低溫微波處理對哈密瓜汁冷藏品質的影響

胡風林 于佳佳 許建

（1.新疆職業大學 烹飪與餐飲管理學院，新疆 烏魯木齊 830013;2.新疆農業大學 林學與園藝學院，新疆 烏魯木齊 830052）

摘 ? ?要：作為一種熱敏性的水果，哈密瓜的深加工存在著諸多難題。針對這一現象，以哈密瓜汁為研究對象，研究低溫滅菌條件下微波功率、微波次數對哈密瓜汁在冷藏期間品質變化的影響。結果表明：哈密瓜汁經滅菌處理后，冷藏條件下其pH值整體呈下降趨勢，在600 W處理下變化較平穩，對照組變化最大。各處理組中以處理4次和6次的哈密瓜汁的可溶性固形物含量的變化幅度比較小，處理2次變化幅度較大。在較高的功率條件下，能夠較好地減少Vc的損失，且對后期貯藏過程中Vc的游離有顯著作用。哈密瓜汁褐變度在貯藏期內呈上升趨勢，各微波處理中，均以處理2次的哈密瓜汁褐變度最低。不同處理條件下，哈密瓜汁中還原糖含量總體呈先上升后下降的趨勢，與巴氏殺菌處理的哈密瓜汁比較，經600，900 W處理的哈密瓜汁還原糖含量穩定。隨著貯藏時間的延長，微波處理2次與巴氏殺菌處理組均有菌落出現;而600，900 W處理4次、6次的哈密瓜汁，均無菌落出現。研究認為微波技術在低溫殺菌上的效果優于巴氏殺菌，微波的非熱效應對貯藏品質有一定的影響。

關鍵詞：微波處理;哈密瓜汁;品質;冷藏

中圖分類號：U295.1 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.01.020

Effect of Low Temperature Microwave Treatment on Quality of Cold-stored Hami Melon Juice

HU Fenglin1， YU Jiajia1， XU Jian2

（1.College of Culinary and Catering Management， Xinjiang Vocational University， Urmuqi， Xinjiang 830013， China;2.College of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urmuqi， Xinjiang 830052， China）

Abstract： Hami melon is a kind of heat-sensitive fruit， so the storage and processing has become a big problem. For this phenomenon， taking the Hami melon juice as the research object， how microwave power and microwave frequency in different heating temperature influenced the change of quality during Hami melon juices cold storage were researched. The results showed that after sterilization treatment， the pH of the Hami melon juice declined. The change at 600 W was relatively stable， but the change of control group was the biggest. The Hami melon juices soluble solids content in treatment 4 and 6 times showed little change， but the groups of treatment 2 times changed relatively greatly. High power condition can prevent the decline of Vc and it also notably act on free Vc in the process of storage. Browning degree of Hami melon juice was on the rise in storage period and groups of treated twice times were the lowest. Under different treatment conditions， the reducing sugar content of Hami melon juice presented the rise first and then the decline， but the groups of treated with 600 and 900 W presented stabilized. With the extension of storage time， there were bacterial colonies in Hami melon juice which was treated twice by microwave and pasteurization. There were no colony in Hami melon juice which was treated 4 times and 6 times at 600 and 900 W. The experiments showed that microwave technology in low temperature sterilization was better than pasteurization， non-thermal effect of microwave on storage quality had good result.

Key words： low temperature microwave processing; Hami melon juice; quality; cold storage

據新疆維吾爾自治區2012年統計年鑒，全疆哈密瓜種植面積已達到5.78萬 hm2，總產量達到193.06萬 t。哈密瓜除以商品瓜形式銷售外，還有大量的非商品瓜或滯銷瓜因無深加工利用而失去其應有的市場價值，由此給農戶帶來大量的經濟損失，并衍生出系列問題。縱觀市場，以哈密瓜為原料加工的產品很少。究其原因，可能是哈密瓜熱敏性果品的特性限制了其精深加工的水平。近些年來，微波的非熱效應引起人們的廣泛關注，吳道澄等[1]、席曉莉等[2]、Yaghmaee等[3]對微波非熱效應做了相關試驗推測與驗證;研究人員針對微波非熱效應提出了4種主要理論假設[4]。本研究就這一理論，將低溫微波處理的哈密瓜汁與巴氏殺菌處理組進行對比，比較在冷藏條件下不同微波功率與次數處理對哈密瓜汁品質的影響，以期為微波技術在熱敏性果汁加工應用中做出實踐探討，并提供一定的試驗依據。

1 材料和方法

1.1 材 ?料

試驗用哈密瓜品種為伽師瓜，采自新疆烏魯木齊北園春市場，果實成熟度均一，無病害及機械損傷。

1.2 儀器設備

紫外可見分光光度計：TU-1810，北京普析通用儀器有限責任公司;微波發生控制系統：WF-4000，上海屹堯微波化學技術有限公司;高速冷凍離心機：GL-20-Ⅱ，上海安亭科學儀器有限公司;電子天平：AL-204-JC（精度0.000 1 g），梅勒特-托利多儀器（上海）有限公司;實驗室pH計：FE20K Plus，梅勒特-托利多儀器（上海）有限公司;手持式折光儀：WYT-J糖度計（精度0.2%），成都豪利光電儀器有限公司;數顯恒溫水浴鍋：HH-S4，金壇市醫療儀器廠。

1.3 試驗設計

伽師瓜經表皮殺菌、晾干、去皮、打漿后，用四層紗布過濾（孔徑相當于0.075 mm），制得哈密瓜汁，將所有哈密瓜汁混合均勻后裝入無菌水處理過的絲口瓶，每瓶裝入500 mL。瓜汁采用微波功率分別為300，600，900 W加熱至70 ℃，立即將絲口瓶密閉后取出并快速冷卻處理，如此反復。處理次數分別為2次（2 T）、4次（4 T）、6次（6 T），并以巴氏殺菌70 ℃、30 min以及未處理哈密瓜汁為對照。樣品處理好后，于4 ℃冰箱中避光存放。此試驗重復3次。

1.4 測定內容與評價方法

pH值測定：實驗室pH計測定;可溶性固形物測定：手持糖度計測量;Vc含量測定：分光光度法，參照曹建康方法[5-6];褐變度的測定：分光光度法;還原糖測定：3，5-二硝基水楊酸法，參照曹建康方法[5-6];菌落總數測定：平板計數法，參照GB 4789.2—2010。

2 結果與分析

2.1 不同處理方式對冷藏哈密瓜汁pH值的影響

在貯藏期間，哈密瓜的pH值會隨著果蔬汁的變質而有所變化，屬于低酸性食品[7]。比較不同條件殺菌處理過的哈密瓜汁，在入貯時，微波處理（300 W 2次，4次，6次;600 W 2次，4次，6次和900 W 2次，4次，6次），巴氏處理，原汁哈密瓜汁的初始pH值分別為6.13，6.18，6.21，6.26，6.56， 6.58，6.38，6.39，6.41，6.36，6.30，可見各處理組間pH值差異不顯著，且隨著微波處理次數的增加pH值呈略上升趨勢。

由圖1可見，隨著冷藏時間的延長，經微波處理的哈密瓜汁的pH值總體呈下降的趨勢。下降點可能是由于乳酸菌、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值不斷降低[8-9]，但經過不同條件的微波殺菌和巴氏殺菌處理過的哈密瓜汁的pH值與原汁比較都有一定的改善，其中以微波處理600 W變化幅度最小。根據分析可知，微波殺菌處理有助于哈密瓜汁pH值的穩定，在抑制哈密瓜汁變質方面都有良好作用。

2.2 不同處理方式對冷藏哈密瓜汁中可溶性固形物含量的影響

圖2為不同處理條件對冷藏哈密瓜果汁可溶性固形物含量的影響，在貯藏期經不同處理后可溶性固形物含量總體呈先下降再上升趨勢，各處理組在第21 天時達到最高值;而對照組可溶性固形物含量呈下降趨勢。可溶性固形物先呈現下降的原因可能是經微波處理的瓜汁，由于熱處理溫度較低未能達到完全滅菌滅酶效果，使得果汁內糖分等營養物質被微生物分解利用，導致其可溶性固形物含量降低[9];而在后期雖然微生物分解利用部分營養物質，但由于瓜汁內果膠物質被分解溶出，使得短期內可溶性固形物測定值呈上升。與哈密瓜汁初始值比較，各處理組中以處理4 T和6 T的哈密瓜汁的可溶性固形物含量的變化幅度比較小，處理2 T組變化幅度較大;原汁變化幅度最大。

2.3 不同處理方式對冷藏哈密瓜汁中抗壞血酸（Vc）含量的影響

熱殺菌中，一般溫度高達 85～90 ℃果汁中的抗壞血酸（Vc）含量則遭到破壞而大量流失，本次的試驗采用微波處理和傳統的巴氏殺菌以及原汁做了對比。由圖3可知，哈密瓜汁經熱力殺菌后，其Vc含量急劇降低，保留量為處理前的15%～22%;而原汁雖然未經熱處理，但Vc含量呈持續性衰減，可見熱處理并不一定是引起果蔬汁中抗壞血酸含量下降的主要原因。隨著冷藏時間的延長，抗壞血酸（Vc）的含量又呈現一定的上升趨勢。究其原因，可能在哈密瓜汁貯藏過程中，隨著果膠等物質溶解，部分抗壞血酸被游離出;另一原因，經處理后的哈密瓜汁中是否含有絡合性抗壞血酸，在貯藏過程中逐步被釋放，或某些物質在酸代謝途徑向Vc轉化，都有待進一步探討。在貯藏期28 d時，各功率處理條件下抗壞血酸平均保留量分別為：54.5%，55.0%，73.5%，巴氏殺菌組保留量為50.0%。可見，在較高的功率條件下，能夠較好地減少Vc的損失，且對后期貯藏過程中Vc的解離有顯著作用。

2.4 不同處理方式對冷藏哈密瓜汁褐變度的影響

果汁的褐變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，是酶促效應與非酶褐變作用的共同結果。它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[9]。圖4為不同處理方式對冷藏哈密瓜汁褐變度的影響，隨著冷藏時間的延長，哈密瓜汁的褐變度總體呈現先下降后上升最后下降的趨勢，但各處理之間又各有特點。

各微波處理中，均以處理2次的哈密瓜汁褐變度最低，尤其是冷藏第7天數據顯著，可見微波處理次數的增加加速了果汁的褐變程度，究其原因，可能是微波處理加速了果汁中的非酶反應速率。哈密瓜原汁的褐變度在貯藏期間呈下降趨勢，可見雖然該組未進行滅酶處理，但并未顯著加速褐變，說明酶褐變在低溫貯藏條件下是次要作用，對果汁褐變的增促作用微弱。

2.5 不同處理方式對哈密瓜中還原糖含量的影響

還原糖是果汁中主要的呈味物質。由圖5可見，在貯藏期內各處理組哈密瓜汁中還原糖含量呈先上升后下降的趨勢。經300 W 6 T，600 W處理以及900 W處理過的哈密瓜汁中還原糖的含量呈現一個較平穩的趨勢，其中300 W 6 T的還原糖的含量在4.00 mg·mL-1左右，600 W 2 T、4 T和600 W 6 T的還原糖含量分別在3.45，4.40和4.50 mg·mL-1左右，而900 W 2 T的還原糖含量分別在3.80 mg·mL-1左右。而經巴氏殺菌處理的還原糖含量在3.60 mg·mL-1左右浮動。試驗表明，不同微波條件處理過的哈密瓜汁中還原糖的含量呈不同的變化趨勢，和巴氏殺菌處理的哈密瓜汁比較，此方法經600 W、900 W處理的哈密瓜汁還原糖含量穩定，此方法與傳統的熱殺菌處理相比較效果更好。

2.6 不同處理方式對哈密瓜汁中菌落總數的影響

由表1可見，冷藏條件下可以有效抑制微生物菌落總數的增長，冷藏7 d時，微波處理條件下均未檢測出菌落，巴氏殺菌70 ℃ 30 min處理下有菌落出現，而對照組菌落總數高達1 500 cfu·mL-1。隨著貯藏時間的延長，微波處理組逐漸出現菌落，主要是微波處理2次條件下，均有菌落出現;600 W、900 W處理4次、6次的哈密瓜汁，均無菌落出現。由此可見，在試驗微波功率范圍內，微波功率對菌落總數影響不是主要原因，微波次數是主要影響因素，且微波處理效果顯著優于巴氏殺菌。

3 結論與討論

微波殺菌技術具有快速、高效、安全、保鮮等優點。相對熱力殺菌來說，微波殺菌具有加熱時間短、升溫速度快、殺菌均勻、食品營養成分和風味物質破壞和損失少等特點;與化學殺菌相比，微波殺菌無化學殘留;與放射輻照殺菌相比，不存在放射性物質污染和殘留;與超高壓滅菌相比，更易于實現連續在線生產，且設備資金投入較為經濟[10-13]。

試驗中研究了低溫微波處理對哈密瓜汁pH值、可溶性固形物、褐變度、抗壞血酸（VC）含量、還原糖含量以及菌落總數影響。研究發現經微波處理的瓜汁，雖然在70 ℃條件下保持時間較巴氏殺菌短，但其pH值比巴氏殺菌變化小，瓜汁貯藏效果好，整體呈下降趨勢，在冷藏條件下其pH值在600 W處理下變化較平穩，對照組變化幅度最大。與哈密瓜汁初始值比較，各處理組中以處理4 T和6 T的哈密瓜汁的可溶性固形物含量的變化幅度比較小，處理2 T組變化幅度較大，說明微波處理次數增多可以減緩哈密瓜汁中可溶性固形物含量的下降。在較高的功率條件下，能夠較好地減少Vc的損失，且對后期貯藏過程中Vc的游離有顯著作用。各微波處理組均以處理2次的哈密瓜汁褐變度最低，特別是冷藏第7 天數據顯著，可見隨著微波處理次數的增加而加速了果汁的褐變程度，由于低溫條件下酶促褐變效率的降低使得對照組褐變度最低。經600 W、900 W處理的哈密瓜汁還原糖含量較穩定。從菌落總數來看，600 W、900 W處理4次、6次的哈密瓜汁，均無菌落出現;在試驗微波功率范圍內，微波功率對菌落總數影響不是主要原因，微波次數是主要影響因素，且微波處理效果顯著優于巴氏殺菌。

綜上所述，微波功率為600和900 W處理過的哈密瓜汁各項指標與傳統熱殺菌方法相比都有一定的改善，并且隨著處理次數的不同，各理化指標均存在差異。因此，將微波殺菌技術應用于熱敏性食品加工中，具有一定的理論依據，然而如何將微波的非熱效應更好地應用并服務于食品加工行業，尚需研究者不斷探索。

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