榴蓮泥的超高壓殺菌工藝研究

郝森林 余元善 陳衛(wèi)東 吳繼軍 肖更生 徐玉娟

摘 要 本研究探討了超高壓協(xié)同溫熱和2種抗菌肽（Nisin和-聚賴氨酸）對榴蓮泥的殺菌效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當?shù)陀?00 MPa的超高壓常溫下處理5 min后，榴蓮泥中菌落總數(shù)幾乎沒有下降；當超高壓的處理壓力上升到500 MPa時，殘留的菌落總數(shù)下降了3 logCFU/g；處理5 min后，隨著時間的延長，菌落總數(shù)的殘留量下降不再明顯。當溫度低于25 ℃時，溫度對超高壓處理的殺菌效果影響不大；當溫度提高到45 ℃后，殺菌效率提高1.5 logCFU/g。Nisin和ε-聚賴氨酸的添加能提高超高壓的殺菌效率，但-聚賴氨酸對超高壓殺菌效率的提高效果明顯低于Nisin，并且-聚賴氨酸對榴蓮泥中芽孢的生長作用的抑制效果較差，而Nisin能較好地抑制榴蓮泥中芽孢的生長繁殖。

關(guān)鍵詞 超高壓；榴蓮；Nisin；-聚賴氨酸

中圖分類號 TS255.1 文獻標識碼 A

Abstract The effect of heating and two antimicrobial peptides （Nisin and epsilon - lysine） on the inactivation of durian puree by ultra high pressure （HPP） was investigated. Results showed that the viable count of bacteria in the durian puree hardly decreased as treated by 400 MPa of HPP for 5 min， and the viable count of bacteria decreased by 3 logCFU/g as the HPP pressure increased to 500 MPa. After 5min， the extension of time did not increase the inactivation of bacteria in the durian puree. The temperature had little effect on the inactivation of bacteria in the durian puree under 25 ℃， and then the inactivation of bacteria in the durian puree by HPP could increase 1.5 logCFU/g as the temperature increased to 45 ℃. Adding Nisin and ε-polylysine could enhance the inactivation of bacteria， and the inactivation of ε-polylysine to bacteria was lower than Nisin. Nisin could inhibit the growth of bacteria in the durian puree treated by HPP， and ε-polylysine did not show inhibition to the growth of bacteria.

Keywords ultra high pressure； durian puree； Nisin； ε-polylysine

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.07.027

榴蓮又名韶子、麝香貓果，屬木棉科熱帶落葉喬木[1-2]。榴蓮果肉的營養(yǎng)價值極高，有“水果之王”美稱，產(chǎn)于東南亞和南亞熱帶國家[3]，是熱帶國家珍貴的熱帶水果。果肉甜膩如蜜，油膩又滑潤，香醇可口，有強烈特殊風味[4-5]。由于榴蓮中的特征性揮發(fā)性風味物質(zhì)（酯類、酮類和含硫的物質(zhì)）的熱敏性較強，熱工藝處理會破壞其特征性風味，嚴重影響產(chǎn)品的市場競爭力。目前，榴蓮的加工產(chǎn)品以榴蓮泥為主，主要用于糕點餡料和沙拉等系列產(chǎn)品[6]。為避免風味的熱破壞，榴蓮泥主要是以冷凍的產(chǎn)品形式流通[7]。但由于榴蓮的營養(yǎng)豐富、產(chǎn)品低酸性的特點，在榴蓮泥冷凍過程中自身攜帶的污染菌也能快速繁殖，對產(chǎn)品的食品安全帶來很大的隱患。因此，亟待開發(fā)新型的榴蓮泥非熱加工技術(shù)，在保障產(chǎn)品微生物安全性的同時確保能很好地保留產(chǎn)品的特征性風味成分。

超高壓（ultra high pressure，UHP）技術(shù)是目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最為成熟的非熱力殺菌技術(shù)，利用該技術(shù)可以在常溫或較低溫度下達到殺菌、鈍化酶及改善食品品質(zhì)的效果，能更好地保持原料本身的營養(yǎng)成分和風味[8-9]。近年來，很多研究致力于酸性食品體系的超高壓殺菌研究，取得了一定的進展 [10-11]。但在中性食品體系中，超高壓殺菌受到了制約。這主要是由于超高壓處理對革蘭氏陰性菌的致死效果較好，但對耐受性較好的革蘭氏陽性菌及其芽孢致死效果較差[12]。榴蓮的營養(yǎng)豐富，產(chǎn)品低酸性，屬于中性食品體系，目前，關(guān)于榴蓮泥超高壓殺菌的研究未見報道。本研究針對榴蓮泥中性食品體系的特點，重點研究超高壓協(xié)同溫熱和兩種抗菌肽（Nisin和ε-聚賴氨酸）對榴蓮泥的殺菌效果，用于指導榴蓮泥超高壓殺菌的生產(chǎn)應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料和試劑 榴蓮泥（榴蓮果肉打漿、真空包裝后冷凍保藏）由廣州和號順食品有限公司提供，PCA瓊脂計數(shù)培養(yǎng)基購自廣東環(huán)凱生物科技有限公司，Nisin和ε-聚賴氨酸購自浙江銀象生物工程有限公司，其他化學試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備 LGY-600型全自動超高壓殺菌機，溫州貝諾機械有限公司；UV 1800型紫外可見分光光度計，日本島津公司；PB-10型pH計，Sartorius公司；PX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；YXQ-LS-5OS型立式蒸汽滅菌鍋，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SW-CJ-2FD型無菌操作臺，蘇凈集團蘇州安康空氣技術(shù)有限公司；DZQ-400/2ES型真空充氣包裝機，華聯(lián)機械集團有限公司。

1.2 方法

1.2.1 Nisin溶液的配制 分別稱量1 g Nisin和1 g檸檬酸，用溫熱的去離子水溶解，定容至100 mL，備用。未添加Nisin的對照組添加1%（m/v）的檸檬酸溶液。

1.2.2 -聚賴氨酸溶液的配置 稱量1 g的-聚賴氨酸，用去離子水溶解，定容至100 mL，備用。未添加-聚賴氨酸的實驗組作為對照。

1.2.3 添加抗菌肽的榴蓮泥樣品制備 榴蓮泥室溫下解凍后，按每100 g榴蓮泥中添加3 mL的不同濃度的抗菌肽溶液的比例（未添加的空白組用蒸餾水代替）混合攪拌均勻，分裝到有鋁箔的PET復(fù)合袋中，每袋100 g左右，真空包裝機封口后用于超高壓殺菌處理。

1.2.4 超高壓壓力對榴蓮泥殺菌效果的影響 將包裝好的溫度已平衡到室溫（25 ℃）的榴蓮泥分別經(jīng)100、200、300、400、500 MPa的壓力處理5 min，超高壓反應(yīng)腔體的溫度也設(shè)置在25 ℃。超高壓處理后的樣品用于微生物分析。

1.2.5 超高壓處理時間對榴蓮泥殺菌效果的影響 將包裝好的溫度已平衡到室溫（25 ℃）的榴蓮泥分別經(jīng)500 MPa超高壓處理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 min，超高壓反應(yīng)腔體的溫度也設(shè)置在25 ℃。超高壓處理后的樣品用于微生物分析。

1.2.6 超高壓溫度對榴蓮泥殺菌效果的影響 將包裝好的榴蓮泥分別平衡到20、4、25、45 ℃，然后經(jīng)500 MPa的超高壓處理5 min。在–20 ℃、4 ℃處理過程中， 超高壓反應(yīng)腔體中分別放入20 ℃和4 ℃的丙三醇甘油溶液；在25 ℃和45 ℃的處理中，超高壓反應(yīng)腔體的溫度分別設(shè)定到25 ℃和45 ℃。超高壓處理后的樣品用于微生物分析。

1.2.7 抗菌肽（Nisin和-聚賴氨酸）對榴蓮泥的殺菌效果的影響 將包裝好的添加有不同濃度抗菌肽（Nisin和-聚賴氨酸）的榴蓮泥分別平衡到25 ℃，然后分別經(jīng)400 MPa和500 MPa的超高壓處理5 min。超高壓反應(yīng)腔體的溫度設(shè)定到25 ℃。超高壓處理后的樣品用于微生物分析。

1.2.8 超高壓處理后榴蓮泥的貯藏與取樣分析 超高壓處理后的，處理后放入4 ℃冷藏箱中，分別在0、2、3、4、6、8、10、13 d進行取樣，分析榴蓮泥中菌落總數(shù)的變化。

1.2.9 榴蓮泥的微生物分析 菌落總數(shù)的測定采用稀釋倒平板法，具體原理和步驟參考GB 4789—2010中菌落總數(shù)的測定方法。芽孢總數(shù)的測定參考文獻[8]，具體為樣品平衡的72 ℃后保持1 min后測定殘留的菌落總數(shù)即為芽孢總數(shù)（表1）。

1.2.10 榴蓮泥的pH和總滴定酸測定 榴蓮泥與去離子水按1∶3的質(zhì)量比混合混均勻后直接測定pH和總滴定酸?？偟味ㄋ岬臏y定參考GB/T 12293-90《水果、蔬菜制品可滴定酸度的測定》，采用滴定法測定，總酸度以檸檬酸計（表1）。

1.3 統(tǒng)計分析

所有的不同處理重復(fù)3次，數(shù)據(jù)結(jié)果采用統(tǒng)計軟件SPSS 12.0進行標準差分析（standard deviation analysis），數(shù)值以 ±SD表示，并用Origin 7.5.1軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓壓力對榴蓮泥殺菌效果的影響

圖1是榴蓮泥常溫下分別經(jīng)不同壓力的超高壓處理5 min后菌落總數(shù)的殘留量。從圖1可知，榴蓮泥中菌落總數(shù)高達7 logCFU/g以上，當?shù)陀?00 MPa的超高壓處理后，榴蓮泥中菌落總數(shù)幾乎沒有下降當超高壓的處理壓力上升到500 MPa時，殘留的菌落總數(shù)下降到4.2 logCFU/g。一些研究表明，500 MPa的超高壓處理5 min，酸性水果體系中的微生物營養(yǎng)體能被全部殺滅，殘留的主要是芽孢[13]。

2.2 超高壓處理時間對榴蓮泥殺菌效果的影響

圖2是榴蓮泥常溫下分別經(jīng)500 MPa超高壓處理不同時間后菌落總數(shù)的殘留量。在處理的前5 min內(nèi)，隨著處理時間的延長，榴蓮泥中的菌落總數(shù)的殘留量明顯下降，特別是在處理3 min以后（圖2）。處理5 min后，隨著時間的延長，菌落總數(shù)的殘留量下降不再明顯（圖2），這與文獻[8]報道的結(jié)果一致。

2.3 超高壓溫度對榴蓮泥殺菌效果的影響

圖3是榴蓮泥在不同溫度下經(jīng)500 MPa超高壓處理5 min后菌落總數(shù)的殘留量。當溫度低于25 ℃時，溫度對超高壓處理的殺菌效果影響不大，當溫度提供到45 ℃后，殺菌效率提高1.5 log CFU/g。

2.4 抗菌肽（Nisin和-聚賴氨酸）對榴蓮泥的殺菌效果的影響

圖4是添加有不同濃度的Nisin和ε-聚賴氨酸的榴蓮泥在室溫經(jīng)超高壓處理5 min后菌落總數(shù)的殘留量。Nisin的添加能顯著提高超高壓的殺菌效率，在400 MPa時，Nisin 濃度添加量到20 mg/hg后，繼續(xù)提高Nisin濃度后殺菌效率的提高不再顯著（圖4-A）。在500 MPa時，Nisin濃度添加量提高到10 mg/hg后，榴蓮泥中的菌落總數(shù)與不添加組相比能下降1個對數(shù)（圖4-A）。

圖5是榴蓮泥、添加有10 mg的Nisin/hg果泥的榴蓮泥和添加有20 mg的-聚賴氨酸/hg果泥的榴蓮泥分別經(jīng)500 MPa的超高壓處理5min后在4 ℃貯藏期間菌落總數(shù)的變化[14-15]。從圖可知，對照組和-聚賴氨酸組中菌落總數(shù)呈現(xiàn)線性增加，而Nisin組中榴蓮泥的菌落總數(shù)基本保持不變。

3 結(jié)論

本研究中，榴蓮泥的可滴定酸含量低，體系幾乎呈中性，中性體系下，超高壓對一些對耐受性較好的革蘭氏陽性菌及其芽孢致死效果較差。此外，未處理組的榴蓮泥中芽孢的數(shù)量高達3.87 logCFU/g（表1），這也是500 MPa超高壓處理后榴蓮泥殘留的菌落總數(shù)高達4.0 logCFU/g的原因。

關(guān)于超高壓協(xié)同溫熱（45～70 ℃）殺滅芽孢研究的報道較多，但榴蓮泥對熱比較敏感，不建議超高壓協(xié)同溫熱處理來殺滅榴蓮泥中殘留的芽孢。在商業(yè)銷售和運輸中，榴蓮泥一般都是貯藏在10 ℃以下，上面的研究結(jié)果說明25 ℃以下時，溫度對超高壓處理的殺菌效果影響不大，在實際生產(chǎn)中，在凍庫貯藏的榴蓮泥能直接用于超高壓殺菌，無需事先解凍平衡到常溫。

Nisin的添加能顯著提高超高壓的殺菌效率，在500 MPa時，Nisin濃度添加量提高到10 mg/hg后，榴蓮泥中的菌落總數(shù)與不添加組相比能下降1個對數(shù)。與Nisin相比，-聚賴氨酸對超高壓殺菌效率的提高效果較差，只有在500 MPa時才表現(xiàn)出增效作用。

此外，超過壓處理的榴蓮泥在低溫貯藏時，-聚賴氨酸對榴蓮泥中芽孢的生長作用的抑制效果較差，而Nisin能較好地抑制榴蓮泥中芽孢的生長繁殖。

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