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1、浙江大学 硕士学位论文 超高压加工技术对杨梅法品质的影响 姓名:林怡 申请学位级别:硕士 专业:生物系统工程 指导教师:于勇 2013-03-04 浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 杨梅( M y r i c ar u b r aS i e b e t Z u c c ) 是我国传统特产水果,风味独特、营养丰富,深受消 费者喜爱。但由于产于梅雨季节,收获期短且无外衣包裹,容易受外界环境影响而腐败, 难以保鲜。将杨梅加工成杨梅汁,方便食用又保持杨梅原有的风味和营养,解决了杨梅市 场的出路问题。传统果汁加工方式为热处理,但是热处理虽然能杀灭果汁中的微生物,但 对果汁的感官品质和营养品质会造成很大的破
2、坏。超高压加工技术则克服了这一确定,既 能够保证微生物安全,又能够保持果汁的感官品质和营养品质不被破坏。 本文以杨梅汁为研究对象,考察了超高压加工技术的杀菌效果,并比较了超高压、热 处理和未处理对杨梅汁的理化品质、营养品质及挥发性香气成分的影响,得到以下结论: 1 超高压处理能够有效地杀灭杨梅汁中的微生物并且抑制储藏期微生物的生长。 5 0 0 M P a 、5 m i n 处理能够保证杨梅汁中的菌落总数达到果蔬汁饮料卫生标准,且在4 0 C 和 2 5 。C 储藏期都没有出现增长现象,甚至出现随储藏时间延长而茵落总数逐渐减少的现象; 5 0 。C 、5 m i n 热处理虽然能够将杨梅汁中的
3、菌落总数水平降至符合标准,但在储藏期微生 物恢复生长。 2 与未处理组相比,不论是刚处理结束时还是在储藏期间,超高压处理对杨梅的p H 、 可溶性固形物没有显著性影响。值得注意的是,在2 5o C 储藏期间,未处理组杨梅汁的可 l 溶性固形物含量发生显著的变化,从第0 天- ( 刚处理完) _ 的1 0 9 - J :0 0 6 下降到4 4 + 0 0 6 一( 第 7 天) ,而超高压处理组杨梅汁的可溶性固形物在8 天储藏期间均维持在1 0 6 1 1 O 范围内。 3 超高压处理后的杨梅汁的红色较未处理组的减弱。与未处理组相比,在储藏期间超 高压处理组杨梅汁的红色亦维持较低水平。 4 超
4、高压处理后杨梅汁的花青素含量和抗坏血酸含量分别保持在9 8 和9 6 I ) f l , 上。在 储藏期间,花青素含量和抗坏血酸含量的降解均符合一级动力学变化。相比较未处理和热 处理,超高压处理能够有效抑制杨梅汁中的花青素和抗坏血酸在储藏期间降解。 5 将所有实验数据进行皮尔逊相关性计算,观察到花青素含量和抗坏血酸含量之间存 在显著相关性O 0 1 ) 。 6 根据微生物、p H 、可溶性固形物、颜色、花青素和抗坏血酸含量等指标的优选,选 取5 0 0 M P a 为较优压力水平,1 0 m i n 为较优保压时间水平。 7 通过S P M E 的萃取和G C M S 分析得到杨梅汁中近百种香
5、气成分,主要为萜烯类物质。 其中,正己醇、顺3 己烯醇、石竹烯是杨梅汁中含量最高的三种成分。经过超高压处理后, 三种主要成分的相对含量相比未处理组均有所提高。虽然果汁的气味与香气成分浓度并不 I I 浙江大学硕士学位论文 摘要 一定存在直接相关性,但此次研究结果可以为今后感官评定、实际应用提供理论依据。 关键词:超高压;杨梅汁;微生物;花青素;抗坏血酸 I I I 浙江大学硕士学位论文 A b s t r a c t A b s t r a c t W i t ht h ei n c r e a s eo fc o n s u m e rd e m a n dt of o o dq u a l
6、 i t y , i ti sn e c e s s a r yt od e v e l o pn o v e l p r o c e s s i n gm e t h o d sw h i c hu s em i n i m a lh e a ta n da d d i t i v e s ,a n dr e s u l ti nf r e s hl i k ep r o d u c t so f s u p e r i o rn u t r i t i o n a lq u a l i t y H i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g ( H P
7、P ) i sa na l t e m a t i v ep r o c e s s i n g t e c h n o l o g yt oi n a c t i v a t em i c r o o r g a n i s m sw i t hh i g hr e t e n t i o no fc o l 0 5f l a v o ra n dn u t r i e n t so f f r u i ta n dv e g e t a b l e sd u et oi t sl i m i t e de f f e c to nt h ec o v a l e n tb o n d so
8、 fl o wm o l e c u l a r - m a s s c o m p o u n d s T h eo b j e c t i v e so ft h i ss t u d yw e r e ( 1 ) t oe v a l u a t et h ee f f e c to fH P Po nm i c r o o r g a n i s m i n a c i t i v a t i o n ,( 2 ) t oa n a l y z et h ep r o p e r t i e s ( p H ,s o l u b l es o l i dc o n t e n t ,c
9、 o l 0 5a n t h o c y a n i na n d a s c o r b i ca c i d ) o fp r e s s u r et r e a t e db a y b e r r yj u i c ed u r i n gs t o r a g e ,c o m p a r e dw i t hu n t r e a t e d s a m p l e sa n dh e a tt r e a t e ds a m p l e s ( 3 ) t oi n v e s t i g a t et h ev o l a t i l ec o m p o n e n t
10、 so fC h i n e s eb a y b e r r y a f t e rH P P T h er e s u l t ss h o wt h a t : ( 1 ) ) Pc o u l de f f e c t i v e l yd e s t r u c tt h em i c r o o r g a n i s mi nC h i n e s eb a y b e r r yj u i c ea n di n h i b i t t h eg r o w t ho fm i c r o o r g a n i s mi nt h ef o l l o w i n gs t
11、o r a g ep e r i o d A f t e r5 0 0 l _ P a ,5m i n 肿P t r e a t m e n t ,C h i n e s eb a y b e r r yC a nm e e tt h ef r u i ta n dv e g e t a b l ej u i c eb e v e r a g eh y g i e n es t a n d a r d s , a n di n4 。Ca n d2 5 。Cs t o r a g ep e r i o dt h em i c r o o r g a n i s mn u m b e rg r a
12、 d u a l l yr e d u c e dw i t ht i m e A f t e r5 0 。C ,5m i nh e a tt r e a t m e n t ,t h em i c r o o r g a m i s mn u m b e rc o n f o r m st ot h es t a n d a r d s ,b u ti t r e c o v e r e di nt h es t o r a g ep e r i o dr a p i d l y ( 2 ) C o m p a r e dw i t hu n t r e a t e ds a m p l e
13、 ,H P Ph a dn os i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo np H ,s o l u b l es o l i d s c o n t e n to fC h i n e s eb a y b e r r yj u i c e ( 3 ) 唧Pt r e a t e dj u i c eh a dl e s sr e d d i s hc o l o rc o m p a r e d 谢t hf r e s hj u i c e ( 4 ) T h er e t e n t i o nr a t i o so fa n t h o c y a
14、 n i na n da s c o r b i ca c i dc o n t e n ta f t e rp r e s s u r et r e a t m e n tw e r e m o r et h a n9 8 a n d9 6 ,r e s p e c t i v e l y B o t ha n t h o c y a n i na n da s c o r b i ca c i dc o n t e n to fp r e s s u r e t r e a t e dj u i c ew e r em o r es t a b l ed u r i n gs t o r
15、a g ea sc o m p a r e dw i t ht h o s eo ft h eu n t r e a t e dj u i c e T h ed e g r a d a t i o no fa n t h o c y a n i na n da s c o r b i ca c i do fs a m p l e sd u r i n gs t o r a g ec o u l db ed e s c r i b e d u s i n gf i r s to r d e rk i n e t i c s ( 5 ) I tW a so b s e r v e dt h a t
16、t h e r ew a sas i g n i f i c a n t ( 萨0 01 ) c o r r e l a t i o nb e t w e e na n t h o c y a n i na n d a s c o r b i ca c i dc o n t e n tf o ra l lt e s t e ds a m p l e so fC h i n e s eb a y b e r r yj u i c e ( 6 ) A c c o r d i n gt ot h er e t e n t i o no fa n t h o c y a n i na n da s c
17、 o r b i ca c i dc o n t e n ta f t e rH P Pt r e a t m e n t , a n dt h ed e g r a d a t i o nr a t ei ns t o r a g ep e r i o d ,5 0 0 M P aa n d10 m i nw e r es e l e c t e da st h eo p t i m a l p r e s s u r ea n dh o l d i n gt i m eo fH P P t r e a t m e n t ( 7 ) T h ea r o m ac o m p o n e
18、n t si nC h i n e s eb a y b e r r yj u i c ea f t e rH P Pa n dh e a tt r e a t m e n tw e r e T V 浙江大学硕士学位论文 e v a l u a t e db yc o m b i n gS P M Ea n dG C - M Sm e t h o d T h et o pt h r e eo fr e l a t i v eq u a t i t i v ec o m p o n e t s w e r e1 - H e x a n o l ,3 - H e x e n - 1 - o l ,
19、( Z ) - ,a n dC a r y o p h y l l e n e A f t e rH P P ,t h er e l a t i v ec o n t e n t so f t h r e em a i nc o m p o n e n t sw e r ei m p r o v e dc o m p a r e dw i t hu n t r e a t e ds a m p l e T h o u g ht h ea r o m ao f f r u i tj u i c ed o e sn o tn e c e s s a r i l yd e p e n do nt h
20、 eq u a n t i t a t i v ec o n c e n t r a t i o no fa n yv o l a t i l e c o m p o u n d T h er e s u l t so ft h i sr e s e a r c hc o u l db eu s e df o rf u t u r es e n s o r ye v a l u a t i o n ,a n dp r o v i d e t h e o r e t i c a lb a s i sf o rp r a c t i c a la p p l i c a t i o n K e y
21、 w o r d s :h i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g ;C h i n e s eb a y b e r r yj u i c e ;m i c r o o r g a n i s m ;a n t h o c y a n i n ; a s c o r b i ca c i d V 浙江大学硕士学位论文 致谢 致谢 岁月如梭,如歌。转眼间,两年半年的研究生求学生活即将结束,我也将告别我长达 六年半的求是园生活。回首往昔,奋斗和辛劳成为丝丝的记忆,甜美与欢笑也都尘埃落定。 值此毕业论文完成之际,我谨向所有关心、支持、帮助我的师长,亲友呈上我
22、最诚挚的感 谢与最美好的祝愿。 首先,非常感谢我的导师于勇副教授在我六年半的求学和成长道路上所给予的悉心指 导和真切关怀。在科研方面,于老师不仅在论文选题、研究思路、研究方法的确立以及整 个实验过程给予我指导和帮助,也教会我点滴积累的学习方法和坚持不懈的科研态度,这 也是我研究生生活中学到的最宝贵并终身受用的东西。在为人处世方面,于老师也以身作 则,特别是“小事做大、大事做小”的处世态度我将铭记于心。此外,非常感谢团队朱松 明老师、何劲松老师、李建平老师、盛奎川老师、郑荣进老师、郭希山老师、叶章颖老师 在等对我的科研工作提出了宝贵的指导意见。感谢环资学院廖敏老师和毛黎娟老师对我实 验开展提供的
23、帮助和支持。 感谢学院党委副书记陈素珊老师对我的学生工作的严格指导和对我个人学习生活的 关心,感谢研究生科冯水娟老师、项晓慧老师、岑益郎老师对我的科研学习给予指导和肯 定,感谢学院办公室邹黎明老师、田红萍老师和钱湘群老师在日常工作中的帮助。感谢班 级德育老师王永唯老师和党支部德育老师盛老师对我学生工作的支持和指导。 感谢杨徽师兄将我领进超高压实验室,并如兄长一般对我的关心。感谢上一届师兄师 姐( 毛明、朱瑞、王敏、甘晓玲) 为我们创造良好的实验环境和学习氛围,感谢课题组成 员周民生、苏光明、王菁、张红敏、詹耀、王春芳、胡菲菲等同学在实验过程中、论文写 作中的帮助和建议,感谢食品专业应洁琪、舒杰
24、、王炎圣、邹萍萍等同学、环资专业陈娜 同学在实验过程中的帮助和指导,感谢生工1 0 硕、机电所第三支部、丹阳六舍2 0 2 的所 有兄弟姐妹为我难忘的研究生生活增添许多美好回忆。 特别感谢我的父母2 0 多年来的养育之恩和无私奉献,感谢外公外婆对我的关心和支 持,感谢马军和章竟瑾同学对我学业和生活的帮助,感谢我的家人和朋友一直以来对我的 支持和理解。 林怡 2 0 1 3 年1 月于浙江大学紫金港校区 浙江大学硕士学位论文 第l 章绪论 1 1 课题背景 1 1 1 研究目的与意义 第1 章绪论 杨梅( M y r i c aR u b r aS i e b E tZ u c c ) 属杨梅科
25、杨梅属,为多年生乔木,是我国亚热带特有 的优良经济树种和生态树种。其果实球形,色泽艳丽,酸甜多汁,风味浓郁,具有独特风 味,为我国的特色水果。杨梅果实的可食率达到9 0 P 以上,富含糖、有机酸和多种维生素, 其中维生素C 含量平均为1 0 8 m g g ( 鲜重) ( 陈健初,2 0 0 5 ) 。同时杨梅还含有花青素、多 酚、硫胺素、核黄素、胡萝卜素以及钙、磷、铁、钾等矿物质,其中钾的含量是所有水果 中最高的( 韩金宏,2 0 0 6 ) 。此外,杨梅还具有很高的营养和医疗保健价值,杨梅果实( 程 海燕等,2 0 0 9 ;郑利琴,2 0 1 1 ;刘传菊等,2 0 0 9 ) 、果汁(
26、 郑利琴等,2 0 1 0 ) 、根、核( 胡锡波、 熊耀康,2 0 1 0 ;姚超等,2 0 1 0 ) 、树皮( 徐砺瑜、秦钢,2 0 1 1 ;张莉静、王明谦,2 0 1 0 ) 、树叶 ( 李桥等,2 0 1 0 ;韦伟、姜庆,2 0 1 0 ) 均可入药( 王定勇等,2 0 1 0 ) ,具有生津止咳、助消化、 抗氧化、抗菌抗炎、降血糖、抗肿瘤活性等医药功能( 杨蓓芬、金巧玲,2 0 1 0 ;陈健初等, 2 0 0 5 ) 。 由于杨梅的成熟期很短,主要集中在6 月中、下旬,适逢高温高湿的梅雨季节,且果 实柔软多汁、外果皮很薄、柱状突起易受伤害,采后呼吸旺盛,所以极不耐贮藏和运输。
27、 为了更好地满足消费者的需求、缓解销售商的压力,需要进一步改进杨梅保鲜技术。现有 的杨梅果实保鲜方法有泡沫箱加冰保鲜( 柴春燕等,2 0 1 0 ;农村新技术刊物,2 0 1 0 ) 、速冻 冷藏保鲜( 农村新技术刊物,2 0 1 0 ) 、快速预冷( 陈文炬等,2 0 1 0 ;严德卿等,2 0 0 9 ) 、减压 贮藏( 杨虎清等,2 0 1 0 ) 、药剂保鲜( 程晓建等,2 0 0 9 ) 、浸钙涂膜( 谢培荣等,2 0 0 9 ) 、气调 贮藏保鲜( 朱麟等,2 0 1 0 ;严德卿等,2 0 0 9 ;农村新技术刊物,2 0 1 0 ;李江阔等,2 0 0 8 ) 、热蒸 汽处理(
28、 汪开拓、郑永华,2 0 1 1 ) 、脱氧活性包装( 盛娜等,2 0 0 9 ) 等等。而现在市面上广 泛应用的是泡沫箱加冰保鲜方法,一般的低温保鲜期只能达到7 天( 沈莲清,黄光荣;2 0 0 3 ; 戚行江,2 0 0 3 ) ,而其他方法或破坏果实组织结构或对果实造成化学污染,均未能进入实际 应用。 除了应用新型杨梅保鲜技术,杨梅制品的开发也是一种减缓销售压力、扩大销售范围 的重要手段。目前,杨梅相关产品主要有果脯( 曹雪丹等,2 0 1 0 ;叶素丹、顾娇蛟,2 0 1 0 ) 、 罐头、饮料( 辛修锋等,2 0 0 9 ) 、果酒( 张学锋等,2 0 1 0 ) 、果醋( 卢可等,
29、2 0 1 1 ) 等。其中, 杨梅汁作为一种果蔬汁,不仅汁色泽艳丽、酸甜可口,符合各年龄层消费者食用,同时, 杨梅汁含有花青素、抗坏血酸等生物活性化合物,具有一定的药用价值。研究已经证实, 平时多食富含各种多酚物质的果蔬汁可以减少减少疾病的产生( T o r r e se ta 1 ,2 0 1 1 ) 和临床 上过早死亡的几率( G a r d n e re ta 1 ,2 0 0 0 ) 。杨梅汁可保持杨梅中原有营养物质,具有货架期 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 长、耐贮运等特点,不仅可以作为直接饮用的食物,也可为冰淇林、果冻、混合果汁饮料、 杨梅酒等生产提供原辅料。因此,杨梅汁具有
30、较大的发展空间( 韩金宏,2 0 0 6 ) 。 目前,对杨梅汁的研究主要集中在以下几方面内容:一是杨梅汁饮料的研发,包括清 汁饮料( 郑明锋等,2 0 0 0 ) 、浊汁饮料( 朱正军等,2 0 0 6 ) 、颗粒饮料( 余妙恩,1 9 9 9 ;辛修锋等, 2 0 0 9 ) 、混合饮料( 夏其乐等,2 0 0 4 ;刘燕群,2 0 0 2 ) 、固体型饮料( 刘青梅等,2 0 0 5 ) 等的加X - _ T _ - 艺研究;二是对杨梅汁澄清方法的研究,如澄清剂的配比( 陈健初,2 0 0 5 ) 、改性膜处理( 何 杰民等,2 0 1 l ;陈健初,2 0 0 5 ) 等方法;三是应用
31、光谱、色谱等新技术检测杨梅汁品质,如可 溶性固形物( 谢丽娟等,2 0 0 7 ) 、酸度( 邵咏妮、何勇,2 0 0 6 ) 、香气成分( 麻佳蕾等,2 0 0 9 ) 、维 生素C ( 朱庆珍,2 0L O ) 、品种( 岑海燕等,2 0 0 7 ) 等;四是对多酚类物质的提取,研究杨梅汁 抗氧化特性等其他功能特性( 郑利琴等,2 0 1 0 ;郑利琴,2 0 1 1 ;夏其乐等,2 0 0 9 ;陈健初等, 2 0 0 4 ) 。虽然有不少学者开展对杨梅果实的保鲜技术的研究,但关于杨梅汁的新型加工技 术对其贮藏特性以及花青素降解影响的报道很少。赵丽霞等( 2 0 0 3 ) 通过对杨梅果
32、汁低温冷 藏、物理化学保鲜及真空浓缩保鲜等几种方法研究,比较了各种方法的相对优点。韩金宏 ( 2 0 0 6 ) 在其硕士论文中研究了不同物理环境与化学物质对杨梅果汁中花青素的稳定性的影 响,得出p H 是影响花青素最重要的因素。辛修锋等人( 2 0 0 7 ) 对杨梅澄清汁及浓缩汁中的 花青素在不同p H 值和不同加热温度下热稳定性进行了研究,为杨梅汁中的花青素的热降 解研究提供了少有的理论依据。因此,目前尚未有采用新型加工技术来保持杨梅汁的品质 特别是花青素的贮藏特性的研究。 杨梅汁作为一种果汁,若不添加任何其他化学物质,在贮藏过程中容易受外界环境、 真菌侵袭等因素影响发生品质变化,导致腐
33、败、变质、不能饮用。特别是在贮藏过程中容 易发生色泽变化,影响果汁的外观、风味以及消费者的接受度。色泽的变化主要是由于色 素物质不稳定,发生降解和聚合反应引起的。杨梅汁中含有丰富的花青素,花青素是一种 天然的水溶性天然色素,与杨梅紫红色颜色直接相关。在杨梅中,主要的花青素组分为矢 车菊花色苷元3 葡萄苷( 叶兴乾等,1 9 9 4 ) 。 1 2 超高压加工技术的介绍 传统的果汁保鲜加工方式是热加工,例如巴氏杀菌和商业灭菌。这些处理能够有效抑 制果汁的腐败和潜在的人类疾病,但是这些处理会造成果汁感官品质和营养成分很大的损 失。 非热食品加工技术是指不以温度为主导因素的杀菌钝酶加工技术,例如超高
34、压处理、 脉冲电场处理、超声波处理、辐照处理等等。在绝大多数非热加工技术的应用中,都会有 少量的温度提高( D e l i z a e ta 1 ,2 0 0 5 ) ,但不会达到热处理的温度( R o s oa n dB a r b o s a C i n o v a s , 2 0 0 3 ) 。这些技术的目的是杀灭微生物、钝化酶的活性,同时不破坏营养和感官成分,而 热处理通常会带来很大的营养和感官品质的破坏。因此,非热加工技术正在被用作传统热 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 处理的替代技术( K n o r r , 1 9 9 3 ;B u t ze ta 1 ,2 0 0 3 ;N
35、o r t o na n dS u n ,2 0 0 8 ) 。 超高压处理( H i g hP r e s s u r eP r o c e s s i n g ) 能够达到非热加工技术的目的并且不影响食物 品质。虽然多种非热加工技术都能做到保证食物安全,并且公诸于世有段时间,但是能够 将技术应用在大规模生产上的只有超高压处理( H e i n za n dB u c k o w , 2 0 0 9 ;V a l d e z - F r a g o s oe t a 1 ,2 0 1 1 ) 。超高压处理主要基于以下两个基本机理:( 1 ) L eC h a t e l i e r 定律,适
36、用于所有体 积减小的反应和变化;( 2 ) 均衡原则,指压力在食物中均衡分布,不论形状和大小 ( V a l d e z - F r a g o s oe ta 1 ,2 011 ) 。 在过去的几十年中,超高压处理的产品在产量上呈现逐年上升的态势。例如,在日本 超高压产品已经于1 9 9 0 年实现市场化,美国和欧洲也在1 9 9 6 年实现超高压产品市场化。 目前,拥有超高压工业化生产设备超过1 6 0 家,每天的生产量在5 5 - 4 2 0 升范围内,年生 产量超过2 5 0 0 0 0 公吨。超高压处理被应用在广泛食品中,包括果汁、饮料、水果和蔬菜 ( H e i n za n dB
37、 u c k o w , 2 0 0 9 ;P e r e i r aa n dV i c e n t e ,2 010 ;M d j i c a - P a ze ta 1 ,2 011 ) 。 超高压加工也适用在其他应用中。例如,超高压和低温的结合已经开辟出高压应用于 食品产业的新的领域,主要形式有压力辅助冷冻、解冻和零下储藏( U r r u t i a - B e n e te ta 1 ,2 0 0 4 ; N o r t o na n dS u n ,2 0 0 8 ) 也有学者将超高压作为提取生物活性物质的预处理来提高提取产 量( K n o r r , 2 0 0 3 ;C o
38、 r r a l e se ta 1 ,2 0 0 8 ) 。现在,许多学者集中精力在研究超高压处理果蔬汁超 高压后及冷藏期间营养物质的损失和物理化学特性的变化,将研究结果与未处理或者传统 热处理进行比较。 1 3 超高压加工技术在果汁保质方面的研究现状 超高压可以很好地保持果汁的营养价值和感官品质( O e y , V a nd e rP l a n c k e n ,V a nL o e y , & H e n d r i c k x ,2 0 0 7 ) ,因为超高压对低分子量物质的共价键作用有限。但是食物是个复杂的 体系,而且与感官品质有关的物质同时与酶、金属离子等共存。在超高压加工
39、( 1 0 0 - - - 1 0 0 0 M P a ,2 0 0 C 一0 0 c ) 过程中,会同时发生:( i ) 细胞壁和细胞膜的破坏;( i i ) 酶促转 换过程;( i i i ) 化学反应;( i v ) 生物聚合物的改变,包括酶的钝化、蛋白质变性和胶体的形成 ( O e y , L i l l e ,V a nL o e y , & H e n d r i c k x ,2 0 0 8 ) 。 在储藏期间,果汁也会经历一系列的腐败反应,包括抗坏血酸的降解、变浑浊、微生 物腐败、异味的产生、颜色、质地和外观的变化等等,最终导致产品质量的下降( P o l y d e r a
40、, S t o f o r o s ,& T a o u k i s ,2 0 0 3 ) 。 1 3 1 超高压加工对果汁微生物的杀灭效果 果汁容易受微生物腐败和酶活性的影响,因此货架期有限。超高压处理可以被用于微 生物灭活和酶钝化。为了让超高压处理变得更加可信和安全,需要对超高压处理后病原菌 失活能否确保足够的安全、压力温度时间如何结合、不同果汁类型对杀菌效果的影响等 浙江大学硕士学位论文 第1 章绪论 方面进行深入的研究( C h e f t e l ,1 9 9 2 ;S m e l t ,1 9 9 8 ) 。 许多学者已经表明超高压处理使细菌失活的机理是:关键蛋白质或酶的变性或者钝
41、 化,细胞膜的破坏释放出细胞内对微生物活性有重要影响的成分( C a r l e z ,V e c i a n n a n o g u e s , & C h e f i e l ,1 9 9 5 ;S m e l t ,1 9 9 8 ) 。 压力越大,对微生物灭活的效果越强。 研究表明,同一物种的不同菌株有不同的耐压性,细菌的生长状态对决定耐压性非常 重要,稳定态的细胞相比指数状态的细胞更加耐压( B e n i t o ,V e n t o u r a , C a s a d e i ,R o b i n s o n ,& M a c k e y , 1 9 9 9 ) 。虽然食物中毒的
42、事件通常与使用动物源食物有关,但与食用传统的酸性食 物有关的事件也是有报道的( C o d ye ta 1 ,1 9 9 9 ;M c C a r t h y , 1 9 9 6 ) 。因为不同食物中细菌的耐 压性不同,所以验证食物的加工参数非常重要,并且一定不能从缓冲液或者实验室媒介中 推测结果。因此,在不断强化的超高压加工参数下,最耐压的菌种应该被用作替代指标, 确保食物更大的安全。 已有文章报道在低温下,用超高压处理研究将革兰氏阴性病原菌、E c o l i0 1 5 7 :H 7 和 沙门氏菌接种到不同果汁中,观察存活状况( L i n t o n ,M c C l e m e n t
43、 s ,& P a t t e r s o n , 1 9 9 9 ;T e o , R a v i s h a n k a r , & S i z e r , 2 0 0 1 ) 。也有人报道革兰氏阴性菌和指数生长状态的细菌分别相比较 革兰氏阳性菌和稳定状态的细菌对压力更敏感( H a u b e n ,W u y t a c ,S o o n t j e n s ,& M i c h i e l s , 19 9 6 ;K a l c h a y a n a n d ,S i k e s ,D u n n e ,& R a y , 19 9 8 ) 。 J o r d a n 等人( 2
44、0 0 1 ) 报道在5 0 0 M P a 、2 0o C 处理5 m i n 后,苹果汁和橙汁中的E e o l i0 1 5 7 活细胞数分别下降5 个数量级和1 个数量级。根据B a y i n d i r l i 等人( 2 0 0 6 ) 的报道,3 5 0 M P a 、 4 0o c 处理5 m i n 能够将杏汁、橙汁、酸樱桃汁、苹果汁中的最耐压菌株( 包括金色葡萄球 菌4 8 5 ,大肠杆菌0 1 5 7 :H 7 和沙门氏菌) 全部杀灭。 1 3 2 超高压加工对果汁物化特性的影响 物理化学 ) 贡( p h y s i c o c h e m i c a lp r o
45、p e n i e s ) 非常重要,因为它们与感官评价参数( 例如口 感) 有潜在的关系。现有很多学者正在研究超高压处理对不同果蔬汁的物理化学特性的影 响( 表1 ) 。 B u l l 等A ( 2 0 0 4 ) 将超高压处理( 6 0 0 M P a 2 0 0 C 1 m i n ) 及其后1 2 周储藏期( 4o C 、1 0o c ) 的 橙汁与新鲜橙汁和热处理橙汁( 6 5 。C ,l m i n ) 比较品质和货架期。超高压处理组和热处理组的 橙汁的p H 、o B r i x 、粘度、总酸含量和酒精不溶物与新鲜未处理组的橙汁没有显著差别。 各个参数在储藏期也没有发生显著变化
46、。澄清度在各个处理之间也没有显著差异,但随着 储藏时间有显著增大。作者没有发现褐变指数在不同组别中有显著差异,但随着处理时间 有显著提高。 F e m h n d e z G a r c i a 等人( 2 0 0 1 a ) 在研究超高压处理( 5 0 0 8 0 0 M P a 室温5 m i n ,2 1 天4 。C 储 藏) 对橙子柠檬胡萝卜混合果汁的各种物理化学品质的影响时,发现处理组相比未处理, 各品质测量值( 如:糖含量、总酸、p H ) 没有显著差异,不论是在处理后还是储藏期间。 4 浙江大学硕士学位论文 第l 章绪论 Z h a n g 等人( 2 0 1 1 ) 在测量热处
47、理( 6 0 0 C 处理5 、2 0 、4 0 、6 0 m i n ) 和超高压处理( 3 0 0 、6 0 0 、 9 0 0 M P a , 6 0 0 C 处理5 、2 0 、4 0 、6 0 m i n ) 后西瓜汁颜色的变化。他们发现超高压处理后,西 瓜汁的褐变程度比热处理后的西瓜汁的褐变程度低。而且,相比较未处理组,超高压处理 能显著降低西瓜汁的褐变程度。作者表明6 0 0 M P a 超高压处理能有效抑制西瓜汁的褐变。 随着压力的增大,褐变程度随之减小。而西瓜汁的褐变程度随着热处理时问的增大而增大。 对于西瓜汁的动态粘性,并没有发现超高压处理、热处理和未处理组之间的显著差异。
48、 G a s t e l l a r i 等人( 2 0 0 0 ) 利用葡萄糖氧化催化酶研究葡萄汁超高压处理 ( 3 0 0 9 0 0 M P a 2 0 0 C 2 1 0 m i n ,3 周5 0 c 储藏) 后的褐变指数。他们发现葡萄汁在冷藏3 周后这 些参数没有发生显著变化。 B a r b a 等人( 2 0 1 l b ) 在发现蓝莓汁超高压处理( 2 0 0 6 0 0 M P a 2 0 - 4 2 0 C 5 1 5 m i n ) 后,p H 和 o B r i x 也没有发生显著变化。 表1 1 超高压处理对部分果蔬汁的物理化学特性的影响 浙江大学硕士学位论文 第1
49、 章绪论 1 - 3 3 超高压加工对果汁颜色的影响 果汁的颜色( C o l o u r ) 是消费者选购时的重要指标,也是果汁生产商重点控制的品质之 一。研究者把颜色作为食品加工和储藏期间感观品质和营养品质的一个指示指标,因为颜 色能与一些果汁的代表品质的特征感觉相关联( T e p p e r , 1 9 9 3 ) 。 颜色的表达方式有很多种,最常用的一种是C I E 模式( C o m m i s s i o nI n t e m a t i o n a l e d e 1 E c l a i r a g e s ) ,因为该模型中颜色均一分布,并且最接近人类对颜色的感知( y a ma n d P a p a d a k i s ,2 0 0 4 ) 。它采用L 、a 、b 三个参数表示:L 表示亮度( o = 黑,l O O = 白) ,口( - 俨绿,切= 红) ,6 ( 6 = 蓝,+ 6 = 黄) 。总色差丝主【( 上) 2 + ( 口) 2 + ( 6 ) 2 】抛表示果汁处理后与未处理的差异。 根据差异的视觉接受度可以将
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