微波殺菌技術在雙華李和佛手加工中的應用

黃凱信，王楚茵，許劍華，陳樹喜，周愛梅

（1.廣東展翠食品股份有限公司，廣東 潮州 515634；2.華南農業大學，廣東 廣州 510642）

殺菌是果蔬精深加工過程中的常見工序，也是果蔬制品長期貯藏和品質保證的關鍵。傳統的果蔬加工殺菌過程多采用熱殺菌技術，能夠殺死各種微生物，而且殺菌程度可準確控制，是一種有效的殺菌方式。但高溫熱殺菌對食品色澤、風味和營養物質等方面有較大影響[1]。近年來，國內外出現了一些新型殺菌技術，像超高溫瞬時殺菌技術、超高壓殺菌技術、微波技術、脈沖強光、激光殺菌技術等[2]。其中微波技術在食品工業上的研究應用起始于上個世紀，如今已廣泛應用于食品行業及其他行業。與傳統的熱力殺菌相比，微波殺菌具有加熱時間短、升溫速度快、殺菌均勻、穿透力強、節約能源、加熱效率高、適用范圍廣等特點。與化學方法殺菌相比，微波殺菌無化學物質殘留而使安全性提高。微波殺菌便于控制，食品的營養成分及色、香、味在殺菌后仍接近食物的天然品質[3-5]。

雙華李又稱三華李，因起源于廣東翁源縣三華鎮而得名，果實含有大量的維生素、礦物質、有機酸等，營養成分種類豐富，既是鮮食的上好果品，又是加工水果制品的上好原料。佛手是我國傳統名貴中藥材，同時也是藥食同源植物，含有香葉木苷、檸檬油素、黃酮苷、橙皮苷和活性多糖等多種功能成分，具有和胃健脾、理氣化痰等功效。試驗將微波殺菌技術應用到雙華李和佛手這2種富含天然植物功效成分農產品的加工中，探究適合其技術要求的殺菌工藝，可為這2種重要農產品的進一步深度開發利用提供一定的技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙華李果實、佛手，當地農戶購置；食鹽、白砂糖，均為市售。

草酸銨、結晶紫、碘液、氯化鈉，廣州化學試劑廠提供；無水乙醇，南京化學試劑有限公司提供；蛋白胨、瓊脂粉，北京奧博星生物技術有限責任公司提供；牛肉膏，廣東環凱微生物科技有限公司提供。

1.2 儀器與設備

PL602-S型電子天平、SYQ-DSX-280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器、1010-2型電熱鼓風干燥箱、WP700TL23-6型格蘭仕微波爐、PHS-2F型電子顯微鏡、DH3600型電熱恒溫培養箱等。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

將雙華李和佛手鮮果原料進行鹽腌和糖漬后，再對果胚進行殺菌處理，處理后的果胚可直接制成果干食品或其他營養產品。主要工藝流程如下：鮮果→清洗→鹽腌→漂洗→切塊或不切塊→糖漬→瀝干水分→殺菌→無菌果胚。

1.3.2 雙華李微波殺菌單因素試驗

以殺菌處理后果胚樣品的菌落總數作為評價指標，分別考查微波功率、微波處理時間、樣品密度對雙華李果胚微波殺菌的影響。

1.3.3 雙華李微波殺菌正交試驗

以雙華李微波殺菌單因素試驗結果為基礎，采用L9（34） 正交試驗，以微波功率 （A）、微波時間（B）、樣品密度（C）為試驗因素，進行正交試驗設計，對雙華李微波殺菌條件進行優化。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.3.4 佛手微波殺菌正交試驗

以雙華李微波殺菌單因素及正交試驗結果為基礎，采用與表1相同的試驗因素和水平進行微波殺菌正交試驗，對佛手果胚殺菌條件進行優化。

2 結果與分析

2.1 雙華李微波殺菌單因素試驗結果

2.1.1 微波功率對雙華李微波殺菌的影響

在樣品密度為33.43%的情況下，分別用微波功率119，280，462，595，700 W對雙華李進行微波殺菌30 s。

微波功率對雙華李殺菌效果的影響見圖1。

圖1 微波功率對雙華李殺菌效果的影響

結果表明，隨著微波功率的增加，雙華李果胚的菌落總數顯著下降（p＜0.05）。在微波功率為119～462 W時，果胚菌落總數下降幅度較大，由247 CFU/g下降到72 CFU/g；在微波功率為462 W時菌落總數下降至72 CFU/g，繼續增加微波功率，果胚菌落總數下降幅度較慢，僅從72 CFU/g下降到32 CFU/g，且微波功率過高，使得果胚溫度較高，不利于產品品質的保持，綜合選擇微波功率為462 W為宜。

2.1.2 微波時間對雙華李殺菌效果的影響

在樣品密度為33.43%的情況下，在微波功率為462 W情況下分別用20，30，40，50，60 s的時間對雙華李進行微波殺菌。

微波時間對雙華李殺菌效果的影響見圖2。

圖2 微波時間對雙華李殺菌效果的影響

結果表明，隨著微波時間的增加，雙華李果胚的菌落總數顯著下降（p＜0.05）。在微波時間為20～40 s內，果胚菌落總數下降幅度較大，由148 CFU/g下降至52 CFU/g；在微波時間為40 s時菌落總數下降至52 CFU/g，繼續延長微波時間，果胚菌落總數下降幅度較慢，僅從52 CFU/g下降到29 CFU/g且微波時間過高，使得果胚溫度較高，不利于產品品質的保持，綜合選擇微波時間為40 s為宜。

2.1.3 樣品密度對雙華李微波殺菌的影響

在微波功率為462 W，微波時間40 s的情況下，分別對樣品密度為11.14%，22.28%，33.43%，44.57%，55.71%的雙華李進行微波殺菌。

不同樣品密度對雙華李殺菌效果的影響見圖3。

圖3 不同樣品密度對雙華李殺菌效果的影響

結果表明，隨著樣品密度的增加，雙華李果胚的菌落總數顯著上升（p＜0.05）。在樣品密度為11.14%～22.28%內，果胚菌落總數上升幅度較小，僅從24 CFU/g增加到34 CFU/g，在樣品密度為22.28%時菌落總數上升至34 CFU/g，繼續加大樣品密度，果胚菌落總數上升幅度較大，從34 CFU/g增大到156 CFU/g。因而，綜合考慮殺菌效果和效益問題，選擇樣品密度為22.28%為最佳包裝樣品密度。

2.2 雙華李微波殺菌正交試驗

雙華李微波殺菌正交試驗結果見表2，雙華李微波殺菌試驗方差分析結果見表3。

表2 雙華李微波殺菌正交試驗結果

表3 雙華李微波殺菌試驗方差分析結果

通過正交試驗和方差分析結果可知，影響指標的因素主次順序為微波功率（A） ＞樣品密度（C）＞微波時間（B）。說明微波功率的影響最大，其次是樣品密度，微波時間影響最小。同時，從表中可知最優組合為A3B3C1，即微波功率適合的參數為595 W，微波時間為50 s，樣品密度為22.28%。由于此條件不在9組正交表中，因此進行驗證試驗，驗證結果表明用此條件殺菌后，雙華李果胚中菌落總數為24 CFU/g，證明此方案可行。

2.3 佛手微波殺菌的正交試驗

以雙華李微波殺菌單因素和正交試驗為基礎，對佛手果胚進行微波殺菌正交試驗和方差分析。

佛手微波殺菌正交試驗結果見表4，佛手微波殺菌試驗方差分析結果見表5。

通過方差分析和正交試驗結果可知，影響佛手微波殺菌效果的因素主次順序為微波功率（A） ＞樣品密度（C） ＞微波時間（B）。說明微波功率大小對試驗結果影響最大，其次是樣品密度，微波時間對試驗結果影響最小。同時，也可從表中可知最優組合是A3B3C1，即微波功率適合的參數為595 W，微波時間為50 s，樣品密度為22.28%。由于此條件不在9組正交表中，通過驗證試驗，驗證結果表明用此條件殺菌后，佛手果胚中菌落總數為16 CFU/g，證明此方案可行。

表4 佛手微波殺菌正交試驗結果

表5 佛手微波殺菌試驗方差分析結果

3 結論

通過試驗得到雙華李和佛手的最佳微波殺菌工藝參數均為微波功率595 W，微波殺菌時間50 s，樣品堆放密度22.28%。在此殺菌條件處理后，雙華李果胚中菌落總數為24 CFU/g，而佛手果胚中菌落總數為16 CFU/g。二者微波殺菌最佳工藝相同的原因可能是所用的雙華李和佛手原料經過相同工藝的前處理后，肉質緊縮，果胚內部水分、結構等狀態類似。試驗結果表明，在合適的技術參數下，微波殺菌技術對2種樣品都具有良好殺菌效果。