高壓二氧化碳對(duì)鮮榨西瓜汁殺菌效果和風(fēng)味的影響

劉 野，趙曉燕*，鄒 磊，胡小松，宋煥祿

(1.北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；

3.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島 066004；4.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

高壓二氧化碳對(duì)鮮榨西瓜汁殺菌效果和風(fēng)味的影響

劉 野1，趙曉燕2,*，鄒 磊3，胡小松4，宋煥祿1

(1.北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；

3.中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島 066004；4.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

為研究高壓二氧化碳對(duì)鮮榨西瓜汁的殺菌效果及對(duì)風(fēng)味的影響，采用高壓二氧化碳(HPCD)技術(shù)對(duì)鮮榨西瓜汁進(jìn)行處理。以95℃、1min熱處理西瓜汁作為對(duì)照，考察30MPa、60min HPCD處理對(duì)西瓜汁中菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)及典型風(fēng)味化合物含量的影響；并探討兩種處理西瓜汁在4℃、30d貯藏過(guò)程中上述指標(biāo)的變化情況。結(jié)果表明：95℃、1min熱處理的殺菌效果略好于30MPa、60min HPCD處理，采用兩種處理西瓜汁的微生物指標(biāo)均符合《果、蔬汁飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求；并且保質(zhì)期滿足鮮榨西瓜汁的消費(fèi)要求。30MPa、60min HPCD處理對(duì)西瓜汁的典型風(fēng)味化合物含量影響較小；貯藏過(guò)程中風(fēng)味變化也較小?？傮w看來(lái)，HPCD處理更適合于鮮榨西瓜汁的加工。

高壓二氧化碳；西瓜汁；殺菌；風(fēng)味

高壓二氧化碳(high pressure carbon dioxide，HPCD)技術(shù)是食品加工領(lǐng)域中一種新型非熱殺菌技術(shù)。二氧化碳與壓力的結(jié)合可以形成高酸的環(huán)境，在一定的溫度和壓強(qiáng)下對(duì)食品進(jìn)行處理，可以殺死微生物，延長(zhǎng)食品的貨架期。在5～60℃之間，采用50MPa以下的壓強(qiáng)的HPCD處理可以使西瓜汁中的微生物降低2～12個(gè)對(duì)數(shù)[1]。37℃、20MPa或42℃、30MPa HPCD處理可以顯著殺滅蘋(píng)果濁汁中的大腸桿菌[2]。由于HPCD技術(shù)的加工溫度較低，能很好地保持食品原有的色、香、味、形和營(yíng)養(yǎng)成分，并具有良好的殺菌性能，是適合于熱敏性食品加工的良好方法[1]。

西瓜屬于葫蘆科植物，通常認(rèn)為葫蘆科植物的風(fēng)味物質(zhì)及其形成機(jī)理是相似的，由其中的脂肪酸分解形成的烯醇和烯醛類是葫蘆科植物中典型的風(fēng)味物質(zhì)[3]。由于西瓜汁中存在大量的過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)，在有氧氣存在的情況下，可以氧化風(fēng)味物質(zhì)導(dǎo)致西瓜汁風(fēng)味的變化[4]。另外，高溫可以加劇該氧化反應(yīng)的發(fā)生，并且這些風(fēng)味化合物自身還可以發(fā)生一系列的反應(yīng)使西瓜汁風(fēng)味快速劣變。因此，西瓜汁是一種低酸熱敏性果汁，不適于進(jìn)行熱加工，難于保藏[5]。國(guó)內(nèi)外科研人員通過(guò)添加抗菌劑、增稠劑以及微波殺菌等方法，對(duì)西瓜汁進(jìn)行處理，這些方法在一定程度上改善了西瓜汁飲料品質(zhì)，延長(zhǎng)了保質(zhì)期，但存在著營(yíng)養(yǎng)成分損失嚴(yán)重，失去西瓜汁原有風(fēng)味的缺陷，使西瓜汁一直無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)[6-8]。因此，本實(shí)驗(yàn)采用HPCD技術(shù)對(duì)鮮榨西瓜汁進(jìn)行處理，研究殺菌效果的同時(shí)，考察處理前后及貯藏過(guò)程中西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)含量的變化，為西瓜汁加工方式的選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

京玲無(wú)籽西瓜，采收于北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心延慶農(nóng)場(chǎng)，貯藏于10℃冷庫(kù)。

蛋白胨、牛肉膏 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；氯化鈉、葡萄糖、氫氧化鈉 北京化工廠；瓊脂(進(jìn)口分裝) 日本Solarbio公司；順-2-壬烯醇、反-2-壬烯醛、反,順-2,6-壬二烯醇、壬醛、鄰苯二甲酸二乙酯、正己醛、6,10-二甲基-5,9-十一雙烯-2-酮、2-戊基呋喃、十一酸甲酯 美國(guó)Sigma公司；色譜級(jí)乙醇 美國(guó)J.T.Baker公司。

HPCD殺菌機(jī) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制；Zealway滅菌鍋 美國(guó)致微公司；HDL APPARATUS超凈工作臺(tái) 北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；Incucell培養(yǎng)箱 德國(guó)MMM公司；GC-MS-QP2010氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜 日本島津公司；打漿機(jī) 中國(guó)珠海飛利浦公司；旋渦混合器 江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠；電子恒溫水浴鍋 北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 鮮榨西瓜汁的制備

將西瓜用蒸餾水清洗、擦干、稱質(zhì)量。取瓜瓤切塊，于打漿機(jī)中破碎。用4層紗布過(guò)濾，將濾得的西瓜汁混勻，進(jìn)行下一步處理。

1.2.2 鮮榨西瓜汁的熱處理

將裝有100mL鮮榨西瓜汁的玻璃飲料瓶置于常壓條件下、95℃恒溫水浴鍋中加熱，待西瓜汁中心溫度達(dá)到95℃開(kāi)始計(jì)時(shí)，并蓋上瓶蓋，達(dá)到處理時(shí)間1min后，立刻逐級(jí)冷卻至室溫。

1.2.3 鮮榨西瓜汁的HPCD處理

預(yù)先將處理釜消毒，消毒后蓋上處理釜蓋，將100mL鮮榨西瓜汁用泵注入預(yù)先設(shè)定溫度的處理釜。經(jīng)過(guò)5～10min的升壓過(guò)程達(dá)到設(shè)定壓強(qiáng)，西瓜汁在恒定的壓強(qiáng)和溫度下進(jìn)行處理，處理時(shí)間達(dá)到后，經(jīng)過(guò)約5～10min的卸壓，將西瓜汁灌裝入滅菌的塑料包裝袋，迅速封口。置于冰水浴中冷卻。

微生物實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：常溫下，設(shè)定壓強(qiáng)30MPa，處理時(shí)間分別為5、15、30、45、60min；設(shè)定時(shí)間為60min，壓強(qiáng)分別為8、15、22、30MPa。

風(fēng)味實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：常溫下，設(shè)定壓強(qiáng)分別為10、20、30MPa，處理時(shí)間為60min。

1.2.4 營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基的制備

1)組成成分：10g蛋白胨、3g牛肉膏、5g氯化鈉、18g瓊脂、1000mL蒸餾水。

2)制作方法：將瓊脂以外的各成分溶解于蒸餾水中，加入15% NaOH約2mL，校正pH值至7.2～7.4，加入瓊脂加熱煮沸，使瓊脂融化。用燒瓶分裝，121℃高壓滅菌20min。

1.2.5 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基的制備

1)組成成分：300g馬鈴薯(去皮切塊)、20g葡萄糖、20g瓊脂、1000mL蒸餾水。

2)制作方法：將馬鈴薯去皮切塊，加入1000mL蒸餾水，煮沸10～20min，用紗布過(guò)濾，補(bǔ)加蒸餾水至1000mL。加入葡萄糖和瓊脂，加熱溶化。用燒瓶分裝，121℃高壓滅菌20min。

1.2.6 微生物檢測(cè)

根據(jù)GB/T 4789.1—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)總則》檢驗(yàn)菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)[9]。

1.2.7 氣相色譜內(nèi)標(biāo)法定量?jī)?nèi)標(biāo)物溶液的配制

0.2%的內(nèi)標(biāo)物溶液：取0.2mL十一酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品于100mL容量瓶(為防止內(nèi)標(biāo)物的揮發(fā)，在瓶中先少放些色譜級(jí)乙醇)，用體積分?jǐn)?shù)60%色譜級(jí)乙醇定容。

0.01%的內(nèi)標(biāo)物溶液：取0.5mL上述0.2%內(nèi)標(biāo)物溶液于10mL容量瓶，調(diào)整乙醇和水的比例進(jìn)行溶解。

1.2.8 西瓜典型風(fēng)味物質(zhì)定量校正因子的確定

1)用移液管吸取鄰苯二甲酸二乙酯和己醛標(biāo)準(zhǔn)品各0.1mL，順-2-壬烯醇、反,順-2,6-壬二烯醇、壬醛、6,10-二甲基-5,9-十一雙烯-2-酮、2-戊基呋喃和十一酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品各0.03mL加入到10mL容量瓶(預(yù)先加入2mL色譜級(jí)乙醇)，調(diào)整乙醇和雙蒸水的比例進(jìn)行溶解。

2)用移液管吸取上述配制的溶液1mL，加入到10mL容量瓶，調(diào)整乙醇和雙蒸水的比例進(jìn)行溶解。

3)取第2步中的溶液1mL，加入到100mL容量瓶，加入色譜級(jí)乙醇及大量的水，并控制乙醇含量在20%以下。

混合標(biāo)準(zhǔn)品中各組分及內(nèi)標(biāo)含量的計(jì)算公式：

式中：mi、ms為混標(biāo)中各組分i和內(nèi)標(biāo)物s的含量/(mg/100 mL)；ci、cs為混標(biāo)中各組分i和內(nèi)標(biāo)物s的體積百分含量；Vi、Vs為混標(biāo)中各組分i和內(nèi)標(biāo)物s的體積/mL；di、ds為混標(biāo)中各組分i和內(nèi)標(biāo)物s的密度/(g/mL)；1000為換算成以mg為單位的系數(shù)。

1.2.9 西瓜汁中典型風(fēng)味化合物定量方法

每個(gè)樣品取8mL加入到15mL玻璃萃取瓶中，加入0.05mL、0.01%的內(nèi)標(biāo)物溶液，使內(nèi)標(biāo)物在西瓜汁樣品中的質(zhì)量濃度為0.546mg/mL。

1.2.10 GC-MS操作條件

固相微萃取條件：將裝有8mL西瓜汁的萃取瓶置于35℃恒溫水浴30min，用100μm PDMS固相微萃取頭對(duì)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行萃取。

GC條件：毛細(xì)管柱DB MS-5(30m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：初始溫度40℃，以8℃/min的升溫速度升至220℃，進(jìn)樣口溫度：250℃；總流速：27.5mL/min；分流比：20。

MS條件：離子源溫度：200℃；接口溫度：250℃；溶劑切割：1min；檢測(cè)器電壓：1.0kV；掃描范圍：30～500m/z；掃描方式：全掃描。

譜圖解析：NIST譜庫(kù)。

1.2.11 西瓜汁的貯藏實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行95℃、1min熱處理，30MPa、60min HPCD處理及600MPa、60min超高壓處理的西瓜汁分別在4℃條件下貯藏30d。每隔5d取樣一次進(jìn)行菌落總數(shù)和霉菌、酵母菌總數(shù)的測(cè)定；每隔10d取樣一次進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定。

1.2.12 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 8.12進(jìn)行因子方差分析及Ducan,s多重檢驗(yàn)(P＜0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPCD處理對(duì)鮮榨西瓜汁菌落總數(shù)的影響

初始階段鮮榨西瓜汁中的菌落總數(shù)為3.6×103CFU/mL。表皮完好的新鮮西瓜內(nèi)部果實(shí)組織中含有的微生物極少，不會(huì)對(duì)西瓜汁中微生物的數(shù)量產(chǎn)生決定性影響。因此污染鮮榨西瓜汁的微生物主要來(lái)源于環(huán)境及加工設(shè)備。鮮榨西瓜汁的滅菌主要是殺滅加工過(guò)程中污染的外源菌。

圖1 HPCD處理60min過(guò)程中壓強(qiáng)對(duì)鮮榨西瓜汁菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of HPCD pressure on total bacterial count in watermelon juice

由圖1可知，當(dāng)處理時(shí)間為60min時(shí)，HPCD處理后菌落總數(shù)隨著處理壓強(qiáng)的升高而顯著降低(P＜0.05)。HPCD處理8MPa以下時(shí)，菌落總數(shù)降低較小，表明細(xì)菌中部分細(xì)菌對(duì)壓強(qiáng)具有一定的耐受能力。當(dāng)壓強(qiáng)繼續(xù)增大時(shí)，菌落總數(shù)迅速降低，之后又呈緩慢降低的趨勢(shì)，可能由于其中的一部分菌種具有較強(qiáng)的耐壓性，在較高壓強(qiáng)條件下仍然可以存活。在30MPa HPCD處理時(shí)，菌落總數(shù)降低至26CFU/mL，達(dá)到GB19297—2003《果、蔬汁飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》)要求(≤ 100CFU/mL)[10]。

圖2 30MPa HPCD處理過(guò)程中處理時(shí)間對(duì)鮮榨西瓜汁菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of HPCD treatment duration on total bacterial count in watermelon juice

由圖2可知，當(dāng)處理壓強(qiáng)為30MPa時(shí)，HPCD處理后菌落總數(shù)均隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著降低(P＜0.05)，并且菌落總數(shù)的降低總體上呈現(xiàn)先快后慢的趨勢(shì)。這可能由于在中等強(qiáng)度的壓強(qiáng)下，部分耐壓能力較弱的菌種迅速被殺滅；而延長(zhǎng)處理時(shí)間對(duì)耐壓菌的殺滅效果不明顯，所以其中的耐壓菌仍然可以存活。在 HPCD處理45min和60min后，西瓜汁中的菌落總數(shù)分別為73CFU/mL和26CFU/mL，均達(dá)到《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。而95℃、1min的熱處理后西瓜汁中的菌落總數(shù)降至7CFU/mL，具有很好的滅菌效果，使西瓜汁達(dá)到《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。

2.2 HPCD處理對(duì)鮮榨西瓜汁霉菌和酵母菌總數(shù)的影響

圖3 HPCD處理60min過(guò)程中壓強(qiáng)對(duì)鮮榨西瓜汁霉菌和酵母菌總數(shù)的影響Fig.3 Effects of HPCD pressure on total mold and yeast count in watermelon juice

初始階段鮮榨西瓜汁中的霉菌和酵母菌數(shù)為5.2×102CFU/mL。由圖3可知，當(dāng)處理60min時(shí)，HPCD處理后霉菌和酵母菌數(shù)均隨著處理壓強(qiáng)的升高而顯著降低(P＜0.05)。開(kāi)始階段呈快速線性下降，說(shuō)明霉菌和酵母菌的耐壓性比細(xì)菌差。在30MPa HPCD處理時(shí)，西瓜汁中的霉菌和酵母菌數(shù)為9CFU/mL，達(dá)到《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求(≤20CFU/mL)。

圖4 30MPa HPCD處理過(guò)程中處理時(shí)間對(duì)鮮榨西瓜汁霉菌和酵母菌總數(shù)的影響Fig.4 Effects of HPCD treatment duration on total mold and yeast count in watermelon juice

由圖4可知，當(dāng)處理壓強(qiáng)為30MPa時(shí)，HPCD處理后霉菌和酵母菌總數(shù)隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著降低(P＜0.05)。0～5min霉菌和酵母菌總數(shù)迅速降低，而后下降速度變緩，到60min時(shí)降低到9CFU/mL；而95℃、1min的熱處理后西瓜汁中的霉菌和酵母菌總數(shù)降至3CFU/mL，具有很好的滅菌效果，使西瓜汁達(dá)到《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。

2.3 HPCD處理鮮榨西瓜汁貯藏期內(nèi)菌落總數(shù)的變化

由圖5可知，兩種處理西瓜汁中的菌落總數(shù)均隨著貯藏天數(shù)的延長(zhǎng)而顯著增加(P＜0.05)。在4℃條件下，熱處理西瓜汁貯藏25d和HPCD處理西瓜汁貯藏15d的菌落總數(shù)均在《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的菌落總數(shù)臨界值100CFU/mL范圍內(nèi)。

圖5 熱處理和HPCD處理西瓜汁貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的變化Fig.5 Changes in total bacterial count in thermally treated watermelon juice and HPCD treated watermelon juice during storage

2.4 HPCD處理鮮榨西瓜汁貯藏期內(nèi)霉菌和酵母菌總數(shù)的變化

圖6 熱處理和HPCD處理西瓜汁貯藏過(guò)程中霉菌和酵母菌總數(shù)的變化Fig.6 Changes in total mold and yeast count in thermally treated watermelon juice and HPCD treated watermelon juice during storage

由圖6可知，兩種處理西瓜汁中的霉菌和酵母菌總數(shù)隨著貯藏天數(shù)的延長(zhǎng)而顯著增加(P＜0.05)。在4℃條件下，熱處理西瓜汁貯藏25d和HPCD處理西瓜汁貯藏20d內(nèi)的霉菌和酵母菌總數(shù)均在《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的霉菌和酵母菌總數(shù)臨界值20CFU/mL范圍內(nèi)。總體看來(lái)，與貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的結(jié)果一致。由于鮮榨西瓜汁是不添加任何防腐劑，并要在7d之內(nèi)消費(fèi)掉的，從這一點(diǎn)來(lái)講，熱處理和HPCD處理均可以滿足保質(zhì)期的需要。

2.5 西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)定量校正因子

根據(jù)公式(1)和(2)，對(duì)同一類型的不同檢測(cè)器來(lái)說(shuō)，在組分i和s相同的情況下，相對(duì)校正因子是基本一致的。它只和檢測(cè)器的性能、待測(cè)組分的性質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的性質(zhì)、載氣的性質(zhì)相關(guān)，與操作條件無(wú)關(guān)。但是由于不同檢測(cè)器的性能有一定的差異，因此相對(duì)校正因子需要在使用的色譜上單獨(dú)測(cè)定[11]。

因此，本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)品在氣相色譜上的響應(yīng)值與內(nèi)標(biāo)物響應(yīng)值的比值，計(jì)算出一系列典型風(fēng)味物質(zhì)在所使用儀器上的相對(duì)校正因子，為西瓜汁中風(fēng)味物質(zhì)的定量做準(zhǔn)備。如表1所示，通過(guò)幾種典型物質(zhì)在氣相色譜上的峰面積以及在混合標(biāo)準(zhǔn)品中的質(zhì)量濃度，代入公式計(jì)算出相對(duì)校正因子。

表1 西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的校正因子Table 1 Correction factors of typical flavor compounds in watermelon juice

2.6 熱處理對(duì)西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的影響

圖7 GC-MS測(cè)定未處理西瓜汁中風(fēng)味物質(zhì)的總離子流圖Fig.7 GC-MS total ion chromatogram of native untreated watermelon juice

圖8 GC-MS測(cè)定95℃、1min熱處理西瓜汁中風(fēng)味物質(zhì)的總離子流圖Fig.8 GC-MS total ion chromatogram of thermally treated watermelon juice

通過(guò)圖7、8的對(duì)比可以看出，95℃、1min熱處理以后西瓜汁的風(fēng)味發(fā)生了明顯的變化。并且通過(guò)表2中風(fēng)味物質(zhì)含量的對(duì)比得出，熱處理后的西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的含量大多顯著下降(P＜0.05)，反,順-2,6-壬二烯醇的含量已檢測(cè)不到。其中己醛、反-2-壬烯醛、順-2-壬烯醇、壬醛和鄰苯二甲酸二乙酯含量分別降低了42.7%、87.1%、58.1%、53.8%和75.8%。同時(shí)，在熱處理后的西瓜汁中又生成了一些在鮮榨西瓜汁中不存在的風(fēng)味成分，比如壬酸、8-甲基-1-十一烯、2-甲基十三烷、4-己基氨基甲酰基丁酸和3,3-二甲基庚烷等。原有風(fēng)味物質(zhì)的損失和新生成的風(fēng)味物質(zhì)的共同作用，導(dǎo)致了熱處理西瓜汁風(fēng)味的嚴(yán)重劣變。

表2 熱處理前后西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的含量變化Table 2 Typical flavor compounds in control and thermally treated watermelon juices

2.7 HPCD處理對(duì)西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的影響

圖9 GC-MS測(cè)定不同壓力HPCD處理60min西瓜汁中風(fēng)味物質(zhì)的總離子流圖Fig.9 GC-MS total ion chromatogram of HPCD treated watermelon juice

通過(guò)圖9a、b、c的比較得出壓強(qiáng)對(duì)西瓜汁風(fēng)味物質(zhì)造成了一定影響。進(jìn)一步通過(guò)表3中各風(fēng)味化合物含量的比較得出，經(jīng)過(guò)30MPa、60min HPCD處理后的西瓜汁中，反-2-壬烯、壬醛、2-戊基呋喃含量不發(fā)生顯著性變化(P＞0.05)；6,10-二甲基-5,9-十一雙烯-2-酮的含量上升(P＜0.05)；己醛、順-2-壬烯醇、反,順-2,6-壬二烯醇、鄰苯二甲酸二乙酯均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，分別降低了31.5%、17.9%、80.4%和92.0%。其中反,順-2,6-壬二烯醇、鄰苯二甲酸二乙酯含量降低最多，這也與熱處理西瓜汁中的結(jié)果是相一致的。HPCD處理導(dǎo)致西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)含量降低是由于二氧化碳對(duì)酯類、醇類具有一定的萃取作用[12-14]。雖然經(jīng)過(guò)30MPa、60min HPCD處理后西瓜汁中的典型風(fēng)味物質(zhì)的含量也大多呈下降趨勢(shì)，但其降低的幅度要小于95℃、1min熱處理，說(shuō)明在保持西瓜汁風(fēng)味方面，30MPa、60min HPCD處理要優(yōu)于95℃、1min熱處理。但是，與未處理西瓜汁相比，HPCD處理后的西瓜汁中仍然生成了一些新的風(fēng)味化合物。如十五烷、8-甲基-2-癸烯、2,6,10-三甲基十二烷、10-十二碳烯醇、6,10,14-三甲基十五碳-5,9,13-三烯-2-酮等，這些化合物的生成會(huì)對(duì)西瓜汁的風(fēng)味造成一定影響。但通過(guò)比較看出，圖9中新增化合物的種類和相對(duì)豐度明顯少于圖8，因此從含量來(lái)看HPCD處理可以更好的保持西瓜汁的風(fēng)味。

表3 HPCD處理前后西瓜汁中典型風(fēng)味物質(zhì)的含量的變化Table 3 Typical flavor compounds in control and HPCD treated watermelon juices

2.8 熱處理和HPCD處理西瓜汁貯藏過(guò)程中典型風(fēng)味物質(zhì)的變化

從表4可以看出，95℃、1min熱處理西瓜汁在4℃條件下貯藏30d的過(guò)程中，其中的己醛、反-2-壬烯醛、壬醛、6,10-二甲基-5,9-十一雙烯-2-酮和2-戊基呋喃含量不發(fā)生變化(P＞0.05)；而順-2-壬烯醇和鄰苯二甲酸二乙酯的含量略有降低(P＜0.05)，分別降低了15.7%和48.8%。從表5可以看出，30MPa、60min HPCD處理西瓜汁在4℃、30d的貯藏過(guò)程中，風(fēng)味物質(zhì)的含量均不發(fā)生變化(P＞0.05)。果汁貯藏過(guò)程中風(fēng)味的變化是由其中的內(nèi)源酶如過(guò)氧化物酶、脂肪氧化酶和糖苷酶引起的[4,15]。與熱處理相比，HPCD處理可以更好的鈍化西瓜汁中與風(fēng)味相關(guān)的內(nèi)源酶活性，從而使處理后西瓜汁在貯藏過(guò)程中的風(fēng)味得以更好的保持。

表4 95℃、1min熱處理西瓜汁在4℃貯藏過(guò)程中典型風(fēng)味物質(zhì)的含量變化Table 4 Changes in typical flavor compounds in thermally treated watermelon juice during storage at 4 ℃

表5 30MPa、60min HPCD處理西瓜汁在4℃貯藏過(guò)程中典型風(fēng)味物質(zhì)的含量變化Table 5 Changes in typical flavor compounds in HPCD treated watermelon juice during storage at 4 ℃

3 結(jié) 論

95℃、1min的熱處理后西瓜汁中的菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)分別降至7CFU/mL和3CFU/mL；而30MPa HPCD處理后，兩者分別降至26CFU/mL和9CFU/mL，均達(dá)到《果、蔬汁飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。并且貯藏15d之內(nèi)菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù)仍在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。與本研究不同，前人的報(bào)道中通常認(rèn)為HPCD處理比熱處理具有更好的殺菌效果[16]。這可能由于本研究中HPCD處理的準(zhǔn)備階段對(duì)處理釜的消毒不徹底所致。

95℃、1min的熱處理和HPCD處理均會(huì)導(dǎo)致西瓜汁典型風(fēng)味化合物的含量變化，但HPCD處理對(duì)西瓜汁的風(fēng)味影響較?。徊⑶?℃貯藏30d的過(guò)程中HPCD處理西瓜汁的風(fēng)味變化較小。

根據(jù)消費(fèi)習(xí)慣，鮮榨果汁通常要在7d之內(nèi)消費(fèi)掉，因此該鮮榨西瓜汁的保質(zhì)期只需7d。95℃、1min的熱處理和30MPa HPCD處理在微生物指標(biāo)方面均可以達(dá)到上述要求，而HPCD處理可以更好的保持鮮榨西瓜汁的風(fēng)味，因此HPCD處理更適合鮮榨西瓜汁的生產(chǎn)。

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Effects of High Pressure Carbon Dioxide on Microbiological and Flavor Profiles of Fresh Watermelon Juice

LIU Ye1，ZHAO Xiao-yan2,*，ZOU Lei3，HU Xiao-song4，SONG Huan-lu1
(1.School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China；2. Beijing Vegetable Research Center, Beijing 100097, China；3. Environmental Management College of China；Qinhuangdao 066004,
China；4. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

In this study, the effect of high pressure carbon dioxide (HPCD) on the microbial indexes and flavor of fresh watermelon juice was investigated. The total bacteria, mold and yeast count, and typical flavor compounds of watermelon juice after treated with HPCD for 60 min at 30 MPa were analyzed and compared to those of samples thermally treated at 95 ℃ for 1 min.Microbial analysis was carried out on watermelon juice during 30 days of storage at 4 ℃.The results showed that better sterilization results were achieved by the thermal treatment than the HPCD treatment. The microbial indexes of watermelon juice samples sterilized by the different treatment methods were in line with the requirement of the national standardHygienicStandard for Fruit and Vegetable Juiceand could meet consumer demands for fresh watermelon juice within the shelf life. The HPCD treatment had little impact on typical flavor compounds of watermelon juice and little changes were observed during storage. In general, HPCD treatment is more suitable than heat treatment for fresh watermelon juice production.

high pressure carbon dioxide (HPCD)；watermelon juice；sterilization；flavor

O521.9；TS275.5

A

1002-6630(2012)03-0082-07

2011-03-17

北京市委組織部?jī)?yōu)秀人才項(xiàng)目(2011D005003000007)；國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2007AA100405)；

北京市重大科技計(jì)劃項(xiàng)目(101105046610000)

劉野(1981—)，男，講師，博士，研究方向?yàn)槭称贩菬峒庸ぜ夹g(shù)。E-mail：liuyecau@126.com

*通信作者：趙曉燕(1971—)，女，研究員，博士，研究方向?yàn)楣δ苄允称?。E-mail：caucfsne@yahoo.com.cn