貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁品質(zhì)的影響

馬 越， 王歡歡,， 王宇濱,3， 白 冰， 趙曉燕,4， 張 超,5，*

(1.北京市農(nóng)林科學院 蔬菜研究中心， 北京 100097； 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學 食品學院， 遼寧 沈陽 110866；3.果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點實驗室， 北京 100097； 4.農(nóng)業(yè)部蔬菜產(chǎn)后處理重點實驗室， 北京 100097；5.農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室， 北京 100097)

鮮榨果汁，也被稱為非濃縮還原汁(NFC)，是將水果破碎、壓榨、過濾后，直接進行滅菌和包裝生產(chǎn)的一種工業(yè)化產(chǎn)品，具有果實原有的香氣和營養(yǎng)，受到消費者青睞[1-2]。目前，橙汁、蘋果汁、仙人掌汁、西瓜汁、桑葚汁、菠蘿汁、芒果汁和草莓汁等已經(jīng)使用超高壓技術進行滅酶和滅菌，起到了良好的效果，處理后產(chǎn)品的微生物指標符合國家食品和飲料標準，維生素C和多酚等營養(yǎng)成分有效保留，風味更加接近果實的原始香氣[2-8]。

番茄中含有胡蘿卜素、維生素、碳水化合物、礦物質(zhì)和有機酸等成分[9]，具有健胃消食、清熱解毒、生津止渴、涼血平肝的功效[10]。目前，鮮榨番茄汁通過超高壓技術或高壓脈沖電場技術處理，品質(zhì)和風味獲得有效保留[8,11-12]。但是，鮮榨番茄汁貨架期內(nèi)品質(zhì)和風味的變化規(guī)律尚缺少研究。因此，研究以熱處理為對照，評價貨架期內(nèi)超高壓處理鮮榨番茄汁菌落總數(shù)、關鍵酶的活性、營養(yǎng)組分含量及其風味的變化規(guī)律，以期為鮮榨番茄汁的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄，北京市果香四溢蔬菜超市曙光花園店；營養(yǎng)瓊脂，北京奧博星生物技術有限責任公司；氯化鈉、焦性沒食子酸、愈創(chuàng)木酚、偏磷酸，國藥集團化學試劑有限公司；福林酚、抗壞血酸，美國Sigma公司；碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化氫、硫酸、冰醋酸、草酸，北京化工廠。

1.2 儀器與設備

UV-1800型紫外可見分光光度計，日本島津公司；全破碎打漿機，Philips 公司；臺式分光測色儀，日本柯尼卡美能達公司；恒溫恒濕培養(yǎng)箱，德國MMM集團；G154DW型高壓滅菌鍋，美國致微公司；超凈工作臺，北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；BDS200FL型超高壓設備，英國Stansted Fluid Power有限公司；S-50型膠體磨，廊坊通用機械制造有限公司；滴定儀，德國肖特儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1超高壓處理和熱處理

將2 kg番茄用超純水清洗外表皮，切瓣去梗，用打漿機對番茄打漿30 s，然后用一層紗布過濾，濾出皮籽，過濾后的番茄汁使用膠體磨磨碎，然后使用高壓均質(zhì)機在3.0 MPa壓力下均質(zhì)，獲得鮮榨番茄汁，使用鋁箔袋進行包裝，每袋質(zhì)量100 g。

熱處理：將鋁箔袋置于100 ℃水中處理5 min，然后在冰水浴中迅速冷卻至4 ℃。

超高壓處理：將鋁箔袋置于壓力倉內(nèi)，25 ℃、400 MPa處理30 min，迅速降低壓力，時間約為10 s。

CK為未經(jīng)過熱處理和超高壓處理的樣品。

將熱處理和超高壓處理后的樣品貯藏于4 ℃冷柜，分別在第1、2、3個月評價樣品的品質(zhì)和風味。

1.3.2微生物檢測

根據(jù)國標方法測定樣品中菌落總數(shù)、霉菌和酵母總數(shù)[13-14]。

1.3.3可溶性固形物和酸度測定

可溶性固形物采用手持便攜式阿貝折光儀在室溫下進行測定。pH值在室溫下使用酸度計直接測定。

酸度采用滴定法測定，通過式(1)計算可滴定酸含量。

(1)

式(1)中：TA為可滴定酸含量，%；c為NaOH標準液的濃度，mol/L；V0為番茄汁樣品總體積，mL；V1為滴定所用樣品的體積，mL；V2為消耗NaOH的標準體積，mL；W為樣品質(zhì)量，g；K為折算系數(shù)，以檸檬酸計為0.070。

1.3.4風味測定

分別量取樣品10 mL置于頂空進樣瓶中，室溫25 ℃下，平衡5 min后直接將進樣針頭插入樣品瓶，采用頂空吸氣法進行電子鼻分析實驗。測定條件：傳感器清洗時間100 s、傳感器歸零時間5 s、樣品準備時間5 s、進樣流量400 mL/min、檢測時間60 s。完成1次檢測后系統(tǒng)進行清零和標準化，然后再進行第2次頂空采樣。統(tǒng)計分析10個不同選擇性傳感器的G/G0值。采用主成分分析表征樣品之間的差別。

1.3.5維生素C含量的測定

采用鉬藍比色法測定番茄汁中維生素C含量。取10 mL樣品加入25 mL草酸-EDTA，經(jīng)過濾后，吸取1 mL上清液加入0.5 mL偏磷酸-醋酸溶液，再加入質(zhì)量濃度0.05 g/mL濃硫酸1 mL，加入鉬酸銨2 mL用蒸餾水定容至25 mL，15 min后在705 nm處測吸光值。

1.3.6總酚含量的測定

樣品總酚含量采用Folin-Ciocalteau法測定。吸取1 mL樣品，加入蒸餾水5 mL，F(xiàn)olin-Ciocalteus顯色劑1 mL，質(zhì)量濃度0.075 g/mL碳酸鈉溶液3 mL，顯色，放置2 h后，用分光光度計在765 nm處測定吸光值。

1.3.7PPO和POD活性測定

(2)

式(2)中：ΔA為410 nm或470 nm波長下吸光值的變化差，Δt為410 nm或470 nm波長下時間的變化差，f為樣品的稀釋倍數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

實驗所有數(shù)據(jù)均有3次重復，計算平均值和標準偏差，使用統(tǒng)計分析軟件DPS v7.05進行處理，Ducan’s新復極差法進行顯著性分析(P≤0.05 )。圖像繪制采用Origin 8.0軟件(美國Origin Lab Corporation公司)。

2 結(jié)果與討論

2.1 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁菌落總數(shù)的影響

果汁類飲料中微生物的國家食品衛(wèi)生標準是菌落總數(shù)小于100 CFU/mL，霉菌和酵母菌不得檢出。檢測結(jié)果顯示鮮榨番茄汁中未檢出霉菌和酵母菌，貨架期內(nèi)鮮榨番茄汁中菌落總數(shù)的變化規(guī)律見圖1。熱處理后，番茄汁中未檢出菌落；超高壓處理顯著降低了鮮榨番茄汁中的菌落總數(shù)，但是菌落總數(shù)隨著貯藏時間延長而增加，在第一和第二個月，菌落總數(shù)低于100 CFU/mL，在第三個月高于100 CFU/mL。因此，采用400 MPa壓力滅菌30 min可以保證鮮榨番茄汁2個月的貨架期。相關的研究顯示超高壓處理的番茄汁在4 ℃貯藏35 d，可以保持較好的感官品質(zhì)，微生物學指標符合國家食品衛(wèi)生標準[8]，與本文結(jié)論相似。

2.2 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁pH值和可滴定酸含量的影響

貯藏時間對鮮榨番茄汁pH值和可滴定酸含量

不同字母代表差異顯著，nd代表未檢出。圖1 貯藏時間對鮮榨番茄汁菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of storage time on total colony of fresh tomato juice

的影響見圖2。結(jié)果顯示隨著貯藏時間延長，鮮榨番茄汁的pH值逐漸降低，超高壓處理的番茄汁pH值變化更加明顯。朱瑞[16]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理和熱處理的胡蘿卜汁的pH值也隨著貯藏時間延長而降低，與本研究的結(jié)論一致。與pH值的變化規(guī)律相關，鮮榨番茄汁中可滴定酸含量隨著貯藏時間延長而提高，值得注意的是，熱處理的番茄汁可滴定酸含量增加更明顯。

不同字母代表差異顯著。圖2 貯藏時間對鮮榨番茄汁pH值和可滴定酸含量的影響Fig.2 Effect of storage time on pH value and titratable acid content of fresh tomato juice

2.3 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁可溶性固形物含量的影響

貯藏時間對鮮榨番茄汁可溶性固形物含量的影響見圖3。隨著貯藏期的延長，鮮榨番茄汁的可溶性固形物含量未發(fā)生顯著性變化。與柳青[17]的研究結(jié)果相似，超高壓處理的西瓜汁在16周的貯藏過程中，可溶性固形物含量有所提高，但未發(fā)生顯著性變化。

不同字母代表差異顯著。圖3 貯藏時間對鮮榨番茄汁可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effect of storage time on total soluble solid content of fresh tomato juice

2.4 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁維生素C含量的影響

貯藏時間對鮮榨番茄汁維生素C含量的影響見圖4。隨著貯藏時間延長，熱處理和超高壓處理番茄汁中的維生素C含量均發(fā)生顯著性降低，超高壓處理的番茄汁在第二個月降低約24%，在第三個月降低約28%；而熱處理的番茄汁維生素C含量在第一個月降低約95%，隨后繼續(xù)降低，在到第三個月降低97%。因此，超高壓處理能更加有效延緩鮮榨番茄汁中維生素C含量的降低。獼猴桃作為富含維生素C的果實，其超高壓加工的果汁在貯藏過程中維生素C含量也顯著性降低[16]，與本研究的結(jié)論一致。

不同字母代表差異顯著。圖4 貯藏時間對鮮榨番茄汁維生素C含量的影響Fig.4 Effect of storage time on vitamin C content of fresh tomato juice

2.5 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁總酚含量的影響

不同字母代表差異顯著。圖5 貯藏時間對鮮榨番茄汁總酚含量的影響Fig.5 Effect of storage time on total phenolic content of fresh tomato juice

貯藏時間對鮮榨番茄汁總酚含量的影響見圖5?？梢园l(fā)現(xiàn)熱處理和超高壓處理的番茄汁在前2個月中，總酚含量未發(fā)生顯著性變化，在第三月均發(fā)生顯著性降低，約降低61%，而且超高壓處理與熱處理的保存率無顯著性差別。同樣的結(jié)論在尤菊[2]關于蘋果汁的實驗中得到了證實，超高壓的蘋果汁總酚含量隨著貯藏時間的延長而降低，原因可能是由于多酚氧化及聚合反應，使基于福林酚檢測方法的游離羥基數(shù)量減少，從而檢測到總酚含量降低。

2.6 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁PPO和POD活性的影響

PPO和POD在果實發(fā)育過程中均發(fā)揮著重要的作用，它們的共同點在于均可以以酚類化合物為底物，催化其生成醌類物質(zhì)，而醌類物質(zhì)多為橙色、紫色，乃至褐色，宏觀上會引起產(chǎn)品的褐變[18-20]。因此，鈍化PPO和POD活性有利于維持產(chǎn)品中總酚含量，從而有利于維持產(chǎn)品的原色。貯藏時間對鮮榨番茄汁PPO和POD活性的影響見圖6。熱處理和超高壓處理均顯著降低產(chǎn)品中PPO活性，而熱處理組PPO活性顯著低于超高壓處理組，因此，熱處理和超高壓處理均有效鈍化PPO，其中熱處理鈍化PPO的能力更強。在貯藏過程中，熱處理樣品的PPO活性沒有顯著性變化；而超高壓處理PPO活性在第二和第三個月顯著低于第一個月，因此PPO活性隨著貯藏時間的延長而進一步降低。該結(jié)論與超高壓處理的草莓汁中PPO變化規(guī)律相似，草莓汁中PPO在貯藏過程中也發(fā)生顯著性降低[21]。

不同字母代表差異顯著。圖6 貯藏時間對鮮榨番茄汁PPO活性和POD活性的影響Fig.6 Effect of storage time on PPO activity and POD activity of fresh tomato juice

與PPO活性變化規(guī)律相似，熱處理和超高壓處理均顯著降低產(chǎn)品中POD活性，而熱處理組POD活性顯著低于超高壓處理組，因此，熱處理和超高壓處理均有效鈍化POD，其中熱處理鈍化POD的能力更強。在貯藏過程中，熱處理樣品的POD活性沒有顯著性變化；而超高壓處理POD活性在第二和第三個月顯著低于第一個月，因此POD活性隨著貯藏時間的延長而進一步降低。與本研究結(jié)論相似，超高壓處理也降低茭白中POD活性，從而抑制其木質(zhì)化進程[22]。

2.7 貯藏時間對超高壓處理鮮榨番茄汁風味的影響

風味是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要特征，貯藏期間鮮榨番茄汁風味的變化規(guī)律見圖7。主成分1和主成分2對風味的貢獻率分別為90.40%和9.10%，合計達到99.50%，可以反映樣品風味的差異。超高壓處理組與CK在主成分1上有一些差別，在主成分2上差別極??；熱處理組與CK在主成分1和主成分2上具有顯著性差別，因此，超高壓處理的鮮榨番茄汁風味更加接近于CK。隨著貯藏時間的延長，超高壓處理組的鮮榨番茄汁未見顯著性差別，而熱處理組的番茄汁相互均有差別。結(jié)果說明超高壓處理的鮮榨番茄汁風味更加接近于番茄的原有香氣，而熱處理引起風味的變化，并且風味的穩(wěn)定性較低。與該結(jié)論一致，超高壓處理鮮榨草莓汁的風味與新鮮草莓的風味更加相似[6,23]。

圖7 貯藏時間對鮮榨番茄汁風味的影響Fig.7 Effect of storage time on aroma of fresh tomato juice

3 結(jié) 論

采用超高壓處理(25 ℃和400 MPa處理30 min)可以保證鮮榨番茄汁在2個月的貯藏期內(nèi)微生物指標滿足國家食品衛(wèi)生標準。在2個月貯藏過程中，超高壓處理鮮榨番茄汁的pH值、PPO和POD活性逐漸降低；維生素C含量降低約24%，而熱處理的番茄汁維生素C含量降低約96%；總酚含量未發(fā)生顯著性變化；超高壓處理的鮮榨番茄汁風味更加接近于番茄的原有香氣，而熱處理引起風味的變化，并且風味的穩(wěn)定性較低。因此，經(jīng)過超高壓處理的鮮榨番茄汁在2個月的貯藏過程中，品質(zhì)和風味均優(yōu)于熱處理番茄汁。