下培養(yǎng)18h。最后將培養(yǎng)液在含0.75%的葡萄糖的胰蛋白胨培養(yǎng)基中于37℃下培養(yǎng)18h。將培養(yǎng)得到的菌液加入到裝有250mL臍橙汁的玻璃瓶中，每瓶1mL，共6瓶，臍橙汁在接種前于90℃下殺菌2 min。大腸桿菌的檢測用大豆胰蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基在3 7℃下培養(yǎng)18h。

1.3.4 總酸、總糖、可溶性固形物含量及pH值的測定 總酸測定按GB/T 12456—2008《食品中總酸的滴定》執(zhí)行；可溶性固形物含量用糖度計(jì)測定；pH值采用pH計(jì)測定；總糖的測定采用滴定斐林試劑的方法，首先將樣品加入6N鹽酸，于70℃水浴中水解后通過滴定斐林試劑來測定。

1.3.5 VC含量的測定 按 GB/T 5009.159—2003《食品中還原性抗壞血酸的測定》執(zhí)行。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析及處理 每個試驗(yàn)均重復(fù)3次，取平均值。采用SAS軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照處理對臍橙汁殺菌效果的影響

由圖1可知：臍橙汁經(jīng)輻照處理后其菌落總數(shù)、霉菌與酵母、大腸桿菌的數(shù)量明顯下降，且隨著輻照劑量的增加，活菌數(shù)量逐漸降低。鮮榨臍橙汁的菌落總數(shù)為3.4×1 05CFU/mL，隨輻照劑量的增加菌落總數(shù)逐漸下降，當(dāng)輻照劑量為10kGy時，臍橙汁中的菌落總數(shù)的對數(shù)值下降了2.48個對數(shù)級。鮮榨臍橙汁中霉菌與酵母的數(shù)量為7.4×1 05CFU/mL，經(jīng)10kGy輻照處理后霉菌與酵母數(shù)量的對數(shù)值降低了2.97個對數(shù)級。接種了E.coliATCC 8739的臍橙汁其大腸桿菌的數(shù)量為2.2×108CFU/mL，經(jīng)8，10kGy輻照處理后大腸桿菌數(shù)量的對數(shù)值分別下降了1.82和4.61個對數(shù)級，由此可見只有當(dāng)輻照劑量達(dá)到10kGy時才能對臍橙汁中的大腸桿菌起到較好的殺滅效果。

圖1 臍橙汁輻照殺菌效果Figure 1 Effect of irradiation on sterilization of navel orange juice

Jo等［18］報(bào)道了羽衣甘藍(lán)汁和明日葉汁經(jīng)輻照處理后菌落總數(shù)及大腸桿菌數(shù)量下降，輻照劑量越大殺菌效果越好；Alighourchi等［13］報(bào)道了石榴汁經(jīng)輻照處理后菌落總數(shù)、霉菌與酵母的數(shù)量都發(fā)生了明顯的下降，與本研究結(jié)果相似。Kim等［19］研究了不同輻照劑量處理對鮮榨羽衣甘藍(lán)汁菌落總數(shù)的影響，研究表明，5kGy輻照處理后菌落總數(shù)下降了將近4個對數(shù)級，與本研究的輻照對臍橙汁的殺菌效果相比更加明顯，這可能是初始菌落總數(shù)及果蔬汁樣品的差異導(dǎo)致的。Pala等［17］報(bào)道橙汁經(jīng)48.12J/mL強(qiáng)度的紫外處理后菌落總數(shù)、霉菌與酵母的數(shù)量分別下降了0.52，2.96個對數(shù)級，經(jīng)36.09J/mL強(qiáng)度的紫外處理后大腸桿菌的數(shù)量下降了5.72個對數(shù)級。由此可見，輻照與紫外對臍橙中菌落總數(shù)及大腸桿菌都具有較好的殺滅效果，但輻照對橙汁中霉菌與酵母的殺滅效果要強(qiáng)于紫外。

2.2 輻照處理對臍橙汁總酸、總糖、pH及可溶性固形物含量的影響

由表1可知：經(jīng)輻照處理后的臍橙汁其總酸含量略微降低，但差異并不顯著（P＞0.05）；總糖含量也略有降低，大部分輻照劑量下差異并不顯著（P＞0.05），僅在8kGy和1 0kGy時分別下降了9.8%，9.1%；輻照處理前后臍橙汁的pH值基本沒有變化，均維持在4.37左右；輻照處理對臍橙汁可溶性固形物含量的影響不大，不同劑量輻照后的臍橙汁中可溶性固形物含量與對照組相近，差異不顯著（P＞0.05）。總的來說，輻照處理對臍橙汁總酸、總糖、pH及可溶性固形物含量等理化指標(biāo)的影響不大。

表1 輻照處理對臍橙汁總酸、總糖、pH及可溶性固形物含量的影響Table 1 The effect of irradiation on the total acid content，total sugar content，pH and soluble solids content of navel orange juice

表1 輻照處理對臍橙汁總酸、總糖、pH及可溶性固形物含量的影響Table 1 The effect of irradiation on the total acid content，total sugar content，pH and soluble solids content of navel orange juice

同列字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

劑量/kGy總酸/（10－2g·mL－1）總糖/（10－2g·mL－1） pH 可溶性固形物含量/%0 2.20±0.16a 9.67±0.25a4.37±0.02 a13.0±0.17a 2 2.14±0.06a 9.09±0.26 ab 4.38±0.02 a12.8±0.21a 4 2.07±0.11a 8.97±0.12ab 4.40±0.04 a13.2±0.11a 6 2.09±0.09a 9.20±0.15ab 4.39±0.03 a12.9±0.09a 8 2.02±0.17a 8.72±0.44 b 4.40±0.02 a12.9±0.12a 10 2.07±0.07a 8.79±0.35 b 4.39±0.01a13.0±0.16a

Lee等［15］報(bào)道了輻照處理對望子汁中糖類的變化影響很小；McDonald等［20］研究發(fā)現(xiàn)輻照處理對橙子中總酸及可溶性固形物含量影響很小，都只是輕微的下降。本研究與上述報(bào)道結(jié)果相似，均表明輻照處理對果蔬汁總酸、總糖、pH及可溶性固形物含量等理化指標(biāo)的影響較小。Pala等［17］及李星鑫等［10］分別報(bào)道了紫外及熱處理后的橙汁中可溶性固形物含量、pH值及總酸含量與對照組無顯著性差異。本研究與上述報(bào)道的結(jié)果相似，表明橙汁中總酸、pH及可溶性固形物含量等理化指標(biāo)具有較好的穩(wěn)定性，經(jīng)不同的殺菌手段處理后各指標(biāo)無明顯變化。

2.3 輻照處理對臍橙汁VC含量的影響

由圖2可知，經(jīng)過不同輻照劑量處理后的臍橙汁其VC含量均呈現(xiàn)下降趨勢，隨輻照劑量的增加臍橙汁VC含量損失越多。臍橙汁經(jīng)2，4，6，8，10kGy輻照處理后，VC含量分別損失了15.5%，28.2%，38.4%，53.4%，61.2%，由此可見，高劑量的輻照處理會對臍橙汁VC含量造成較大的損失。VC是對輻照特別敏感的一種水溶性維生素［21］，輻照處理后臍橙汁VC含量的損失可能是因?yàn)榭箟难嵩谳椪者^后轉(zhuǎn)化成為脫氫抗壞血酸［14］。

圖2 不同輻照劑量下臍橙汁的VC含量Figure 2 VCcontent in different gamma irradiation treated navel orange juice

Jo等［18］報(bào)道了羽衣甘藍(lán)汁和明日葉汁經(jīng)輻照處理后VC含量均出現(xiàn)明顯的損失，這與本研究結(jié)果一致。McDonald等［20］報(bào)道橙子經(jīng)低劑量輻照處理（＜1kGy）后其VC含量并未出現(xiàn)顯著下降，這與本研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)樘幚頃r所選輻照劑量及試驗(yàn)原料不同所致，低輻照劑量及橙子以果實(shí)狀態(tài)而非橙汁狀態(tài)進(jìn)行輻照處理能夠更好地保護(hù)VC不受破壞。Pala等［17］報(bào)道橙汁經(jīng)紫外和熱處理后其VC含量均發(fā)生了明顯的損失，但比本研究中輻照處理后VC的損失更小。曾新安［9］、王孝榮［22］等分別報(bào)道高強(qiáng)度脈沖電場及超高壓處理后的橙汁其VC含量有所損失，但與熱處理及本研究中輻照處理后VC含量的損失相比更小。由此可見，輻照處理對果蔬中VC含量的損失相比其他處理手段更加明顯，不利于臍橙汁中VC的保留。

3 結(jié)論

隨著輻照劑量的增加，臍橙汁的殺菌效果越明顯。經(jīng)過10kGy輻照處理后，菌落總數(shù)、霉菌與酵母及大腸桿菌的數(shù)量分別下降2.48，2.97，4.61個對數(shù)級，高劑量的輻照處理對臍橙汁具有很好的滅菌效果。臍橙汁經(jīng)不同劑量的輻照處理后其理化性質(zhì)如總酸、總糖、pH值及可溶性固形物含量與對照組相似，僅總糖指標(biāo)在8kGy和10kGy時出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），且分別只下降了9.8%，9.1%。輻照處理對臍橙汁中VC含量的影響則比較大，2，4，6，8，10kGy輻照處理后 VC含量分別損失了15.5%，28.2%，38.4%，5 3.4%，61.2%，輻照處理不利于臍橙汁中VC的保留。低劑量時雖能保持較好的理化性質(zhì)，但殺菌效果較差，高劑量時具有較好的殺菌效果但不利于VC的保留，故可以考慮采用其它處理手段與低劑量的輻照相結(jié)合的方式處理臍橙汁，在達(dá)到較好的殺菌效果的同時保證臍橙汁的品質(zhì)。本試驗(yàn)在輻照對臍橙汁品質(zhì)影響方面的研究還不夠深入，特別是對臍橙汁氣味的影響及控制還有待進(jìn)一步研究。

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