盧亞婷，高欣羽，羅倉(cāng)學(xué)

（陜西科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710021）

獼猴桃因口感細(xì)膩，清香多汁，富含VC 而深受消費(fèi)者喜愛(ài)，被譽(yù)為“VC之王”[1]。獼猴桃屬于呼吸躍變型漿果，貯藏期較短，這使得其鮮食銷售受到限制[2]。市售獼猴桃產(chǎn)品以果脯、果醬、復(fù)合果汁為主[3]。實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的加工技術(shù)極易破壞獼猴桃原有的清香風(fēng)味和熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分[2]。超高壓處理是一個(gè)純物理過(guò)程，對(duì)色素、維生素和風(fēng)味物質(zhì)等化合物幾乎沒(méi)有影響[4]。超高壓技術(shù)因其“非熱處理”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而成為果蔬加工研究的焦點(diǎn)，目前主要集中應(yīng)用于蘋(píng)果汁[5]、番茄汁[6-7]、葡萄汁[8]、草莓果醬[9]、獼猴桃汁[10-13]等的加工中。方亮[11]對(duì)獼猴桃汁相關(guān)酶活性隨溫度的變化及果汁的品質(zhì)進(jìn)行了研究。王穎[12]研究了中華獼猴桃汁的超高壓應(yīng)用。王凌云等[13]對(duì)獼猴桃果肉飲料殺菌工藝及效果進(jìn)行了初步研究。鄧紅等[14]對(duì)比分析了不同殺菌方式對(duì)獼猴桃汁品質(zhì)的影響。目前的研究大多以獼猴桃果漿為基礎(chǔ)開(kāi)展研究。鄧紅等[15]重點(diǎn)分析對(duì)比了傳統(tǒng)工藝制作的果漿與超高壓殺菌處理冷破碎工藝果漿之間品質(zhì)的差異性。試驗(yàn)結(jié)果表明，冷破碎工藝果漿能較好地保留原果的品質(zhì)，有利于提高后續(xù)加工產(chǎn)品的質(zhì)量。由以上分析可以看出，基于超高壓處理的原料制漿前處理工藝研究相對(duì)較少，而原漿直接影響超高壓“非熱處理”產(chǎn)品的品質(zhì)。鑒于獼猴桃果品的特殊性，開(kāi)展獼猴桃制漿前處理工藝研究仍是超高壓技術(shù)在獼猴桃加工中的關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)其也可為超高壓技術(shù)在獼猴桃果汁中的應(yīng)用提供技術(shù)參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

徐香獼猴桃，產(chǎn)于陜西省西安市周至縣。

草酸、抗壞血酸、碳酸氫鈉，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；2,6-二氯靛酚，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DZ-5002S 雙室真空包裝機(jī)，鄭州星火包裝機(jī)械有限公司；HPP.L3-600/3超高壓處理設(shè)備，天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限責(zé)任公司；BS323S 電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；CT15RT 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，天美儀拓試驗(yàn)室設(shè)備（上海）有限公司；CM-5 色差儀，柯尼卡美能達(dá)北京分公司；MS60E-1 磨漿機(jī)，寧波市江北新豐機(jī)械有限公司；MF1101P-EH微射流設(shè)備，上海邁克孚生物科技有限公司；JMS膠體磨，廊坊市盛通機(jī)械有限公司；對(duì)輥式擠壓破碎機(jī)，江蘇靖江食品機(jī)械制造有限公司；LS13320激光粒度儀，美國(guó)Beckman公司。

1.2 方法

1.2.1 獼猴桃果肉原漿制備及超高壓處理工藝

取無(wú)病蟲(chóng)害的獼猴桃，清洗泥沙后去皮，切片（約5 mm厚），單層裝盤(pán)，急速冷凍至物料中心溫度為4～6 ℃，破碎制漿后裝入鋁箔真空袋（18 cm×25 cm），裝樣量150 mL，真空封口后于300 MPa下超高壓處理10 min，處理后的樣品于4 ℃冷藏待測(cè)。

1.2.2 獼猴桃原漿制備工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用對(duì)輥式擠壓破碎機(jī)對(duì)獼猴桃果肉初步破碎后過(guò)60目篩布，濾液經(jīng)過(guò)不同的制漿工藝制備原漿后進(jìn)行超高壓處理，以初步破碎后過(guò)60目篩布的濾液為對(duì)照，對(duì)比分析3種制漿工藝對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

膠體磨制漿工藝：在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定子磨盤(pán)0度對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子刻度盤(pán)數(shù)字為4，進(jìn)料量為0.3 L/min，考察研磨次數(shù)分別為1、2、3、4 次時(shí)對(duì)獼猴桃原漿品質(zhì)的影響。

高壓微射流制漿工藝：考察壓力分別為50、80、110、140、170 MPa時(shí)對(duì)獼猴桃原漿品質(zhì)的影響。

對(duì)輥式擠壓制漿工藝：調(diào)節(jié)輥間隙，控制原漿出汁量為2 L/min，考察擠壓次數(shù)分別為1、2、3、4次時(shí)對(duì)獼猴桃原漿品質(zhì)的影響。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.3.1 強(qiáng)化分層率

強(qiáng)化分層率可體現(xiàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。準(zhǔn)確量取10 mL樣品于25 mL離心管內(nèi)，在3 500 r/min下離心10 min，取出離心管，精確量取上清液并記錄其體積。計(jì)算上清液體積占總體積的百分比。體積百分比越大表示分層率越小，說(shuō)明該體系越穩(wěn)定。強(qiáng)化分層率計(jì)算公式為：

式中：V1為樣品離心后上清液體積，mL；V0為量取的樣品總體積，mL。

1.2.3.2 色澤

使用CM-5色差儀，在反射模式下，將質(zhì)量約20 g的獼猴桃果肉原漿置于直徑為5.5 cm 的玻璃培養(yǎng)皿中，樣品均勻覆蓋平皿。評(píng)估樣品色澤的參數(shù)有L*（亮度）、a*（綠紅）和b*（黃藍(lán)）?？偵睿é）是處理組與對(duì)照組（以獼猴桃初步破碎后過(guò)60 目篩布的濾液在10 min內(nèi)的測(cè)定值為對(duì)照）整體色差差異的參數(shù)，其計(jì)算公式如下：

式中：ΔL*為處理組與對(duì)照組L*值之差；Δa*為處理組與對(duì)照組a*值之差；Δb*為處理組與對(duì)照組b*值之差。

1.2.3.3 自然分層率

自然分層率是用來(lái)表示樣品在儲(chǔ)存過(guò)程中的穩(wěn)定性指標(biāo)，通常在相同時(shí)間內(nèi)，自然分層率越小，說(shuō)明樣品的穩(wěn)定性越好。準(zhǔn)確量取20 mL 果汁于刻度試管中，4 ℃下靜置，每10 d讀取下層沉淀的體積。

自然分層率計(jì)算公式為：

式中：V1為下層沉淀體積數(shù)，mL；V0為量取的樣品總體積（20 mL）。

1.2.3.4 獼猴桃原漿VC含量

參照GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測(cè)定》[16]中的2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同制漿工藝對(duì)獼猴桃原漿穩(wěn)定性及色澤的影響

2.1.1 膠體磨制漿工藝對(duì)強(qiáng)化分層率及色澤的影響

由圖1 可以看出，采用膠體磨研磨1 次與研磨2次的獼猴桃原漿強(qiáng)化分層率之間呈顯著性差異（P＜0.05），研磨2次與研磨3次及4次之間均無(wú)顯著性差異（研磨2次的強(qiáng)化分層率為38.1%，研磨4次的強(qiáng)化分層率為39.8%）。隨著研磨次數(shù)增多，產(chǎn)品細(xì)化程度逐漸增強(qiáng)，顆粒粒徑減小并趨于均勻，產(chǎn)品穩(wěn)定性增強(qiáng)。綜上，研磨2 次與研磨1 次相比，獼猴桃原漿穩(wěn)定性有顯著性差異（P＜0.05），繼續(xù)增加研磨次數(shù)，原漿穩(wěn)定性不再有顯著性變化。

圖1 不同膠體磨研磨次數(shù)下獼猴桃原漿的強(qiáng)化分層率Fig.1 Forced stratification rates of kiwifruit pulp under different colloid grinding times

由表1 可知，隨著研磨次數(shù)的增多，獼猴桃原漿L*值和b*值均逐漸減小，而a*值逐漸由負(fù)值增大到正值，說(shuō)明產(chǎn)品的亮度降低，綠色減弱而變?yōu)槠S色。在研磨2 次時(shí)，產(chǎn)品色差值ΔE為8.32，之后，隨著研磨次數(shù)增多，色差值ΔE雖然增加，但變化幅度減小。分析原因：隨著研磨次數(shù)的增多，原料中更多易引起色澤變化的物質(zhì)由于細(xì)化后接觸空氣，加速了產(chǎn)品色澤的變化，但隨著研磨次數(shù)的繼續(xù)增大，引起色澤變化的物質(zhì)已經(jīng)充分暴露，因此，色澤劣變的趨勢(shì)雖然依舊存在，但劣變幅度減小。

表1 不同膠體磨研磨次數(shù)對(duì)獼猴桃原漿色澤的影響Table 1 Effect of different colloid grinding times on the color of kiwifruit pulp

2.1.2 高壓微射流制漿工藝對(duì)強(qiáng)化分層率及色澤的影響

由圖2可知，高壓微射流壓力為80 MPa和110 MPa時(shí)，得到的獼猴桃原漿強(qiáng)化分層率分別為34.1%和40.2%，二者間存在顯著性差異（P＜0.05），110、140、170 MPa 三個(gè)壓力下得到的原漿強(qiáng)化分層率差異不顯著。造成以上結(jié)果的原因可能為隨著壓力增大，樣品加速通過(guò)細(xì)孔模塊泄壓時(shí)壓差增大，流體粒子發(fā)生沖擊、空化和消流，高壓微射流壓力在80 MPa和110 MPa 下獼猴桃果漿的強(qiáng)化分層率之間表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05），隨著處理壓力的繼續(xù)增大，原漿物料細(xì)化達(dá)到一定程度后，不再顯著變化。即壓力繼續(xù)增大，強(qiáng)化分層率變化不明顯。

圖2 不同高壓微射流壓力下獼猴桃原漿的強(qiáng)化分層率Fig.2 Forced stratification rates of kiwifruit pulp under different high pressure microjet pressures

由表2 可以看出，隨著高壓微射流壓力的增大，產(chǎn)品L*值和b*值均逐漸減小，a*值由-6.68 增大到1.68。說(shuō)明隨著壓力增大，產(chǎn)品亮度顯著降低，綠色損失較多。原因可能是高壓微射流工藝中，物料在較高的壓力條件下，剪切應(yīng)力會(huì)使原漿部分流體細(xì)胞破壞[17]。高壓微射流在分散、均質(zhì)液體的同時(shí)，易發(fā)生熱效應(yīng)[18]從而對(duì)生物體中的酶和微生物有一定的影響[19]。從表2 可以看出，產(chǎn)品色差值ΔE也隨著壓力增大逐漸增大，當(dāng)壓力為80 MPa 時(shí)達(dá)到了13.85，表明產(chǎn)品已經(jīng)有明顯的色澤變化。原因可能為高壓微射流的熱效應(yīng)使獼猴桃原漿中大量的多酚類物質(zhì)氧化，加速了色澤的變化[20]。

表2 高壓微射流壓力對(duì)獼猴桃原漿色澤的影響Table 2 Effects of high-pressure microjet pressures on the color of kiwifruit pulp

2.1.3 對(duì)輥式擠壓制漿工藝對(duì)強(qiáng)化分層率及色澤的影響

由圖3 可以看出，對(duì)輥式擠壓工藝下，擠壓1 次與擠壓2 次、3 次的強(qiáng)化分層率均無(wú)顯著性差異。擠壓1 次的強(qiáng)化分層率為38.2%，擠壓4 次時(shí)為40.1%，二者間差異顯著（P＜0.05）。隨著對(duì)輥式擠壓次數(shù)增多，產(chǎn)品的強(qiáng)化分層率增大，但變化較小。分析原因可能為對(duì)輥式擠壓制漿是通過(guò)控制出汁率調(diào)節(jié)輥軸間距，在最優(yōu)的出汁率條件下，輥軸間距一定，所以漿料粒徑相對(duì)均勻。

圖3 不同對(duì)輥式擠壓次數(shù)下獼猴桃原漿的強(qiáng)化分層率Fig.3 Forced stratification rates of kiwifruit pulp under different roll extrusion times

由表3看出，隨著擠壓次數(shù)增多，L*值和b*值逐漸減小，a*值逐漸增大。表明亮度逐漸減小，黃色逐漸增多。試驗(yàn)結(jié)果中a*值一直為負(fù)值，表明產(chǎn)品顏色仍維持在綠色范圍內(nèi)。這可能是因?yàn)閷?duì)輥式擠壓是通過(guò)輥軸擠壓制漿，不會(huì)破碎原料細(xì)胞，減少了引起顏色變化的物質(zhì)暴露的機(jī)會(huì)，因此在一定的擠壓次數(shù)內(nèi)能較好地保留原漿色澤。

表3 對(duì)輥式擠壓制漿的擠壓次數(shù)對(duì)原漿色澤的影響Table 3 Effects of extrusion times in roller extrusion pulping on the color of kiwifruit pulp

對(duì)比分析以上3 種工藝制備原漿的結(jié)果可以看出，在最大程度保留綠色、減少色差、提高穩(wěn)定性的條件下，3 種工藝的優(yōu)選次序?yàn)椋簩?duì)輥式擠壓制漿＞膠體磨制漿＞高壓微射流制漿。

2.2 獼猴桃果肉原漿破碎工藝對(duì)比優(yōu)化

2.2.1 對(duì)比試驗(yàn)

在3種工藝的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比分析不同工藝條件下獼猴桃果肉原漿的強(qiáng)化分層率和色澤優(yōu)劣，初步確定膠體磨工藝研漿2次和對(duì)輥式工藝擠壓1 次的產(chǎn)品色澤和穩(wěn)定性較好。對(duì)以上兩種工藝條件下制備的獼猴桃果漿經(jīng)過(guò)超高壓處理之后，4 ℃儲(chǔ)藏40 d 內(nèi)自然分層率、色澤變化以及VC 含量對(duì)比的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 兩種工藝制備的原漿對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Comparative test results of the protoplasm prepared by the two processes

由表4 可知，兩種工藝所制作的產(chǎn)品L*值和b*值均隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，a*值逐漸增大。表明產(chǎn)品亮度在變暗，綠色逐漸減退。由ΔE值可以看出，相同條件下，膠體磨工藝制備的原漿色澤整體較對(duì)輥式擠壓的色澤差，膠體磨制漿儲(chǔ)藏30 d的ΔE值為20.07，對(duì)輥式擠壓為16.98。由自然分層率可以看出，儲(chǔ)藏21～30 d，膠體磨工藝制備的原漿出現(xiàn)了沉淀，30 d 時(shí)分層率為16%，而對(duì)輥式擠壓工藝沒(méi)有出現(xiàn)分層。由VC含量可以看出，兩種工藝制備的原漿均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少。其中，膠體磨工藝制備的原漿VC 損失較嚴(yán)重。對(duì)輥式擠壓工藝在細(xì)化原料時(shí)對(duì)原料細(xì)胞損傷小，從而減少了細(xì)胞中會(huì)引起色澤變化物質(zhì)暴露的機(jī)會(huì)，因此原漿能較好地保留綠色，且能基本維持原有體系的穩(wěn)定性，膠體磨工藝細(xì)化物料時(shí)，雖然能達(dá)到相同的細(xì)度，但是損傷了物料細(xì)胞，打破了原有電荷平衡體系后，加速了原漿的褐變和劣變，同時(shí)在貯存時(shí)由于小分子聚集使原漿產(chǎn)生了絮凝和沉淀[17，21]。

由單因素試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可以看出初篩的最優(yōu)獼猴桃制漿制工藝為：獼猴桃果肉初步破碎，過(guò)60目篩布之后的果肉原漿采用對(duì)輥式擠壓破碎工藝擠壓破碎1次，裝袋，真空封口后進(jìn)行超高壓處理。

2.2.2 最優(yōu)獼猴桃制漿工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

初步破碎后的果肉原漿經(jīng)過(guò)60 篩布過(guò)濾之后，再進(jìn)行對(duì)輥式擠壓破碎1 次制漿，裝袋，真空封口后在300 MPa 下超高壓處理10 min，樣品冷卻后4 ℃冷藏待測(cè)。其中，以獼猴桃經(jīng)過(guò)破碎后，60目篩布過(guò)濾的濾液在10 min 內(nèi)測(cè)定的相應(yīng)指標(biāo)作為對(duì)照。測(cè)試樣品隨機(jī)分為3組，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of verification test

由表5可以看出，最優(yōu)獼猴桃制漿工藝制作的原漿經(jīng)過(guò)3 次測(cè)定，a*值均為負(fù)值，表明產(chǎn)品以綠色為主，色差ΔE值均小于3，產(chǎn)品色澤相對(duì)均一，以青綠色為主，產(chǎn)品的VC含量在40～50 mg/100 g范圍，能很好地保留原有VC含量。

3 結(jié)論

（1）在最大程度保留綠色、減少色差、提高穩(wěn)定性的條件下，3 種工藝的優(yōu)選次序?yàn)椋簩?duì)輥式擠壓制漿＞膠體磨制漿＞高壓微射流制漿。

（2）與膠體磨工藝相比，對(duì)輥式擠壓工藝的產(chǎn)品在4 ℃條件下儲(chǔ)藏30 d 內(nèi)無(wú)明顯的自然分層，產(chǎn)品VC損失較少。

（3）優(yōu)化后的制漿工藝為：采用對(duì)輥式擠壓工藝擠壓1次制漿后裝袋，真空封口后于300 MPa 下超高壓處理10 min。所得獼猴桃原漿色澤相對(duì)均一，以青綠色為主，VC含量為40～50 mg/100 g。