鄧紅，馬婧，李涵，孟永宏，郭玉蓉

(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)

獼猴桃(Actinidiachinensis，英文名稱kiwi fruit)屬于獼猴桃科、獼猴桃屬，又名陽(羊)桃、藤梨，因其果實Vc含量豐富而被人們所熟知[1]。中國是獼猴桃的起源中心，資源豐富，栽培利用廣泛，品種繁多。獼猴桃不僅Vc含量很高，而且鉀、鈣、硒等微量元素的種類也非常豐富；獼猴桃不僅可以預(yù)防癌癥、抗氧化、抗衰老，還能增強人體免疫力[2-3]。陜西省獼猴桃的種植面積和產(chǎn)量均居全國第一，每年都有大量鮮果上市，但獼猴桃皮薄多汁極易霉爛變質(zhì)[4]，鮮貯難度大且損失率高，必須對其進行加工處理減少農(nóng)戶的損失。國內(nèi)獼猴桃的加工利用普遍存在技術(shù)水平不高，產(chǎn)品單一、副產(chǎn)物利用差等問題[5]，嚴重影響和制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而果漿作為水果加工的中間產(chǎn)品，其生產(chǎn)和應(yīng)用的歷史十分悠久，現(xiàn)在果漿作為休閑食品及果肉飲料的原料也取得了空前的成功，將獼猴桃鮮果及時加工成果漿半成品已經(jīng)成為了果蔬行業(yè)的共識[6]。

隨著世界食品工業(yè)界的不斷探索與創(chuàng)新，食品加工已從傳統(tǒng)“熱加工”向“冷加工”變革，超高壓(ultra- high pressure，UHP)作為非熱加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果蔬產(chǎn)品加工中，BUTZ等[7]證明了超高壓處理可以最大程度保持鮮果的有益成分，又能殺滅病原菌和霉菌酵母。FERNNDEZ-SESTELO等[8]探討了高壓處理獼猴桃果漿后冷藏2個月的總體質(zhì)量特性(包括其中的微生物、物理化學(xué)、營養(yǎng)和感官特性等)，發(fā)現(xiàn)高壓加冷藏可以延長獼猴桃果漿的保質(zhì)期，同時可保持其整體品質(zhì)。所以研究超高壓處理冷破碎獼猴桃果漿的貯藏期內(nèi)品質(zhì)變化非常必要，對提高熱敏性物料獼猴桃的產(chǎn)品加工質(zhì)量和獼猴桃產(chǎn)業(yè)的加工技術(shù)水平有重要意義。

國內(nèi)外對冷破碎獼猴桃果漿的研究很少，僅李涵等[9]探討了冷破碎工藝制取獼猴桃果漿的優(yōu)勢；對利用果漿制備產(chǎn)品的研究較多，如PARK等[10]探討了不同處理方法對海沃德獼猴桃“Smoothie”類型飲料營養(yǎng)品質(zhì)指標、抗氧化能力的影響。且超高壓技術(shù)在果汁中應(yīng)用很多，JAYATHUNGE等[11]將經(jīng)超高壓處理的番茄汁在較高的溫度下進行貯藏，并且對其微生物、色澤、抗氧化性等指標的變化進行研究；比如許文文等[12]研究了經(jīng)超高壓處理后在4 ℃下貯藏的草莓果肉飲料的微生物和主要品質(zhì)變化。對于超高壓處理冷破碎獼猴桃果漿的條件及貯藏期品質(zhì)變化的研究還幾乎是空白，缺少相關(guān)報道。

本文以海沃德獼猴桃冷破碎果漿為原料，經(jīng)超高壓殺菌(壓力497 MPa，溫度27 ℃，保壓時間24 min)[13]后，根據(jù)后續(xù)加工產(chǎn)品與貯藏方法的不同選擇在4 ℃冷藏(對應(yīng)短期貯藏即時加工產(chǎn)品)和-20 ℃冷凍(對應(yīng)較長期貯藏以備后續(xù)加工產(chǎn)品)2種溫度下貯藏，研究果漿相關(guān)品質(zhì)的變化，為獼猴桃加工中間原料-果漿貯藏期的確定和獼猴桃深加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

獼猴桃品種為海沃德，于2016 年8～9月采自陜西省周至獼猴桃創(chuàng)新實驗園，于1～3 ℃冷藏庫保存；選擇硬度為1.85～2.00 kg/cm2的獼猴桃果實利用冷破碎專利技術(shù)設(shè)備[14]得到海沃德獼猴桃冷破碎純果肉果漿。生化試劑(平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、Baird-Parker瓊脂培養(yǎng)基、卵黃亞碲酸鉀增菌劑、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂、沙門氏菌顯色培養(yǎng)基)，北京奧博星生物科技有限公司；福林酚(分析純)，Sigma-Aldrich, Inc；其他化學(xué)試劑均為分析純，天津光復(fù)精細化工研究所。

1.2 設(shè)備與儀器

HPP600MPa-20L超高壓處理裝置，包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司；DH-001型冷破碎設(shè)備，西安鼎合機械制造公司；722型可見分光光度計，上海市光譜儀器有限公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；877型全自動電位滴定儀，瑞士萬通科學(xué)儀器有限公司；3k30超高速低溫離心機，美國Sigma公司；PHS-3C 型pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；MASTER-53α手持糖度儀，日本ATAGO(愛拓)公司；SC-80C全自動色差計，北京康光儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

獼猴桃→清洗、揀選→冷破碎→獼猴桃果肉果漿→超高壓殺菌→冷藏、冷凍→指標分析→貯藏期。

1.3.2 果漿貯藏期主要微生物指標的檢測

目前國標對于果漿的微生物指標沒有相關(guān)規(guī)定，故參照SBT 10201—1993[15]、GB17325—2015[16]以及GB29921—2013[17]選定菌落總數(shù)≤2 lg CFU/mL、霉菌酵母≤2 lg CFU/mL、大腸桿菌≤1 lg CFU/mL、金黃色葡萄球菌與沙門氏菌不得檢出，作為果漿微生物指標合格的標準。

(1)菌落總數(shù)的測定：根據(jù)GB 47892—2010[18]測定。

(2)霉菌酵母的測定：根據(jù)GB 478915—2010[19]檢測。

(3)大腸桿菌的測定：根據(jù)GB 4789.38—2012[20]第二法檢測定。

(4)金黃色葡萄球菌的測定：根據(jù)GB 478910—2010[21]第二法檢測。

(5)沙門氏菌的測定，根據(jù)GB 47894—2010[22]進行檢測。

1.3.3 果漿貯藏期主要理化與營養(yǎng)指標的檢測

(1)pH值：采用pH計測定獼猴桃果漿的pH值。

(2)可溶性固形物(total soluble solid, TSS)的含量：采用手持糖度儀進行測定，重復(fù)3次。

(3)褐變度的測定：參照文獻[23]進行分析，稱取樣品15 mL，與等體積體積分數(shù)為95%的乙醇混合，在4 ℃，離心力為10 000 r/min下離心15 min，將所得的上清液用0.45 μm的濾膜過濾，濾液用分光光度計，在420 nm處測其吸光值，并采用95%乙醇作為空白對照。用420 nm處的吸光值代表樣品褐變的程度。

(4)總糖含量：采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定總糖含量，參照文獻[9]進行樣品的制備與分析，葡萄糖標準曲線的回歸方程為y=3.142 1x+0.011 7，R2值為0.998 7。

(5)總酸含量：采用全自動酸度滴定儀直接測定，準確稱量2.00 g的果漿于50 mL燒杯，加入28.00 g蒸餾水，將滴定儀所帶轉(zhuǎn)子放置于燒杯中，上機測定果漿的酸度；重復(fù)3次取平均值[24]。

(6)總酚含量的測定：采用福林酚法測定總酚含量，參照文獻[24]進行分析，沒食子酸標準曲線的回歸方程為y=0.005 1x+0.00 3，R2為0.995 9。 樣品中多酚的提取參照文獻[24]進行。

(7)Vc的測定：采用2，6-二氯靛酚滴定法測定果漿Vc含量，具體步驟參照國標[25]進行。

(8)果膠的測定：采樣分光光度法測定樣品中果膠含量，具體參照NY/T 2016—2011[26]進行測定，半乳糖醛酸標準曲線的回歸方程為y=0.513 75x-0.011 4，R2為0.992 8。樣品中果膠的提取參照文獻[9,24]進行。

1.3.4 果漿貯藏期色澤與主要酶活指標的檢測

(1)色澤的測定

采用色差儀測定樣品的L*、a*、b*數(shù)值，儀器自動計算△E。

(2)多酚氧化酶活的測定

參照文獻[13,24]測定，按照式(1)計算酶活。

(1)

式中：△OD420，體系吸光值變化量；M，樣品鮮重，g；T，反應(yīng)時間，min；VT1，酶提取液總體積，mL；VS1，測定所取酶提取液體積，mL。

(3)過氧化物酶活的測定

參照文獻[24]測定，根據(jù)式(2)計算酶活。

(2)

式中：△OD470，體系吸光值變化量；△t，酶促反應(yīng)時間，min；VT2，酶提取液總體積，mL；VS2，測定所取酶提取液體積，mL。

(4)果膠酶活的測定

參照文獻[9,24]測定，根據(jù)式(3)計算酶活。

(3)

式中：A甲,酶樣吸光度；A乙，酶空白樣吸光度；k，標準曲線斜率；50，測定酶活時取了反應(yīng)液的1/50；Dr，稀釋倍數(shù)；t，反應(yīng)時間。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

每個試驗均重復(fù)3次，結(jié)果以均值±標準差表示；采用DPS軟件及Design-Expert 10.0軟件處理試驗數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓處理的獼猴桃冷破碎果漿在貯藏期內(nèi)微生物指標的變化

在4 ℃和-20 ℃兩種不同溫度下貯藏經(jīng)超高壓殺菌處理的獼猴桃果漿，其微生物指標的變化如表1所示。

表1 兩種溫度下貯藏超高壓處理獼猴桃果漿的微生物指標變化Table 1 Changes of microbial indexes of kiwi fruit pulp with UHP treatment at two storage temperatures

注：Nd代表未檢測出；同列數(shù)據(jù)小寫字母不同，表示差異顯著(P<0.05)；“-”代表沒有進行檢測。下同。

由表1可知，與對照相比，超高壓殺菌對獼猴桃果漿菌落總數(shù)的殺菌率為73.18%。在4 ℃和-20 ℃ 貯藏時，菌落總數(shù)均上升顯著(P<0.05)；4 ℃ 時僅貯藏6周菌落總數(shù)增長了97.19%，說明果漿中的細菌大多數(shù)是嗜溫微生物；但在-20 ℃時，果漿貯藏14周菌落總數(shù)增長了85.98%，貯藏溫度是影響細菌增殖的主要因素，所以低溫可以更好的抑制果漿細菌生長。試驗顯示，超高壓對霉菌酵母的殺菌率達到100%，在整個貯藏期內(nèi)果漿的霉菌酵母總數(shù)變化差異不顯著(P>0.05)，但超高壓能夠改變細胞膜的流動性和滲透性，進而使其孢子受到損傷[27]，霉菌酵母并未完全死亡，經(jīng)過一段時間恢復(fù)，霉菌酵母緩慢增殖，貯藏期終了為1.36 lg CFU/mL、0.63 lg CFU/mL，未超出標準。超高壓對于獼猴桃果漿的大腸桿菌同樣具有較好的殺滅作用，殺菌率達到97.46%，4 ℃和-20 ℃ 下分別貯藏6周和14周果漿的大腸桿菌也均未超出標準，僅為0.32 lg CFU/mL、0.35 lg CFU/mL；分析認為超高壓處理破壞了大腸桿菌的細胞結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)含物結(jié)構(gòu)紊亂、泄漏，所以殺滅效果好。冷破碎果漿在整個貯藏期內(nèi)均未檢測出金黃色葡萄球菌與沙門氏菌，原料不存在這兩種致病菌。

2.2 超高壓處理的獼猴桃冷破碎果漿在貯藏期內(nèi)理化與營養(yǎng)指標的變化

經(jīng)超高壓殺菌處理在4 ℃和-20 ℃貯藏的獼猴桃冷破碎果漿，其理化與營養(yǎng)指標的變化見表2。

由表2可以發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時間的延長，2種溫度下貯藏的獼猴桃果漿pH值均下降，4 ℃和-20 ℃果漿貯藏6周和14周分別降低了2.86%和3.14%；在果蔬的貯藏過程中，由于果蔬內(nèi)在營養(yǎng)成分的改變，其pH也會變化[28]；pH值下降說明高壓處理使果漿某些成分分解(如果膠酶分解形成果膠酸等)而使其酸性提高，同時也與酵母菌等微生物的代謝產(chǎn)生了酸性物質(zhì)相關(guān)。TSS變化不顯著(P>0.05)，褐變度則顯著上升(P<0.05)，4 ℃和-20 ℃果漿貯藏6周和14周褐變度分別增加了23.53%和32.35%；因為貯藏中氧化反應(yīng)也會使少量的VC和葉綠素分解產(chǎn)生褐色物質(zhì)，使褐變度升高。

表2 兩種溫度下貯藏超高壓殺菌處理的獼猴桃果漿其理化與營養(yǎng)指標的變化Table 2 Changes of nutritional, chemical and physical of kiwifruit pulp with UHP treatment at two storage temperatures

注：Nd代表未檢測出；同列數(shù)據(jù)小寫字母不同，表示差異顯著(P<0.05)；“-”代表沒有進行檢測。

由表2可知，隨著貯藏時間的增長，獼猴桃冷破碎果漿的營養(yǎng)指標中，2種溫度下貯藏的獼猴桃果漿的總糖略有下降，但變化不顯著(P>0.05)，這可能是由于果漿中含有的糖化酶少，對糖類物質(zhì)的分解作用弱[29]；且超高壓處理可以鈍化水解相關(guān)酶的緣故?？偹岬暮孔兓淮?，這與pH的降低都反應(yīng)出果漿的酸度提高，有利于果漿的保存。超高壓處理的獼猴桃冷破碎果漿的Vc含量顯著下降(P<0.05)，4 ℃與-20 ℃下貯藏6周時，果漿的Vc含量分別下降了17.27%、12.94% (-20 ℃，14周為17.84%)，說明高壓處理引起了部分VC和葉綠素的分解，且貯藏溫度對于獼猴桃果漿的Vc降解速率有較大影響；此外在貯藏中每次取樣分析時帶入的氧氣也會使Vc分解含量下降。隨著貯藏時間的增長，2種溫度下貯藏的果漿，其多酚含量顯著降低(P<0.05)，貯藏6周后，4 ℃與-20 ℃ 下果漿的多酚含量分別下降了11.33%、10.91% (-20 ℃，14周為17.36%)。表3顯示，超高壓已使獼猴桃果漿的多酚氧化酶失活，且在整個貯藏期均未檢測出多酚氧化酶的存在，故分析推測氧氣、光線(包裝材料不避光)等是造成多酚降解含量降低的主要原因[30]。由于果膠酶的作用，果膠的含量隨貯藏期的增長也呈下降趨勢，最終保持在0.8 g/100 g 左右，4 ℃與-20 ℃貯藏6周、14周均下降了11.96%。

表3 兩種溫度下貯藏超高壓殺菌處理的獼猴桃果漿其色澤與酶活指標的變化Table 3 Changes of color, enzyme activities of kiwi fruit pulp with HHP treatment at two storage temperatures

2.3 超高壓處理的獼猴桃冷破碎果漿在貯藏期內(nèi)色澤與酶活指標的變化

經(jīng)超高壓殺菌處理在4 ℃和-20 ℃貯藏的獼猴桃冷破碎果漿，其色澤與酶活指標的變化見表3。色澤是衡量果蔬殺菌前后感觀品質(zhì)變化的一個關(guān)鍵參數(shù)。經(jīng)超高壓處理后總色差△E<0.5，說明超高壓可使果漿的顏色得到較好的保存。2種貯藏溫度下，盡管隨著貯藏時間增加總色差都呈增大趨勢，且越到貯藏后期變化越大(P<0.05)，這與果漿中的VC和葉綠素的氧化分解密切相關(guān)，與褐變度則顯著上升試驗結(jié)果一致；但-20 ℃貯藏的果漿，貯藏第7周時其總色差的上升趨勢明顯小于4 ℃下貯藏的果漿，說明低溫可以在一定程度上可減弱色澤的褐變程度。但是獼猴桃冷破碎果漿色澤穩(wěn)定性易受酶、溫度、氧氣、光、pH、糖及其降解產(chǎn)物等的影響，需要在加工中盡量避免這些因素帶來的不良后果。

冷破碎獼猴桃果漿的酶活指標的變化如表3所示。經(jīng)超高壓處理后，果漿中的多酚氧化酶完全失活，且在2種溫度貯藏期間均未檢測出多酚氧化酶活性；可能是由于海沃德獼猴桃中的多酚氧化酶活性本來含量就很低，而且耐壓性較差，使得超高壓處理后多酚氧化酶完全失活。超高壓處理獼猴桃冷破碎果漿，與對照相比，最初過氧化物酶活性下降了42.9%，但在貯藏期間其酶活性又逐漸增加，可能是由于過氧化物酶耐壓性強，其過氧化物酶并未發(fā)生不可逆失活，而且在4 ℃下貯藏的果漿中，其過氧化物酶的增加明顯(P<0.05)， 第7周與第0周相比反而增加了11.7%。果膠酶的耐壓性不如過氧化物酶，經(jīng)超高壓殺菌后，果膠酶發(fā)生不可逆失活，與對照相比，最初獼猴桃果漿中果膠酶的活性下降了56.93%，且在貯藏期間活性不斷降低，在4 ℃和-20 ℃果漿貯藏6周和14周果膠酶的活性分別降低了78.46% 和84.48%。但是果漿中的酶未被全部鈍化，因此殘余的酶活性依然會導(dǎo)致果膠等物質(zhì)的降解、以及酶促反應(yīng)產(chǎn)生褐變等。

2.4 討論

超高壓殺菌處理獼猴桃果漿，對菌落總數(shù)、大腸桿菌的殺滅率未能達到100.00%(僅霉菌達到100%)，相比于傳統(tǒng)熱殺菌處理(90 ℃、30 s)[31]其殺菌效果不是非常理想，對果漿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，說明超高壓對不同細菌的致死作用效果不同，需要針對不同原料進行深入研究，探討超高壓對各種微生物菌群的致死效果，以充分發(fā)揮非熱殺菌的優(yōu)勢。

試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超高壓殺菌后，與對照相比，果漿的一些指標(如可溶性固形物、總糖、總酸、果膠、多酚的含量)均有不同程度的升高(2.59%、1.39%、6.25%、5.69%、4.55%)，分析認為高壓使得細胞被破壞，導(dǎo)致許多胞內(nèi)物質(zhì)溶出增加[27,32]，所以超高壓殺菌后的冷破碎果漿其總糖、總酸、果膠、多酚含量均上升。本試驗超高壓處理果漿后貯藏期出現(xiàn)過氧化物酶活力反彈現(xiàn)象，這與方亮[32]的研究結(jié)果一致，可能是復(fù)雜食品體系中某些成分對過氧化物酶的酶活有一定的保護作用。

此外，超高壓處理后的獼猴桃果漿隨著貯藏時間的延長，L*值顯著減小，果漿的亮度降低，色澤變暗，這是由于褐變度增大所導(dǎo)致的。而褐變與果漿富含VC密切相關(guān)，抗壞血酸極易氧化，它可以通過一系列反應(yīng)生成褐色物質(zhì)(抗壞血酸反應(yīng))；加之果漿中的葉綠素在酸性條件下，鎂離子會將分子中氫離子置換出來，生成褐色的脫鎂葉綠素(葉綠脫鎂反應(yīng))；當然果漿體系中過氧化物酶等酶引起的酶促反應(yīng)也會使果漿發(fā)生褐變[12，24，32]。隨著貯藏時間的延長，果漿a*值、b*值都呈上升趨勢，這是部分色素降解所致。試驗還發(fā)現(xiàn)經(jīng)超高壓處理后，處理組的a*值顯著低于原果漿，b*值高于原果漿，這可能是由于超高壓使得細胞裂解，部分色素滲透到細胞間隙，導(dǎo)致處理組紅值下降，黃值上升。

但超高壓殺菌條件溫和，對果漿破壞小，因為超高壓技術(shù)是通過破壞非共價鍵，使得菌體蛋白凝固從而起到殺菌滅酶的作用，超高壓不會破壞共價鍵，對小分子物質(zhì)影響較小，溫度低能較好地保持食品中的風(fēng)味、營養(yǎng)、顏色和質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)，所以利用超高壓技術(shù)的非熱效應(yīng)處理熱敏性食品-獼猴桃果漿，具有最大程度保留營養(yǎng)、色澤優(yōu)勢。在實際生產(chǎn)中，還可以結(jié)合其他技術(shù)[33]以充分發(fā)揮超高壓殺菌技術(shù)的應(yīng)用潛力。

3 結(jié)論

超高壓作為一種非熱殺菌方式，對獼猴桃果漿營養(yǎng)成分的破壞較小，尤其是Vc的保留率高達98.5%；超高壓處理對獼猴桃果漿菌落總數(shù)、霉菌酵母、大腸桿菌的殺菌率分別為73.18%、100%、97.46%；且經(jīng)超高壓殺菌后獼猴桃果漿的多酚氧化酶完全失活，過氧化物酶活性下降了42.9%，果膠酶的活性下降了56.93%。

超高壓非熱殺菌對熱敏性獼猴桃果漿有較好的殺菌、滅酶與色澤保留作用，但還需在后續(xù)工作中綜合考慮各方面因素進一步優(yōu)化試驗條件；試驗顯示-20 ℃貯藏14周冷破碎獼猴桃果漿仍可保持較好品質(zhì)，基本達到了工業(yè)化要求，可進一步用于高品質(zhì)獼猴桃NFC產(chǎn)品或獼猴桃果粉的開發(fā)。所以，超高壓殺菌結(jié)合低溫貯藏是加工熱敏性果蔬物料的一個發(fā)展方向。