輻照處理對臍橙汁殺菌效果及理化性質的影響

鄒立強 周 磊 劉 偉 劉 珍 曹燕林 陳 興（南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，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)物質且保質期及貨架期不長［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)的實現(xiàn)及殺菌效果方面還有待進一步研究。臍橙汁保鮮及貯藏問題還未得到很好地解決，從而嚴重地限制了臍橙汁的生產(chǎn)及消費。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體，作用到食品的內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］報道了輻照對胡蘿卜汁及羽衣甘藍汁其微生物、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，利用輻照技術處理來延長其儲藏期并考察輻照技術對臍橙汁理化性質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道。

本研究以鮮榨臍橙汁為對象，采用不同劑量的輻照進行處理。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貿市場；

固藍鹽B、VC標品：美國Sigma公司；

孟加拉紅培養(yǎng)基：北京奧博星生物技術有限責任公司；

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，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

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：HR1871型，飛利浦電子香港有限公司；

糖度儀：WAY型，上海精密科學有限公司；

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，上海美譜達公司；

pH計：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，置于榨汁機中榨汁，果汁分裝于藍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開發(fā)有限公司進行，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數(shù)法，將樣品進行系列梯度稀釋，用平板計數(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測定；pH值采用pH計測定；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 每個試驗均重復3次，取平均值。采用SAS軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

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，由此可見只有當輻照劑量達到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］報道了羽衣甘藍汁和明日葉汁經(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，與本研究結果相似。Kim等［19］研究了不同輻照劑量處理對鮮榨羽衣甘藍汁菌落總數(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致的。Pala等［17］報道橙汁經(jīng)48.12J/mL強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。本研究與上述報道結果相似，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的影響較小。Pala等［17］及李星鑫等［10］分別報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。本研究與上述報道的結果相似，表明橙汁中總酸、pH及可溶性固形物含量等理化指標具有較好的穩(wěn)定性，經(jīng)不同的殺菌手段處理后各指標無明顯變化。

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為抗壞血酸在輻照過后轉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］報道了羽衣甘藍汁和明日葉汁經(jīng)輻照處理后VC含量均出現(xiàn)明顯的損失，這與本研究結果一致。McDonald等［20］報道橙子經(jīng)低劑量輻照處理（＜1kGy）后其VC含量并未出現(xiàn)顯著下降，這與本研究結果不一致，可能是因為處理時所選輻照劑量及試驗原料不同所致，低輻照劑量及橙子以果實狀態(tài)而非橙汁狀態(tài)進行輻照處理能夠更好地保護VC不受破壞。Pala等［17］報道橙汁經(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］等分別報道高強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，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合的方式處理臍橙汁，在達到較好的殺菌效果的同時保證臍橙汁的品質。本試驗在輻照對臍橙汁品質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一步研究。

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