高静压处理对油桃杀菌效果与品质的影响

2021-01-18周春丽赵娜苏伟锁冠文胡雪雁朱碧华

食品工业 2020年12期

周春丽，赵娜，苏伟，锁冠文，胡雪雁，朱碧华

江西科技师范大学生命科学学院（南昌 330013）

油桃（Prunus persicavar. Nectarina）可口香甜，营养极为丰富，是人们钟爱的水果之一，其所含的营养物质要比普通桃子高。油桃是在高温高湿季节成熟，微生物和病菌易滋生，造成腐烂和发霉，经济严重损失，且影响产业化发展[1]。高静压处理（HHP）能保留油桃的风味、品质及营养价值，在一定程度上延长油桃的贮藏期并抑制有害微生物和病菌的生长，对带动食品加工行业起到重要作用。

HHP技术是将食品原料通过100 MPa以上压力，在常温下保压一定时间，有效杀灭食品中的有害微生物和病菌，同时能够更好地保持食品中原有的色、香、味及营养成分[2-3]。Maitland等[4]应用高静压（350，450和550 MPa，2 min）处理完整及鲜切西红柿，该处理均显著降低沙门菌（Salmonella enterica）的生长，达到商业无菌要求。Queiroz等[5]研究高静压处理苹果汁，20 ℃、400 MPa、7 min时有最佳杀菌效果；可溶性固形物、pH、酸度、维生素C、总酚含量基本没有变化，表明高静压处理保持食品其中的营养成分。试验以油桃为材料，研究高静压处理对油桃的杀菌效果，并分析高静压技术对油桃品质的影响，为高静压技术在油桃加工的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

瑞光5号油桃（市售）。

营养琼脂、孟加拉红培养基（北京陆桥技术有限责任公司）；2, 6-二氯靛酚（上海金穗生物科技有限公司）；草酸溶液（天津市北辰方正试剂厂）；无水NaCl（上海沪泰精华科技研究所）；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

气相色谱仪（6820，美国安捷伦公司）；医用净化工作台（XYJ-1450，吴江市净化设备总厂）；智能型生化培养箱（SPX-100B-Z，上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；色差仪（Hp-200，深圳汉普有限公司）；榨汁机（HR-1861，飞利浦家庭电器有限公司）；pH计（DELTA 320，美国梅特勒-托利多公司）；数字阿贝折射仪（JH-WA2S，上海佳航仪器表有限公司）；冷冻离心机（5804R，德国艾本德公司）；质构仪（CT3，美国博勒飞公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的高静压处理

将新鲜油桃切成厚4.0 cm的薄片样品，压力分别为150，250，350，450和550 MPa，保压时间10 min，温度25 ℃。空白对照是常压（0.1 MPa）下未被处理过的样品。

1.3.2 微生物检测

样品细菌菌落总数依据GB/T 4789.2—2008《食品微生物学检验菌落总数测定》计算菌落总数；霉菌和酵母菌数量根据GB/T 4789.15—2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》测定霉菌和酵母菌数量。菌落总数和霉菌、酵母菌的测定所用培养基不同，前者使用营养琼脂，后者则选用孟加拉红培养基。将处理好的油桃样品用生理盐水稀释，并且以10倍的梯度递增稀释，直到稀释至适宜的浓度，将处理好的稀释液与培养基溶液以1∶10比例，置于培养箱中进行培养。

1.3.3 硬度测定

将高静压处理后的油桃薄片放在质构仪P/50探头下做质地多面分析。质构仪参数：测前速率3 mm/s，测试速率2 mm/s，测后速率3 mm/s；压缩率40%，停留时间3 s；触发值4 g。每次测定10个样品，取平均值。

1.3.4 色泽测定

采用Hp-200型色差仪，以标准白板为标准，测定L*、a*和b*值来表示高静压处理后样品的颜色。ΔE表示色差值，ΔE值越大表示颜色变化越大。

式中：L*、a*和b*为超高压处理后样品测定值；L0*、a0*和b0*为处理的空白对照样测定值。

1.3.5 维生素C含量测定

分别称取35 g高静压处理后的油桃和对照样品，各加入50 mL蒸馏水，移入250 mL容量瓶中，用2%草酸溶液稀释到刻度线，摇晃均匀并过滤。吸取15 mL上述滤液在锥形瓶中，用标定过的2, 6-二氯靛酚钠溶液滴定至桃红色，至15 s不褪色为止。

1.3.6 可溶性固形物的测定

将高静压处理后的油桃用打浆机打浆至均匀，用纱布将匀浆过滤，得到澄清的滤液后，用折射仪测定该滤液的折射率，从仪器的刻度尺上读出可溶性固形物含量。

1.3.7 pH测定

用pH计测定，用蒸馏水把将要使用的探头洗干净并将其擦干，将探针插入已滤好的过滤液中，等显示器上的示数稳定下来后进行读数，重复上述步骤4次，并进行记录。

1.3.8 香气测定

香气成分的萃取：用固相微萃取取样，将高静压处理后的油桃，用打浆机打成果浆至均匀，取10 g匀浆于顶空瓶中，向该瓶中加入7.5 g无水NaCl，加入适量的1 mg/mL的2-辛醇，把该瓶子放在50 ℃温器中，恒温搅拌，搅拌完后平衡10 min，固相微萃取40 min。色谱条件：色谱柱为HP-INNOWAX弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），进样口温度为180℃，并以不分流进样方式进行进样，升温程序为30 ℃保持2 min，以10 ℃/min的升温速度升至100 ℃，以5℃/min的升温速度将温度上升至220 ℃，维持7 min，载气是流速为1.0 mL/min的高纯He。

1.4 数据统计分析

采用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析，显著性水平为0.05，p＜0.05时表示差异显著。用Origin Pro 8.0统计分析数据并制图。

2 结果与分析

2.1 高静压处理油桃杀菌参数的确定

图1表明：高静压处理后的油桃样品中的菌落总数显著低于对照样品的菌落总数（p＜0.05）。随着压力不断增大，菌落总数在不断地减少。随着压力不断升高，在150～350 MPa压力下，细菌死亡率急剧升高，在150 MPa压力下菌落总数为3.23±0.2 lg CFU/g，在250 MPa压力下菌落总数为2.17±0.2 lg CFU/g，在350 MPa压力下菌落总数达1.02±0.2 lg CFU/g，分别下降1.06±0.2 lg CFU/g，1.15±0.2 lg CFU/g，继续增大压力细菌死亡率虽然在不断升高，但是幅度波动不大，趋于平缓。高静压杀菌，杀灭的主要微生物有细菌、酵母菌和霉菌微生物。在350 MPa压力下，菌落总数为1.02±0.2 lg CFU/g，油桃基本达到商业杀菌效果。在450 MPa压力下，保压10 min，此时菌落总数为0.61±0.2 lg CFU/g，微生物基本不存在。Dong等[6]在研究超高压对莲藕杀菌效果时发现，在600 MPa压力下将莲藕保压2.5 min，莲藕中的微生物含量符合商业杀菌效果，满足国家食品卫生标准，这个结果和研究中油桃在450 MPa压力下处理10 min基本达到商业杀菌效果相吻合。Zhou等[7]在超高压处理新鲜印度南瓜浆的研究中，得出与高静压处理油桃相似结论，刚开始升高压力时，细菌死亡率升高迅速，压力不断增加，细菌死亡率逐渐变缓，压力超过300 MPa，细菌死亡变缓，在400 MPa压力下，保压15 min，霉菌、酵母菌几乎不存在。因此，在450 MPa压力下，保压10 min，高静压处理油桃微生物基本不存在，可以延长油桃贮藏时间，能提高经济价值。

图1 高静压处理前后菌落、霉菌和酵母菌总数

2.2 高静压处理对油桃硬度的影响

油桃的硬度是油桃口感好坏的关键，对油桃的质构起着举足轻重的影响，同时也反映了油桃内部组织结构的紧密程度。由表1可知，高静压处理后的油桃的硬度对比高静压处理前的硬度有微小的变化，但是对质构基本没有影响。即通过高静压处理，油桃硬度无显著性变化（p＞0.05）。高静压处理前油桃的硬度为5.18±0.14 kg/cm2，而高静压处理后的油桃硬度为4.91±0.21 kg/cm2，硬度有所下降。高静压处理后油桃硬度的下降可能是由于压力逐渐变大，细胞在很大程度上被破坏，促使细胞通透性的增大并且在这种高压下，果胶甲酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）的活性也随之被激发，果胶甲酯酶使果胶去甲酯化，多聚半乳糖醛酸酶使低甲酯化果胶发生降解，在这两种酶共同作用下，油桃硬度下降[8]。高静压处理后的油桃硬度虽然有一定程度下降，但是总体而言对质感和口感的影响微小。孙雅馨等[9]研究高静压处理鲜切胡萝卜，结果发现随着压力增加，胡萝卜的硬度显著下降（p＜0.05），但当压力大于300 MPa后，胡萝卜的硬度不再继续下降。油桃在450 MPa压力下硬度下降不显著，不影响油桃整体口感。

表1 高静压处理对油桃硬度的影响

2.3 高静压处理对油桃色泽的影响

由表2高静压处理后对油桃色泽的影响可以看出，油桃经高静压处理，L*值显著高于对照样品（p＜0.05），说明高静压处理使油桃的颜色有明显的改变。Hartyni等[10]报道，ΔE在0～0.5时表示颜色变化不明显，0.5～1.5表示颜色变化略明显，1.5～3.0内表示颜色变化显著。试验油桃经过高静压处理，ΔE=2.196，表示颜色变化显著。由表2高静压处理后对油桃色泽的影响可以看出，油桃经高静压处理，L*值在增大，表明油桃样品经过高静压处理亮度变亮，褐变的程度小，并且a*、b*值有一定程度下降。高静压处理后样品色泽的变化主要是由于酶促反应的发生，蛋白质在高静压处理下会在一定程度上影响蛋白质的结构，导致蛋白质的变性和相关功能性质的变化，即酶的活性中心结构可能会发生一定程度变化，导致酶活性的激活或者抑制[11]。Aaby等[12]在研究高静压加工对草莓汁色泽品质的影响时，得出的结论与试验结果一致，发现高静压处理过的草莓汁在贮藏过程中的褐变程度比未处理的草莓汁的褐变程度要弱且高静压处理能有效抑制草莓汁中花青素的降解。油桃在450 MPa压力下，ΔE=2.196，高静压处理后的油桃色泽变化显著。

表2 高静压处理对油桃色泽的影响

2.4 高静压处理对油桃中维生素C含量的影响

由表3可知，高静压处理后的油桃维生素C含量显著性降低（p＜0.05），通过高静压处理，高静压处理前后维生素C含量分别为5.32±0.12 mg/100 g和4.64±0.11 mg/100 g。高静压处理后的油桃维生素C含量保留率达87.16%，高静压处理后的油桃维生素C含量损失12.84%。Zhao等[13]研究也发现高静压处理库尔勒香梨汁中维生素C有所下降，但高于热杀菌汁。高静压处理保留油桃87.16%的维生素C，保留大部分营养物质，对油桃的营养价值影响甚微。

表3 高静压处理对油桃维生素C的影响

2.5 高静压处理对油桃可溶性固形物的影响

表4表明，高静压处理后的油桃与处理前油桃的可溶性固形物含量变化不显著（p＞0.05），说明高静压处理对油桃可溶性固形物有很好的保留。高静压处理前的油桃中的固形物含量为14.67%±0.42%，高静压处理后的油桃中的固形物含量为13.85%±0.31%，高静压处理后保留94.41%，固形物含量基本没有损失。与Zhou等[7]利用高静压技术处理印度南瓜汁中的应用研究的结论一致，高静压处理对印度南瓜汁中可溶性固形物含量基本没有影响。因此，高静压处理对油桃可溶性固形物基本没有影响，试验中高静压处理后的油桃保留94.41%的可溶性固形物。

表4 高静压处理对油桃可溶性固形物含量的影响

2.6 高静压处理对油桃pH的影响

表5表明，高静压处理对油桃的pH影响不显著（p＞0.05），油桃的pH由5.32±0.01降低至5.27±0.01，降低0.05，变化不显著。油桃的pH是影响油桃风味的重要因素，而高静压处理基本上不会对油桃原有的风味造成影响。Jayathung等[14]在研究超高压技术对番茄汁的杀菌、钝酶及品质的影响时得出一致结论，超高压处理过的番茄汁的pH和未处理的番茄汁的pH之间无显著变化（p＞0.05）。

表5 高静压处理对油桃pH的影响

2.7 高静压处理对油桃香气的影响

表6是高静压处理后的油桃的香气成分。结果表明，酯类、内酯类、醛类、醇类、烃类及羧酸类是油桃挥发性香气的主要组成成分，此外还含有少量的酮类和其他物质。水果的香气成分有上千种，从化学构成角度分类，可以分为酯类、醛类、醇类、内酯类、萜类、酚类、醚类和一些含硫化合物；根据感官效果又可划分为青香型、木香型、果香型、辛香型、醛香型等[15]。未经处理的油桃对照样品各类挥发性香气的含量分别为醛类45.31%、酯类30.72%、醇类14.87%、内脂类5.64%、烃类2.07%、酮类0.75%、萜烯类0.53%、其他物质0.11%。而经过高静压处理的油桃样品挥发性香气的含量分别为醛类48.12%、酯类26.44%、醇类18.03%、内酯类4.05%、烃类1.98%、酮类4.05%、萜烯类0.47%、其他物质0.23%。由此可见，油桃样品经过高静压处理，酯类、内酯类含量明显下降，醇类、醛类含量明显升高，对酮类、羧酸类、烷烃类基本没有影响。未经过处理的油桃对照样品中检测出39种挥发性香气成分，其中包括9种醇类、12种酯类、4种内酯类、8种醛类、4种烃类、2种酮类。高静压处理后的油桃检测出34种挥发性香气成分，其中包括10种醇类、8种酯类、3种内酯类、11种醛类、1种烃类、1种酮类。由此可以得出结论，高静压处理后的油桃对香气几乎没有影响。Wang等[16]利用HS-SPME-GC-MS方法，研究中国50种桃和油桃中的84种挥发性物质，结果发现桃和油桃果实中C6化合物含量较高，主要有己醛、2-或3-己烯醇、2-或3-己烯醛的顺式或反式异构体等。试验检测出较多的C6并发现这些C6香气化合物在高静压处理油桃后含量变化不显著，保留了主要的特征香气成分。Lambert等[17]利用超高压处理草莓汁时发现醛类在草莓香气的构成中不受处理压力的影响，仅在已醛800 MPa、20 min处理时有显著变化。因此，高静压处理对油桃的香气基本没有影响，高静压处理后的油桃仍然有浓厚的香气，但是高静压处理使挥发性香气的酯类含量减少，醛类、醇类含量升高，但不影响总体的香气。