60Co-γ輻照處理對藍莓果醋陳化的影響

陳曦，黃道梅，林茂*，宋光艷，趙景芳

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所，貴陽 550006；2.貴州省生物研究所，貴陽 550009)

藍莓又名越橘，它營養(yǎng)豐富、酸甜適口，并具有清爽宜人的香氣。自2008年以來，貴州種植藍莓的面積快速增長，據(jù)2018年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，貴州藍莓種植面積已達16.3 萬畝，產(chǎn)量達3.5萬噸。藍莓具有不易保藏、產(chǎn)業(yè)化和利用率低的特點，因此，貴州藍莓深加工迫在眉睫。藍莓果醋的開發(fā)可以延長其產(chǎn)業(yè)鏈，增加其附加值，同時藍莓果醋保留了藍莓本身的花青素、維生素、氨基酸等豐富的營養(yǎng)成分，受到廣大消費者的喜愛[1]。

藍莓生醋因口感生硬、醋味刺激、香氣淡薄，需要進一步陳化，在經(jīng)歷陳釀之后，果醋中的醇類、醛類、酯類等成分發(fā)生一系列氧化及酯化反應，使得果醋的風味成分增加，香氣濃郁，口感順滑，從而被消費者接受[2-4]。然而自然陳釀周期過長，一般需要數(shù)月至一年的時間；同時自然陳釀占用設備容器多，具有管理困難、衛(wèi)生條件差的缺陷，不能很好地為市場供應。為加速果醋的陳化，縮短陳釀期，現(xiàn)在多采用人工快速催陳技術，微波和紅外線作用于酒體或醋體后溫度升高，這實際上是“高溫”催陳，使雜味物質(zhì)揮發(fā)掉的同時，也不可避免地失去了酒或醋中的部分香味成分，影響了產(chǎn)品質(zhì)量[5-8]。

本研究中采用的60Co-γ輻照技術是一種冷加工技術，不僅具有良好的殺菌效果，還能加速一系列的化學反應[9]。本研究通過對殺菌效果、理化指標、感官評價幾個方面進行研究，以期為60Co-γ輻照技術對果醋催陳方面的研究奠定基礎，提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓生醋：貴州省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所自制產(chǎn)品。

60Co-γ動態(tài)輻照源：貴州省農(nóng)科院輻照中心提供。

UV-2006紫外分光光度計 尤尼柯(上海)科學儀器有限公司；SW-CJ-1C無菌工作臺 無錫一凈凈化設備有限公司；雷磁PHS-25型酸度計 上海儀電科學儀器股份有限公司；高效液相色譜儀(LC-20A二元泵、PDA檢測器、Labsolution色譜工作站) 島津公司；AS3120A超聲波提取器 天津奧特賽恩斯儀器有限公司；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠；BCFCO型電熱恒溫水浴鍋 北京長鳳儀器儀表有限公司；FA2004分析天平 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 藍莓生醋處理

將剛發(fā)酵好的藍莓生醋，每瓶分裝100 mL，分為3組，每組60份，共計180份。通過前期預實驗結(jié)果，設置60Co-γ動態(tài)輻照源劑量為0.75,1.5 kGy，用重鉻酸銀劑量計進行劑量跟蹤，以不做輻照的處理為CK組(用0 kGy表示)。實際測定劑量分別為0.78，1.54 kGy(文中分析以0.75，1.5 kGy表示)。輻照后，將不同處理的藍莓果醋陳化于溫度為(4±1) ℃、相對濕度為80%～85%的冷庫中，每個處理設3個重復。陳化期間，每次處理取4瓶進行指標測定，每隔15 d測定一次。

1.2.2 檢測方法

1.2.2.1 細菌總數(shù)檢測

采用國標GB 4789.2-2016《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》方法[10]。

1.2.2.2 理化指標

pH：使用pH計直接測定；總酸：連續(xù)電位滴定法，以乙酸計；總酯：連續(xù)電位滴定法，以乙酸乙酯計[11]；花青素：按Giusti等人建立的標準方法，以矢車菊素-3-葡萄糖作為花色苷標準，在最大吸收波長下測定(pH 1.0的藍莓果醋在516 nm處有最大吸收峰)，測得的總花色苷含量以矢車菊素-3-葡萄糖苷含量表示[12]。有機酸：采用高效液相色譜法(HPLC)。色譜條件：Sapphire C18柱，22 ℃，流動相：5%乙腈-95% 0.05 mol/L KH2PO4(用磷酸調(diào)至pH 4.9)，流速為0.6 mL/min，進樣量為20 μL，紫外檢測器波長為210 nm[13]。

1.2.2.3 感官評價

挑選15位具有果醋領域工作經(jīng)驗的感官評價員，參照GB/T 18187-2000《釀造食醋》分別對3種輻照處理陳化的藍莓果醋的色澤、香氣、滋味、體態(tài)進行描述[14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)均為3次實驗的平均值，單因素實驗數(shù)據(jù)利用Origin 8.0處理軟件進行處理和分析；顯著性差異采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對藍莓果醋中細菌的殺菌效果

圖1 不同輻照處理下藍莓果醋細菌總數(shù)的變化Fig.1 Effect of different irradiation treatments on total bacterial count of blueberry vinegar

由圖1可知，藍莓果醋在陳化期間，醋液中的細菌總數(shù)隨著陳化時間的延長而逐漸減少。但經(jīng)過輻照處理后，藍莓果醋中的細菌總數(shù)比對照組低，輻照劑量越大，果醋中的細菌總數(shù)越低，同時在整個陳釀過程中一直保持在較低的水平。在貯藏60 d，輻照劑量為0.75 kGy時，細菌總數(shù)為1.5×103CFU/mL，輻照劑量為1.5 kGy時，細菌總數(shù)為1.1×102CFU/mL，而對照組的細菌總數(shù)為3.1×104CFU/mL。結(jié)果表明，輻照處理可以減少藍莓果醋陳釀期間的細菌總數(shù)，有利于減少因細菌作用而導致的藍莓果醋品質(zhì)、風味下降的問題。

2.2 輻照處理對藍莓果醋理化指標的影響

2.2.1 輻照處理對藍莓果醋pH和總酸的影響

圖2 不同輻照處理下藍莓果醋pH的變化Fig.2 Effect of different irradiation treatments on pH values of blueberry vinegar

圖3 不同輻照處理下藍莓果醋總酸的變化Fig.3 Effect of different irradiation treatments on total acids of blueberry vinegar

由圖2和圖3可知，輻照處理對藍莓果醋在陳化期間內(nèi)pH和總酸的影響都較小，均集中在一定范圍內(nèi)波動，且總酸含量隨著陳化時間的延長逐漸下降。輻照處理后，藍莓果醋的總酸含量比對照減少，但在陳化期間其總酸含量的減少量較小，1.5 kGy輻照陳化60 d后其總酸含量為5.31 g/dL，下降了6.51%；0.75 kGy在陳化期間總酸含量下降的幅度較大，陳化60 d后其總酸含量為5.14 g/dL，下降了10.15%。總酸下降的原因一方面是酸參加了酯化反應或氧化反應；另一方面是醋酸菌在乙醇缺少的情況下，能將乙酸進一步氧化成二氧化碳和水。經(jīng)過0.75，1.5 kGy輻照陳化后，果醋中酸快速參加酯化反應或氧化反應，而經(jīng)0.75 kGy輻照陳化60 d果醋下降更快的原因可能與醋酸菌沒有完全滅活有關。

2.2.2 輻照處理對藍莓果醋總酯的影響

圖4 不同輻照處理下藍莓果醋總酯的變化Fig.4 Effect of different irradiation treatments on total ester of blueberry vinegar

總酯是反映果醋風味質(zhì)量的重要部分，它對果醋的營養(yǎng)價值和品質(zhì)都具有重要意義。由圖4可知，剛發(fā)酵完的藍莓果醋總酯含量僅為3.25 g/L，藍莓果醋中總酯在陳化期間隨著陳化時間的延長而增加，自然陳化60 d的藍莓果醋總酯含量為4.76 g/L。經(jīng)過0.75 kGy輻照處理后的藍莓果醋的總酯提高幅度高于未經(jīng)輻照處理的藍莓果醋，陳化30 d后總酯含量為4.78 g/L，與非輻照處理的藍莓果醋自然陳釀60 d的效果相當。經(jīng)過1.5 kGy輻照處理后的藍莓果醋的總酯在0～30 d的增長速率最快，在30～60 d總酯增長速率緩慢，陳化60 d后總酯含量為5.22 g/L，與非輻照處理在統(tǒng)計檢驗達極顯著水平(P<0.01)，與輻照0.75 kGy處理差別不明顯(P>0.05)，因此經(jīng)輻照處理30 d藍莓果醋對總酯積累有積極作用。

2.2.3 輻照處理對藍莓果醋花青素的影響

圖5 不同輻照處理下藍莓果醋花青素的變化Fig.5 Effect of different irradiation treatments on anthocyanins of blueberry vinegar

由圖5可知，藍莓果醋在陳化過程中隨著陳化時間的延長，花青素含量有逐漸下降的趨勢，從下降速率上看，經(jīng)過輻照處理后的藍莓果醋下降速率極顯著快于未經(jīng)輻照處理的藍莓果醋(P<0.01)，經(jīng)0.75，1.5 kGy輻照處理的藍莓果醋在60 d時花青素含量僅為36.14，34.22 mg/dL，各損失了46.36%和49.7%，但陳化30 d的花青素含量為46.15，42.89 mg/dL，損失率分別為31.17%和41.89%，因此經(jīng)0.75 kGy輻照處理30 d在花青素含量上有顯著優(yōu)勢(P<0.01)。

2.2.4 輻照處理對藍莓果醋有機酸的影響

采用高效液相色譜儀對3種不同處理方式的陳釀藍莓醋中的有機酸進行測定，其液相色譜譜圖見圖6。對各樣品中不同有機酸含量進行計算，結(jié)果見表1。

b.自然陳釀樣品

表1不同樣品有機酸含量的HPLC分析結(jié)果
Table 1 HPLC analysis results of organic acids content in different samples

不同陳釀方式有機酸種類草酸乳酸檸檬酸乙酸L-蘋果酸琥珀酸酒石酸含量和A0.1701b0.0199a0.0541c4.4785a0.2458c0.0982b0.0783a5.2364B0.3119a0.0187a0.0927b4.3760b0.3259b0.0980b0.0633b5.3820C0.3121a0.0179a0.1246a4.1241c0.4214a0.2423a0.0421c5.3143

注：同一列中不同小寫字母表示在0.01水平差異極顯著。A表示自然陳化60 d的藍莓果醋樣品；B表示經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋樣品；C表示經(jīng)1.5 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋樣品。

由圖6和表1可知，自然陳釀與輻照處理后對藍莓果醋中有機酸含量有較大影響。自然陳釀生產(chǎn)的藍莓果醋含量較高的乙酸和酒石酸含量極顯著高于其他醋樣(P<0.01)，而檸檬酸和L-蘋果酸含量極顯著低于其他醋樣(P<0.01)；經(jīng)0.75 kGy輻照處理后的藍莓醋中草酸、檸檬酸和L-蘋果酸含量極顯著高于自然陳釀的藍莓果醋，而乳酸含量變化不明顯；經(jīng)1.5 kGy輻照處理后的藍莓醋中檸檬酸、L-蘋果酸、琥珀酸的含量極顯著高于自然陳釀和0.75 kGy(P<0.01)，在3種不同處理的陳釀中，自然陳釀生產(chǎn)的藍莓總酸含量最低，這是由于自然陳釀過程中風味物質(zhì)轉(zhuǎn)化不徹底，從而導致總酸含量偏低。

不同的有機酸有不同的酸味特征，對果醋的酸味味感有一定影響。乙酸具有刺激性，琥珀酸有鮮味，蘋果酸爽快但有澀味，特別是蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸等緩沖了乙酸的刺激性，對提高果醋的酸味平和性，使酸味柔和、醇厚有一定作用，正是各種有機酸的相互協(xié)同構(gòu)成了果醋的酸味質(zhì)量，并賦予了果醋特色酸味。在實驗的各醋樣中，乙酸是構(gòu)成果醋酸味的主要成分，含量為4.1241～4.4785 g/mL，占有機酸總量的77.6%～85.52%。除乙酸外，還有蘋果酸、乳酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、草酸等有機酸，其中蘋果酸、草酸和琥珀酸含量較高，因此，經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳釀30 d的藍莓果醋的有機酸含量最高，多種有機酸協(xié)調(diào)性最好。

2.3 輻照處理對藍莓果醋感官評價的影響

表2 不同輻照處理的藍莓果醋感官評價Table 2 Sensory evaluation of blueberry vinegar by different irradiation treatments

注：A表示自然陳化60 d的藍莓果醋樣品；B表示經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋樣品；C表示經(jīng)1.5 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋樣品。

由表2可知，不同輻照處理對藍莓果醋的色澤、香氣和滋味具有明顯影響。自然陳化處理顏色>0.75 kGy輻照處理顏色>1.5 kGy輻照處理顏色，但從香味、滋味及體態(tài)這幾個評價指標上看，輻照處理組都優(yōu)于自然陳化處理組。經(jīng)過輻照處理的藍莓果醋在陳化過程中的酯化反應、縮合反應及氧化還原反應加速進行，使得多種呈味物質(zhì)的比例更趨合理，改善了藍莓果醋中的風味物質(zhì)，使得果醋風味更醇厚，醋香和諧。但經(jīng)1.5 kGy輻照處理的藍莓果醋的色澤明顯淺于自然陳化和經(jīng)0.75 kGy輻照處理的藍莓果醋，這可能與輻照劑量過大對果醋中花青素損失有關，因此經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋的口感最佳，感官評價最好。

3 結(jié)論

輻照處理具有良好的殺菌效果，且在陳化期處于較低水平，0.75 kGy處理組達到1.5×103CFU/mL；pH和總酸變化不明顯；經(jīng)輻照后的藍莓果醋陳化積累總酯速率顯著高于對照組，且輻照處理30 d的藍莓果醋總酯含量與自然陳釀60 d的藍莓果醋相當；輻照處理組花色苷含量明顯低于對照組，且隨陳化時間延長，花色苷損失增加，且1.5 kGy處理組損失最大；經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋有機酸總量最高，多種有機酸協(xié)調(diào)性最好，口感最佳，感官評價最好。綜上所述，經(jīng)0.75 kGy輻照處理陳化30 d的藍莓果醋最適宜工業(yè)化生產(chǎn)。