超高壓和高溫短時殺菌對綠色復(fù)合果蔬汁的殺菌效果與品質(zhì)影響

,, ,, ,,

(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心,農(nóng)業(yè)部果蔬加工重點實驗室,食品非熱加工北京市重點實驗室,北京 100083)

市場上常見的果蔬汁類型有普通果味型飲料、濃縮還原果蔬汁(FC)以及采用高溫短時殺菌(HTST)殺菌的非濃縮還原(NFC)鮮榨果汁。這些類型果汁的最大缺點是在加工過程中采用熱殺菌技術(shù),破壞了果蔬汁中大部分的熱敏性營養(yǎng)成分以及天然香氣。而超高壓(High Hydrostatic Pressure,HHP)技術(shù)作為一種新型的食品非熱加工技術(shù),在殺菌和鈍酶的同時,能夠較好地保留食品原有的色、香、味、形和營養(yǎng)等品質(zhì),非常適合用于果蔬汁加工。HHP具體是指將包裝后的食品置于壓力釜中,以水或其它液體作為傳壓介質(zhì),在壓力高于100 MPa的環(huán)境下進行高壓處理,在常溫甚至更低的溫度下達到殺菌、滅酶和改善食品功能特性等的作用[1]。相對于傳統(tǒng)的熱處理工藝,HHP處理不會破壞共價鍵,對小分子物質(zhì)幾乎無影響,能較好地保持食品中的風味成分、維生素、色素等,因此可以保證食品的營養(yǎng)價值和果蔬制品良好的感官特性[2-3],非常適用于果蔬汁加工。

目前關(guān)于HHP在果蔬汁方面的研究多是基于單一的水果或蔬菜,如番茄汁[4],葡萄汁[5],胡蘿卜汁[6]等,且對HHP處理的單一果汁的功效及作用研究[7]日益深入,但對復(fù)合果蔬汁的研究極少,更鮮少提及綠色果蔬汁的概念。隨著生活水平的提高,人們對果蔬汁產(chǎn)品的多樣性和營養(yǎng)價值需求越來越高。小麥是我國的主要糧食作物之一,是五谷中營養(yǎng)價值最高的農(nóng)作物[8],而作為植物小麥的嫩莖葉——小麥草[9](wheat grass)則具有減肥、降脂、抗氧化等功能[10];菠菜是鎂、鐵、鉀、維生素A、鈣和VC的來源,憑借其含有眾多的抗氧化成分,被評為天然抗氧化劑混合物[11]。盡管菠菜、小麥草營養(yǎng)豐富,但制汁口感不佳,其食用受到了嚴重限制。蘋果、菠蘿、獼猴桃等水果含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),如人體所需的維生素、礦物質(zhì)、糖類、氨基酸及膳食纖維等。菠菜、小麥草與口感酸甜、風味獨特的蘋果、菠蘿、獼猴桃等水果復(fù)合組成的綠色復(fù)合果蔬汁可有效改善口感和風味。

本文研究了HHP處理對復(fù)合綠色果蔬汁品質(zhì)的影響,并與非熱加工方式(HTST)進行對比,探究復(fù)合汁在貯藏過程中的品質(zhì)變化規(guī)律和適宜的貯藏條件,為HHP技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合果蔬汁的加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菠蘿(品種為海南菠蘿)、蘋果(品種為煙臺富士)、黃瓜、菠菜 購于農(nóng)大家屬區(qū)菜市場;獼猴桃(品種為修文獼猴桃) 購于五道口華聯(lián)超市;新鮮小麥草 購于淘寶;平板計數(shù)、孟加拉紅、MRS培養(yǎng)基 購于北京奧博星生物技術(shù)責任有限公司;Folin-酚、DPPH· 購于美國Sigma公司;TPTZ、Trolox 購于上海源葉生物科技有限公司;其他試劑 均為國產(chǎn)分析純。

TJE06D榨汁機 浙江蘇泊爾股份有限公司;Color Quest XE全能色差儀 美國Hunterlab公司;Origin 868 PH計 美國Thermo Orion公司;WAY-2S 數(shù)字阿貝折射儀 上海精密科學儀器有限公司;EY-300A分析天平 日本松下電器公司;S-HH-W21-Cr600恒溫水浴箱 北京長安科技儀器廠;UV-1800紫外分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;TDL-5-A高速冷凍離心機 日本日立公司;751 GPD自動電位滴定儀 瑞士萬通公司;FT74XHTST加熱交換處理單元 英國Armfield公司;HHP-30L-600 MPa處理設(shè)備 包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機械有限責任公司;ZDX-35BI型座式自動電熱壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;2000D超純水器 北京長風儀器儀表公司;SW-lJ-1FD超凈臺 蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 復(fù)合果蔬汁的制備

1.2.1.1 復(fù)合果蔬汁配方確定 通過前期多次預(yù)實驗,最終選定菠蘿、蘋果、獼猴桃、黃瓜、菠菜、小麥草6種果蔬作為原料。

經(jīng)過多次預(yù)實驗選取其中4種口感較佳的復(fù)合果蔬汁復(fù)配比例(見表1)進行感官評價,并測定各配方的可溶性固形物(Total soluble solids,TSS)和pH,綜合分析后選取一種綠色復(fù)合果蔬汁的最佳配方。

表1 四種復(fù)合果蔬汁復(fù)配比例(%)Table 1 Proportion of four kinds of compound fruit and vegetable juice(%)

1.2.1.2 果蔬原汁制備 選取新鮮的菠蘿、蘋果、獼猴桃、黃瓜,用流動清水清洗后,去頭、尾后,切成小塊,分別放入榨汁機中榨取原汁,在室溫下用100目紗布過濾;選取新鮮菠菜,去掉黃葉爛葉,用流動清水清洗干凈后,切成四段,立即放入榨汁機中榨取原汁,在室溫下用100目紗布過濾;選取新鮮小麥草,用流動清水清洗干凈,按1∶5 (w/v)的比例加純凈水榨汁,用100目紗布過濾。

1.2.1.3 復(fù)合果蔬汁的制備 各果蔬原汁按配方中的A、B、C、D不同比例復(fù)合,然后立即分裝到60 mL的聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)瓶中。將灌裝好的復(fù)合果蔬汁進行感官評價和品質(zhì)指標的測定。

1.2.2 殺菌處理 確定出最佳配方后,選取最佳配方進行調(diào)配。將調(diào)配好的復(fù)合果蔬汁取一部分灌裝于60 mL PET瓶中,進行 HHP殺菌處理;另取一部分進行HTST殺菌處理,以未經(jīng)過殺菌處理的果蔬汁作為對照組。

1.2.2.1 HTST殺菌處理 采用高溫短時滅菌機對復(fù)合果蔬汁樣品進行熱殺菌。殺菌參數(shù)設(shè)為86 ℃/15 s,此殺菌條件參照傳統(tǒng)HTST殺菌條件而設(shè)定。設(shè)備穩(wěn)定后,將復(fù)合果蔬汁從入口槽倒入設(shè)備中,將滅菌好的果汁在無菌超凈臺中灌裝至60 mL聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)瓶中,并迅速封口,將處理后的復(fù)合果蔬汁于4 ℃下進行貯藏,貯藏時間為15 d,并在第0、3、6、9、12、15 d分別進行微生物和品質(zhì)指標的測定。

1.2.2.2 HHP殺菌處理 將灌裝于60 mL的耐高壓PET瓶中的復(fù)合果蔬汁裝于超高壓殺菌釜中,通過預(yù)實驗確定HHP處理參數(shù)為600 MPa、5 min、25 ℃。設(shè)備升壓時間約為5 min,卸壓時間小于10 s。殺菌完成后,將樣品取出,將處理后的復(fù)合果蔬汁于4 ℃下進行貯藏,貯藏時間為15 d,并在第0、3、6、9、12、15 d分別進行微生物和品質(zhì)指標的測定。

1.2.3 微生物檢測 選取菌落總數(shù)、霉菌酵母、嗜冷菌、乳桿菌作為微生物指標。對于菌落總數(shù)的檢測根據(jù)GB 4789.2-2016《食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》相關(guān)操作進行,采用平板計數(shù)瓊脂;對于霉菌和酵母的檢測根據(jù)GB 4789.15-2016《食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)》相關(guān)操作進行,采用孟加拉紅瓊脂;對于嗜冷菌的檢測,參照Hurtado A等[12]的方法,在平板計數(shù)瓊脂上4 ℃培養(yǎng)7 d后計數(shù);對于乳桿菌的檢測,根據(jù)GB4789.35-2016《食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》相關(guān)操作進行,采用MRS瓊脂,結(jié)果為乳桿菌屬總數(shù)。為保證試驗數(shù)據(jù)準確性,試驗結(jié)果均為兩個平行、三組重復(fù)數(shù)據(jù)平均所得。

1.2.4 pH的測定 將待測的復(fù)合果蔬汁搖勻,取30 mL于燒杯中,使用pH計在室溫下測定其pH。

1.2.5 可溶性固形物(TSS)的測定 使用數(shù)顯折射儀測定。用純水對儀器進行校零。測量時用一次性塑料滴管取復(fù)合果蔬汁樣,滴2～3滴于棱鏡上進行測量。

1.2.6 可滴定酸(TA)的測定 可滴定酸(Titratable acidity,TA)根據(jù)Lisiewska Z[13]等的方法測定并略作改動。將果汁搖勻后,取10 mL復(fù)合果蔬汁于小燒杯,小燒杯中放入一粒磁力攪拌子,用自動電位滴定儀滴加0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至終點pH8.1。按以下公式計算:

式(1)

式中:TA-可滴定酸含量(%);V0-復(fù)合果蔬汁樣品總體積(mL);V2-消耗的NaOH標準液體積(mL);C-NaOH標準液的摩爾濃度(0.1 mol/L);W-樣品重量(g);V1-滴定所用的樣品體積(mL);K-折算系數(shù)(以一水檸檬酸計,0.070)。

1.2.7 色澤的測定 采用全自動色差儀測定復(fù)合果蔬汁的色澤。將果汁搖勻后置于15 mL的比色杯中,選取 Hunter LAB 表色系統(tǒng),在反射模式下測定L*(亮度值)、a*(紅-綠值)、b*值(黃-藍值)。其中:L*值表示樣品亮度,L*值愈大,色澤愈白;a*>0,表示紅色程度,a*<0,表示綠色程度;b*>0,表示黃色程度,b*<0,表示藍色程度。通過以下公式計算總色差ΔE:

ΔE=[(L*-L0)2+(a*-a0)2+(b*-b0)2]1/2

式(2)

式中:ΔE表示總色差;L0、a0、b0表示未經(jīng)處理組復(fù)合果蔬汁樣品的測定值;L*、a*、b*表示經(jīng)殺菌處理后的復(fù)合果蔬汁的測定值。

ΔE表示兩種顏色之間的差異,其具體差異范圍[14]如表2所示:

表2 ΔE數(shù)據(jù)范圍所表示的差異程度Table 2 The degrees of difference for the ΔE datas

1.2.8 懸浮穩(wěn)定性的測定 復(fù)合果蔬汁離心后的懸濁度改變程度可用來反映并預(yù)測其在貯藏期間的懸浮穩(wěn)定性[15]。采用比色法,從樣品瓶中取30 g復(fù)合果蔬汁在4 ℃下8000×g離心10 min,取上清液,在660 nm波長下測吸光度值,以純水為空白。

1.2.9 多酚氧化酶(PPO)的測定 PPO酶的提取和測定參照Cheikh N等[16]的方法,并略作修改。

酶的提取:將100 mL復(fù)合果蔬汁與100 mL含有4%的聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)(w/v)的磷酸緩沖液(0.2 mol/L,pH=6.5)混合均勻,在4 ℃下靜置1 h,10000×g轉(zhuǎn)速,4 ℃離心20 min,取上清液為酶粗提液。

酶活測定:采用分光光度法,反應(yīng)底物為4 mL 0.1 mol/L的鄰苯二酚溶液(用0.2 mol/L pH=6.5的磷酸緩沖溶液配制)。加入0.5 mL復(fù)合果蔬汁PPO酶粗提液,混合均勻,在30 ℃的條件下,立即在420 nm處測定其吸光值隨時間的變化曲線,掃描時時間間隔為1 s,曲線開始時直線部分的斜率代表PPO酶活性(Abs/s),結(jié)果以殘余酶活表示,計算公式3如下:

式(3)

1.2.10 總酚的測定 參照李靜等[17]的方法并略作修改,采用Folin-Ciocalteu試劑法對復(fù)合果蔬汁的總酚含量進行測定,結(jié)果以每mL樣品含有相當于μg沒食子酸表示。

樣品測定:復(fù)合果蔬汁以10000×g轉(zhuǎn)速,4 ℃離心20 min,取上清液稀釋5倍(體積倍數(shù));Folin-Ciocalteu試劑用純水按1∶9 (v∶v)稀釋,將0.5 mL樣品與1 mL 稀釋的Folin-Ciocalteu 試劑混合后,加入1.5 mL7.5%的Na2CO3溶液,于40 ℃下避光顯色1 h,用分光光度計測定765 nm處的吸光值。

配制不同濃度的沒食子酸標準溶液繪制標準曲線,擬合方程為:y=0.01301+0.00905x(R2=0.996)。

1.2.11 抗氧化能力的測定 清除DPPH·能力測定參照Miller等[18]的方法并略作修改,對復(fù)合果蔬汁的DPPH·清除能力進行測定,在517 nm處測定吸光值,計算試樣對DPPH·的清除率。

復(fù)合果蔬汁以10000×g轉(zhuǎn)速,4 ℃離心20 min,取上清液稀釋5倍(體積倍數(shù)),取200 μL稀釋后的樣品加入到4 mL的DPPH·(0.14 mmol/L)溶液中,常溫避光反應(yīng)45 min后,于517 nm下測定其吸光值,以甲醇溶液為對照,根據(jù)加樣前后的吸光值變化計算清除率,計算公式如下:

式(4)

配制不同濃度的Trolox標準曲線計算DPPH·清除率,擬合方程為y=0.17988x-1.65775(R2=0.998)。

FRAP鐵還原能力測定參照Aljadi等[19]的方法并略作修改,采用鐵離子還原法(FRAP)測定樣品的鐵還原能力。

復(fù)合果蔬汁以10000×g轉(zhuǎn)速,4 ℃離心20 min,取上清液稀釋5倍(體積倍數(shù)),取100 μL稀釋后的樣品加入到4 mL TPTZ工作液(由pH=3.6醋酸鹽緩沖液,10 mmol/L 的TPTZ 溶液,20 mmol/L FeCl3按體積比10∶1∶1組成)中,于37 ℃避光反應(yīng)10 min后,測定其在593 nm處的吸光值,以蒸餾水為對照。配制不同濃度的Trolox標準曲線,擬合方程為:y=0.44878x+0.25382(R2=0.995)。

1.2.12 感官評價

1.2.12.1 不同配方的復(fù)合果蔬汁嗜好度感官評價 由15名經(jīng)過培訓(xùn)的感官評定員組成感官評定小組,將制備好的不同復(fù)合比例的復(fù)合果蔬汁進行感官評價。感官評價采用偏愛排序法,要求評價員按照喜歡樣品的程度對樣品進行排序(使用1～4的數(shù)值表示樣品的順序,其中:1=最喜歡,4=最不喜歡)。將不同處理的復(fù)合果蔬汁分裝到50 mL透明杯中并隨機編號放在托盤中提供給感官評價員,同時給每個評價員提供一杯飲用水以清除品嘗不同樣品間口中殘留的味道。

1.2.12.2 貯藏期感官評價 貯藏實驗進行到第7 d時,按1.2.1.3的方法新制備一批復(fù)合果蔬汁,并與貯藏了7 d的HTST殺菌復(fù)合果蔬汁和HHP復(fù)合果蔬汁一起進行感官評價。由15名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的感官評定員組成感官評定小組。感官評價小組按照復(fù)合果蔬汁感官評分標準(表3),采用九分制打分法對樣品的色澤、組織狀態(tài)、風味、口感以及綜合情況進行評分[20]。分數(shù)越高代表對該屬性的嗜好程度越強。將不同處理的復(fù)合果蔬汁分裝到50 mL透明杯中,并隨機編號放在托盤中提供給感官評價員,同時每個評價員提供一杯飲用水以清除品嘗不同樣品間口中殘留的味道。最低可接受分數(shù)限定為5分。

表3 復(fù)合果蔬汁感官評分標準Table 3 Sensory scores standards of compound fruit and vegetable juice

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有實驗進行三次重復(fù),所得數(shù)據(jù)采用Minitab 16.2.3軟件進行單因素方差分析(One way ANOVA),顯著水平為0.05,結(jié)果以三次重復(fù)實驗所得數(shù)據(jù)的平均值±標準偏差表示。制圖使用Origin Pro 9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合果蔬汁配方的篩選

根據(jù)果蔬自身特點,確定配方基本思路:菠蘿和黃瓜決定果蔬汁的主基調(diào);蘋果汁起著調(diào)節(jié)甜味以及豐富香氣的作用;獼猴桃主要起調(diào)節(jié)酸味以及豐富滋味的作用;菠菜主要起著提供綠色色澤和補充營養(yǎng)的作用;小麥草由于其青草味較濃,多數(shù)人難以接受,在不影響果蔬汁整體風味的情況下,將其比例定為5%。

按照1.2.1.3的方法制作預(yù)實驗選取的4種不同比例的復(fù)合果蔬汁,請15名評價員根據(jù)1.2.12.1的方法進行嗜好度感官評價,排序結(jié)果如表4。采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進行比較,結(jié)果顯示A、B、D之間無顯著性差異,而與C組之間有顯著性差異。同時結(jié)合四種配方復(fù)合果蔬汁的TSS和pH綜合對比(見表5),發(fā)現(xiàn)B組配方TSS含量最高、pH最低,口感更為豐富以及利于殺菌,最終選擇配方B,即40%菠蘿,20%蘋果,15%獼猴桃,10%黃瓜,10%菠菜,5%小麥草。

表4 四種配方復(fù)合果蔬汁嗜好度排序結(jié)果Table 4 Preference ranking results of four kinds of compound fruit and vegetable juice

表5 四種配方復(fù)合果蔬汁TSS和pHTable 5 TSS,pH,TA of four kinds of compound fruit and vegetable juice

2.2 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁殺菌效果的影響

HHP和HTST殺菌前后復(fù)合果蔬汁的菌落總數(shù)、霉菌酵母數(shù)、乳桿菌數(shù)、嗜冷菌數(shù)如表6所示。經(jīng)過HHP殺菌處理和HTST殺菌處理之后的復(fù)合果蔬汁菌落總數(shù)均小于2 lg CFU/mL,分別下降至1.07 lg CFU/mL和1.11 lg CFU/mL,霉菌、酵母、乳桿菌和嗜冷菌未檢出,符合國家標準[21]。這與許多文獻研究報道相一致,一般而言200～600 MPa的壓力在溫和的溫度條件下便可有效的滅活大多數(shù)腐敗菌和病原菌[22]。超高壓的殺菌效果與壓力大小、保壓時間以及溫度有關(guān),而食品的酸度、水分活度、食品組分(蛋白質(zhì)、糖、脂肪等)等也會對超高壓殺菌效果有影響。李汴生等[23]報道菠蘿汁經(jīng)400 MPa/10 min處理菌落總數(shù)從1.26×104CFU/mL減少到60 CFU/mL。Varela-Santos等[24]報道了經(jīng)過450～550 MPa處理30～150 s的柚子汁微生物可以降低到1 lg CFU/mL以下。Gou[25]等研究發(fā)現(xiàn),400 MPa/20 min超高壓處理組能使半干魷魚片中的嗜冷菌數(shù)至少降低了4.7 lg CFU/mL。

表6 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁菌落總數(shù)、霉菌酵母數(shù)、乳桿菌數(shù)和嗜冷菌數(shù)的影響Table 6 Effect of HHP and HTST treatment on the inactivation of total aerobic bacteria(TAB),yeast and molds(Y&M),lactobacilli and psychrophilic bacteria in the compound fruit and vegetable juice

在4 ℃、15 d貯藏過程中,HHP和HTST殺菌處理的復(fù)合果蔬汁中,霉菌酵母和嗜冷菌始終未檢出。與本實驗結(jié)果相同,之前也有很多研究發(fā)現(xiàn)HHP能夠有效的殺滅霉菌和酵母[26-27]。對于嗜冷菌,Reyes等[28]研究發(fā)現(xiàn)4 ℃條件下,超高壓處理能很好的抑制嗜冷菌的生長。雖然復(fù)合果蔬汁中乳桿菌在HHP和HTST殺菌處理后沒有立即檢出,但在貯藏期第3 d開始檢出并在貯藏期間處于波動狀態(tài),貯藏末期仍小于1 lg CFU/mL?？赡苁怯捎谌闂U菌是革蘭陽性菌,其細胞壁90%是由一層厚厚的肽聚糖構(gòu)成,相較革蘭陰性菌來說更為耐壓[29],在殺菌后某些乳桿菌產(chǎn)生逆境反應(yīng)進入休眠狀態(tài),而后在貯藏期間又逐步恢復(fù)活力。

2.3 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁pH、TSS和TA的影響

HHP和巴氏殺菌前后復(fù)合果蔬汁pH、TSS、TA的變化如表7所示。與對照組比較,HHP組的pH、TSS和TA含量變化均不顯著(p>0.05),而HTST組的pH稍有上升(p<0.05),TSS與TA變化不顯著(p>0.05),這說明HHP可較好的保持復(fù)合果蔬汁的糖和酸。

表7 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁pH、TSS、TA的影響Table 7 Effect of HHP and HTST treatment on the pH,TSS and TA of compound fruit and vegetable juice

在4 ℃,15 d的貯藏期間,經(jīng)HHP處理的復(fù)合果蔬汁,TSS含量變化不顯著(p>0.05);經(jīng)86 ℃/15 s HTST處理的復(fù)合果蔬汁TSS呈下降趨勢,由(10.417±0.075) °Brix下降至(10.183±0.09) °Brix(p<0.05),TSS含量的高低是果蔬汁各種貯藏物質(zhì)變化的綜合表現(xiàn),TSS的穩(wěn)定程度也是衡量果蔬汁貯藏過程中品質(zhì)的指標之一。HHP和HTST處理的果汁在貯藏期間的pH均呈顯著下降趨勢(p<0.05);TA處于波動狀態(tài),但貯藏結(jié)束與開始時相比未發(fā)生顯著變化(p>0.05),這一變化可能與微生物增加產(chǎn)酸或果膠降解有關(guān)。

2.4 高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁色澤的影響

由表8可知,與對照組對復(fù)合果蔬汁色澤的影響相比,HHP組的a*顯著上升(p<0.05),而L*和b*無顯著變化(p>0.05),ΔE為0.574(0.5<ΔE<1.5),HHP處理前后色澤只有輕微的可察覺變化;而經(jīng)86 ℃/15 s的HTST殺菌處理的樣品,L*、a*(a*<0)、b*與對照組相比均有顯著性提高(p<0.05),處理前后的色澤發(fā)生了可察覺差異,ΔE為2.37(1.5<ΔE<3.0)。因此,超高壓處理相較于熱處理,能夠較好地保持甚至改善果蔬汁的色澤。

表8 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁色澤的影響Table 8 Effect of HHP and HTST treatment on the color of compound fruit and vegetable juice

由表8可知,貯藏期間,經(jīng)過 HHP處理的復(fù)合果蔬汁亮度值L*變化不顯著(p>0.05),而HTST殺菌后的復(fù)合果蔬汁的亮度值L*顯著增加(p<0.05)又降低。HHP組和HTST殺菌組復(fù)合果蔬汁的綠-紅值a*(a*<0)在貯藏期第15 d驟降,綠色程度更高。原因可能是由于HHP處理和HTST殺菌處理使細胞裂解后,在貯藏初期葉綠素分子從葉綠體中逐步向外擴散,滲漏到細胞間隙中,在樣品表面產(chǎn)生了更加明亮的綠色。該結(jié)果與前人研究結(jié)果在一定程度上相符合,趙靚[30]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)500 MPa/2 min處理的黃瓜汁在貯藏期第15 d時-a*值較第0 d提高了222.58%。而兩個處理組的總色差ΔE在貯藏期都顯著增加(p<0.05),一般ΔE<3時表示無明顯差別,ΔE>3時表示有明顯差別[31]。雖然兩個處理組ΔE都在上升,但HHP組其ΔE在15 d貯藏期后仍小于3,與新鮮復(fù)合果蔬汁的色澤無明顯差別。結(jié)果說明HHP處理相較HTST殺菌能更好的保持復(fù)合果蔬汁貯藏期間的色澤。

2.5 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁懸浮穩(wěn)定性的影響

HHP和HTST殺菌前后復(fù)合果蔬汁懸浮穩(wěn)定性的變化如表9所示。與對照組相比,HHP處理對復(fù)合果蔬汁離心后在660 nm處的吸光值無顯著變化(p>0.05),說明HHP 能很好的保持復(fù)合果蔬汁的懸浮穩(wěn)定性。HTST殺菌復(fù)合果蔬汁離心后在660 nm處的吸光值顯著下降(p<0.05),說明HTST殺菌處理后的果蔬汁的懸浮穩(wěn)定性更差,這可能是由于加熱導(dǎo)致果蔬汁的果肉組結(jié)構(gòu)的改變,使某些果肉顆粒的粒徑不再處于穩(wěn)定的范圍內(nèi),從而更容易沉淀[32]。

表9 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁懸浮穩(wěn)定性(A660 nm)的影響Table 9 Effect of HHP and HTST treatment on the PME activity and suspension stability(A660 nm)of compound fruit and vegetable juice

經(jīng)HHP處理后的復(fù)合果蔬汁在660 nm處的吸光值在貯藏期經(jīng)歷了2次驟降(p<0.05),分別在貯藏期第6 d和第9 d。最終A660 nm由0.551下降至0.273。經(jīng)86 ℃/15 s HTST殺菌處理的復(fù)合果蔬汁在660 nm 處的吸光值在貯藏第9 d也發(fā)生驟降(p<0.05),最終A660 nm由0.247降至0.169。這可能是由于本實驗中高壓和熱處理條件不能完全將復(fù)合果蔬汁中的PME完全鈍化,PME的存在會加速果膠的降解,破壞果汁的懸浮穩(wěn)定性。但PME并不是導(dǎo)致復(fù)合果蔬汁懸浮穩(wěn)定性喪失的唯一因素。Espstein等[33]研究發(fā)現(xiàn)加入VC會加速橙汁的澄清,橙汁懸浮穩(wěn)定態(tài)的降低可能與抗壞血酸氧化酶有關(guān)。Rothsehil[34]等也曾報道,高酸條件會引起橙汁沉淀。在本研究中,復(fù)合果蔬汁中的懸浮物成分可溶性蛋白、果膠、氨基酸等在貯藏初期持續(xù)了一段時間,而隨著PME催化果膠降解,可溶性蛋白被大分子物質(zhì)吸附沉降,以及酸度的增加,果汁的渾濁狀態(tài)逐漸喪失。

但貯藏期間,HHP處理的復(fù)合果蔬汁A660 nm一直大于HTST殺菌處理組,表明其懸浮穩(wěn)定性優(yōu)于后者。但HHP處理組的A660 nm下降幅度明顯大于HTST殺菌處理組(p<0.05),這可能是由于HHP處理組中PME活性高于HTST殺菌組,曾有研究報道[22]顯示相似結(jié)果:經(jīng)350～600 MPa超高壓處理后的水果冰沙中PME殘留活性明顯高于經(jīng)85 ℃/7 min 熱處理組。

2.6 超高壓和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁PPO活性的影響

HHP處理和HTST殺菌處理前后復(fù)合果蔬汁中PPO活性變化如表10 所示。與對照組相比,經(jīng)過86 ℃/15 s HTST殺菌處理后,復(fù)合果蔬汁中PPO幾乎被完全鈍化,殘留活性僅為5.299%。而經(jīng)HHP處理后的復(fù)合果蔬汁的PPO活性僅下降了30%左右,殘留活性高達70.94%。Hurtado等[27]報道了水果冰沙中的PPO經(jīng)350 MPa/5 min、400 MPa/5 min、600 MPa/3 min后PPO活性幾乎與未處理組相同,而經(jīng)85 ℃/7 min熱處理后PPO殘留活性為7.9%。這與本研究結(jié)果相一致。HHP處理組的PPO殘留活性在貯藏期間稍有增加,從第0 d的70.94%增加到第15 d的76.07%,但變化并不顯著(p>0.05)。而HTST殺菌組的PPO殘留活性在貯藏期由5.30%顯著下降至0.86%(p<0.05)。

表10 超高壓處理和高溫短時殺菌處理對復(fù)合果蔬汁PPO殘余活性的影響Table 10 Effect of HHP and HTST treatment on the PPO activity of compound fruit and vegetable juice

2.7 超高壓和HTST殺菌處理對復(fù)合果蔬汁總酚的影響

果蔬汁中的酚類物質(zhì)易被氧化,與金屬離子反應(yīng)生成黑色物質(zhì),可能引起酶促褐變和非酶促褐變。由表11可知,與對照組相比,經(jīng)過HHP處理的復(fù)合果蔬汁總酚含量變化不顯著(p>0.05),而HTST殺菌組總酚含量顯著下降(p<0.05)。

表11 超高壓和HTST殺菌處理對復(fù)合果蔬汁總酚的影響(μg/mL)Table 11 Effects of HHP and HTST treatment on the total phenol and antioxidant capacity of compound fruit and vegetable juice(μg/mL)

圖1表示的是貯藏期間,處理后復(fù)合果蔬汁的總酚含量與對照組總酚含量的比值即C/C0,用來表示貯藏期間處理后的復(fù)合果蔬汁總酚含量的變化情況。經(jīng)過HHP處理后的復(fù)合果蔬汁中總酚含量相當于對照組的99.6%,在貯藏過程中逐漸下降至91.3%。HTST殺菌組表現(xiàn)出類似的變化趨勢,經(jīng)過HTST殺菌處理后的復(fù)合果蔬汁的總酚含量相當于對照組的90.9%,貯藏過程中逐漸下降至90.3%。HHP組總酚下降幅度明顯大于HTST殺菌組,可能是由于HHP處理后復(fù)合果蔬汁中的PPO殘留活性高于HTST殺菌組。貯藏期第15 d時,HHP組和HTST殺菌組的總酚含量都稍有上升,可能是在貯藏過程中總酚含量還受溫度、氧氣和復(fù)合果蔬汁中其他成分的影響。這種波動在其他文獻中也有報道,如Barba等[35]報道了HHP及PEF處理的藍莓汁在貯藏期第7 d總酚含量明顯下降后又上升,在56 d之后又下降。

圖1 超高壓和HTST殺菌處理復(fù)合果蔬汁在4 ℃貯藏過程中總酚含量的變化Fig.1 The changes of total phenol content in compound fruit and vegetable juice treated by HHP and HTST during 15 days of storage at 4 ℃

雖然總酚含量在貯藏期總體呈下降趨勢,但是最終含量仍是對照組的90%以上,說明總酚在HHP處理和HTST殺菌處理后的復(fù)合果蔬汁中較穩(wěn)定。整體來看,HHP組復(fù)合果蔬汁的總酚含量整體上要高于HTST殺菌處理組,說明與HTST殺菌相比,HHP對復(fù)合果蔬汁中總酚的影響更小。

2.8 超高壓和HTST殺菌處理對復(fù)合果蔬汁抗氧化能力的影響

復(fù)合果蔬汁中的抗氧化成分包括多酚、VC等,這些物質(zhì)在體外具有較強的抗氧化活性。超高壓處理前后復(fù)合果蔬汁的抗氧化活性變化如表12所示。與未處理組相比,經(jīng)過HHP處理和經(jīng)過86 ℃/15 s HTST殺菌處理的復(fù)合果蔬汁DPPH·清除能力和FRAP鐵還原能力均顯著下降(p<0.05),DPPH·清除能力分別下降至356.92 μmol/L Trolox和344.67 μmol/L Trolox,FRAP鐵還原能力分別下降至285.52 μmol/L Trolox和275.06 μmol/L Trolox。這與前面復(fù)合果蔬汁總酚含量變化趨勢一致。由于方法原理的不同,處理后的復(fù)合果蔬汁在兩種抗氧化能力測定結(jié)果上有所差異。本研究中,與熱處理對復(fù)合果蔬汁的影響相比,超高壓處理可以更好地保持復(fù)合果蔬汁的抗氧化能力。

表12 超高壓和HTST殺菌處理對復(fù)合果蔬汁抗氧化能力的影響 Table 12 Effects of HHP and HTST treatment on on the antioxidant capacity of compound fruit and vegetable juice

貯藏期間HHP和HTST殺菌處理復(fù)合果蔬汁抗氧化能力的變化如圖2所示。圖2(a)和(b)分別表示的是貯藏期間,不同處理后復(fù)合果蔬汁與對照組清除DPPH·能力和FRAP鐵還原能力的比值即C/C0,用來表示處理后復(fù)合果蔬汁抗氧化能力的變化。經(jīng)過HHP處理后的復(fù)合果蔬汁清除DPPH·能力和鐵還原能力分別相當于對照組的98.9%和98.7%,在貯藏過程中隨著貯藏天數(shù)的增加而降低,在第15 d分別降至62.3%和89.9%。HTST殺菌復(fù)合果蔬汁表現(xiàn)出類似的變化趨勢,經(jīng)過HTST殺菌處理后的復(fù)合果蔬汁清除DPPH·能力和鐵還原能力分別相當于對照組的95.4% 和97.6%,在貯藏過程中隨著貯藏天數(shù)的增加而降低,在第15 d分別降至79.0% 和88.9%。復(fù)合果蔬汁抗氧化能力的下降主要是因為多酚、VC等抗氧化成分的降解。本結(jié)果也與圖1總酚含量的變化趨勢相一致。從圖2中可看出,HHP組復(fù)合果蔬汁的抗氧化能力在貯藏期間整體上均要高于HTST殺菌組(p<0.05),說明HHP可以更好地保持復(fù)合果蔬汁的抗氧化性。

圖2 超高壓處理和HTST殺菌處理復(fù)合果蔬汁在4 ℃貯藏過程中DPPH·清除能力(a)和鐵還原能力(b)的變化Fig.2 The changes of antioxidant scavenging effect on DPPH· radicals(a)and FRAP(b)of plasma in compound fruit and vegetable juice treated by HHP and HTST during 15 days of storage at 4 ℃

2.9 貯藏期間復(fù)合果蔬汁感官品質(zhì)的變化

貯藏7 d后,HHP處理和HTST殺菌處理的復(fù)合果蔬汁感官評價的結(jié)果如圖3所示。經(jīng)過HHP處理后的復(fù)合果蔬汁在色澤、香氣和滋味方面的得分與未處理組相比均有所下降(p<0.05),但組織狀態(tài)的得分較為相近(p>0.05)。而經(jīng)過HTST殺菌處理后的復(fù)合果蔬汁在色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)上的得分與未處理組相比均顯著下降(p<0.05)。通過前面分析可知,HHP處理對復(fù)合果蔬汁的色澤無明顯影響。而經(jīng)HTST殺菌處理的復(fù)合果蔬汁因經(jīng)過高溫處理,色素遭到破壞,發(fā)生一定程度的褐變,并產(chǎn)生輕微的蒸煮味道,影響了果汁原有的香氣,導(dǎo)致復(fù)合果蔬汁的色澤和風味品質(zhì)下降。另外HHP處理較HTST殺菌處理能更好保持果蔬汁原有懸浮穩(wěn)定性,故HHP組在組織狀態(tài)的得分較高。綜合來看,HTST殺菌處理會影響貯藏后復(fù)合果蔬汁的感官品質(zhì),而HHP處理則可以較好的保持復(fù)合果蔬汁的感官品質(zhì)。

圖3 超高壓處理和HTST殺菌處理復(fù)合果蔬汁貯藏7 d后感官評價結(jié)果Fig.3 Sensory evaluation of compound fruit and vegetable juice treated by HHP and HTST after 7 days of storage at 4 ℃

3 結(jié)論

本研究通過感官評價4種復(fù)合果蔬汁配方得到最優(yōu)的一組配方為:按體積比,40%菠蘿,20%蘋果,15%獼猴桃,10%黃瓜,10%菠菜,5%小麥草。對復(fù)合果蔬汁分別進行HHP(600 MPa/5 min)處理和HTST殺菌(86 ℃/15 s)處理,處理后復(fù)合果蔬汁中菌落總數(shù)分別下降了4.11和4.07 lg CFU/mL,達到1.07和1.11 lg CFU/mL,霉菌酵母、乳桿菌和嗜冷菌均未檢出,達到國家要求的果蔬汁衛(wèi)生標準。

在4 ℃,15 d的貯藏期間,經(jīng)HHP和HTST殺菌后的復(fù)合果蔬汁菌落總數(shù)在貯藏期間始終保持在1 lg CFU/mL左右,霉菌酵母和嗜冷菌均未檢出,乳桿菌在貯藏第3 d開始檢出,在貯藏期末低于1 lg CFU/mL,綜合分析在15 d的貯藏期內(nèi)微生物均未超出國家衛(wèi)生標準,產(chǎn)品具有微生物安全性。與HTST殺菌處理相比,HHP可以較好地保持復(fù)合果蔬汁中的總酚、懸浮穩(wěn)定性、色澤和抗氧化性等營養(yǎng)和品質(zhì)指標,更適合綠色復(fù)合果蔬汁殺菌。

此外,貯藏期第7 d,經(jīng)HHP和HTST殺菌的復(fù)合果蔬汁在各項感官評分中與未處理組相比已顯著降低(p<0.05),但HHP處理組綜合得分仍在6分以上,而HTST殺菌組已低于5分的最低接受限標準。綜合上述結(jié)論,HHP處理的綠色復(fù)合果蔬汁推薦貨架期為4 ℃,7～10 d。