不同殺菌方式對龍眼原汁品質的影響

辛明 李昌寶 孫健 周主貴 唐雅園 李麗 何雪梅 零東寧 盛金鳳

摘 要 為了探討不同殺菌方式在達到商業殺菌要求的基礎上對龍眼原汁營養成分及理化性質的影響，以廣西南寧地區所產的“石硤”龍眼為原料，對比分析了巴氏殺菌（PS）、微波殺菌（MS）、超高溫瞬時殺菌（UHT）和高壓脈沖電場殺菌（PEF）4種殺菌方式對龍眼原汁的菌落總數、色差、pH值、可溶性固形物、總酚、糖組分及有機酸等指標的影響。結果表明：4種殺菌方式均能達到商業無菌要求，對龍眼原汁的pH值和葡萄糖含量無顯著性影響（p>0.05）；與對照組（CK）相比，PEF殺菌對龍眼原汁中L*值、b*值、可溶性固形物（TSS）、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量影響不顯著（p>0.05）；與PS、MS和UHT殺菌相比，PEF殺菌對龍眼原汁中的總酚、抗壞血酸、總酸的影響幅度較小。因此，PEF殺菌技術不僅具有較好的殺菌效果，而且能更好地保持龍眼汁原有的色澤和營養品質。

關鍵詞 高壓脈沖電場殺菌；超高溫瞬時殺菌；巴氏殺菌；微波殺菌；龍眼原汁品質

中圖分類號 TS255.44 文獻標識碼 A

Effect of Sterilization Methods on the Quality of Longan Juice

XIN Ming1，2， LI Changbao1，2， SUN Jian1，2*， ZHOU Zhugui1， TANG Yayuan1， LI Li1， HE Xuemei1，

LING Dongning1， Sheng Jinfeng1

1 Agro-food Science and Technology Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China

2 Guangxi Key Laboratory Cultivation Base for Fruits and Vegetables Storage/processing Technology， Nanning， Guangxi 530007， China

Abstract The effects of different sterilization methods on nutrient composition and physiological and biochemical characteristics of longan juice were studied under the condition of commercial asepsis. Shixia longan from Nanning was used as the raw materials， and the effects of pasteurization （PS）， microwave sterilization （MS）， ultra high temperature treatment （UHT）， and pulsed electric field （PEF） on bacteria number， color， pH value， soluble solid content， total phenol， sugar and acid compositions in longan juice were determined. Results indicated that all the four sterilization methods could meet the requirement of commercial asepsis， and had no significant effect on pH and glucose content of longan juice（p>0.05）. Compared with the control group （CK）， PEF sterilization had no significant effect on the L* value， b* value， soluble solid （TSS）， fructose， total sugar， tartaric acid and fumaric acid content in longan juice （p>0.05）. Compared with PS， MS and UHT， PEF had the least impact on total phenol， ascorbic acid and total acid. Therefore， PEF sterilization technology not only has a better germicidal effect， but also can better maintain the original color and nutritional quality of longan juice.

Key words pulsed electric field（PEF）； ultra high temperature treatment（UHT）； pasteurization（PS）； microwave sterilization（MS）； longan juice quality

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.06.023

龍眼（Dimocarpus longan Lour.）俗稱桂圓，屬于龍眼屬，無患子科，廣泛種植在亞洲南部，是我國南亞熱帶名貴特產[1-2]。龍眼果實營養豐富，含有多酚類、糖類、脂類、皂苷類、多肽類、氨基酸、維生素B、P、C及微量元素等，被推崇為“果中圣品”[3-5]。中醫認為，龍眼肉性甘溫，有壯陽益氣、補益心脾、養血安神、潤膚美容等多種功效[6-7]。龍眼已被加工為多種產品，如龍眼干、龍眼酒和龍眼果汁等[8-11]。其中龍眼果汁由于具有獨特的風味且營養豐富，深受消費者喜愛。但新鮮果汁中的營養成分極易被微生物分解而降低其營養價值及食用安全性，因此如何在達到商業滅菌要求的同時又盡可能保留果汁的風味成分、營養和活性成分成為果汁加工領域的研究熱點[12]。

果汁加工常見的殺菌方法主要有加熱殺菌和冷殺菌兩大類。近幾年開始運用一些冷殺菌技術，如超高壓[13-14]、高壓脈沖電場[15]等。韓淑琴等[16]探討了龍眼肉在超高壓處理中菌落總數和大腸菌群數隨壓強大小和保壓時間變化的關系，結果表明，在400 MPa壓力下，處理10 min可有效殺滅微生物，達到商業無菌。高蓓[17]研究了巴氏殺菌對龍眼汁芳香成分的影響，感官評定結果表明巴氏殺菌果汁的風味與新鮮果汁的風味有較大區別。Zhang等[18]探討了脈沖電場殺菌和傳統熱殺菌處理對龍眼果汁的物理化學性質、風味化合物和微生物的影響，結果發現與未經處理的果汁相比，脈沖電場殺菌處理的龍眼果汁沒有明顯的差異，而熱處理的果汁差異顯著。目前，雖然有超高壓、熱處理等殺菌方式應用于龍眼汁的報道，但主要是對單一殺菌方式的工藝優化或理化指標影響研究，尚無系統比較不同殺菌方式對龍眼原汁品質影響的報道。

本研究通過比較實際生產中可行的巴氏殺菌、微波殺菌、超高溫瞬時殺菌、高壓脈沖電場殺菌4種不同殺菌方式對龍眼原汁色澤、營養成分等的影響，為企業生產中殺菌技術的選擇提供依據，指導生產中應用先進的滅菌技術代替傳統的滅菌技術。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料與試劑 龍眼，品種為：石硤，2016年7～8月采于廣西南寧市龍眼種植基地，選取成熟度一致、大小均勻、無病蟲害和表皮無破損的龍眼果實。

主要試劑：磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、氯化鈉、碳酸鈉、Folin-Ciocalteu、濃鹽酸、甲醇、乙醇，為分析純；蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸、沒食子酸標準品、酒石酸標準品，Sigma（中國）公司；胰蛋白胨、酵母浸膏、瓊脂、蛋白胨，為生化試劑；水為去離子水或二次蒸餾水。

1.1.2 儀器與設備 Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀，美國Agilent公司；D-37520高速冷凍離心機，德國賽默飛世爾有限公司；PGL精密天平，深圳市怡華新電子有限公司；TU-1810紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；CR-10色差儀，柯尼卡美能達有限公司；PHS-3C pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；PTP-IV-30實驗室超純水機，廣州品業儀器設備有限公司；DNP-9022-6恒溫培養箱，金壇高科儀器廠；LDZX-75KBS型滅菌鍋，廣州越特科學儀器有限公司；AA-S2電熱恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫療儀器廠；英特IHV30高壓脈沖電場，成都英特羅克科技有限公司；CNWB-25S隧道式微波滅菌機，廣州萬程微波設備有限公司；ST-20超高溫殺菌機，上海順儀設備有限公司；Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀，美國Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 新鮮龍眼 → 剝皮去核 → 榨汁→ 過100目濾布 → 過膠體磨 → 滅菌 →微生物指標、品質指標測定（每組平行測定5次）。

1.2.2 滅菌方法 將制備好的龍眼原汁25 L平均分為5份，巴氏殺菌（PS）：80 ℃保持15 min，然后迅速冷卻至室溫。微波殺菌（MS）：采用250 mL飲料瓶分裝龍眼原汁，用水樣進行試機，傳送帶速度5 m/min，待樣品出口溫度穩定在80 ℃時，再進龍眼原汁滅菌。超高溫瞬時殺菌（UHT）：126 ℃保持5 s。高壓脈沖電場殺菌（PEF）：40 kV/cm，時間700 μs。不處理龍眼原汁為空白對照（CK）。

1.2.3 菌落總數的測定 按照GB 4789.2-2016 《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》的方法進行檢測。每個處理設5個重復，結果取平均值。

1.2.4 品質指標測定 色差測定：用CR-10型色差儀測定。pH值測定：用pH計測定。可溶性固形物含量的測定：使用手持糖度儀直接測定。總酚含量測定：采用福林酚法[19-20]，結果以沒食子酸計。糖組分測定：參考彭穎等的[21]方法進行檢測。有機酸測定：參考張義[22]的方法進行檢測。每個處理設5個重復，結果取平均值。

1.3 數據處理

數據以平均值±標準差表示。采用SAS 8.0 軟件進行方差分析（ANOVA），并進行Duncans多重比較，p<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同殺菌方式對龍眼原汁滅菌效果的影響

不同殺菌方式對龍眼原汁的滅菌效果如表1所示。由表1可知，經不同殺菌處理的龍眼原汁，菌落總數均能滿足GB 7101-2015《食品安全國家標準 飲料》中有關果汁飲料的微生物安全標準要求（菌落總數≤100 CFU/mL）。說明PS、MS、UHT和PET殺菌均有較好的滅菌效果，且4種殺菌方式的菌落總數差異不顯著（p>0.05）。PS處理后未檢出有微生物；MS、UHT和PET處理后，滅菌率均接近100%。

2.2 不同殺菌方式對龍眼原汁色差的影響

色澤變化是衡量果汁在殺菌過程中感官品質變化的重要指標。龍眼原汁含有許多的多酚類化合物，當其去皮去核榨汁時會迅速經多酚氧化酶作用而發生酶促褐變，因此，加工過程中鈍化多酚氧化酶的活性是解決褐變問題的關鍵，色度則反映了果汁酶促褐變的情況[23]。不同殺菌方式對龍眼原汁色度影響如表2所示。由表2可見，亮度L*值的CK組與PS、MS、UHT處理組有顯著性差異（p<0.05），與PEF處理組無顯著性差異（p>0.05），說明PS、MS、UHT殺菌處理均對龍眼果汁亮度產生了一定程度的影響，而PEF殺菌處理對果汁亮度的影響不大。a*為紅綠色度指標，由表2可見，不同殺菌處理方式對龍眼原汁a*值均有影響。與CK組相比，PS、MS、UHT處理組a*值顯著降低（p<0.05），說明龍眼原汁偏綠程度增加；PEF處理組a*值顯著增高（p<0.05），說明龍眼原汁偏紅程度增加。這與肉眼觀察到的結果一致。b*為黃藍色度指標，由表2可見，CK組b*值顯著低于PS、MS、UHT處理組（p<0.05），與PEF處理組無顯著性差異（p>0.05）。說明經PS、MS、UHT殺菌處理后龍眼原汁的黃色都有不同程度的增加，這可能是因為殺菌過程中產生的熱效應伴隨著美拉德反應、焦糖化反應和抗壞血酸的降解，使龍眼原汁黃色加深[24-25]。

2.3 不同殺菌方式對龍眼原汁pH值、可溶性固形（TSS）、總酚含量的影響

經過不同殺菌處理后龍眼原汁的pH值、可溶性固形（TSS）、總酚含量如表3所示。由表3可知，與CK組相比，不同殺菌處理后龍眼原汁pH值沒有發生顯著變化（p>0.05）；可溶性固形物含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），但經過PS和MS處理后均顯著下降（p<0.05）；與CK相比，不同殺菌處理的龍眼汁中總酚含量均顯著降低（p<0.05），其中PEF處理組損失最小，UHT處理組次之，MS、PS處理組損失較大，損失率分別為12.50%、17.86%、23.21%、25.89%。

2.4 不同殺菌方式對龍眼原汁糖組分含量的影響

經過不同殺菌處理的龍眼原汁中糖組分含量如表4所示。由表4可知，不同殺菌方式處理的龍眼原汁中葡萄糖含量差異不顯著（p>0.05）。與CK組相比，果糖、總糖含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），但在PS和MS處理后顯著下降（p<0.05），果糖分別降低14.09%、13.48%，總糖分別降低13.32%、11.87%。與CK組相比，蔗糖含量在PS和MS處理后顯著下降（p<0.05），分別降低17.81%、17.32%，在UHT處理后無顯著性差異（p>0.05），在PEF處理后顯著升高（p<0.05）。

2.5 不同殺菌方式對龍眼原汁有機酸含量的影響

經過不同殺菌處理的龍眼原汁中有機酸含量如表5所示。由表5可知，不同殺菌方式對龍眼原汁中有機酸含量存在顯著性的差異（p<0.05）。與CK組相比，草酸含量在MS、UHT處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS處理后顯著升高（p<0.05），在PEF處理后顯著降低（p<0.05）；酒石酸含量在UHT、PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS、MS處理后顯著降低（p<0.05）；富馬酸含量在PEF處理后沒有顯著變化（p>0.05），在PS、MS、UHT處理后均顯著降低（p<0.05）；抗壞血酸是體現果汁營養的重要指標，其含量高低受到人們的重視，與CK組相比，抗壞血酸含量經不同殺菌處理后均顯著降低（p<0.05），PEF處理組抗壞血酸損失率最低，UHT處理組次之，PS、MS處理組損失率最高，其損失率分別為10.57%、20.38%、54.73%、55.03%；檸檬酸含量經不同殺菌處理后均顯著降低（p<0.05），降低幅度由小到大依次為MS

3 討論

殺菌是保持果汁品質穩定性和貨架期的必須工藝。胡盼盼等[26]、溫靖等[27]、吳瓊等[28]、王冉[29]分別研究了不同的殺菌方式（巴氏殺菌、微波殺菌、超高溫瞬時殺菌、高壓脈沖殺菌）對果汁的殺菌效果，結果表明這4種殺菌方式均具有很好的殺菌效果，這與本研究的結果一致，均能達到GB 7101-2015《食品安全國家標準 飲料》中有關果汁飲料的微生物安全標準要求（菌落總數≤100 CFU/mL）。

外觀色澤決定商品性，色澤變化是衡量果汁在殺菌過程中感官品質變化的重要指標，殺菌過程中容易發生褐變，從而制約果汁的發展。謝國芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3種殺菌方式對藍莓原汁理化性質的影響時發現，與CK相比，在PS、MS和UHT處理后，L*值、a*值、b*值均有顯著性變化，這3種殺菌方式一定程度上都破壞了藍莓原汁天然色澤，產生不宜的蒸煮味；冀曉龍[31]研究了熱殺菌和PEF殺菌對藍莓汁總色差的影響，結果表明PEF殺菌更好的保持了藍莓汁的紫紅色，而熱殺菌后的藍莓汁色澤發暗；Min等[32]研究PEF殺菌與傳統熱殺菌處理對番茄汁顏色的影響，結果表明與熱殺菌相比，PEF處理顯著降低了果汁的非酶促褐變率并更好地保持了番茄紅色，這與本研究結果一致。本研究中，龍眼原汁經過PEF殺菌處理后L*值、b*值與CK組不存在顯著性差異，說明PEF處理對龍眼原汁色差影響最小。

大部分果汁都含有大量熱敏性物質，殺菌處理可能會破壞果汁中敏感的營養成分，導致風味劣變、產生熱臭或其它一些難以控制的不良變化，從而造成產品的質量下降。吳瓊等[28]在研究不同殺菌方式處理對桑葚原汁品質影響時發現，與未殺菌桑葚原汁相比，可溶性固形物、總酚含量、總糖含量經PS和UHT處理后都出現了較顯著下降趨勢；謝國芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3種滅菌方式對藍莓原汁理化性質的影響時發現，經過不同殺菌處理后，與未殺菌藍莓汁相比，pH值沒有發生顯著變化；陶曉赟[33]在研究熱處理、PEF殺菌等處理對藍莓汁品質影響時發現，熱處理后藍莓汁抗壞血酸含量顯著降低，而PEF殺菌能較好的保持抗壞血酸含量；這與本研究結果基本一致。在本研究中，不同殺菌方式對龍眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影響較小（p>0.05）；經PEF殺菌的龍眼原汁其TSS、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量與CK組相比沒有發生顯著變化（p>0.05），總酚、抗壞血酸、總酸變化幅度比PS、MS和UHT殺菌小。

綜上所述，在龍眼原汁實際生產中，PS、MS、UHT、PEF殺菌方式均能達到商業無菌要求。不同殺菌方式對龍眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影響較小（p>0.05）。經過PEF殺菌處理后，龍眼原汁L*值、b*值、TSS、果糖、總糖、酒石酸、富馬酸含量與CK組不存在顯著性差異（p>0.05），總酚、抗壞血酸、總酸含量的變化幅度比PS、MS和UHT殺菌小，說明PEF殺菌處理不但較好地保持了龍眼原汁的色澤，而且能夠更好地保持龍眼原汁的營養成分，是較適合龍眼原汁的一種殺菌方式。高壓脈沖電場殺菌與傳統的殺菌技術相比不僅節能、省時、無污染，而且還能最大程度的保持食品的天然特性，是一種有較好應用前景的非熱加工技術[34]，值得在龍眼原汁加工領域推廣應用。

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