紅棗干果過熱蒸汽殺菌試驗研究

李婷　李晶　徐淑婭　曹建昕　任娜梅　黃小麗

摘要[目的]減少紅棗在殺菌過程中的營養物質損失，提高免洗紅棗品質。[方法]研究不同蒸汽溫度（130、140、150、160 ℃）和處理時間（10、20、30、40 s）對于過熱蒸汽滅菌紅棗干果中菌落總數、VC、還原糖含量的影響，設計了2因素4水平紅棗干果過熱蒸汽滅菌正交試驗，并尋找過熱蒸汽殺菌的最優工藝。[結果]經過熱蒸汽處理后，紅棗表面菌落總數遠低國家標準；紅棗中VC含量隨著殺菌溫度的升高而減少，且隨著殺菌時間的延長而減少；而還原糖含量雖較未處理時的紅棗降低，但是隨溫度升高含量有明顯的增加。通過正交試驗確定紅棗干果過熱蒸汽殺菌最優工藝：溫度150 ℃，殺菌時間10 s。[結論]過熱蒸汽技術可在干果殺菌領域推廣應用。

關鍵詞紅棗；過熱蒸汽殺菌；菌落總數；還原糖

中圖分類號TS255文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）31-0086-05

Abstract[Objective]To reduce the nutrients in the sterilization process of red dates loss，improve the quality of disposable red dats.

[Method]To study the effects of sterilization temperature （130， 140， 150， 160 ℃） and processing time（10 ，20 ，30 ，40 s） on total plate count， the content of VC and reducing sugar of dried jujube during superheated steam sterilization， and determine optimal process parameters， twofactor， fourlevel orthogonal experiments of superheated steam sterilized dried jujube were carried out. [Result] Results from this study indicated that， total plate count on dried jujube sterilized by superheated steam was lower than that of national standard； the content of Vc of dried jujube sterilized by superheated steam decreased with the increase of sterilization temperature and processing time； reducing sugar content in sterilized samples increased with the increase of processing temperature， however， it was lower than that in untreated sample. Through analyzing the orthogonal experiments， optimal sterilization parameters were obtained： steam temperature was 150 ℃ and the processing time was 10 s. [Conclusion] Superheated steam technology has a prospect of application in dried fruits sterilization.

Key wordsRed jujube； Superheated steam sterilization； Total plate count； Reducing sugar

紅棗，又稱大棗，原產于我國，有悠久的栽培歷史，具有很高的營養價值和保健作用，享有“補品王”“活性維生素丸”等美譽[1]。紅棗具有滋陰補陽、補血安神等多種功效，深受廣大消費者喜愛。我國是世界上最大的紅棗生產國，同時也是最大的紅棗及其加工品種出口國。據統計，全國棗樹栽培面積達到100萬hm2，產量超過400萬t[2]。鮮棗易腐敗霉爛，因此紅棗的保藏問題一直困擾著我國的廣大棗農。陳錦屏教授發明的烘房技術對于我國紅棗保藏做出了巨大貢獻[3]。但隨著現代生活節奏加快，簡單粗糙的加工已經不能滿足人們的需求，免洗紅棗等精細加工產品逐漸成為潮流。筆者采用過熱蒸汽對干棗進行處理，以菌落總數、VC和還原糖作為評價指標，研究不同殺菌溫度與殺菌時間對紅棗主要營養成分的影響，獲得過熱蒸汽處理的最佳工藝參數，以減少紅棗在殺菌過程中營養物質的損失，提高免洗紅棗的品質。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1主要儀器設備。高壓滅菌鍋（LDZX-50KBS），上海申安醫療器械廠；隔水式恒溫培養箱（GSP-9080MBE），上海博迅實驗有限公司醫療設備廠；恒溫水浴鍋（HHW-21CU-600），上海福瑪實驗設備有限公司；電子分析天平（JA2003N），上海精密科學儀器有限公司；打漿機、 紫外分光光度計、水式循環泵（SHB-Ⅲ），鄭州長城科工貿有限公司；以及實驗室自行搭建的過熱蒸汽高溫滅菌設備，裝置示意圖見圖1。

圖1過熱蒸汽滅菌裝置

Fig.1Cycle of superheated steam sterilization device

1.1.2主要試劑。無水葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸、NaOH、酒石酸鉀鈉、結晶酚、亞硫酸鈉、草酸、碳酸氫鈉、2，6-二氯靛酚、標準抗壞血酸、NaCl等均為分析純，以及平板計數培養基。

1.1.3原料。

紅棗樣品購自西安市當地自由農貿市場出售的散裝干紅棗（產地新疆）。

1.2方法

1.2.1微生物數量測定[4-5]。測定項目為菌落總數，取處理后的紅棗用蘸有無菌生理鹽水的無菌棉簽反復擦拭，將棉簽剪入10 mL無菌生理鹽水，混合均勻，取1 mL菌液混合倒平板，置于恒溫箱37 ℃培養48 h，統計菌落數。對照樣品為市場上散賣的未經滅菌處理的紅棗干果。

1.2.2營養成分含量測定。紅棗中VC含量用2，6-二氯靛酚滴定法測定[6]；還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定[7-8]。

1.3滅菌試驗方法

該試驗通過2因素（溫度、時間）4水平正交試驗設計考察過熱蒸汽殺菌對紅棗干果品質的影響，溫度采取130、140、150、160 ℃ 4個處理，殺菌時間采取10、20、30、40 s 4個處理，并通過真空包裝保藏處理后樣品，于10、20、30 d測定紅棗菌落總數及營養指標。

2結果與分析

2.1不同殺菌條件對紅棗殺菌效果的影響

2.1.1過熱蒸汽殺菌溫度對紅棗表面菌落數的影響。經過過熱蒸汽殺菌后的紅棗采用真空包裝并在常溫下保存，保存10 d后測紅棗表面菌落群數，其隨殺菌溫度的升高呈增加趨勢，見圖2a。主要原因有以下2個方面：一是水分子在高溫下易破壞氨基酸間的肽鍵，蛋白質在水蒸氣濃度高時容易變性，隨著過熱蒸汽溫度升高（蒸汽閥開度是固定的），水蒸氣降低，使細胞蛋白質含水量減少，不易凝固，菌落總數呈現上升趨勢；二是濃度較高的蒸汽其穿透性要比低濃度蒸汽的好，高濃度蒸汽冷凝時可以釋放較多的潛熱，能使殺菌物體的溫度迅速升高，從而

達到更好的殺菌效果[9]。與未殺菌處理的原料（菌落數460 CFU/g）相比，經過熱蒸汽殺菌的紅棗其表面菌落數非常少，低于GB 14884—2003蜜餞衛生標準菌落總數1 000 CFU/g，細菌菌落總數符合標準。而保存20和30 d后，紅棗表面菌落數則隨著殺菌溫度的升高呈下降趨勢，見圖2b和2c。原因可能是溫度較高的過熱蒸汽，其蒸汽濃度降低，在殺菌的同時達到了干燥的效果，不利于微生物的生長。

安徽農業科學2017年

2.1.2過熱蒸汽殺菌時間對紅棗表面菌落數的影響。經過熱蒸汽殺菌的紅棗真空包裝保存10 d后，測定紅棗表面菌落數，發現當殺菌溫度為130和140 ℃時，殺菌10、20、30和40 s，其殺菌效果相差不明顯，見圖3a；而殺菌溫度為150和160 ℃時，紅棗表面菌落數則隨著殺菌時間的延長反而明顯增多。但隨著保存時間延長到20和30 d時，紅棗表面菌落數則隨著殺菌時間的延長而減少。原因可能是殺菌時間延長，蛋白質干燥不宜凝固。

2.2過熱蒸汽殺菌對紅棗VC和還原糖含量的影響

2.2.1過熱蒸汽殺菌對紅棗VC含量的影響。經過熱蒸汽殺菌后紅棗真空包裝保存過程中VC含量變化與殺菌溫度的關系曲線見圖4。從圖4中可知，紅棗中VC含量隨著殺菌溫度的升高而減少，其中，采用160 ℃過熱蒸汽殺菌，紅棗VC含量最少；另外，紅棗VC含量隨著殺菌時間的延長而減少。原因是，VC是熱敏性成分，在相同的殺菌時間內，溫度越高，VC分解越嚴重，樣品中保留的VC就越少；而相同的殺菌溫度下，殺菌時間的延長也會增加VC的分解。與紅棗原料中VC含量193.60 mg/kg相比，經過熱蒸汽殺菌紅棗的VC含量下降了3.77%～66.27%，其中，經殺菌后紅棗真空保存10、20和30 d，其VC含量平均約116.40 mg/kg，下降了39.87%左右。與輻照殺菌相比，當輻照劑量為3×103Gy時，紅棗中VC含量降低20.50%，VC能得到更好地保留[10]；超高壓殺菌使得紅棗汁中VC保留率達到93.24%和95.87%，非熱殺菌在紅棗營養成分保留上更具優勢[11]。與自然風干2 d VC損失率達到91.00%相比[12]，紅棗干果過熱蒸汽殺菌技術VC損失率較低。

2.2.2過熱蒸汽殺菌對紅棗還原糖含量的影響。經過熱蒸汽殺菌，紅棗真空包裝保存過程中還原糖含量隨著殺菌溫度的升高而呈現增加趨勢，見圖5。其中，采用130 ℃過熱蒸汽殺菌，紅棗還原糖含量最低。原因是，在一定的高溫下，過熱蒸汽能在短時間內提供給紅棗較大的熱量，紅棗吸收大量的熱量溫度升高，高溫使得紅棗多糖在熱作用下降解為還原糖，還原糖含量增加，溫度越高這一過程進得越快，所以還原糖含量隨殺菌溫度升高而增加；另一方面，過熱蒸汽使紅棗中的酶在短時間達到最適溫度，使部分多糖向小分子糖類轉化[13]。在各種殺菌溫度下，不同殺菌時間對紅棗還原糖含量的影響差異不大，但仍有下降趨勢，這是因為，高溫條件下美拉德反應速率較快，還原糖仍出現一定程度的下降[14]。與原料中還原糖含量61.25 g/kg相比，經過熱蒸汽殺菌后，紅棗真空保存過程中還原糖含量平均16.70 g/kg，下降了72.73%。

2.3正交試驗極差分析

正交試驗因素水平設計見表1，結果見表2，以菌落總數、VC、還原糖含量為考察指標，通過正交試驗直觀分析，考察對紅棗品質影響最大的因素，從而確定過熱蒸汽殺菌的最佳工藝參數。當以菌落總數為考察指標時，試驗所考察的2個因素的極差為30.25、31.75，與空列相比，兩者均為重要因素，以處理時間對殺菌效果影響最大，此時選擇A1B1。以VC為考察指標，2個因素極差為0.53、3.21，與空列相比，殺菌時間為主要影響因素，溫度為次要因素，此時選擇B1An，其中n可以取任意值，視經濟情況而定。以還原糖為考察指標，2個因素極差為1.14、0.27，與空列相比，殺菌溫度為主要因素，而殺菌時間對此影響較小，為次要因素，此時選擇A3Bn，其中B因素條件視經濟性而定。綜合3種因素，因為任一過熱蒸汽殺菌條件紅棗干果菌落總數均滿足即食紅棗要求，所以綜合考察紅棗品質指標，最佳殺菌工藝為150 ℃、殺菌時間10 s。從正交試驗結果可知，此工藝條件下，菌落總數≤0×10 CFU/g，幾乎檢測不出來，VC和還原糖含量均為最大，與極差分析結果相符。

3結論

（1）紅棗中VC隨過熱蒸汽殺菌溫度升高、殺菌時間延長而減少，與傳統的熱加工技術相比，過熱蒸汽殺菌可減少VC損失，且儲藏過程中紅棗VC含量穩定。

（2）通過正交試驗極差分析確定了紅棗過熱蒸汽殺菌的最佳工藝參數為殺菌溫度150 ℃，殺菌時間10 s。在最優殺菌工藝條件下，經殺菌后紅棗干果菌落總數為0 CFU/g，VC含量為135.30 mg/kg，還原糖含量為25.60 mg/kg。

（3）該試驗為過熱蒸汽在食品加工中的應用提供了參考；而經過熱蒸汽殺菌，紅棗真空包裝保存過程中還原糖含量隨著殺菌溫度的升高而呈現增加趨勢，其內在機理還有待于進一步研究。

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