姜油樹脂對鮮榨蘋果汁的抗菌作用

孫 靜，方 濤，張秀云

（萊蕪職業技術學院，山東萊蕪 271199）

鮮榨蘋果汁富含人體所需要的維生素、礦物質、蛋白質以及可溶性、不溶性纖維等多種營養物質，廣受人們喜愛［1］。但蘋果汁榨取幾個小時后會由于大量致病微生物的存在和高的酶活性而變質，保質期短，破壞了果汁的感官和營養品質。傳統的加熱殺菌雖然可以殺滅鮮榨果蔬汁中的微生物，但不可避免地會破壞其風味，降低營養價值［2］。

姜油樹脂是用有機溶劑從生姜中萃取得到的具有芳香味的棕紅色黏稠液體，具有特定的姜味和辛辣味，包含了生姜中幾乎全部的香味和口味成分［3］。研究表明，姜油樹脂具有較強的抗氧化和抗菌作用，且無毒副作用，是國內外允許使用的重要天然食用色素之一，被廣泛地應用于鮮肉、油脂、飲料等各類食品的貯藏和保鮮［4-8］。

本研究將具有抗菌、抗氧化作用的姜油樹脂應用于蘋果汁中，研究姜油樹脂對蘋果汁的抗菌效果，并對抗菌效果進行評價，以期實現蘋果汁飲料的保鮮，增加蘋果汁的風味與營養。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮蘋果、生姜均從當地市場采購。3，5-二硝基水楊酸（DNS）試劑（青島捷世康生物科技有限公司生產），平板計數瓊脂培養基（北京奧博星生物技術有限責任公司生產），UV-2102 PC紫外可見分光光度計［尤尼柯（上海）儀器有限公司生產］，FA1004電子分析天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司生產），pH酸度計（上海越平科學儀器有限公司生產），雙人單面凈化工作臺、spx-150B生化培養箱（上海博訊實業有限公司醫療設備廠生產），XFH-30CA電熱壓力蒸汽滅菌器（浙江新豐醫療器械有限公司生產），九陽榨汁機（九陽股份有限公司生產生產）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 姜油樹脂制備 參照文獻［9-10］中的亞臨界流體丁烷萃取方法萃取得到姜油樹脂，采用乙醇進行溶解，并于4℃下保存24 h后過濾，濾液通過蒸發得到姜油樹脂凈油。

1.2.2 蘋果汁的制備 選擇成熟度適中，形態良好，無病蟲害的蘋果果實，用自來水沖洗2～3遍，再用蒸餾水沖洗2～3遍，切塊，去柄，放入榨汁機中榨汁，用無菌布過濾。將溶于乙醇的不同濃度的姜油樹脂加入到10 mL新鮮蘋果汁中，進行優化研究，處理后的樣品含有0.05%姜油樹脂，于冷藏溫度（4℃）下貯藏，備用。

1.2.3 蘋果汁質量指標檢測 在貯藏1、7、14、21、28、35 d時進行蘋果汁重要質量指標檢測，檢測指標包括pH值、還原糖含量、滴定酸度、抗壞血酸含量、多酚含量等，并對果汁內的微生物進行計數，最后對蘋果汁進行感官評價。由于新鮮蘋果汁很容易變質，因此以未添加姜油樹脂貯藏0 d的鮮榨蘋果汁作為對照進行試驗，設置3組重復。其中pH值的測定采用pH計法；還原糖含量的測定采用DNS法［11］；滴定酸度（TA）參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》進行測定；參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗血酸的測定》對蘋果汁中還原型抗壞血酸含量進行測定；多酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu比色法［12］；微生物計數參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》、GB 4789.15—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》、GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》檢測菌落總數、酵母和霉菌數、大腸桿菌群數；果汁感官評定方法參照文獻［13］，主要評估該產品的顏色、口感、風味、整體的可接受性，滿分為10分（1～10），其中9～10分為優秀，7～8分為好，5～6分為較好，3～4分為一般，1～2分為差。

2 結果與分析

將溶于乙醇的不同濃度的姜油樹脂加入到10 mL蘋果汁中，進行優化研究，考慮到風味和總體可接受性，通過向每10 mL新鮮蘋果汁中加入20～200μL姜油樹脂進行初步試驗結果發現，處理蘋果汁的最佳姜油樹脂用量是100μL，因此向每10 mL新鮮蘋果汁中加入100μL姜油樹脂進行試驗。

2.1 姜油樹脂處理對蘋果汁貯藏過程中pH值的影響

pH值是新鮮果蔬汁的質量評價指標之一，絕大多數微生物的最適生長pH值為5～9，低pH值對某些微生物有抑制作用。由圖1可知，隨著貯藏時間的增加，蘋果汁pH值增大，由3.86（對照）提高至約4.05（蘋果汁+姜油樹脂），說明姜油樹脂處理在一定程度上抑制了微生物的生長（pH值＜5），保證了蘋果汁質量。

2.2 姜油樹脂處理對蘋果汁貯藏過程中還原糖含量的影響

還原糖是果汁及飲品中最重要的成分之一，其含量是水果原汁的表征指標。由圖2可知，隨貯藏時間的增加，蘋果汁的還原糖含量由1 880 mg/L增加到2 080 mg/L，還原糖含量的增加可能是由于姜油樹脂的加入影響了pH值，從而導致蔗糖中性轉化酶活性降低。

2.3 姜油樹脂處理對蘋果汁貯藏過程中抗壞血酸含量的影響

維生素C別稱抗壞血酸，不僅是果汁營養價值的重要標志，也是引起果汁褐變和后渾濁的關鍵因素。由圖3可知，處理后的蘋果汁，隨貯藏時間的增加，抗壞血酸含量先增加后降低，貯藏7 d時達到最大值為10 912 mg/L，貯藏35 d時為9 763 mg/L，與對照無明顯差異，可能是由于抗壞血酸酶和姜油樹脂的協同作用，將抗壞血酸氧化為脫氫抗壞血酸。

2.4 姜油樹脂處理對蘋果汁貯藏過程中多酚含量的影響

蘋果酚類物質參與的酶促反應及其自身的氧化聚合，常常造成果汁的褐變、渾濁，影響果汁的營養、風味和感官，蘋果汁褐變是由于細胞內多酚化合物被多酚氧化酶氧化生成了褐色物質。由圖4可知，隨貯藏時間的增加，處理過的樣品與對照相比，多酚含量變化不明顯。說明姜油樹脂處理后抑制了多酚氧化酶的活性。

2.5 姜油樹脂處理對蘋果汁貯藏過程中滴定酸度的影響

由圖5可知，隨貯藏時間的增加，處理過的樣品與對照相比，酸度由0.375%降低到0.239%，可能是由于酸轉化為糖而呈現酸度降低。

2.6 微生物分析

蘋果汁會由于細菌發酵而變質，由表1可知，隨貯藏時間的增加，處理過的樣品與對照相比，菌落總數呈現明顯下降的趨勢，蘋果汁中細菌總數小于100 CFU/mL，達到國家食品衛生標準。出現菌落總數下降的原因是在蘋果汁中添加的姜油樹脂中的姜酚和酚類化合物可有效發揮其抗菌作用。

表1 姜油樹脂處理蘋果汁微生物分析

姜油樹脂能夠有效控制腐敗微生物的生長，可用于鮮榨蘋果汁的微生物凈化和貨架期延長，因此可作為蘋果汁的天然食品防腐劑；姜油樹脂無毒，對公眾健康安全，可作為化學防腐劑的替代品。

2.7 蘋果汁感官評價

對新鮮和貯藏的蘋果汁進行感官分析，結果（表2）表明，貯藏期間蘋果汁的顏色無明顯變化，與對照相比，姜油樹脂處理后的蘋果汁在冷藏溫度下貯藏35 d時，總質量無明顯變化，說明蘋果汁中加入姜油樹脂，保證了果汁的風味特征。

表2 蘋果汁感官評價

3 結論

隨著“綠色消費”的興起，天然、不含防腐劑與加工較少的食品日益受到人們青睞［14］，姜油樹脂從保健食物生姜中提取，具有天然安全、環保衛生等優點，蘋果汁中加入姜油樹脂，冷藏一定時間后，經過對多項質量指標進行測定表明，姜油樹脂可以用于鮮榨蘋果汁的抗菌，有助于保證蘋果汁的無菌狀態與生物學穩定性，增加果汁營養價值，作為果汁抗菌劑添加使用，符合商品果汁質量及衛生標準要求，是有效的生物防腐劑，該方法有望成為替代果汁熱加工工藝的新方法。