二氧化碳濃度影響荔枝果實(shí)品質(zhì)
來源： http://www.de147.cn/ 類別：實(shí)用技術(shù) 更新時(shí)間：2013-02-19 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網(wǎng)提供】 目前，果蔬汁殺菌技術(shù)以熱力殺菌為主，熱力殺菌具有很好的殺菌效果，但由于果蔬汁對熱敏感，熱力殺菌后導(dǎo)致果蔬汁的營養(yǎng)價(jià)值及感官品質(zhì)發(fā)生明顯劣變。高密度二氧化碳作為一種新型殺菌技術(shù)，對微生物和酶具有很好的殺滅和鈍化作用，同時(shí)由于其殺菌技術(shù)處理壓力低，容易達(dá)到并控制壓力；與傳統(tǒng)的熱力殺菌技術(shù)相比，對食品的熱敏物質(zhì)破壞作用小，特別是能很好的保持食品原有風(fēng)味，色澤和營養(yǎng)成分。因此，DPCD殺菌技術(shù)日漸成為食品殺菌技術(shù)研究的焦點(diǎn)之一。
國內(nèi)外采用DPCD研究的多數(shù)為蘋果汁、橙汁、橘汁、胡蘿卜汁等溫帶果蔬汁，而對亞熱帶的荔枝汁中微生物殺菌研究很少。本實(shí)驗(yàn)室近年來采用DPCD對荔枝汁殺菌技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示采用DPCD殺菌荔枝汁，在5MPa、36℃條件下，可殺滅大腸桿菌8個(gè)對數(shù)以上，金黃色葡萄球菌及沙門氏菌致病菌和酵母菌亦可被殺滅。因此，DPCD顯示了很好的殺菌效果。本實(shí)驗(yàn)在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析新鮮荔枝汁經(jīng)DPCD處理后主要品質(zhì)的變化，探討DPCD用于荔枝汁加工的可能性，為DPCD新技術(shù)在荔枝汁加工中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。將荔枝鮮果進(jìn)行揀選、清洗、去皮后，在組織搗碎機(jī)中破碎30s，將得到的荔枝果漿，用4層紗布過濾，取濾液，即為荔枝果汁樣品。荔枝果汁樣品用高壓蒸汽滅菌后的玻璃瓶分裝，并放置在4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｍ瑫r(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)不受樣品差異的影響，本實(shí)驗(yàn)中所使用的荔枝汁均為同一批次產(chǎn)品。萃取(殺菌)釜容量1L，直徑80mm，高度50cm。二氧化碳流量9kg/h，升壓速率為1MPa/min(二氧化碳壓力8MPa以下)，升壓速率10MPa/min(二氧化碳壓力8MPa以上)。
將200mL荔枝原汁置于殺菌釜內(nèi)，密閉，采用高壓泵從底部輸送二氧化碳，利用二氧化碳檢測儀控制二氧化碳的濃度，到達(dá)8MPa、36℃條件時(shí)，DPCD處理10min。之后，萃取釜卸壓，卸壓時(shí)間為1～2min，溫度可控制，在設(shè)定溫度上下波動(dòng)1～2℃。果汁樣品在4℃條件下12000r/min離心15min，上清液用于PPO活性測定。PPO活性測定采用鄰苯二酚法，具體為：2.9mL10mmol/L鄰苯二酚(0.1mol/L磷酸鹽緩沖液配制，pH7.0)和0.1mL酶液混合，反應(yīng)體系溫度為30℃，置于分光光度計(jì)中，測定398nm波長處吸光度的變化，以每分鐘A398nm變化0.001所需的酶量為一個(gè)酶活性單位。果汁處理同1.3.4節(jié)。POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，具體為：將0.1mL4.0%愈創(chuàng)木酚、0.1mL0.46%過氧化氫、2.7mL0.1mol/L磷酸緩沖液(pH7.0)和0.1mL酶液混合，反應(yīng)體系溫度為30℃，置于分光光度計(jì)中，測定470nm波長處吸光度的變化，以每分鐘A470nm變化0.01所需的酶量為一個(gè)酶活性單位。可溶性固形物含量：采用手持便攜式折光儀在室溫測定；pH值的測定：采用酸度計(jì)直接測定pH值；總酸度的測定：按照GB/T12293—90《水果、蔬菜制品可滴定酸度的測定》，采用滴定法測定，總酸度以檸檬酸計(jì)。電導(dǎo)率的測定：用電導(dǎo)率儀直接測定；褐變度的測定：將果汁經(jīng)4500r/min離心5min，取上清液在420nm波長處測其吸光度；還原糖含量的測定：采用菲林試劑比色法，以葡萄糖計(jì)，詳細(xì)方法參照國標(biāo)GB/T6194—86《水果、蔬菜可溶性糖的測定》；總多酚含量的測定：采用福林酚試劑法，含量以沒食子酸(mg/L)計(jì)。分別取稀釋一定倍數(shù)的荔枝汁樣品1mL，加入1mL福林酚試劑，2mL10g/100mLNa2CO3溶液后混勻，25℃反應(yīng)1h，在765nm波長處測定吸光度，計(jì)算荔枝汁總酚含量；VC含量的測定：采用鄰苯二胺衍生法，使用熒光光度計(jì)測定相對熒光強(qiáng)度。氨基酸含量使用氨基酸自動(dòng)分析儀測定。具體為：1)取1mL荔枝果汁樣品，加入4mL10g/100mL的5-磺基水楊酸，振蕩混勻，4℃靜置30min；2)接著用高速離心機(jī)在4℃、12000r/min離心15min，上清液經(jīng)0.22μm的水溶性濾膜過濾后上機(jī)測試。根據(jù)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度與峰面積的關(guān)系，外標(biāo)法定量果汁樣品中的氨基酸組分，單位以ng/μL表示。色譜條件：855-350型色譜柱(4.6mm×60mm)；柱溫134℃；雙通道紫外檢測波長440nm和570nm；進(jìn)樣量20μL；保留時(shí)間148min。
荔枝屬于熱敏性較強(qiáng)的水果之一，通常的熱處理加工方式極易使果汁的感官品質(zhì)發(fā)生變化，例如荔枝果汁顏色發(fā)紅，產(chǎn)生蒸煮味等，所以利用非熱的加工技術(shù)是荔枝深加工將來的一個(gè)發(fā)展趨勢。DPCD技術(shù)是通過二氧化碳的分子效應(yīng)來達(dá)到殺菌和鈍酶的目的，是一種綠色潔凈技術(shù)，不會對食品造成安全性影響，近年來已被大量的用于液態(tài)食品的殺菌鈍酶中。Fabroni等對血橙汁進(jìn)行了23MPa、36℃、流速3.91L/hCO2條件的處理，并檢測了處理后血橙汁的物理化學(xué)性質(zhì)、抗氧化性，以此來評價(jià)處理效果，評估了處理后血橙汁在(4±1)℃凍藏30d后的品質(zhì)，結(jié)果顯示DPCD處理可保持血橙汁的物理化學(xué)特性、抗氧化性和感官特性。ZhouLiyan等以胡蘿卜汁為材料研究DPCD對果汁質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)DPCD處理可顯著增加胡蘿卜汁的L*值，隨著處理時(shí)間的延長，a*值增加，但對b*值沒有影響；褐變度、pH值和果汁的紫外-可見吸光度下降，濁度和可滴定酸(TA)含量顯著增加，但是總的可溶性固形物含量和果汁的胡蘿卜素含量比較穩(wěn)定；果汁的顆粒大小經(jīng)DPCD處理后與未處理樣相差不大。Damar等研究發(fā)現(xiàn)DPCD處理后的很多液體食品保持了其新鮮的感官、營養(yǎng)和理化特性，避免了傳統(tǒng)殺菌的熱效應(yīng)。Damar等總結(jié)出DPCD處理后的椰汁總體可接受度與新鮮椰子汁相比沒有顯著差異，而熱殺菌樣品則顯著下降，DPCD處理后椰子汁可滴定酸含量明顯比新鮮和熱處理樣品高。但是所有樣品的pH值和可溶性固形物含量分別保持在4.2和6.0°Brix，且在凍藏后都出現(xiàn)了粉紅色。DPCD處理可提高橘汁的理化性質(zhì)和營養(yǎng)質(zhì)量特性，例如延緩混濁形成及提高穩(wěn)定性，保持色澤和VC含量不變等。以上研究結(jié)果表明，DPCD處理對果蔬汁中的微生物和酶均有很好的殺滅效果，同時(shí)，還能很好的保持食品原有的營養(yǎng)與風(fēng)味，文中二氧化碳濃度的控制要采用二氧化碳監(jiān)測儀進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測。
而本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果也表明，荔枝汁經(jīng)DPCD處理后，可溶性固形物含量、電導(dǎo)率和褐變度基本沒有發(fā)生變化，總酸度明顯增加，pH值明顯降低。同時(shí)，荔枝汁PPO酶活力也明顯降低。還原糖、總多酚含量略有上升趨勢，VC的含量未發(fā)生明顯的變化。荔枝汁中各種氨基酸含量經(jīng)DPCD處理后均顯著增加，原因可能是經(jīng)DPCD處理，荔枝汁中天然微生物細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)的氨基酸滲漏到基質(zhì)中，或者細(xì)胞內(nèi)蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，由于DPCD處理溫度較低，氨基酸不易與糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，相對于傳統(tǒng)熱處理，氨基酸的含量顯著增加，提高了DPCD荔枝汁中的營養(yǎng)價(jià)值，但是，較高的游離氨基酸水平可能會在貯藏過程中起負(fù)面作用，游離氨基酸易與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，引起褐變。另外，DPCD處理引起氨基酸總量增加的確切原因還有待于進(jìn)一步研究。
綜合考慮，DPCD處理能夠較好保留荔枝汁的品質(zhì)和安全。尤其是對于荔枝熱敏性水果而言，經(jīng)過DPCD處理后荔枝汁未發(fā)生褐變，解決了傳統(tǒng)熱殺菌對荔枝汁產(chǎn)生的褐變效應(yīng)。
國內(nèi)外采用DPCD研究的多數(shù)為蘋果汁、橙汁、橘汁、胡蘿卜汁等溫帶果蔬汁，而對亞熱帶的荔枝汁中微生物殺菌研究很少。本實(shí)驗(yàn)室近年來采用DPCD對荔枝汁殺菌技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示采用DPCD殺菌荔枝汁，在5MPa、36℃條件下，可殺滅大腸桿菌8個(gè)對數(shù)以上，金黃色葡萄球菌及沙門氏菌致病菌和酵母菌亦可被殺滅。因此，DPCD顯示了很好的殺菌效果。本實(shí)驗(yàn)在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析新鮮荔枝汁經(jīng)DPCD處理后主要品質(zhì)的變化，探討DPCD用于荔枝汁加工的可能性，為DPCD新技術(shù)在荔枝汁加工中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。將荔枝鮮果進(jìn)行揀選、清洗、去皮后，在組織搗碎機(jī)中破碎30s，將得到的荔枝果漿，用4層紗布過濾，取濾液，即為荔枝果汁樣品。荔枝果汁樣品用高壓蒸汽滅菌后的玻璃瓶分裝，并放置在4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｍ瑫r(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)不受樣品差異的影響，本實(shí)驗(yàn)中所使用的荔枝汁均為同一批次產(chǎn)品。萃取(殺菌)釜容量1L，直徑80mm，高度50cm。二氧化碳流量9kg/h，升壓速率為1MPa/min(二氧化碳壓力8MPa以下)，升壓速率10MPa/min(二氧化碳壓力8MPa以上)。
將200mL荔枝原汁置于殺菌釜內(nèi)，密閉，采用高壓泵從底部輸送二氧化碳，利用二氧化碳檢測儀控制二氧化碳的濃度，到達(dá)8MPa、36℃條件時(shí)，DPCD處理10min。之后，萃取釜卸壓，卸壓時(shí)間為1～2min，溫度可控制，在設(shè)定溫度上下波動(dòng)1～2℃。果汁樣品在4℃條件下12000r/min離心15min，上清液用于PPO活性測定。PPO活性測定采用鄰苯二酚法，具體為：2.9mL10mmol/L鄰苯二酚(0.1mol/L磷酸鹽緩沖液配制，pH7.0)和0.1mL酶液混合，反應(yīng)體系溫度為30℃，置于分光光度計(jì)中，測定398nm波長處吸光度的變化，以每分鐘A398nm變化0.001所需的酶量為一個(gè)酶活性單位。果汁處理同1.3.4節(jié)。POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，具體為：將0.1mL4.0%愈創(chuàng)木酚、0.1mL0.46%過氧化氫、2.7mL0.1mol/L磷酸緩沖液(pH7.0)和0.1mL酶液混合，反應(yīng)體系溫度為30℃，置于分光光度計(jì)中，測定470nm波長處吸光度的變化，以每分鐘A470nm變化0.01所需的酶量為一個(gè)酶活性單位。可溶性固形物含量：采用手持便攜式折光儀在室溫測定；pH值的測定：采用酸度計(jì)直接測定pH值；總酸度的測定：按照GB/T12293—90《水果、蔬菜制品可滴定酸度的測定》，采用滴定法測定，總酸度以檸檬酸計(jì)。電導(dǎo)率的測定：用電導(dǎo)率儀直接測定；褐變度的測定：將果汁經(jīng)4500r/min離心5min，取上清液在420nm波長處測其吸光度；還原糖含量的測定：采用菲林試劑比色法，以葡萄糖計(jì)，詳細(xì)方法參照國標(biāo)GB/T6194—86《水果、蔬菜可溶性糖的測定》；總多酚含量的測定：采用福林酚試劑法，含量以沒食子酸(mg/L)計(jì)。分別取稀釋一定倍數(shù)的荔枝汁樣品1mL，加入1mL福林酚試劑，2mL10g/100mLNa2CO3溶液后混勻，25℃反應(yīng)1h，在765nm波長處測定吸光度，計(jì)算荔枝汁總酚含量；VC含量的測定：采用鄰苯二胺衍生法，使用熒光光度計(jì)測定相對熒光強(qiáng)度。氨基酸含量使用氨基酸自動(dòng)分析儀測定。具體為：1)取1mL荔枝果汁樣品，加入4mL10g/100mL的5-磺基水楊酸，振蕩混勻，4℃靜置30min；2)接著用高速離心機(jī)在4℃、12000r/min離心15min，上清液經(jīng)0.22μm的水溶性濾膜過濾后上機(jī)測試。根據(jù)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度與峰面積的關(guān)系，外標(biāo)法定量果汁樣品中的氨基酸組分，單位以ng/μL表示。色譜條件：855-350型色譜柱(4.6mm×60mm)；柱溫134℃；雙通道紫外檢測波長440nm和570nm；進(jìn)樣量20μL；保留時(shí)間148min。
荔枝屬于熱敏性較強(qiáng)的水果之一，通常的熱處理加工方式極易使果汁的感官品質(zhì)發(fā)生變化，例如荔枝果汁顏色發(fā)紅，產(chǎn)生蒸煮味等，所以利用非熱的加工技術(shù)是荔枝深加工將來的一個(gè)發(fā)展趨勢。DPCD技術(shù)是通過二氧化碳的分子效應(yīng)來達(dá)到殺菌和鈍酶的目的，是一種綠色潔凈技術(shù)，不會對食品造成安全性影響，近年來已被大量的用于液態(tài)食品的殺菌鈍酶中。Fabroni等對血橙汁進(jìn)行了23MPa、36℃、流速3.91L/hCO2條件的處理，并檢測了處理后血橙汁的物理化學(xué)性質(zhì)、抗氧化性，以此來評價(jià)處理效果，評估了處理后血橙汁在(4±1)℃凍藏30d后的品質(zhì)，結(jié)果顯示DPCD處理可保持血橙汁的物理化學(xué)特性、抗氧化性和感官特性。ZhouLiyan等以胡蘿卜汁為材料研究DPCD對果汁質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)DPCD處理可顯著增加胡蘿卜汁的L*值，隨著處理時(shí)間的延長，a*值增加，但對b*值沒有影響；褐變度、pH值和果汁的紫外-可見吸光度下降，濁度和可滴定酸(TA)含量顯著增加，但是總的可溶性固形物含量和果汁的胡蘿卜素含量比較穩(wěn)定；果汁的顆粒大小經(jīng)DPCD處理后與未處理樣相差不大。Damar等研究發(fā)現(xiàn)DPCD處理后的很多液體食品保持了其新鮮的感官、營養(yǎng)和理化特性，避免了傳統(tǒng)殺菌的熱效應(yīng)。Damar等總結(jié)出DPCD處理后的椰汁總體可接受度與新鮮椰子汁相比沒有顯著差異，而熱殺菌樣品則顯著下降，DPCD處理后椰子汁可滴定酸含量明顯比新鮮和熱處理樣品高。但是所有樣品的pH值和可溶性固形物含量分別保持在4.2和6.0°Brix，且在凍藏后都出現(xiàn)了粉紅色。DPCD處理可提高橘汁的理化性質(zhì)和營養(yǎng)質(zhì)量特性，例如延緩混濁形成及提高穩(wěn)定性，保持色澤和VC含量不變等。以上研究結(jié)果表明，DPCD處理對果蔬汁中的微生物和酶均有很好的殺滅效果，同時(shí)，還能很好的保持食品原有的營養(yǎng)與風(fēng)味，文中二氧化碳濃度的控制要采用二氧化碳監(jiān)測儀進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測。
而本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果也表明，荔枝汁經(jīng)DPCD處理后，可溶性固形物含量、電導(dǎo)率和褐變度基本沒有發(fā)生變化，總酸度明顯增加，pH值明顯降低。同時(shí)，荔枝汁PPO酶活力也明顯降低。還原糖、總多酚含量略有上升趨勢，VC的含量未發(fā)生明顯的變化。荔枝汁中各種氨基酸含量經(jīng)DPCD處理后均顯著增加，原因可能是經(jīng)DPCD處理，荔枝汁中天然微生物細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)的氨基酸滲漏到基質(zhì)中，或者細(xì)胞內(nèi)蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，由于DPCD處理溫度較低，氨基酸不易與糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，相對于傳統(tǒng)熱處理，氨基酸的含量顯著增加，提高了DPCD荔枝汁中的營養(yǎng)價(jià)值，但是，較高的游離氨基酸水平可能會在貯藏過程中起負(fù)面作用，游離氨基酸易與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，引起褐變。另外，DPCD處理引起氨基酸總量增加的確切原因還有待于進(jìn)一步研究。
綜合考慮，DPCD處理能夠較好保留荔枝汁的品質(zhì)和安全。尤其是對于荔枝熱敏性水果而言，經(jīng)過DPCD處理后荔枝汁未發(fā)生褐變，解決了傳統(tǒng)熱殺菌對荔枝汁產(chǎn)生的褐變效應(yīng)。
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