高靜壓處理對油桃殺菌效果與品質的影響

周春麗，趙娜，蘇偉，鎖冠文，胡雪雁，朱碧華

江西科技師范大學生命科學學院（南昌 330013）

油桃（Prunus persicavar. Nectarina）可口香甜，營養極為豐富，是人們鐘愛的水果之一，其所含的營養物質要比普通桃子高。油桃是在高溫高濕季節成熟，微生物和病菌易滋生，造成腐爛和發霉，經濟嚴重損失，且影響產業化發展[1]。高靜壓處理（HHP）能保留油桃的風味、品質及營養價值，在一定程度上延長油桃的貯藏期并抑制有害微生物和病菌的生長，對帶動食品加工行業起到重要作用。

HHP技術是將食品原料通過100 MPa以上壓力，在常溫下保壓一定時間，有效殺滅食品中的有害微生物和病菌，同時能夠更好地保持食品中原有的色、香、味及營養成分[2-3]。Maitland等[4]應用高靜壓（350，450和550 MPa，2 min）處理完整及鮮切西紅柿，該處理均顯著降低沙門菌（Salmonella enterica）的生長，達到商業無菌要求。Queiroz等[5]研究高靜壓處理蘋果汁，20 ℃、400 MPa、7 min時有最佳殺菌效果；可溶性固形物、pH、酸度、維生素C、總酚含量基本沒有變化，表明高靜壓處理保持食品其中的營養成分。試驗以油桃為材料，研究高靜壓處理對油桃的殺菌效果，并分析高靜壓技術對油桃品質的影響，為高靜壓技術在油桃加工的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瑞光5號油桃（市售）。

營養瓊脂、孟加拉紅培養基（北京陸橋技術有限責任公司）；2, 6-二氯靛酚（上海金穗生物科技有限公司）；草酸溶液（天津市北辰方正試劑廠）；無水NaCl（上海滬泰精華科技研究所）；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

氣相色譜儀（6820，美國安捷倫公司）；醫用凈化工作臺（XYJ-1450，吳江市凈化設備總廠）；智能型生化培養箱（SPX-100B-Z，上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；色差儀（Hp-200，深圳漢普有限公司）；榨汁機（HR-1861，飛利浦家庭電器有限公司）；pH計（DELTA 320，美國梅特勒-托利多公司）；數字阿貝折射儀（JH-WA2S，上海佳航儀器表有限公司）；冷凍離心機（5804R，德國艾本德公司）；質構儀（CT3，美國博勒飛公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的高靜壓處理

將新鮮油桃切成厚4.0 cm的薄片樣品，壓力分別為150，250，350，450和550 MPa，保壓時間10 min，溫度25 ℃?？瞻讓φ帐浅海?.1 MPa）下未被處理過的樣品。

1.3.2 微生物檢測

樣品細菌菌落總數依據GB/T 4789.2—2008《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》計算菌落總數；霉菌和酵母菌數量根據GB/T 4789.15—2010《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》測定霉菌和酵母菌數量。菌落總數和霉菌、酵母菌的測定所用培養基不同，前者使用營養瓊脂，后者則選用孟加拉紅培養基。將處理好的油桃樣品用生理鹽水稀釋，并且以10倍的梯度遞增稀釋，直到稀釋至適宜的濃度，將處理好的稀釋液與培養基溶液以1∶10比例，置于培養箱中進行培養。

1.3.3 硬度測定

將高靜壓處理后的油桃薄片放在質構儀P/50探頭下做質地多面分析。質構儀參數：測前速率3 mm/s，測試速率2 mm/s，測后速率3 mm/s；壓縮率40%，停留時間3 s；觸發值4 g。每次測定10個樣品，取平均值。

1.3.4 色澤測定

采用Hp-200型色差儀，以標準白板為標準，測定L*、a*和b*值來表示高靜壓處理后樣品的顏色。ΔE表示色差值，ΔE值越大表示顏色變化越大。

式中：L*、a*和b*為超高壓處理后樣品測定值；L0*、a0*和b0*為處理的空白對照樣測定值。

1.3.5 維生素C含量測定

分別稱取35 g高靜壓處理后的油桃和對照樣品，各加入50 mL蒸餾水，移入250 mL容量瓶中，用2%草酸溶液稀釋到刻度線，搖晃均勻并過濾。吸取15 mL上述濾液在錐形瓶中，用標定過的2, 6-二氯靛酚鈉溶液滴定至桃紅色，至15 s不褪色為止。

1.3.6 可溶性固形物的測定

將高靜壓處理后的油桃用打漿機打漿至均勻，用紗布將勻漿過濾，得到澄清的濾液后，用折射儀測定該濾液的折射率，從儀器的刻度尺上讀出可溶性固形物含量。

1.3.7 pH測定

用pH計測定，用蒸餾水把將要使用的探頭洗干凈并將其擦干，將探針插入已濾好的過濾液中，等顯示器上的示數穩定下來后進行讀數，重復上述步驟4次，并進行記錄。

1.3.8 香氣測定

香氣成分的萃?。河霉滔辔⑤腿∪樱瑢⒏哽o壓處理后的油桃，用打漿機打成果漿至均勻，取10 g勻漿于頂空瓶中，向該瓶中加入7.5 g無水NaCl，加入適量的1 mg/mL的2-辛醇，把該瓶子放在50 ℃溫器中，恒溫攪拌，攪拌完后平衡10 min，固相微萃取40 min。色譜條件：色譜柱為HP-INNOWAX彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進樣口溫度為180℃，并以不分流進樣方式進行進樣，升溫程序為30 ℃保持2 min，以10 ℃/min的升溫速度升至100 ℃，以5℃/min的升溫速度將溫度上升至220 ℃，維持7 min，載氣是流速為1.0 mL/min的高純He。

1.4 數據統計分析

采用SPSS 19.0軟件對數據進行方差分析，顯著性水平為0.05，p＜0.05時表示差異顯著。用Origin Pro 8.0統計分析數據并制圖。

2 結果與分析

2.1 高靜壓處理油桃殺菌參數的確定

圖1表明：高靜壓處理后的油桃樣品中的菌落總數顯著低于對照樣品的菌落總數（p＜0.05）。隨著壓力不斷增大，菌落總數在不斷地減少。隨著壓力不斷升高，在150～350 MPa壓力下，細菌死亡率急劇升高，在150 MPa壓力下菌落總數為3.23±0.2 lg CFU/g，在250 MPa壓力下菌落總數為2.17±0.2 lg CFU/g，在350 MPa壓力下菌落總數達1.02±0.2 lg CFU/g，分別下降1.06±0.2 lg CFU/g，1.15±0.2 lg CFU/g，繼續增大壓力細菌死亡率雖然在不斷升高，但是幅度波動不大，趨于平緩。高靜壓殺菌，殺滅的主要微生物有細菌、酵母菌和霉菌微生物。在350 MPa壓力下，菌落總數為1.02±0.2 lg CFU/g，油桃基本達到商業殺菌效果。在450 MPa壓力下，保壓10 min，此時菌落總數為0.61±0.2 lg CFU/g，微生物基本不存在。Dong等[6]在研究超高壓對蓮藕殺菌效果時發現，在600 MPa壓力下將蓮藕保壓2.5 min，蓮藕中的微生物含量符合商業殺菌效果，滿足國家食品衛生標準，這個結果和研究中油桃在450 MPa壓力下處理10 min基本達到商業殺菌效果相吻合。Zhou等[7]在超高壓處理新鮮印度南瓜漿的研究中，得出與高靜壓處理油桃相似結論，剛開始升高壓力時，細菌死亡率升高迅速，壓力不斷增加，細菌死亡率逐漸變緩，壓力超過300 MPa，細菌死亡變緩，在400 MPa壓力下，保壓15 min，霉菌、酵母菌幾乎不存在。因此，在450 MPa壓力下，保壓10 min，高靜壓處理油桃微生物基本不存在，可以延長油桃貯藏時間，能提高經濟價值。

圖1 高靜壓處理前后菌落、霉菌和酵母菌總數

2.2 高靜壓處理對油桃硬度的影響

油桃的硬度是油桃口感好壞的關鍵，對油桃的質構起著舉足輕重的影響，同時也反映了油桃內部組織結構的緊密程度。由表1可知，高靜壓處理后的油桃的硬度對比高靜壓處理前的硬度有微小的變化，但是對質構基本沒有影響。即通過高靜壓處理，油桃硬度無顯著性變化（p＞0.05）。高靜壓處理前油桃的硬度為5.18±0.14 kg/cm2，而高靜壓處理后的油桃硬度為4.91±0.21 kg/cm2，硬度有所下降。高靜壓處理后油桃硬度的下降可能是由于壓力逐漸變大，細胞在很大程度上被破壞，促使細胞通透性的增大并且在這種高壓下，果膠甲酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）的活性也隨之被激發，果膠甲酯酶使果膠去甲酯化，多聚半乳糖醛酸酶使低甲酯化果膠發生降解，在這兩種酶共同作用下，油桃硬度下降[8]。高靜壓處理后的油桃硬度雖然有一定程度下降，但是總體而言對質感和口感的影響微小。孫雅馨等[9]研究高靜壓處理鮮切胡蘿卜，結果發現隨著壓力增加，胡蘿卜的硬度顯著下降（p＜0.05），但當壓力大于300 MPa后，胡蘿卜的硬度不再繼續下降。油桃在450 MPa壓力下硬度下降不顯著，不影響油桃整體口感。

表1 高靜壓處理對油桃硬度的影響

2.3 高靜壓處理對油桃色澤的影響

由表2高靜壓處理后對油桃色澤的影響可以看出，油桃經高靜壓處理，L*值顯著高于對照樣品（p＜0.05），說明高靜壓處理使油桃的顏色有明顯的改變。Hartyni等[10]報道，ΔE在0～0.5時表示顏色變化不明顯，0.5～1.5表示顏色變化略明顯，1.5～3.0內表示顏色變化顯著。試驗油桃經過高靜壓處理，ΔE=2.196，表示顏色變化顯著。由表2高靜壓處理后對油桃色澤的影響可以看出，油桃經高靜壓處理，L*值在增大，表明油桃樣品經過高靜壓處理亮度變亮，褐變的程度小，并且a*、b*值有一定程度下降。高靜壓處理后樣品色澤的變化主要是由于酶促反應的發生，蛋白質在高靜壓處理下會在一定程度上影響蛋白質的結構，導致蛋白質的變性和相關功能性質的變化，即酶的活性中心結構可能會發生一定程度變化，導致酶活性的激活或者抑制[11]。Aaby等[12]在研究高靜壓加工對草莓汁色澤品質的影響時，得出的結論與試驗結果一致，發現高靜壓處理過的草莓汁在貯藏過程中的褐變程度比未處理的草莓汁的褐變程度要弱且高靜壓處理能有效抑制草莓汁中花青素的降解。油桃在450 MPa壓力下，ΔE=2.196，高靜壓處理后的油桃色澤變化顯著。

表2 高靜壓處理對油桃色澤的影響

2.4 高靜壓處理對油桃中維生素C含量的影響

由表3可知，高靜壓處理后的油桃維生素C含量顯著性降低（p＜0.05），通過高靜壓處理，高靜壓處理前后維生素C含量分別為5.32±0.12 mg/100 g和4.64±0.11 mg/100 g。高靜壓處理后的油桃維生素C含量保留率達87.16%，高靜壓處理后的油桃維生素C含量損失12.84%。Zhao等[13]研究也發現高靜壓處理庫爾勒香梨汁中維生素C有所下降，但高于熱殺菌汁。高靜壓處理保留油桃87.16%的維生素C，保留大部分營養物質，對油桃的營養價值影響甚微。

表3 高靜壓處理對油桃維生素C的影響

2.5 高靜壓處理對油桃可溶性固形物的影響

表4表明，高靜壓處理后的油桃與處理前油桃的可溶性固形物含量變化不顯著（p＞0.05），說明高靜壓處理對油桃可溶性固形物有很好的保留。高靜壓處理前的油桃中的固形物含量為14.67%±0.42%，高靜壓處理后的油桃中的固形物含量為13.85%±0.31%，高靜壓處理后保留94.41%，固形物含量基本沒有損失。與Zhou等[7]利用高靜壓技術處理印度南瓜汁中的應用研究的結論一致，高靜壓處理對印度南瓜汁中可溶性固形物含量基本沒有影響。因此，高靜壓處理對油桃可溶性固形物基本沒有影響，試驗中高靜壓處理后的油桃保留94.41%的可溶性固形物。

表4 高靜壓處理對油桃可溶性固形物含量的影響

2.6 高靜壓處理對油桃pH的影響

表5表明，高靜壓處理對油桃的pH影響不顯著（p＞0.05），油桃的pH由5.32±0.01降低至5.27±0.01，降低0.05，變化不顯著。油桃的pH是影響油桃風味的重要因素，而高靜壓處理基本上不會對油桃原有的風味造成影響。Jayathung等[14]在研究超高壓技術對番茄汁的殺菌、鈍酶及品質的影響時得出一致結論，超高壓處理過的番茄汁的pH和未處理的番茄汁的pH之間無顯著變化（p＞0.05）。

表5 高靜壓處理對油桃pH的影響

2.7 高靜壓處理對油桃香氣的影響

表6是高靜壓處理后的油桃的香氣成分。結果表明，酯類、內酯類、醛類、醇類、烴類及羧酸類是油桃揮發性香氣的主要組成成分，此外還含有少量的酮類和其他物質。水果的香氣成分有上千種，從化學構成角度分類，可以分為酯類、醛類、醇類、內酯類、萜類、酚類、醚類和一些含硫化合物；根據感官效果又可劃分為青香型、木香型、果香型、辛香型、醛香型等[15]。未經處理的油桃對照樣品各類揮發性香氣的含量分別為醛類45.31%、酯類30.72%、醇類14.87%、內脂類5.64%、烴類2.07%、酮類0.75%、萜烯類0.53%、其他物質0.11%。而經過高靜壓處理的油桃樣品揮發性香氣的含量分別為醛類48.12%、酯類26.44%、醇類18.03%、內酯類4.05%、烴類1.98%、酮類4.05%、萜烯類0.47%、其他物質0.23%。由此可見，油桃樣品經過高靜壓處理，酯類、內酯類含量明顯下降，醇類、醛類含量明顯升高，對酮類、羧酸類、烷烴類基本沒有影響。未經過處理的油桃對照樣品中檢測出39種揮發性香氣成分，其中包括9種醇類、12種酯類、4種內酯類、8種醛類、4種烴類、2種酮類。高靜壓處理后的油桃檢測出34種揮發性香氣成分，其中包括10種醇類、8種酯類、3種內酯類、11種醛類、1種烴類、1種酮類。由此可以得出結論，高靜壓處理后的油桃對香氣幾乎沒有影響。Wang等[16]利用HS-SPME-GC-MS方法，研究中國50種桃和油桃中的84種揮發性物質，結果發現桃和油桃果實中C6化合物含量較高，主要有己醛、2-或3-己烯醇、2-或3-己烯醛的順式或反式異構體等。試驗檢測出較多的C6并發現這些C6香氣化合物在高靜壓處理油桃后含量變化不顯著，保留了主要的特征香氣成分。Lambert等[17]利用超高壓處理草莓汁時發現醛類在草莓香氣的構成中不受處理壓力的影響，僅在已醛800 MPa、20 min處理時有顯著變化。因此，高靜壓處理對油桃的香氣基本沒有影響，高靜壓處理后的油桃仍然有濃厚的香氣，但是高靜壓處理使揮發性香氣的酯類含量減少，醛類、醇類含量升高，但不影響總體的香氣。

表6 高靜壓處理對油桃特征性香氣的影響

3 結論

1) 450 MPa，10 min，25 ℃高靜壓處理的油桃，有害微生物和病菌基本殺滅，達到商業殺菌效果。未處理的樣品中菌落總數達9.96±0.2 lg CFU/g，450 MPa、10 min高靜壓處理過的油桃菌落總數為0.61±0.2 lg CFU/g，顯著下降（p＜0.05）。

2) 450 MPa、10 min、25 ℃高靜壓處理的油桃，色澤、維生素C含量差異顯著（p＜0.05）。L*升高，ΔE=2.196，色澤明顯變化，維生素C保留率為87.16%。

3) 450 MPa，10 min，25 ℃高靜壓處理的油桃，硬度、可溶性固形物、pH、香氣變化不顯著（p＞0.05）。硬度為原來的94.79%，可溶性固形物保留率為94.41%，pH基本不變，香氣中酯類香氣成分減少3種，醛類香氣成分增加3種。

試驗表明，高靜壓處理不僅達到商業殺菌目的，與此同時也很好地保持油桃的色、香、味和營養物質，可以延長油桃的貯藏期，對油桃的加工生產有深遠影響，促進油桃市場發展。