超高壓處理對復(fù)合果汁微生物和品質(zhì)的影響

高婧昕 劉 旭 丁皓玥 廖小軍 王永濤

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)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 北京100083）

目前市場上銷售的果汁主要分為2種：一種是濃縮還原（From concentrate，F(xiàn)C）果汁，另一種是非濃縮還原（Not from concentrate，NFC）果汁。FC 果汁需要經(jīng)過濃縮與還原等復(fù)雜加工過程，其新鮮度及口感較差，營養(yǎng)流失也很嚴重；NFC 果汁是將新鮮原果清洗后壓榨出果汁，經(jīng)殺菌后直接灌裝（不經(jīng)過濃縮及復(fù)原），可以更好地保留水果原有的新鮮風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)[1]。隨著消費水平的提高，人們對果汁產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，既要天然、有營養(yǎng)，又要色、香、味俱佳。目前市場上NFC 果汁已成為健康消費的趨勢，擁有廣闊的市場前景。然而，目前市場上現(xiàn)有的NFC 果汁產(chǎn)品多為單一水果壓榨而成，不能滿足不同人群對產(chǎn)品的多元化和個性化需求，并且現(xiàn)有NFC 果汁多采用熱殺菌，這不僅造成果汁營養(yǎng)成分損失（特別是熱敏性營養(yǎng)成分），還使果汁產(chǎn)生蒸煮味，感官品質(zhì)嚴重下降。

復(fù)合果汁是以2種或2種以上的果汁為原料，按照一定比例加工配制而成，它可綜合多種水果的營養(yǎng)價值并創(chuàng)造出新奇的口感，滿足不同人群對產(chǎn)品的需求。超高壓（High Hydrostatic Pressure，HHP）技術(shù)是一種新興的非熱加工技術(shù)，是將食品物料以柔性材料密封包裝后，放入液體介質(zhì)中，使用100 MPa 以上（100～1 000 MPa）的壓力處理一定時間，使食品達到殺菌、滅酶和改變物性等目的的新型食品加工方法。由于它具有溫度變化小，只作用于非共價鍵，瞬間壓縮，作用均勻等優(yōu)點，因此能夠很好地保持食品天然的色、香、味、質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)等品質(zhì)[2]。

本研究選用多種高品質(zhì)水果原料制備復(fù)合果汁，采用HHP 殺菌來代替熱殺菌，減少營養(yǎng)物質(zhì)及感官品質(zhì)的損失，研究HHP 殺菌對復(fù)合果汁品質(zhì)的影響，以期為HHP 技術(shù)在復(fù)合果汁加工中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料及預(yù)處理 蘋果，品種為“紅富士”，產(chǎn)地新疆阿克蘇地區(qū)，選用外觀新鮮、無腐爛的蘋果為試驗原料。洗凈切分后浸泡于含有0.5 mg/mL食品級抗壞血酸及0.5 mg/mL 食品級檸檬酸的溶液中護色，榨汁后用8 層紗布過濾得到蘋果汁，向蘋果汁中加入0.05%蘋果質(zhì)量的抗壞血酸護色，4℃下冷藏待用。

石榴，品種為“皮亞曼”，產(chǎn)地新疆皮山縣。選用外觀新鮮、無腐爛的石榴為試驗原料。洗凈剝好，用打漿機帶籽打碎后，8 層紗布過濾得到石榴汁，4 ℃下冷藏待用。

布朗李，品種為“黑寶石”，產(chǎn)地新疆英吉沙縣。選用速凍布朗李漿為試驗原料。解凍后使用8層紗布過濾，4 ℃下冷藏待用。

1.1.2 主要試劑 平板計數(shù)培養(yǎng)基，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；抗壞血酸標品（優(yōu)級純藥品）、磷酸緩沖液、2，6-二氯靛酚、2，4，6-三（2-吡啶）-1，3，5-三吖嗪（TPTZ）、孟加拉紅培養(yǎng)基，北京索萊寶科技有限公司；氯化鈉、冰醋酸、濃鹽酸、氫氧化鈉、無水甲醇，北京化工廠；水溶性維生素E、沒食子酸，Aladdin 上海試劑公司；碳酸鈉、草酸、無水磷酸二氫鈉、硼酸、無水氯化鐵、鄰苯二酚均屬于國產(chǎn)化學(xué)純藥品，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）、福林酚，上海源葉生物公司；Tween 20 純度97%，Triton X-100為生化試劑，美國AMRESCO 公司；碳酸氫鈉、愈創(chuàng)木酚，山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；30%過氧化氫、十二稅和磷酸氫二鈉，西隴化工股份有限公司；聚乙烯吡咯烷酮，北京拜爾迪生物技術(shù)有限公司；醋酸鈉，天津京福晨化學(xué)試劑廠；亞油酸純度為95%，成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司；其它試劑均屬于國產(chǎn)分析純級。

1.2 設(shè)備與儀器

MJ-BL25B1 攪拌機，廣東美的生活電器制造有限公司；JYZ-E19 原汁機，九陽股份有限公司；超高壓處理設(shè)備（30 L），包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司；SHP-150 電熱恒溫培養(yǎng)箱、SHP-250 低溫生化培養(yǎng)箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；LDZX-50KBS 立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-2D 超凈工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司；S-HH-W21-Cr600 恒溫水浴箱，北京長安科技儀器廠；CLXXUVFM2 超純水器，英國EL GA LabWater 公 司；PB -10標準型pH計、BSA224S-CW 分析天平、BSA822 電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；AR550 流變儀，美國TA 儀器有限公司；UV-1800 紫外分光光度計，日本島津公司；DR-A1 阿貝折射儀，廣州市愛拓科學(xué)儀器有限公司；SPARK 10M 酶標儀，瑞士帝肯集團公司；V1800可見分光光度計，尤尼科（上海）儀器有限公司；KQ-500DE 超聲水溶箱，昆山市超聲儀器有限公司；HunterLab Color Quest XE全能色差儀，美國Hunterlab 公司；WK2102 電磁爐，美的股份有限公司；Agilent 7890-5975 氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；AG 22331 離心機，艾本德公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 復(fù)合果汁的制備 將制備好的蘋果汁、石榴汁和布朗李漿按照一定質(zhì)量比混合。

1.3.2 感官評價 根據(jù)預(yù)試驗，最終選擇蘋果、石榴、布朗李為復(fù)合果汁原料，將果汁按照復(fù)合比例（m蘋果汁∶m石榴汁∶m布朗李漿=4∶5∶1，5∶4∶1，12∶7∶1，14∶5∶1，16∶3∶1）進行配制，對果汁色澤、氣味、組織狀態(tài)和口感進行感官評價。

感官評價過程參照Min等[3]的方法，略作修改。由15 名（7 名男性，8 名女性）受過相關(guān)訓(xùn)練的品評員進行。按照感官評價表，采用百分制打分法對各項指標進行評分。將不同復(fù)配比例的果汁分裝到用于品鑒的一次性杯中，同時向每個評價員提供1 杯飲用水以清除品嘗不同果汁間口中殘留的味道，每品嘗2 個果汁之間要間隔1 min。

1.3.3 超高壓和熱處理 將用100 mL PET 瓶裝好的果汁置于HHP 處理釜中，處理壓力分別設(shè)定為300，400，500 MPa，保壓時間（不包括升卸壓時間）分別設(shè)定為1，3，5 min。處理溫度為常溫（20±1）℃。達到保壓時間后，系統(tǒng)自動卸壓，卸壓結(jié)束后打開堵頭，取出果汁。另設(shè)熱處理組，熱處理條件為80 ℃/2 min。

1.3.4 培養(yǎng)基的制備 平板計數(shù)培養(yǎng)基的制備：按照23.5 g 平板計數(shù)培養(yǎng)基加入1 L 蒸餾水的比例配制，121 ℃高壓滅菌15 min，置于（55±1）℃恒溫水浴鍋中。

孟加拉紅培養(yǎng)基的制備：按照36.7 g 孟加拉紅培養(yǎng)基加入1 L 蒸餾水的比例配制，121 ℃高壓滅菌15 min，置于（55±1）℃恒溫水浴鍋中。

1.3.5 微生物的測定 菌落總數(shù)用平板計數(shù)培養(yǎng)基測定，根據(jù)GB 4789.2-2016 《食品安全國家標準 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》 中的相關(guān)操作進行。

表1 復(fù)合果汁感官評價表Table 1 Sensory evaluation form of composite juice

霉菌和酵母數(shù)用孟加拉紅培養(yǎng)基測定，根據(jù)GB 4789.15-2016 《食品安全國家標準 食品微生物學(xué)檢驗 霉菌和酵母計數(shù)》中的相關(guān)操作進行。

為保證試驗數(shù)據(jù)準確性，試驗結(jié)果均為2 個平行、3 組重復(fù)數(shù)據(jù)平均所得。

1.3.6 pH 值的測定 將待測的果汁搖勻，取30 mL 于燒杯中，使用pH 計在室溫下測定pH 值，待示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)。每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.7 色差的測定 采用色差儀，在室溫條件下，先用黑板和白板對色差儀校正，將樣品搖勻置于比色皿中，選取Hunter Lab 測試系統(tǒng)，在反射模式下測定L*，a*，b*值。其中：L*表示亮度；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ΔE：

式中，ΔE——總色差；L*——處理后果汁亮度值；L0*——處理前果汁亮度值；a*——處理后果汁紅色值；a0*——處理前果汁紅色值；b*——處理后果汁黃色值；b0*——處理前果汁黃色值。

1.3.8 可溶性固形物的測定 采用阿貝折射儀測定可溶性固形物（Total soluble solids，TSS）含量。用蒸餾水對儀器校零。測量時用一次性塑料滴管取果汁，滴2 滴于棱鏡上測量，每次測量后都用蒸餾水清洗。每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.9 抗壞血酸的含量測定 參照GB 5009.86-2016 《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的第三法，略做修改。

樣品前處理：準確稱1.25 g 果汁于燒杯中，用草酸溶液（20 g/L）將果汁轉(zhuǎn)移至25 mL 容量瓶，并稀釋至刻度，搖勻后倒入離心管中，加入約5 g 高嶺土，于4 ℃，10 000 r/min 條件下離心5 min，取上清液備用。

標定方法：準確吸取1 mL 抗壞血酸標準溶液（1.000 mg/mL）于50 mL 錐形瓶中，加入10 mL 草酸溶液（20 g/L），搖勻，用2，6 -二氯靛酚溶液滴定至粉紅色，保持15 s 不褪色為止。同時另取10 mL 草酸溶液做空白試驗。

抗壞血酸含量的測定：準確吸取10 mL 上清液于50 mL 錐形瓶中，用標定過的2，6-二氯靛酚溶液滴定，直至溶液呈粉紅色15 s 不褪色為止，同時做空白試驗。

結(jié)果計算：試樣中L（+）-抗壞血酸含量計算公式如下：

式中，X——試樣中L（+）-抗壞血酸含量，mg/100g；V——滴定試樣所消耗2，6-二氯靛酚溶液的體積，mL；V0——滴定空白所消耗2，6-二氯靛酚溶液的體積，mL；T——2，6 -二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2，6-二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的質(zhì)量，mg/mL；A——稀釋倍數(shù)；m——試樣質(zhì)量，g。

試驗結(jié)果以2 個平行、3 個重復(fù)測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示，結(jié)果保留3 位有效數(shù)字。

1.3.10 總酚的含量測定 參照Cao等[4]的方法略作修改。

提取液的制備：取10 mL 果汁，在10 000 r/min，4 ℃條件下離心10 min，取上清液備用。

總酚含量的測定：福林酚試劑用超純水按體積比1∶9 稀釋10 倍，將提取液稀釋8 倍，取0.4 mL 與2 mL 稀釋的福林酚試劑充分混合，加入1.8 mL 7.5%的Na2CO3溶液，室溫下避光反應(yīng)1 h后，迅速用分光光度計測定波長765 nm 處吸光值，結(jié)果用沒食子酸物質(zhì)的量濃度表示，單位為μg/mL。

沒食子酸標準曲線的制作：配制質(zhì)量濃度分別為10，20，40，60，80，100 μg/mL 的沒食子酸標準溶液。將0.4 mL 不同質(zhì)量濃度的沒食子酸溶液分別與2 mL 稀釋10 倍的福林酚試劑混合后，再加入1.8 mL 7.5% Na2CO3溶液，室溫下避光反應(yīng)1 h 后，迅速用分光光度計測定波長765 nm 處吸光值，繪制標準曲線。

1.3.11 抗氧化能力測定

1）DPPH 自由基清除能力測定 參照Miller等[5]的方法并略作修改。

提取液的制備方法同1.3.10 節(jié)。

DPPH 自由基溶液配制：0.1001 g DPPH 自由基標樣用甲醇溶解定容50 mL。取7 mL 該溶液定容250 mL，最終濃度即0.14 mmol/L。

DPPH 自由基清除能力測定：取100 μL 果汁提取液加入到4 mL 0.14 mmol/L DPPH 自由基溶液中，常溫避光條件下放置45 min，在波長517 nm 處測定吸光值。以100 μL 甲醇加到4 mL DPPH 自由基溶液為對照。DPPH 自由基清除能力用水溶性維生素E 物質(zhì)的量濃度表示，單位為mmol/L。

水溶性維生素E 標準曲線的制作：用甲醇配制濃度分別為100，200，400，600，800，1 000 μmol/L的水溶性維生素E 標準溶液，分別取100 μL 與4 mL DPPH 自由基溶液常溫避光反應(yīng)45 min，于波長517 nm 處測定吸光值，繪制標準曲線。

2）FRAP 測定 參照Aljadi等[6]的方法，略作修改。

提取液的制備方法同1.3.10 節(jié)。

TPTZ 工作液：pH 3.6的醋酸鹽緩沖液，10 mmol/L TPTZ 溶液，20 mmol/L FeCl3按體積比10∶1∶1 配制而成。

鐵離子還原能力測定：取100 μL 果汁（以蒸餾水為空白對照）加到4 mL TPTZ 工作液中，于37 ℃反應(yīng)10 min 后，測定其在波長593 nm 處的吸光值。FRAP 用水溶性維生素E 物質(zhì)的量濃度表示，單位為mmol/L。

水溶性維生素E 標準曲線的制作：采用無水甲醇配制濃度分別為100，200，400，600，800，1 000 μmol/L 水溶性維生素E 標準溶液，分別取100 μL 與4 mL TPTZ 工作液在37 ℃避光反應(yīng)10 min，于波長593 nm 處測吸光值，繪制標準曲線。

1.3.12 流變特性的測定 參照李靜[7]的方法略作修改。

使用旋轉(zhuǎn)流變分析儀測定果汁的流變特性。選用的夾具為錐頭式同心圓筒（定子半徑=15.00 mm，轉(zhuǎn)子半徑=14.00 mm，浸沒高度=42.00 mm，間隙=5 920 μm）。測定時使果汁剛剛沒過轉(zhuǎn)子，采用循環(huán)水系統(tǒng)控制測定溫度為25 ℃。測定采用穩(wěn)態(tài)剪切模式，設(shè)定剪切速率在10 min 內(nèi)從1 s-1指數(shù)增加到100 s-1，可得表觀黏度-剪切速率圖。

1.3.13 揮發(fā)性香氣成分的測定 參照馬永昆等[8]的方法略做修改。

固相微萃?。喝? g 果汁，放入15 mL 果汁瓶中，加入2.4 g NaCl，于40 ℃水浴中平衡預(yù)熱10 min 后萃取30 min，磁力攪拌速度為100 r/min，用萃取針收集果汁香氣。

色譜條件：J & W DB-5 石英毛細柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。進樣口溫度250 ℃，載氣（He）流速1.0 mL/min，以1∶5 分流進樣。程序升溫：柱初溫40 ℃，保持3 min；以12 ℃/min 升至60℃，以6 ℃/min 升至140 ℃，再以20 ℃/min 升至250 ℃，保持5 min。進樣5 mL/min，解析5 min。

質(zhì)譜條件：5973 四極桿質(zhì)譜儀，檢測器溫度為280 ℃，電子轟擊（EI）離子源，電子能量為70 eV，電子倍增電壓為1 353 V，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，質(zhì)量掃描范圍50～550 amu。

1.3.14 酶活性測定

1）PPO 酶活性測定 參照徐增慧[9]的方法略作修改。

提取液的制備：將4 g 果汁與8 mL 提取液（含4 mg/mL PVPP，pH 6.5，0.2 mol/L 磷酸緩沖液）混合均勻，在4 ℃下靜置1 h 后，于10 000 r/min，4 ℃條件下離心15 min，取上清液為酶粗提液。

樣品測定：采用分光光度法，反應(yīng)底物為2 mL 0.5 mol/L 鄰苯二酚溶液（用pH 6.5，0.2 mol/L的磷酸緩沖液配制）和1 mL 粗酶液，立即在波長420 nm 處測定吸光值隨時間的變化曲線，掃描時間間隔為0.1 s，測定時間為1 min，曲線開始變化的直線部分用于酶活計算。

2）POD 酶活性測定 參照徐增慧[9]的方法略做修改。

提取液的制備：同1.3.14 節(jié)1）。

樣品測定：采用分光光度法，反應(yīng)底物為2.2 mL 體積分數(shù)為1.0%的愈創(chuàng)木酚（用pH 6.5，0.2 mol/L 的磷酸緩沖液稀釋）與0.2 mL 質(zhì)量分數(shù)為1.5%的過氧化氫混合物。向底物中加入1 mL 粗酶液，立即在波長470 nm 處測定吸光值隨時間的變化曲線，掃描時間間隔為0.1 s，測定時間為1 min，曲線開始變化的直線部分用于酶活計算。

3）LOX 酶活性測定 參考肖建等[10]的方法，稍作修改。

亞油酸底物配制：反應(yīng)底物為60 μL 亞油酸，120 μL Tween 20 和4 mL 蒸餾水的混合液，向混合液中加入60 μL 5 mol/L NaOH 溶液，充分振蕩使其澄清，定容25.00 mL，于4 ℃冷藏備用。

提取液的制備：取3.0 mL 果汁和3.0 mL 磷酸緩沖液（0.05 mol/L，pH 6.8）于離心管內(nèi)，在0 ℃下浸提30 min，然后在2 ℃，10 000 r/min 的條件下離心10 min，取上清液于4 ℃保存。

樣品測定：酶反應(yīng)體系包括2.7 mL 硼酸緩沖液（0.05 mol/L，pH 9.0），0.1 mL 亞油酸溶液和0.2 mL 酶液。以硼酸緩沖液為空白對照。反應(yīng)體系在（20±1）℃的條件下，立即在波長234 nm 處測定吸光值隨時間的變化曲線，掃描時間間隔為0.1 s，測定時間為1 min，曲線開始變化的直線部分用于酶活計算。

1.3.15 數(shù)據(jù)分析 試驗結(jié)果以均值±標準誤差（Mean±S）表示。為保證試驗結(jié)果的可靠性，所有試驗均進行3 次重復(fù)。用Statistical Product and Service Solutions 17.0 統(tǒng)計軟件，對數(shù)據(jù)進行方差分析，P<0.05 表示差異顯著，P>0.05 表示差異不顯著。用Origin 2018 軟件畫圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合比例對果汁感官評價的影響

果汁制備后，立即請15 名評價員進行感官評價，結(jié)果如表2所示。在口感方面，16∶3∶1 配比得分顯著高于4∶5∶1 和14∶5∶1 配比，與5∶4∶1 和12∶7∶1 配比沒有顯著性差異；在組織狀態(tài)方面，16∶3∶1 配比得分顯著高于4∶5∶1，5∶4∶1，12∶7∶1配比，與14∶5∶1 配比無顯著性差異；在色澤和風(fēng)味方面，16∶3∶1 配比得分與其它配比均沒有顯著性差異；在總分方面，16∶3∶1 配比總分顯著高于其它配比。經(jīng)綜合考慮，最終確定復(fù)合果汁最佳配比為m蘋果汁∶m石榴汁∶m布朗李漿=16∶3∶1，后續(xù)試驗均以此比例制作復(fù)合果汁樣品。

表2 不同復(fù)合比例果汁的感官評價結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of different proportions of composite juice

2.2 超高壓處理條件對復(fù)合果汁中微生物的影響

由表3可知，未處理組果汁菌落總數(shù)為（3.36±0.06）lg（CFU/mL），霉菌和酵母數(shù)為（2.85±0.04）lg（CFU/mL）。經(jīng)HHP 處理后果汁的菌落總數(shù)降至2.19 lg（CFU/mL）以下，霉菌和酵母數(shù)降至2.63 lg（CFU/mL）以下。這些結(jié)果說明HHP 處理能夠顯著降低果汁中的微生物數(shù)量。文獻中也有類似結(jié)果，例如，Mckay等[11]于20 ℃，600 MPa/1 min 條件下處理的蘋果汁以及Kim等[12]用400 MPa/5 min 處理的熟柿子汁中均沒有檢測出微生物；Liu等[13]于20 ℃下將黃瓜清汁經(jīng)500 MPa/5 min 處理后，菌落總數(shù)由（3.88±0.13）lg（CFU/mL）降至（0.70±0.10）lg（CFU/mL），霉菌和酵母未檢出。

在相同的處理壓力條件下，菌落總數(shù)和霉菌酵母的數(shù)量均隨滅菌時間的增加而減少；類似的，在相同的處理時間條件下，微生物數(shù)量隨處理壓力的增加而減少，說明增加HHP 處理的壓力或時間能夠有效地增強殺菌效果。Mecnun等[14]于20 ℃下將紅葡萄汁分別在150，200，250 MPa 下處理5，10，15 min，發(fā)現(xiàn)隨著壓力升高以及時間的延長，紅葡萄汁中的殘存菌落呈下降趨勢，與本試驗結(jié)果相同。

果汁經(jīng)400 MPa/5 min，500 Pa/1 min，500 MPa/3 min，500 MPa/5 min 處理后，樣品中菌落總數(shù)以及霉菌和酵母的數(shù)量符合 《GB 7101-2015食品安全國家標準 飲料》對菌落總數(shù)以及霉菌和酵母數(shù)量的要求，因此篩選出這些HHP 處理條件進行后續(xù)品質(zhì)影響研究。另外，80 ℃/2 min 的熱處理也能夠達到國標的微生物數(shù)量要求，且與HHP處理的殺菌效果基本相當，可用于后續(xù)的品質(zhì)比較研究。

表3 不同HHP 處理條件對復(fù)合果汁菌落總數(shù)以及霉菌和酵母的影響Table 3 Effects of different HHP treatments conditions on the total aerobic bacteria and mold and yeast of composite juice

2.3 超高壓處理對復(fù)合果汁品質(zhì)的影響

2.3.1 對pH 值，TSS 和色澤的影響 處理前、后果汁pH 值，TSS 和色澤的變化如表4所示。未處理組果汁的pH 值，TSS 分別是3.79，12.7°Brix。與未處理組相比，HHP 處理和熱處理后果汁的pH值和TSS 變化不顯著（P>0.05）。該研究結(jié)果與徐玉娟等[15]的研究一致，HHP 處理對荔枝汁pH 值和TSS 的影響不顯著。Chen等[16]研究綠竹筍汁經(jīng)不同條件的HHP 處理及熱處理后，其pH 值和TSS 也均未發(fā)生顯著性變化。

與未處理組相比，HHP 處理后果汁的L*值無顯著性變化（P>0.05），熱處理后果汁的L*值顯著上升（P<0.05）。然而，除500 MPa/1 min 處理組，HHP 處理組和熱處理組果汁的L*值無顯著性差異。與未處理組相比，HHP 處理和熱處理后果汁的a*值均顯著上升（P<0.05），而HHP 處理組和熱處理組果汁的a*值則無顯著性差異（P>0.05）。HHP 處理和熱處理后果汁的紅色程度顯著上升，可能是由于處理會促進花色苷等呈紅色的物質(zhì)溶出[17]。與未處理組相比，HHP 處理和熱處理后果汁的b*值均未發(fā)生顯著性變化（P>0.05）。

一般認為當ΔE≥2 時，色澤差別可以被人的視覺所分辨，當ΔE<2 時，色澤變化肉眼不可分辨[18]。就總體顏色變化而言，HHP 處理和熱處理后果汁的ΔE 值均小于2，說明HHP 和熱處理不會使果汁發(fā)生肉眼可分辨的顏色變化。然而，HHP處理后果汁的ΔE 值小于熱處理，說明HHP 處理對果汁色澤的保持效果比熱處理好。

色差的產(chǎn)生可能是由酶促褐變[19]或呈色物質(zhì)降解[20]引起的，對于HHP 和熱處理來說，原因可能不盡相同。其中，HHP 處理后樣品的PPO 和POD 殘存酶活性較高（圖2），使得HHP 處理組樣品更容易發(fā)生酶促褐變，生成黃褐色物質(zhì)，從而增加樣品的ΔE 值；而熱處理后樣品的PPO 和POD殘存酶活性很低，因此呈色物質(zhì)的降解是熱處理組樣品ΔE 值增加的主要原因。熱加工很容易引起花色苷的降解褪色，花色苷降解的機理可能是花色苷的C3糖苷首先水解，然后花色苷苷元發(fā)生水合反應(yīng)生成花色苷的假堿形式，再異構(gòu)化生成查耳酮及其同分異構(gòu)體α-二酮[21]。

表4 超高壓處理和熱處理對復(fù)合果汁pH 值，TSS 和色澤的影響Table 4 Effects of HHP and heat treatment on pH，TSS and color of composite juice

2.3.2 對總酚、抗壞血酸和抗氧化能力的影響由表5可知，與未處理組相比，HHP 處理后復(fù)合果汁的總酚含量顯著下降（P<0.05），熱處理后復(fù)合果汁總酚含量沒有顯著性變化（P>0.05），然而HHP 處理組和熱處理組之間的總酚含量沒有顯著性差異（P>0.05）。熱處理后總酚含量的下降可能主要是高溫作用的結(jié)果，而HHP 處理后總酚含量的下降則主要是由PPO 和POD 殘存酶活性引起的。酚類物質(zhì)熱不穩(wěn)定，高溫短時處理可能使得部分酚類物質(zhì)降解，而低于1 000 MPa 的超高壓處理只作用于食品成分的非共價鍵，不會破壞共價鍵，因此對食品中的小分子物質(zhì)如酚類等的影響較小[22]。

與未處理組相比，400 MPa/5 min，500 MPa/1 min，500 MPa/3 min 處理后樣品的抗壞血酸含量無顯著性變化（P>0.05），而80 ℃/2 min 處理后抗壞血酸含量顯著下降（P<0.05）。HHP 處理組和熱處理組的抗壞血酸含量沒有顯著性差異（P<0.05）。該研究結(jié)果與Gao等[23]的研究結(jié)果一致，將紅葡萄柚汁分別經(jīng)550 MPa/10 min 和110 ℃/8.6 s 條件處理后，抗壞血酸含量均顯著下降，而HHP 處理組和熱處理組的抗壞血酸含量沒有顯著性差異。HHP 處理使抗壞血酸含量減少的原因主要是超高壓處理將外界的氧氣壓入了食品體系中，同時增加了其與抗壞血酸的接觸，使抗壞血酸發(fā)生了氧化損失[24-25]。然而，有文獻報道稱，HHP 處理對抗壞血酸的保存優(yōu)于熱處理，如Chen等[16]將綠竹筍汁分別在200，400，600 MPa下處理10，20 min 和121 ℃下處理3 min 后，HHP 處理組的抗壞血酸含量均顯著高于熱處理組。這些研究結(jié)果的不統(tǒng)一，可能與樣品組分和處理條件的差異有關(guān)。

與未處理組相比，HHP 處理和熱處理后樣品的DPPH 自由基清除能力均顯著下降（P<0.05），然而除500 MPa/3 min 處理組外，HHP 處理組樣品的DPPH 自由基清除能力均顯著高于熱處理組（P<0.05）。類似的，與未處理組相比，經(jīng)HHP 和熱處理后樣品的FRAP 均顯著下降（P<0.05），而除500 MPa/5 min 處理組外，HHP 處理組樣品的FRAP 均顯著高于熱處理組（P<0.05）。因此，與熱處理相比，HHP 處理可以更好地保持樣品的抗氧化能力。該研究結(jié)果與林甜甜[26]的研究結(jié)果一致，將甜橙彩椒汁分別經(jīng)550 MPa/5 min 和110 ℃/8.6 s 的條件處理后發(fā)現(xiàn)，HHP 處理對其FRAP 沒有顯著影響，而熱處理顯著降低了其FRAP。

表5 超高壓和熱處理對復(fù)合果汁總酚、抗壞血酸和抗氧化能力的影響Table 5 Effects of HHP and heat treatment on total phenolic，ascorbic acid and antioxidant capacity of composite juice

2.3.3 對流變特性的影響 由圖1可知，隨著剪切速率的增加，復(fù)合果汁黏度逐漸降低，呈現(xiàn)典型的剪切稀化特征，屬于假塑型流體，且HHP 處理和熱處理均沒有改變樣品的流體類型。Zou等[27]將桑葚汁分別經(jīng)500 MPa/5 min 和110 ℃/8.6 s 處理后流體類型也均未改變。

由圖1a可知，與未處理組相比，500 MPa/1 min 和500 MPa/3 min 處理，使果汁的剪切應(yīng)力上升；80 ℃/2 min 處理使果汁的剪切應(yīng)力下降。由圖1b可知，與未處理組相比，HHP 處理使果汁的黏度略有上升，熱處理使果汁的黏度略有下降，該結(jié)論與前人研究結(jié)果一致。張文佳等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在不同條件HHP 處理后，樹莓汁在30 s-1剪切速率下黏度均顯著上升，而熱處理后樹莓汁在此剪切速率下黏度下降，說明HHP 處理后樹莓汁黏度增加可能是由于高壓增加了果膠物質(zhì)從細胞壁向果汁中的溶出。此外，曹霞敏等[17]研究也發(fā)現(xiàn)草莓濁汁經(jīng)HHP 處理后黏度呈增加趨勢，而經(jīng)高溫短時殺菌處理后草莓濁汁黏度顯著減小，說明高溫短時殺菌后草莓濁汁黏度降低可能是發(fā)生了果膠的β-消除反應(yīng)，導(dǎo)致果膠鏈斷裂、降解。

2.3.4 對揮發(fā)性香氣成分的影響 經(jīng)SPME-GC/MS 分析鑒定，未處理組果汁中共有19種揮發(fā)性香氣成分，主要由酯類、醇類、酮類、醛類和烯類組成。含量最多的是丁酸乙酯（30.13%），其次是1-己醇（20.37%）。另外，2-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛的含量也較為豐富。

熱處理后果汁中共有19種揮發(fā)性香氣成分，其中含量最多的2種不變，增加了丁酸甲酯、2-甲基丁酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮，減少了丁酸丁酯、3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯和棕櫚酸乙酯。丁酸甲酯、2-甲基丁酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮都具有果香特征；丁酸丁酯、3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯和棕櫚酸乙酯也具有果香特征。HHP 處理后果汁中的揮發(fā)性香氣成分變?yōu)?5～22種不等，其中含量最多的2種均未發(fā)生變化。由圖2可知，HHP 和熱處理均未有效鈍化果汁中的LOX，這可能是引起揮發(fā)性香氣成分變化的原因。

圖1 超高壓和熱處理對復(fù)合果汁流變特性的影響Fig.1 Effects of HHP and heat treatment on rheological properties of composite juice

表6 不同處理條件的復(fù)合果汁揮發(fā)性香氣成分一覽表Table 6 List of volatile aroma components for composite juice with different treatments

綜合李靜[7]、亦志英等[29]、李維妮等[30]的研究成果，主要選擇丁酸乙酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、丁酸丙酯、己酸丁酯和乙酸己酯7種果汁中最具代表性的香氣成分研究HHP處理和熱處理對果汁揮發(fā)性香氣成分的影響，如表7所示。各香氣物質(zhì)對果汁香氣的貢獻程度可以用香氣活力值（Odpr activity value，OAV）來表示。本款復(fù)合果汁中，80%為蘋果汁。Valappil等[31]在研究中得出蘋果中OAV 較高的物質(zhì)有乙酸己酯、2-甲基丁酸乙酯以及反式-2-己烯醛等。與未處理組相比，80 ℃/2 min，400 MPa/5min，500 MPa/1 min，500 MPa/3 min，500 MPa/5 min 處理均使乙酸己酯、反式-2-己烯醛含量下降，然而熱處理組比HHP 處理組的存留率高；80 ℃/2 min，400 MPa/5 min，500 MPa/1 min 處理使2-甲基丁酸乙酯含量上升，500 MPa/3 min，500 MPa/5 min 處理使2-甲基丁酸乙酯含量下降。乙酸丁酯和丁酸丙酯是蘋果煮熟味的重要呈香物質(zhì)[7]，與未處理組相比，80 ℃/2 min，400 MPa/5min，500 MPa/1 min 處理使乙酸丁酯和丁酸丙酯的含量上升，且80 ℃/2 min處理比400 MPa/5min 或500 MPa/1 min 處理上升的幅度大；500 MPa/3 min 或500 MPa/5 min 處理使2種物質(zhì)的含量下降。丁酸乙酯和己酸丁酯都使果汁具有良好的芳香氣味，與未處理組相比，80℃/2 min，400 MPa/5 min，500 MPa/1 min 處理均使丁酸乙酯含量上升，500 MPa/3 min，500 MPa/5 min處理均使丁酸乙酯含量下降；熱處理和HHP 處理均使乙酸丁酯含量上升。

綜上所述，HHP 處理和熱處理都會使果汁的揮發(fā)性香氣成分發(fā)生變化。通過對典型香氣成分的分析發(fā)現(xiàn)，400 MPa/5min，500 MPa/1 min 的HHP 處理及熱處理都使有利香氣成分增多，然而熱處理使果汁的蒸煮味更強，這可能會影響果汁的風(fēng)味。

表7 超高壓和熱處理對復(fù)合果汁中典型香氣成分的影響Table 7 Effects of HHP and heat treatment on typical aroma components in composite juice

2.3.5 對內(nèi)源酶活性的影響 HHP 處理和熱處理對復(fù)合果汁中PPO，POD，LOX 酶活性的影響，如圖2所示。經(jīng)熱處理后樣品中PPO，POD，LOX活性顯著下降，殘存酶活約為15.35%，7.29%，45.00%，而HHP 處理后果汁中PPO，POD，LOX 的殘存酶活仍較高，分別在65.13%～76.97%，75.00%～85.42%和75.00%～85.00%之間，且不同HHP 處理組之間殘存酶活無顯著性差異（P>0.05）。由此可知，HHP 處理并不能有效鈍化PPO，POD，LOX酶活性。徐增慧等[32]發(fā)現(xiàn)桃汁經(jīng)400 MPa/2.5 min處理后，PPO 和LOX 殘存酶活均有90%左右。Chang等[33]發(fā)現(xiàn)白葡萄汁經(jīng)600 MPa/3 min 處理后，PPO 殘存酶活為51.20%，POD 殘存酶活為52.10%。PPO，POD，LOX 酶活性與樣品中色澤、酚類、香氣成分等品質(zhì)的變化有很大關(guān)系，HHP 處理并不能有效鈍化PPO，POD，LOX 酶活性，這使得HHP 處理后樣品的品質(zhì)變化主要為殘存酶活的作用。后續(xù)還應(yīng)繼續(xù)研究鈍化內(nèi)源酶活性。

圖2 超高壓和熱處理對復(fù)合果汁中PPO，POD，LOX酶活性的影響Fig.2 Effects of HHP and heat treatment on PPO，POD and LOX enzyme activities in composite juice

3 結(jié)論

本研究篩選出復(fù)合果汁的最佳配方為m蘋果汁∶m石榴汁∶m布朗李漿=16∶3∶1。試驗發(fā)現(xiàn)經(jīng)HHP 處理能顯著降低果汁中微生物的數(shù)量，且400 MPa/5 min，500 MPa/1 min，500 MPa/3 min，500 MPa/5 min處理后微生物指標均能夠滿足國家標準的要求。與熱處理相比，HHP 處理能夠更好地保持果汁的抗氧化能力及流變特性。HHP 和熱處理后復(fù)合果汁的揮發(fā)性香氣成分均發(fā)生改變，然而熱處理后蒸煮味成分含量增加更多。HHP 處理對復(fù)合果汁中內(nèi)源酶活性的鈍化效果較差，后續(xù)應(yīng)繼續(xù)在酶活性鈍化上進行優(yōu)化。例如可以將熱燙預(yù)處理和HHP 處理相結(jié)合，達到鈍化內(nèi)源酶活性，穩(wěn)定果汁品質(zhì)的目的。此外，還應(yīng)進一步研究貯藏期間超高壓復(fù)合果汁中微生物及品質(zhì)的變化，獲得相應(yīng)變化規(guī)律，從而確定產(chǎn)品貨架期。