UHP與 HTST殺菌處理的獼猴桃NFC果汁貯藏期品質(zhì)變化

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(1.陜西師范大學(xué),食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安 710062; 2.國家蘋果加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,陜西西安 710062; 3 西部果品資源高值利用教育部工程研究中心,陜西西安 710119)

獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch,英文名稱Kiwi fruit)是一種營養(yǎng)豐富[1-2]且具有預(yù)防心血管疾病、防癌、提高免疫力等功效的清香鮮美的水果[3],受到消費(fèi)者的高度贊賞[4]和國際園藝科學(xué)學(xué)會(Acta horticulture)的重視。陜西獼猴桃品種資源豐富,其產(chǎn)量與種植面積均位居全國第一[5],但獼猴桃果實(shí)極易霉?fàn)€,成熟獼猴桃的整體采后損失高達(dá)15%以上[6]。因而對采后獼猴桃進(jìn)行加工處理,增加產(chǎn)品種類和附加值,提升經(jīng)濟(jì)效益,是獼猴桃產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步壯大發(fā)展的迫切需求。目前獼猴桃最主要的工業(yè)產(chǎn)品是獼猴桃汁,此外有獼猴桃片、獼猴桃粉[7]、獼猴桃山楂酸奶[8]、海沃德獼猴桃全果肉纖維復(fù)合飲料[9]、獼猴桃糖漿[10]等。隨著人們的健康意識提高,消費(fèi)者對果汁營養(yǎng)與成分的要求也越來越高,非濃縮還原汁(Not from concentrate,簡稱NFC)具有新鮮水果的營養(yǎng)和口感,符合人們健康保健的消費(fèi)需求,越來越受人們的追捧[11]。

國內(nèi)外對NFC果汁進(jìn)行了比較多的研究,如關(guān)云靜[12]研究了高壓均質(zhì)(High pressure homogenization,HPH)對NFC芒果汁微生物和品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)HPH可有效殺滅NFC芒果汁中自然菌群和接種的大腸桿菌,對理化性質(zhì)如pH、可溶性固形物和總酸、維生素 C 含量沒有顯著影響;茍小菊等[13]分析了16個蘋果品種非濃縮還原汁(NFC)的理化特征,結(jié)果發(fā)現(xiàn)NFC蘋果汁可分為3大類;Cao等[14]研究了高靜水壓加工混濁與澄清草莓汁貯藏過程中質(zhì)量的變化,Krystian等[15]研究了超臨界二氧化碳(SCCD,10～60 MPa/45 ℃/30 min)對蘋果濁汁的影響以及渾濁蘋果汁在4 ℃儲存10周的酶活(PPO、POD)、酚類、維生素C、糖類、物理化學(xué)性質(zhì)的變化;Xu等[16]對比研究了高靜水壓力(HHP)與高溫短時(HTST)加工處理富硒獼猴桃清汁和混濁汁的質(zhì)量,以及對硒的保存穩(wěn)定性、微生物、顏色、總酚、葉綠素等的不同影響;方亮[17]研究了超高壓處理對獼猴桃清汁殺菌、鈍酶的效果和品質(zhì)的影響,但有關(guān)超高壓處理的獼猴桃NFC果汁貯藏期品質(zhì)變化的研究尚待開展。而市場NFC果汁產(chǎn)品貨架期混亂問題一直是果汁行業(yè)需要解決的大問題,盡管高溫?zé)釟⒕蛇_(dá)到的良好貯藏效果,但是同時也損失了大量的營養(yǎng)成分;超高壓殺菌技術(shù)的運(yùn)用可以最大程度保留獼猴桃的營養(yǎng)品質(zhì),使產(chǎn)品獲得良好口感與風(fēng)味,具有極好的應(yīng)用前景。

本研究針對獼猴桃清汁加工中果肉營養(yǎng)損失嚴(yán)重、市場NFC果汁產(chǎn)品貨架期混亂的問題,采用榨前分離與冷破碎等核心加工技術(shù),制備零添加獼猴桃NFC果汁產(chǎn)品,運(yùn)用UHP(400 MPa,15 min,循環(huán)2次)與HTST(95 ℃,30 s)殺菌處理獼猴桃NFC果汁,在4 ℃條件下貯藏4周,分析其理化、營養(yǎng)、微生物、抗氧化指標(biāo)、香氣成分等指標(biāo),對比研究不同殺菌處理的獼猴桃NFC果汁貯藏期品質(zhì)的變化,為NFC果汁產(chǎn)品生產(chǎn)與貨架期的確定,以及NFC果汁標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

海沃德獼猴桃 采摘于2018年10月,由西安環(huán)球園藝公司提供。生化試劑(平板技術(shù)瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基) 北京奧博星生物技術(shù)有限公司;無水乙醇、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、草酸、氯化鈉、抗壞血酸、碳酸氫鈉 分析純,天津市天力化學(xué)試劑有限公司;苯酚、2,6-二氯酚靛酚鈉鹽 分析純,成都市科龍化工試劑廠;ABTS、DPPH 分析純,Sigma公司;過硫酸鉀 分析純,天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司;硫酸 優(yōu)級純,洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司。

HPP.L1-600 MPa-10L超高壓處理裝置 天津華泰森宇生物工程技術(shù)有限公司;HU-780WN榨汁機(jī) 韓國首爾Hurom電器公司;Testo 106電子探針溫度計(jì) 德國Testo有限公司;PHS-3C pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;MASTER-53α手持折光儀 日本ATAGO(愛拓)公司;3k30超高速低溫離心機(jī) 美國Sigma公司;NS800色差儀 中國深圳3nh有限公司;GSP-9080MBE隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;BS 224 S電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;1510-01747全波長酶標(biāo)儀 Thermo Fisher Scientific公司;GC/MS QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 東京島津電子有限公司;50/30 DVB/CAR/PDMS SPME萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 技術(shù)路線 NFC果汁的制備:海沃德獼猴桃→挑選果實(shí)→清洗→去皮去籽(冷破碎[18])→果肉榨汁→20目篩網(wǎng)過篩→獼猴桃NFC果汁→灌裝在PET或玻璃瓶中→4 ℃冰箱貯藏

NFC果汁的處理:參照文獻(xiàn)[19,13]和優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果確定的條件進(jìn)行殺菌。UHP處理:將裝滿果汁的PET瓶密封后放入超高壓處理倉中,調(diào)節(jié)倉中水位,設(shè)置殺菌處理的條件:400 MPa,15 min,20 ℃,循環(huán)2次,處理完后,0 ℃冰浴,冷卻后放入4 ℃冰箱;HTST處理:其他制備好的NFC果汁對照組樣品進(jìn)行熱殺菌處理,即95 ℃加熱30 s,并趁熱灌裝至玻璃瓶中,待冷卻后放入4 ℃冰箱貯藏。

所有樣品4 ℃冰箱貯藏四周,每周測定其品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.2 果汁主要理化指標(biāo)的測定 獼猴桃NFC果汁pH的測定、可溶性固形物(Total soluble solid,TSS)的測定、色澤的檢測均與文獻(xiàn)[20]方法相同。

1.2.3 果汁主要營養(yǎng)指標(biāo)的測定 獼猴桃NFC果汁總酸(Total acid,TA)的測定、總糖的測定(苯酚硫酸法)、VC的測定與文獻(xiàn)[20]方法相同。試驗(yàn)所用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為:y=0.0057x-0.0192,(R2=0.9984),樣品的測定方法同標(biāo)曲,重復(fù)三次,取平均值。

1.2.4 果汁主要微生物指標(biāo)的測定 菌落總數(shù)的測定:根據(jù)GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[21]測定樣品中的菌落總數(shù),以lg cfu/mL來計(jì)數(shù);霉菌酵母的測定:根據(jù)GB 4789.15-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)測定》[22測定樣品中的霉菌酵母,以lg cfu/mL來計(jì)數(shù);大腸桿菌的測定:根據(jù)GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn),大腸菌群計(jì)數(shù)測定》[23]測定樣品中的大腸桿菌,以lg cfu/mL來計(jì)數(shù)。

1.2.5 果汁主要抗氧化指標(biāo)的測定

1.2.5.1 DPPH自由基清除率的測定 參照Li 等[24]的方法,配制0.025 g/L的DPPH溶液,于0.1 mL樣品中加入3.9 mL 0.025 g/L的DPPH溶液,溶液避光反應(yīng)30 min,于517 nm波長測吸光值為A1;用0.1 mL的無水乙醇中加3.9 mL 0.025 g/mL的DPPH溶液作空白對照,重復(fù)操作如上,測得的吸光值為A0。計(jì)算公式:

式(1)

1.2.5.2 ABTS自由基清除率的測定 參照楊小蘭等[25]的方法稍作修改,配制7 mmol/L ABTS溶液和140 mmol/L的過硫酸鉀溶液,取25 mL配好的ABTS溶液和440 μL配好的過硫酸鉀溶液進(jìn)行混合,避光室溫下反應(yīng)保持12～16 h,按ABTS工作液∶無水乙醇=1∶49(此處吸光值為0.7±0.02)進(jìn)行稀釋。加入3.9 mL的稀釋后的ABTS工作液于0.1 mL的樣品中,避光反應(yīng)10 min后,在734 nm波長處測得的吸光值為A1;用0.1 mL的無水乙醇中加入3.9 mL稀釋后的ABTS工作液作空白對照,重復(fù)操作如上,測得吸光值為A0。計(jì)算公式:

式(2)

1.2.6 獼猴桃NFC果汁主要香氣成分的檢測方法 采用頂空固相微萃取法(HS-SPME)富集提取獼猴桃NFC果汁中香氣成分,參考郭靖等[26]的方法,使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)來檢測貯藏期NFC果汁的香氣成分。GC/MS QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀與AOC 6000自動進(jìn)樣器組合應(yīng)用于獼猴桃果汁香氣成分的快速檢測和分析。

香氣成分的定性分析主要是根據(jù)氣相色譜-質(zhì)譜中NIST 14質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫、匹配度和保留時間對各個物質(zhì)進(jìn)行檢索,選擇匹配度大于85%的物質(zhì)作為有效的香氣成分。香氣成分的定量分析方法是每次檢測均加入相同質(zhì)量濃度的2-辛醇作為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行定量,按式(3)計(jì)算獼猴桃NFC果汁中香氣物質(zhì)的含量,取3 次檢測結(jié)果的平均值為最終分析結(jié)果;但用計(jì)算機(jī)對最終結(jié)果的分析中(表3)是以單種成分的含量占總香氣含量的百分比表示,即相對含量(%)表示。

香氣物質(zhì)絕對含量(μg/mL)=(各物質(zhì)的峰面積/內(nèi)標(biāo)物的峰面積)×內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度

式(3)

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)樣品均一式三份進(jìn)行分析檢測。使用SPSS 12.0軟件(IBM SPSS公司)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)表示,P<0.05被認(rèn)為是影響顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 UHP與HTST處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)理化指標(biāo)的變化

超高壓處理與對照熱殺菌獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)理化指標(biāo)的變化試驗(yàn)結(jié)果見表1。pH與可溶性固形物含量是各種新鮮和加工水果的質(zhì)量控制的重要指標(biāo),由表1可知,相同貯藏時間不同殺菌處理的NFC果汁pH之間沒有顯著差異(P>0.05);隨著貯藏時間的延長,第4周超高壓和熱處理果汁的pH分別下降了7.41%和8.65%,這可能是貯藏期內(nèi)某些未殺滅的微生物消耗果汁中的糖類物質(zhì)進(jìn)行代謝活動會產(chǎn)酸,也有可能在貯藏過程中果汁中某些物質(zhì)分解成酸類物質(zhì)(如果膠酶分解形成果膠酸)的結(jié)果,這與王凌云[19]報(bào)道的獼猴桃果肉飲料在貯藏期內(nèi)pH的變化趨勢一致。UHP處理獼猴桃NFC果汁貯藏4周其TSS增加7.35%,而熱殺菌TSS減少2.28%,分析認(rèn)為超高壓處理開始會引起果汁糖類等成分降解使TSS低于未殺菌果汁,但后期超高壓可能使某些不溶性成分分解成為可溶性物質(zhì)使TSS增加,熱殺菌TSS減少可能是操作規(guī)程數(shù)據(jù)分析誤差造成?？傊邏汉蜔崽幚砗筚A藏期NFC果汁的pH、TSS均在小范圍內(nèi)變化,說明不同殺菌方法對pH和TSS的影響較小,但pH和TSS隨貯藏時間延長而變化較大。

色澤是用來衡量獼猴桃果汁品質(zhì)的重要指標(biāo),因?yàn)樯珴蓵绊懙较M(fèi)者的購買意愿。由表1可知,UHP處理的NFC果汁色澤亮度L*值小于HTST處理后果汁L*值,說明超高壓處理后果汁中的酶未完全滅活易發(fā)生酶促反應(yīng),而HTST處理使果汁氧化酶失活,酶促褐變反應(yīng)得到抑制,果汁色澤亮;但隨著貯藏時間延長,HTST殺菌與UHP處理的NFC果汁亮度均呈下降趨勢,分別降低5.76%和8.98%。HTST處理后NFC果汁的a*值大于UHP處理的a*值,說明與HTST處理相比較,UHP處理更好地保留了獼猴桃原有的綠色;但在貯藏期內(nèi)兩種處理a*值增加,說明隨貯藏時間延長果汁綠色逐漸褪去。HTST處理后NFC果汁的b*值明顯的高于UHP處理,說明經(jīng)過熱處理后獼猴桃NFC果汁變黃,可能是由于熱殺菌過程中伴隨著美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng),導(dǎo)致其b*值(黃值)上升。在貯藏期內(nèi)期兩種處理的b*值分別增加了76.15%和76.65%,說明果汁變黃顏色劣變,這與果汁中的色素降解、酶促褐變等有關(guān)。

表1 兩種不同處理下獼猴桃NFC果汁在貯藏期內(nèi)pH與可溶性固形物及色澤的變化Table 1 Changes of pH and soluble solids,color of kiwifruit NFC juice by two different treatments in storage period

2.2 超高壓與熱處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)營養(yǎng)指標(biāo)的變化

超高壓與熱處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)營養(yǎng)指標(biāo)的變化試驗(yàn)結(jié)果見圖1。由圖1可知,經(jīng)過HTST和UHP處理,總酸含量差異不大,這說明不同處理對獼猴桃NFC果汁的總酸含量影響不大,在貯藏期間,總酸含量增多,這與pH的降低一致,表明了貯藏期間果汁的酸度提高,利于果汁更好的保存。隨著貯藏期的延長,果汁中的總糖含量減少,可能是貯藏期內(nèi)由于果汁中的微生物增加,其代謝消耗果汁中糖類物質(zhì)所致;貯藏第4周UHP與HTST處理獼猴桃NFC果汁總糖含量分別減少16.03%、18.62%。

由圖1可得,與熱處理比較,超高壓處理后VC含量較高。但由于貯藏期間果汁易受到光線、氧氣的影響,VC極不穩(wěn)定,以及每次取樣過程中VC可能被氧化,所以隨著貯藏時間的延長,果汁中VC含量減少。HTST處理后的果汁VC降解速率大于超高壓處理后的果汁VC降解速率(P<0.05),說明不同處理的果汁VC降解的速率也不同,且在貯藏4周后,UHP和HTST處理獼猴桃NFC果汁中VC的損失率分別為14.89%和18.96%。

圖1 兩種不同處理下獼猴桃NFC果汁在貯藏期內(nèi)總酸、總糖與VC的變化Fig.1 Changes of total acid,total sugar and VC ofkiwifruit NFC juice by two different treatments in storage

2.3 超高壓與熱處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)微生物指標(biāo)的變化

目前的研究表明,超高壓能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜,導(dǎo)致細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化學(xué)反應(yīng)、基因機(jī)制等發(fā)生多方面的變化,從而達(dá)到殺菌的目的;而熱處理會使細(xì)胞膜受損、酶失活、蛋白質(zhì)變性、DNA受到一定的損傷[27]。在兩種不同的殺菌處理下貯藏獼猴桃NFC果汁,其微生物指標(biāo)變化試驗(yàn)結(jié)果如表2所示,兩種處理方法對果汁中細(xì)菌的致死效果顯著,菌落總數(shù)、霉菌酵母和大腸桿菌的殺滅率都達(dá)到100%;在貯藏前期2周內(nèi),菌落總數(shù),霉菌酵母和大腸桿菌都未增長;但在貯藏后期,有些菌經(jīng)過一段時間的修復(fù),恢復(fù)了生長繁殖的能力[28],所以菌落總數(shù)和霉菌酵母指標(biāo)增加,而大腸桿菌仍未檢出。由表2數(shù)據(jù)可知,貯藏第4周時,UHP處理的NFC果汁的菌落總數(shù)和霉菌酵母均已超標(biāo),而HTST處理的果汁菌落總數(shù)雖然增加,但未超標(biāo),霉菌酵母仍未檢出;所以HTST處理有更好殺菌效果。

表2 貯藏期內(nèi)兩種不同處理的獼猴桃NFC果汁微生物指標(biāo)的變化Table 2 Changes of microbial indexes of kiwifruit NFC juice by two different treatments in storage period

2.4 超高壓與熱處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)抗氧化活性的變化

水果中的抗氧化能力歸因于果實(shí)的成分,其中與總酚,總黃烷醇及維生素C的含量顯著相關(guān)[29]。獼猴桃果汁中富含VC和少量總酚,VC作為一種天然的抗氧化劑可轉(zhuǎn)變?yōu)槊摎淇箟难醽砬宄杂苫?所以獼猴桃NFC果汁對DPPH和ABTS兩種自由基的清除率都較高,達(dá)到90%與83%。由圖2可知,獼猴桃NFC果汁對ABTS自由基清除能力的結(jié)果與對DPPH自由基清除能力的分析幾乎一致,隨著貯藏時間的延長,果汁中VC降解含量減少,所以HTST殺菌與UHP處理的NFC果汁對ABTS和DPPH自由基的清除率都降低,分別為78%、74%和79%、74%。

圖2 在貯藏期內(nèi)兩種不同處理下獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)抗氧化活性(ABTS和DPPH自由基清除率)的變化Fig.2 Changes of antioxidant activity(Scavenging rate ofABTS and DPPH radical)of kiwifruit NFC juiceby two different treatments in storage period

2.5 超高壓與熱處理獼猴桃NFC果汁貯藏期內(nèi)香氣成分的變化

香氣物質(zhì)在加工、貯藏期間的變化會影響果汁的品質(zhì),對不同處理與不同貯藏時間內(nèi)的獼猴桃NFC果汁中的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析,共得到160多種物質(zhì)(其中的53種主要成分分析結(jié)果見表3),主要包括酯類、醇類、醛類、酮類、酸類等,其中未處理的果汁香氣物質(zhì)有93種(酯類相對含量:2.62%,酮類的相對含量:4.71%,醇類相對含量:9.88%,醛類相對含量:8.35%),超高壓處理和熱處理的果汁第1周的香氣物質(zhì)分別是94種和95種。

根據(jù)表3總結(jié),以及圖3和圖4分析可得,在4周的貯藏期內(nèi),兩種處理的果汁的酮類物質(zhì)種類都增加,但相對含量都先增加后減少,在貯藏前期,脂氧合酶氧化不飽和脂肪酸生成過氧羥基脂肪酸,生成酮類等物質(zhì),所以酮類物質(zhì)增加,但在后期,酮類物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng),生成其他物質(zhì)。超高壓處理的NFC果汁中酯類物質(zhì)種類持續(xù)下降,熱處理的NFC果汁中酯類物質(zhì)種類先增加后減少,并且一直少于超高壓處理的酯類物質(zhì)種類,在貯藏期內(nèi),兩種處理下果汁的酯類物質(zhì)的相對含量變化不明顯,是由于脂肪氧化酶在4 ℃的低溫條件下,活性降低,所以酯類物質(zhì)變化不大。在4周內(nèi)超高壓處理的NFC果汁中醇類物質(zhì)種類先增加然后減少,熱處理的NFC果汁中醇類物質(zhì)種類增加,相對含量呈緩慢增加趨勢;醛類物質(zhì)的種類在超高壓處理后的果汁中持續(xù)減少但是相對含量是一直增加,在熱處理的果汁中醛類物質(zhì)的種類一直增加但是相對含量在前兩周增加,之后又減少。在貯藏前期,兩種處理果汁的醇類和醛類物質(zhì)都是增加的,是由于貯藏前期果汁中的一些酶活性較高,能分解果汁中的淀粉等大分子物質(zhì),小分子的香氣物質(zhì)散發(fā),還可以降解糖苷鍵,并且可以將一些鍵結(jié)合態(tài)的風(fēng)味物質(zhì)釋放出來。但在貯藏后期,由于果汁pH中降低,不同處理的部分酶活性逐漸喪失,所以醛類物質(zhì)和醇類物質(zhì)下降。所以NFC果汁各種香氣物質(zhì)的消長規(guī)律與相互轉(zhuǎn)換機(jī)理還需要深入探討。

圖3 在貯藏期內(nèi)不同處理獼猴桃NFC果汁香氣中酮類、酯類、醇類、醛類物質(zhì)種類變化Fig.3 Type changes in the types of ketones,esters,alcohols and aldehydesin the aroma of kiwifruit NFC juice treated with different treatment in storage period

續(xù)表

超高壓處理后的果汁酮類物質(zhì)種類略減少,但相對含量從4.71%增加到6.10%;醇類物質(zhì)種類減少,相對含量也從9.88%減少到4.75%,分析認(rèn)為可能是由于超高壓激活部分酶促進(jìn)糖苷鍵的形成[17,19],醇類物質(zhì)減少,醛酮類物質(zhì)增加;其他酯類,醛類揮發(fā)性物質(zhì)種類都增加,但是酯類物質(zhì)的相對含量從2.62%下降到2.53%,分析是由于在超高壓條件下,鈍化了酯類物質(zhì)的合成酶,所以酯類物質(zhì)相對含量略有下降;醛類物質(zhì)相對含量大量增加,從8.35%增加到27.38%。熱處理后的果汁,只有酯類物質(zhì)種類減少,其他醇類、酮類、醛類物質(zhì)種類都在增加;而醇類物質(zhì)的相對含量降低到4.74%,分析是高溫條件下部分醇類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致;酮類、酯類、醛類物質(zhì)的相對含量分別增加到8.14%、3.08%、26.39%?？傊?熱處理的NFC果汁中醛類和醇類物質(zhì)的相對含量略小于超高壓處理,但酮類和酯類物質(zhì)相對含量都高于超高壓處理的果汁。

3 討論

NFC果汁的加工中殺菌是保證其品質(zhì)非常關(guān)鍵的步驟,通過對比超高壓處理與高溫短時熱殺菌獼猴桃NFC果汁在貯藏期內(nèi)的理化、營養(yǎng)、微生物、抗氧化活性以及香氣成分等方面指標(biāo)變化的考察,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種殺菌處理下的獼猴桃NFC果汁pH、可溶性固形物的變化不大,前人的研究[17,19]也說明殺菌加工過程對理化指標(biāo)pH、TSS影響較小;但UHP處理的NFC果汁的色澤(L*、b*值)均與未殺菌果汁色澤接近,說明UHP處理對色澤影響較小,而色澤是衡量NFC果汁殺菌前后品質(zhì)變化的重要指標(biāo),所以超高壓處理獼猴桃NFC果汁更好的保留了鮮果色澤。

其次,超高壓作為一種非熱殺菌方式,在貯藏期內(nèi),果汁VC的降解速率較HTST處理的低,但仍低于未處理獼猴桃NFC果汁的VC含量,因?yàn)橛袌?bào)道[30]認(rèn)為超高壓處理可能將空氣中的氧壓在果汁中,使得氧與果汁更充分的接觸,熱處理過程是一個暴露在空氣的過程VC也易與氧氣結(jié)合,發(fā)生氧化。對其他水果和蔬菜產(chǎn)品的一些研究表明,與HTST處理相比,超高壓處理后維生素C的保留率更高,例如,Sánchez-Moreno等[27]發(fā)現(xiàn)在超高壓400 MPa 下處理后,橙汁中維生素C損失少于9%,而熱處理(90 ℃,1 min)導(dǎo)致維生素C損失更高。因此超高壓處理的獼猴桃NFC果汁維生素C損失小,則會抑制PPO酶的活性,從而降低酶促褐變的反應(yīng)速率,減少果汁顏色變化,所以在貯藏期內(nèi)果汁的色澤變化較小。而兩種處理的獼猴桃NFC果汁總酸增加、總糖含量減少也與酵母菌等微生物的繁殖代謝密切相關(guān)。

試驗(yàn)表明UHP與HTST處理相比其殺菌效果略差一些,HTST處理(95 ℃,30 s)的果汁在第4周有細(xì)菌出現(xiàn)((1.76±0.04) lg CFU/mL)但未超標(biāo),霉菌酵母和大腸桿菌未檢出;而UHP處理的樣品在第4周,菌落總數(shù)((2.05±0.03) lg CFU/mL)與霉菌酵母((1.70±0.03) lg CFU/mL)均超標(biāo),大腸桿菌未檢出;分析認(rèn)為各種微生物的耐壓能力不同[31],超高壓對不同細(xì)菌的致死作用效果差異較大,試驗(yàn)說明超高壓殺菌對大腸桿菌孢子的致死效果相對比較好,對霉菌酵母孢子的致死效果就比較差。而微生物的熱致死與壓力致死機(jī)理不同,所以單純超高壓處理效果不如熱殺菌。此外由于試驗(yàn)條件所限,經(jīng)本研究團(tuán)隊(duì)已進(jìn)行的試驗(yàn)探討確定的超高壓處理最佳條件的壓力僅為400 MPa,如果能提高殺菌壓力或與其他殺菌方式協(xié)同可提高其殺菌效果。

果汁香氣成分的變化是影響NFC果汁產(chǎn)品品質(zhì)非常重要的方面,它決定了消費(fèi)者對產(chǎn)品的接受度。對獼猴桃NFC果汁主要香氣物質(zhì)的分析(表3)可知乙醇、正戊醇、正己醇、2-己烯-1-醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯、1-戊烯-3-酮、1-辛烯-3-酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、環(huán)丙基乙基甲酮、戊醛、己醛、壬醛、辛醛、正庚醛、E-2-己烯醛、2-庚烯醛、E-2-辛烯醛、(Z)-2-庚烯醛相對含量較大,為獼猴桃NFC果汁主要的揮發(fā)性成分。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同處理NFC果汁中乙醇含量減少,但熱處理果汁中的乙醇含量高于超高壓處理,且在貯藏周期內(nèi),乙醇含量增加,酒精味都增強(qiáng),這與酵母菌的繁殖相關(guān)。不同處理、不同的貯藏期的獼猴桃NFC果汁其乙醛的相對含量較小且變化不大,己醛、戊醛和E-2-己烯醛經(jīng)過不同處理其相對含量增加,且超高壓處理大于熱殺菌;但貯藏期間內(nèi)兩種處理的獼猴桃NFC果汁中己醛的含量增加,而E-2-己烯醛和戊醛的含量大幅減少。以C6和C9的醛類物質(zhì)為主芳香物質(zhì)代表著果汁的天然綠色香氣,即采摘下來的綠色植物的青香味[32-33],因此超高壓處理的果汁與熱處理、未處理果汁相比更有綠色清香味;但隨著貯藏時間的延長上述三種醛類物質(zhì)在貯藏期間的相對含量的變化(表3),說明果汁的綠色香氣逐漸減少。經(jīng)過不同處理后果汁中的乙酸乙酯和丁酸乙酯減少,且熱處理果汁中這兩種物質(zhì)含量最低,但在貯藏期內(nèi),乙酸乙酯和丁酸乙酯的含量總體呈增加趨勢,這與乙醇物質(zhì)的積累、酯化反應(yīng)增加有一定的關(guān)系;酯類物質(zhì)代表著果汁的果香氣味,主要以內(nèi)酯類物質(zhì)為主,這說明經(jīng)過不同處理果汁的果香味比原果汁中的果實(shí)的甜蜜味道要淡,但在貯藏期間內(nèi),果香味緩慢增加。此外1-辛烯-3-酮是獼猴桃的特征芳香性化合物[34],經(jīng)過不同處理后含量增加,且熱處理NFC果汁中的含量大于超高壓處理,在貯藏周期內(nèi)先增加后減少。獼猴桃NFC果汁中這些主要香氣物質(zhì)的相對含量增加與減少,與超高壓和熱殺菌處理工藝密切相關(guān),這與Yi等[35]用超高壓和熱殺處理海沃德獼猴桃和金桃獼猴桃,其中的香氣物質(zhì)變化結(jié)果基本相似。

4 結(jié)論

超高壓殺菌與高溫短時熱殺菌處理相比對獼猴桃NFC果汁的成分破壞較小,理化指標(biāo)pH與可溶性固形物、總酸含量變化較小;隨著冷藏時間的延長,HTST殺菌的NFC果汁色澤變化、VC的損失率、總糖的降低均大于UHP殺菌的獼猴桃NFC果汁;但HTST殺菌的獼猴桃NFC果汁微生物指標(biāo)好于UHP殺菌處理;兩種處理的NFC果汁對DPPH和ABTS自由基的清除率都較高,但隨冷藏時間的延長而下降。UHP處理雖然殺菌效果不如HTST殺菌好,但貯藏3周UHP對色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)與抗氧化活性的保留率高,使熱敏性零添加獼猴桃NFC果汁品質(zhì)得到了更好的保存。