熱殺菌結合冷藏改善綠蘆筍汁的貯藏穩定性研究

陳學紅,秦衛東,*,馬利華,鄭永華,高丹丹

(1.徐州工程學院食品工程學院,江蘇徐州 221000;2.南京農業大學食品科技學院,江蘇南京 210095)

熱殺菌結合冷藏改善綠蘆筍汁的貯藏穩定性研究

陳學紅1,秦衛東1,*,馬利華1,鄭永華2,高丹丹1

(1.徐州工程學院食品工程學院,江蘇徐州 221000;2.南京農業大學食品科技學院,江蘇南京 210095)

為研究熱殺菌處理對綠蘆筍汁貯藏穩定性的影響,通過121℃、3min(F03min)處理綠蘆筍汁,并置于(4±1)℃條件下冷藏,定期測定其各指標(菌落總數、色澤、可溶性蛋白、總糖、總酚、總黃酮、VC含量與DPPH自由基清除能力)的變化。結果表明:F03min熱殺菌處理可將蘆筍汁中的固有微生物完全殺死,且在蘆筍汁冷藏的120d均無微生物生長；F03min殺菌處理結合冷藏可有效抑制綠蘆筍汁貯藏期間L*和a*值的上升,延緩可溶性蛋白、VC、總酚和DPPH自由基清除能力的下降,維持總糖和總黃酮含量的穩定,保持綠蘆筍汁的貯藏穩定性,有效延長綠蘆筍汁的貯藏貨架期,使其冷藏期延長至120d。

綠蘆筍汁,熱殺菌,冷藏,穩定性

殺菌是果蔬汁產品加工過程中的關鍵環節,可有效保證果蔬汁產品的飲用安全性,延長其貯藏壽命。熱力殺菌是保存食品品質、延長食品貯藏壽命最常用的方法,在果蔬汁加工中得到廣泛應用[1]。為生產穩定的低酸性食品,傳統的加熱殺菌技術是將產品的冷點溫度提高至121.1℃,并維持3min(以下均用F03min表示)[2-3]。然而,這種處理技術不可避免地會影響到果蔬的營養品質和功能特性[4]。相關研究證明,F03min熱殺菌處理雖對四季豆的色澤無顯著影響,但易使其質地變軟[2]。同時,還會造成胡蘿卜片的色澤亮度下降,總酚含量和抗氧化能力降低,導致類胡蘿卜素含量增加[3]。

蘆筍汁是一種新興研究產品,現僅在臺灣、日本等幾個國家中有售。而采用熱殺菌處理對綠蘆筍汁的品質、抗氧化活性及貯藏穩定性方面的研究還未見報道。因此,本文采用F03min熱力殺菌處理綠蘆筍汁,研究其冷藏期間的品質和抗氧化活性變化規律,以期探索熱殺菌處理對蘆筍汁貯藏穩定性的影響,為今后蘆筍汁產品的開發利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

“格蘭德”綠蘆筍 采自徐州豐縣孫樓鎮穆樓村；濃硫酸,無水乙醇 江蘇(徐州)騰獅化工廠；濃鹽酸,氫氧化鈉 徐州科翔化學試劑有限責任公司；抗壞血酸,鄰啡羅啉,三氯化鐵,蒽酮,硫脲,葡萄糖 天津市福晨化學試劑廠；檸檬酸 天津市化學試劑研究所；三氯乙酸 天津市河東區紅巖試劑廠；DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)、Folin-Ciocalteu試劑 美國Sigma公司；考馬斯亮藍R250中國醫藥上海化學試劑公司。

WSC-S色差計 上海精密科學儀器有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；FA2104N電子天平 徐州市計量測量技術研究所；YXQ-SG46-2805手提式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博迅實業有限公司；離心機 常州國華電器有限公司；7230C可見分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；SQ2130D西貝樂豆漿攪拌機 上海帥佳電子科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 綠蘆筍汁的制備及殺菌處理 取大小、粗細均勻一致的綠蘆筍,清洗瀝干,置于91℃恒溫水浴中熱燙3min,切碎榨汁,4000×g離心10min,取上清液即得蘆筍汁。將蘆筍汁罐裝于無菌玻璃瓶中,于F03min加熱殺菌,取出冷卻,冷藏(4±1)℃,以未殺菌處理的蘆筍汁作為對照。

1.2.2 菌落總數測定 按國家標準GB4789.2-2010[5]進行測定。

1.2.3 色差測定 采用HunterL*a*b*表色系統來反映綠蘆筍汁的色澤變化。L*值反映樣品的色澤亮度,L*值越大色澤亮度越大；a*值反映樣品的紅綠偏向,負值絕對值越大偏向綠色的程度越大,正值越大偏向紅色的程度越大。

1.2.4 可溶性蛋白和總糖測定 可溶性蛋白的測定采用考馬斯亮藍比色法[6],總糖的測定采用蒽酮比色法[7],含量均以mg/mL計。

1.2.5 VC、總酚、總黃酮和DPPH自由基清除能力測定 VC測定采用鄰菲羅啉比色法[8],含量以mg/mL表示。總酚、總黃酮和DPPH自由基清除能力的測定參照陳學紅等[9]的方法。總酚、總黃酮含量均以mg/mL表示。

DPPH自由基清除率以百分率(%)表示,計算公式如下:

式中:A0-表示空白吸光度,Ai-表示反應體系吸光度,Aj-表示樣品本底吸光度。

1.2.6 數據處理 采用Origin8.6進行數據處理分析。

2 結果與分析

2.1 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間菌落總數的變化

由圖1可知,對照蘆筍汁的菌落總數在整個貯藏期間呈上升趨勢,由最初的5.1×104cfu/mL上升至2.17×106cfu/mL,隨著菌落總數的上升,對照蘆筍汁中逐漸出現沉淀,變得混濁,直至23d時有明顯的異味產生。F03min熱殺菌處理可將蘆筍汁中的固有微生物完全殺死,且在蘆筍汁冷藏的前120d均無菌,直至貯藏的第135d才有微生物生長,但其菌落總數仍低于GB19297-2003[10]所規定的100cfu/mL。由此可見,F03min熱殺菌處理結合冷藏可有效延長蘆筍汁的貯藏時間至135d。

圖1 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間菌落總數的變化Fig.1 Changes of APC in asparagus juice treated with thermal pasteurization during chilled storage

2.2 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間色澤、可溶性蛋白和總糖含量的變化

圖2 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間L*、a*值、 可溶性蛋白和總糖含量的變化Fig.2 Changes of L*(A),a*(B)values, soluble protein(C)and total sugar(D)contents in asparagus juice treated with thermal pasteurization during chilled storage注:可溶性蛋白的標準曲線方程為y=0.0069x+0.015 (R2=0.9998,y為吸光度值A,x為牛血清蛋白含量,mg/L), 總糖的標準曲線方程為y=0.0033x-0.0161 (R2=0.9989,y為吸光度值A,x為葡萄糖含量,mg/L)。

F03min熱殺菌處理未顯著改變蘆筍汁的L*值(p≥0.05),卻使a*值顯著增加(p<0.05),Mena等[11]認為a*值的增加是熱處理汁色澤的典型變化；冷藏期間,蘆筍汁的L*(圖2A)和a*(圖2B)值均呈上升趨勢,隨著貯藏時間的延長,對照L*和a*值上升迅速,而熱殺菌處理蘆筍汁的L*和a*值上升緩慢；這表明F03min熱殺菌處理結合冷藏能有效抑制蘆筍汁色澤的變化,維持其色澤穩定性。與此相類似,Vegara等[12]經研究認為熱殺菌結合冷藏有利于抑制石榴汁色素的降解,避免色澤產生的急劇變化。F03min熱殺菌處理未顯著改變蘆筍汁的可溶性蛋白和總糖含量(p≥0.05)；冷藏期間,對照蘆筍汁的可溶性蛋白含量迅速下降,而熱殺菌處理蘆筍汁的可溶性蛋白含量在第15d有所上升,但不顯著(p≥0.05),15d后下降,貯藏的30～120d,含量變化不大,120d后下降(圖2C)。對照蘆筍汁的總糖含量在貯藏的前10d有所上升,且明顯高于熱殺菌蘆筍汁,10d后急劇下降；熱殺菌處理蘆筍汁的總糖含量在整個貯藏期間沒有明顯變化,基本保持穩定(圖2D)。這表明F03min熱殺菌處理能有效抑制蘆筍汁冷藏期間可溶性蛋白含量的降低,保持總糖含量的穩定,從而有效維持蘆筍汁的品質。

2.3 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間VC、總酚、總黃酮含量和DPPH自由基清除能力的變化

圖3 熱殺菌處理蘆筍汁冷藏期間VC、總酚、 總黃酮含量和DPPH自由基清除能力的變化Fig.3 Changes of vitamin C(A),total phenolics(C), total flavornoids(D)contents and DPPH radical scavenging capacity(B)in asparagus juice treated with thermal pasteurization during chilled storage

F03min熱殺菌處理顯著降低了蘆筍汁中的VC含量(p<0.05)；冷藏期間,蘆筍汁VC含量呈下降趨勢,對照蘆筍汁VC含量下降迅速,熱殺菌處理有利于延緩蘆筍汁VC含量的下降(圖3A)。熱殺菌處理未顯著改變蘆筍汁的總酚含量(p≥0.05)；冷藏期間,對照蘆筍汁的總酚含量下降迅速,而熱殺菌處理蘆筍汁的總酚含量下降緩慢,這表明熱殺菌處理可有效延緩蘆筍汁冷藏期間總酚含量的降低(圖3C)。熱殺菌處理顯著降低了蘆筍汁的總黃酮含量(p<0.05)；冷藏期間,對照蘆筍汁總黃酮含量下降迅速,而熱殺菌處理蘆筍汁的總黃酮含量無明顯變化(圖3D)。熱殺菌處理未顯著改變蘆筍汁的DPPH自由基清除能力(p≥0.05)；冷藏期間,對照蘆筍汁的DPPH自由基清除能力在貯藏的前10d基本無變化,10d后迅速下降,熱殺菌處理蘆筍汁的DPPH自由基清除能力下降緩慢。熱殺菌處理對果蔬汁中生理活性成分和抗氧化活性的研究已有許多類似的報道。熱殺菌處理降低了葡萄柚汁中的類黃酮含量,卻有利于維持冷藏期間類黃酮含量的穩定[13],延緩總酚含量的降低[14]。熱殺菌結合冷藏有利于保存石榴汁中的生理活性化合物[12]。Mena等[11]研究發現熱殺菌處理未顯著改變石榴汁的總酚含量,卻使花青素和總抗氧化活性顯著增加。相關性分析結果表明,蘆筍汁的DPPH自由基清除能力與總酚、總黃酮含量呈顯著正相關,其相關系數分別為r=0.810(p<0.01)、r=0.617(p<0.05),而與VC含量間無顯著相關性。這表明在貯藏期間,總酚和總黃酮對蘆筍汁的抗氧化能力起到一定貢獻作用,熱殺菌處理可有效抑制蘆筍汁總酚含量的降低,維持總黃酮含量的穩定,延緩了蘆筍汁DPPH自由基清除能力的下降,從而有效地保持蘆筍汁的抗氧化活性。

3 結論

F03min熱殺菌處理可有效鈍化蘆筍汁中的微生物,且在蘆筍汁冷藏的前120d均無生長,直至貯藏的第135d才有微生物生長,但其菌落總數仍低于國家標準所規定的值。對于蘆筍汁的其它品質和抗氧化活性指標,在冷藏的120d后,蘆筍汁的可溶性蛋白、總糖、總酚、總黃酮與DPPH自由基清除能力均有降低的趨勢,尤其是可溶性蛋白、總糖和總酚含量下降顯著(p<0.05)。因此綜合各項指標,確定蘆筍汁的實際冷藏貨架期為120d。

熱殺菌處理有效抑制蘆筍汁冷藏期間L*和a*值的上升,有利于維持蘆筍汁色澤的穩定性；有效抑制蘆筍汁冷藏期間VC、總酚和DPPH自由基清除能力的降低,維持總黃酮含量的穩定。F03min熱力殺菌結合冷藏是一種延長綠蘆筍汁貯藏壽命,保持其品質和抗氧化活性的有效方法。

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Stability of green asparagus juice treated withthermal pasteurization during chilled storage

CHEN Xue-hong1,QIN Wei-dong1，*,MA Li-hua1,ZHENG Yong-hua2,GAO Dan-dan1

(1.College of Food Engineering,Xuzhou Institute of Technology,Xuzhou 221000,China;2.College of Food Science and Technoloty,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

To evaluate the stability of green asparagus juice treated with thermal pasteurization,juice was heated at 121℃ for 3min(F03min)and stored at(4±1)℃. APC(aerobic plate count),color,soluble protein,total sugar,total phenols,total flavornoids,vitamin C and DPPH radical scavenging capacity in juice were investigated during chilled storage. The results showed that thermal pasteurization at 121℃ for 3min completely inactivated the microorganisms presented in the raw asparagus juice and no visible microorganisms were detected in asparagus juice for 120d during chilled storage. The increases ofL*anda*were retarded by thermal pasteurization at 121℃ for 3min combined with chilled storage,the decreases of soluble protein,vitamin C,total phenolics contents and DPPH radical scavenging capacity were inhibited,and while the contents of total sugar and total flavornoids were kept. The storage stability of green asparagus juice was maintained effectively and its shelf-life was prolonged to 120d during chilled storage.

green asparagus juice;thermal pasteurization;chilled storage;stability

2014-05-04

陳學紅(1975-)，女，研究生，副教授，研究方向：農產品貯藏與加工。

*通訊作者:秦衛東(1961-)，男，本科，教授，研究方向：食品活性成分及功能性。

江蘇省蘇北科技發展計劃項目(BN2009001)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)03-0331-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.062