不同杀菌方式对龙眼原汁品质的影响

辛明 李昌宝 孙健 周主贵 唐雅园 李丽 何雪梅 零东宁 盛金凤

摘 要 为了探讨不同杀菌方式在达到商业杀菌要求的基础上对龙眼原汁营养成分及理化性质的影响，以广西南宁地区所产的“石硖”龙眼为原料，对比分析了巴氏杀菌（PS）、微波杀菌（MS）、超高温瞬时杀菌（UHT）和高压脉冲电场杀菌（PEF）4种杀菌方式对龙眼原汁的菌落总数、色差、pH值、可溶性固形物、总酚、糖组分及有机酸等指标的影响。结果表明：4种杀菌方式均能达到商业无菌要求，对龙眼原汁的pH值和葡萄糖含量无显著性影响（p>0.05）；与对照组（CK）相比，PEF杀菌对龙眼原汁中L*值、b*值、可溶性固形物（TSS）、果糖、总糖、酒石酸、富马酸含量影响不显著（p>0.05）；与PS、MS和UHT杀菌相比，PEF杀菌对龙眼原汁中的总酚、抗坏血酸、总酸的影响幅度较小。因此，PEF杀菌技术不仅具有较好的杀菌效果，而且能更好地保持龙眼汁原有的色泽和营养品质。

关键词 高压脉冲电场杀菌；超高温瞬时杀菌；巴氏杀菌；微波杀菌；龙眼原汁品质

中图分类号 TS255.44 文献标识码 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.）俗称桂圆，属于龙眼属，无患子科，广泛种植在亚洲南部，是我国南亚热带名贵特产[1-2]。龙眼果实营养丰富，含有多酚类、糖类、脂类、皂苷类、多肽类、氨基酸、维生素B、P、C及微量元素等，被推崇为“果中圣品”[3-5]。中医认为，龙眼肉性甘温，有壮阳益气、补益心脾、养血安神、润肤美容等多种功效[6-7]。龙眼已被加工为多种产品，如龙眼干、龙眼酒和龙眼果汁等[8-11]。其中龙眼果汁由于具有独特的风味且营养丰富，深受消费者喜爱。但新鲜果汁中的营养成分极易被微生物分解而降低其营养价值及食用安全性，因此如何在达到商业灭菌要求的同时又尽可能保留果汁的风味成分、营养和活性成分成为果汁加工领域的研究热点[12]。

果汁加工常见的杀菌方法主要有加热杀菌和冷杀菌两大类。近几年开始运用一些冷杀菌技术，如超高压[13-14]、高压脉冲电场[15]等。韩淑琴等[16]探讨了龙眼肉在超高压处理中菌落总数和大肠菌群数随压强大小和保压时间变化的关系，结果表明，在400 MPa压力下，处理10 min可有效杀灭微生物，达到商业无菌。高蓓[17]研究了巴氏杀菌对龙眼汁芳香成分的影响，感官评定结果表明巴氏杀菌果汁的风味与新鲜果汁的风味有较大区别。Zhang等[18]探讨了脉冲电场杀菌和传统热杀菌处理对龙眼果汁的物理化学性质、风味化合物和微生物的影响，结果发现与未经处理的果汁相比，脉冲电场杀菌处理的龙眼果汁没有明显的差异，而热处理的果汁差异显著。目前，虽然有超高压、热处理等杀菌方式应用于龙眼汁的报道，但主要是对单一杀菌方式的工艺优化或理化指标影响研究，尚无系统比较不同杀菌方式对龙眼原汁品质影响的报道。

本研究通过比较实际生产中可行的巴氏杀菌、微波杀菌、超高温瞬时杀菌、高压脉冲电场杀菌4种不同杀菌方式对龙眼原汁色泽、营养成分等的影响，为企业生产中杀菌技术的选择提供依据，指导生产中应用先进的灭菌技术代替传统的灭菌技术。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂 龙眼，品种为：石硖，2016年7～8月采于广西南宁市龙眼种植基地，选取成熟度一致、大小均匀、无病虫害和表皮无破损的龙眼果实。

主要试剂：磷酸二氢钾、氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、Folin-Ciocalteu、浓盐酸、甲醇、乙醇，为分析纯；蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸、没食子酸标准品、酒石酸标准品，Sigma（中国）公司；胰蛋白胨、酵母浸膏、瓊脂、蛋白胨，为生化试剂；水为去离子水或二次蒸馏水。

1.1.2 仪器与设备 Agilent 1260 Infinity高效液相色谱仪，美国Agilent公司；D-37520高速冷冻离心机，德国赛默飞世尔有限公司；PGL精密天平，深圳市怡华新电子有限公司；TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；CR-10色差仪，柯尼卡美能达有限公司；PHS-3C pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；PTP-IV-30实验室超纯水机，广州品业仪器设备有限公司；DNP-9022-6恒温培养箱，金坛高科仪器厂；LDZX-75KBS型灭菌锅，广州越特科学仪器有限公司；AA-S2电热恒温水浴锅，江苏省金坛市医疗仪器厂；英特IHV30高压脉冲电场，成都英特罗克科技有限公司；CNWB-25S隧道式微波灭菌机，广州万程微波设备有限公司；ST-20超高温杀菌机，上海顺仪设备有限公司；Agilent 1260 Infinity高效液相色谱仪，美国Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 新鲜龙眼 → 剥皮去核 → 榨汁→ 过100目滤布 → 过胶体磨 → 灭菌 →微生物指标、品质指标测定（每组平行测定5次）。

1.2.2 灭菌方法 将制备好的龙眼原汁25 L平均分为5份，巴氏杀菌（PS）：80 ℃保持15 min，然后迅速冷却至室温。微波杀菌（MS）：采用250 mL饮料瓶分装龙眼原汁，用水样进行试机，传送带速度5 m/min，待样品出口温度稳定在80 ℃时，再进龙眼原汁灭菌。超高温瞬时杀菌（UHT）：126 ℃保持5 s。高压脉冲电场杀菌（PEF）：40 kV/cm，时间700 μs。不处理龙眼原汁为空白对照（CK）。

1.2.3 菌落总数的测定 按照GB 4789.2-2016 《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》的方法进行检测。每个处理设5个重复，结果取平均值。

1.2.4 品质指标测定 色差测定：用CR-10型色差仪测定。pH值测定：用pH计测定。可溶性固形物含量的测定：使用手持糖度仪直接测定。总酚含量测定：采用福林酚法[19-20]，结果以没食子酸计。糖组分测定：参考彭颖等的[21]方法进行检测。有机酸测定：参考张义[22]的方法进行检测。每个处理设5个重复，结果取平均值。

1.3 数据处理

数据以平均值±标准差表示。采用SAS 8.0 软件进行方差分析（ANOVA），并进行Duncans多重比较，p<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌方式对龙眼原汁灭菌效果的影响

不同杀菌方式对龙眼原汁的灭菌效果如表1所示。由表1可知，经不同杀菌处理的龙眼原汁，菌落总数均能满足GB 7101-2015《食品安全国家标准 饮料》中有关果汁饮料的微生物安全标准要求（菌落总数≤100 CFU/mL）。说明PS、MS、UHT和PET杀菌均有较好的灭菌效果，且4种杀菌方式的菌落总数差异不显著（p>0.05）。PS处理后未检出有微生物；MS、UHT和PET处理后，灭菌率均接近100%。

2.2 不同杀菌方式对龙眼原汁色差的影响

色泽变化是衡量果汁在杀菌过程中感官品质变化的重要指标。龙眼原汁含有许多的多酚类化合物，当其去皮去核榨汁时会迅速经多酚氧化酶作用而发生酶促褐变，因此，加工过程中钝化多酚氧化酶的活性是解决褐变问题的关键，色度则反映了果汁酶促褐变的情况[23]。不同杀菌方式对龙眼原汁色度影响如表2所示。由表2可见，亮度L*值的CK组与PS、MS、UHT处理组有显著性差异（p<0.05），与PEF处理组无显著性差异（p>0.05），说明PS、MS、UHT杀菌处理均对龙眼果汁亮度产生了一定程度的影响，而PEF杀菌处理对果汁亮度的影响不大。a*为红绿色度指标，由表2可见，不同杀菌处理方式对龙眼原汁a*值均有影响。与CK组相比，PS、MS、UHT处理组a*值显著降低（p<0.05），说明龙眼原汁偏绿程度增加；PEF处理组a*值显著增高（p<0.05），说明龙眼原汁偏红程度增加。这与肉眼观察到的结果一致。b*为黄蓝色度指标，由表2可见，CK组b*值显著低于PS、MS、UHT处理组（p<0.05），与PEF处理组无显著性差异（p>0.05）。说明经PS、MS、UHT杀菌处理后龙眼原汁的黄色都有不同程度的增加，这可能是因为杀菌过程中产生的热效应伴随着美拉德反应、焦糖化反应和抗坏血酸的降解，使龙眼原汁黄色加深[24-25]。

2.3 不同杀菌方式对龙眼原汁pH值、可溶性固形（TSS）、总酚含量的影响

经过不同杀菌处理后龙眼原汁的pH值、可溶性固形（TSS）、总酚含量如表3所示。由表3可知，与CK组相比，不同杀菌处理后龙眼原汁pH值没有发生显著变化（p>0.05）；可溶性固形物含量在UHT、PEF处理后没有显著变化（p>0.05），但经过PS和MS处理后均显著下降（p<0.05）；与CK相比，不同杀菌处理的龙眼汁中总酚含量均显著降低（p<0.05），其中PEF处理组损失最小，UHT处理组次之，MS、PS处理组损失较大，损失率分别为12.50%、17.86%、23.21%、25.89%。

2.4 不同杀菌方式对龙眼原汁糖组分含量的影响

经过不同杀菌处理的龙眼原汁中糖组分含量如表4所示。由表4可知，不同杀菌方式处理的龙眼原汁中葡萄糖含量差异不显著（p>0.05）。与CK组相比，果糖、总糖含量在UHT、PEF处理后没有显著变化（p>0.05），但在PS和MS处理后显著下降（p<0.05），果糖分别降低14.09%、13.48%，总糖分别降低13.32%、11.87%。与CK组相比，蔗糖含量在PS和MS处理后显著下降（p<0.05），分别降低17.81%、17.32%，在UHT处理后无显著性差异（p>0.05），在PEF处理后显著升高（p<0.05）。

2.5 不同杀菌方式对龙眼原汁有机酸含量的影响

经过不同杀菌处理的龙眼原汁中有机酸含量如表5所示。由表5可知，不同杀菌方式对龙眼原汁中有机酸含量存在显著性的差异（p<0.05）。与CK组相比，草酸含量在MS、UHT处理后没有显著变化（p>0.05），在PS处理后显著升高（p<0.05），在PEF处理后显著降低（p<0.05）；酒石酸含量在UHT、PEF处理后没有显著变化（p>0.05），在PS、MS处理后显著降低（p<0.05）；富马酸含量在PEF处理后没有显著变化（p>0.05），在PS、MS、UHT处理后均显著降低（p<0.05）；抗坏血酸是体现果汁营养的重要指标，其含量高低受到人们的重视，与CK组相比，抗坏血酸含量经不同杀菌处理后均显著降低（p<0.05），PEF处理组抗坏血酸损失率最低，UHT处理组次之，PS、MS处理组损失率最高，其损失率分别为10.57%、20.38%、54.73%、55.03%；柠檬酸含量经不同杀菌处理后均显著降低（p<0.05），降低幅度由小到大依次为MS

3 讨论

杀菌是保持果汁品质稳定性和货架期的必须工艺。胡盼盼等[26]、温靖等[27]、吴琼等[28]、王冉[29]分别研究了不同的杀菌方式（巴氏杀菌、微波杀菌、超高温瞬时杀菌、高压脉冲杀菌）对果汁的杀菌效果，结果表明这4种杀菌方式均具有很好的杀菌效果，这与本研究的结果一致，均能达到GB 7101-2015《食品安全国家标准 饮料》中有关果汁饮料的微生物安全标准要求（菌落总数≤100 CFU/mL）。

外观色泽决定商品性，色泽变化是衡量果汁在杀菌过程中感官品质变化的重要指标，杀菌过程中容易发生褐变，从而制约果汁的发展。谢国芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3种杀菌方式对蓝莓原汁理化性质的影响时发现，与CK相比，在PS、MS和UHT处理后，L*值、a*值、b*值均有显著性变化，这3种杀菌方式一定程度上都破坏了蓝莓原汁天然色泽，产生不宜的蒸煮味；冀晓龙[31]研究了热杀菌和PEF杀菌对蓝莓汁总色差的影响，结果表明PEF杀菌更好的保持了蓝莓汁的紫红色，而热杀菌后的蓝莓汁色泽发暗；Min等[32]研究PEF杀菌与传统热杀菌处理对番茄汁颜色的影响，结果表明与热杀菌相比，PEF处理显著降低了果汁的非酶促褐变率并更好地保持了番茄红色，这与本研究结果一致。本研究中，龙眼原汁经过PEF杀菌处理后L*值、b*值与CK组不存在显著性差异，说明PEF处理对龙眼原汁色差影响最小。

大部分果汁都含有大量热敏性物质，杀菌处理可能会破坏果汁中敏感的营养成分，导致风味劣变、产生热臭或其它一些难以控制的不良变化，从而造成产品的质量下降。吴琼等[28]在研究不同杀菌方式处理对桑葚原汁品质影响时发现，与未杀菌桑葚原汁相比，可溶性固形物、总酚含量、总糖含量经PS和UHT处理后都出现了较显著下降趋势；谢国芳等[30]在研究PS、MS和UHT 3种灭菌方式对蓝莓原汁理化性质的影响时发现，经过不同杀菌处理后，与未杀菌蓝莓汁相比，pH值没有发生显著变化；陶晓赟[33]在研究热处理、PEF杀菌等处理对蓝莓汁品质影响时发现，热处理后蓝莓汁抗坏血酸含量显著降低，而PEF杀菌能较好的保持抗坏血酸含量；这与本研究结果基本一致。在本研究中，不同杀菌方式对龙眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影响较小（p>0.05）；经PEF杀菌的龙眼原汁其TSS、果糖、总糖、酒石酸、富马酸含量与CK组相比没有发生显著变化（p>0.05），总酚、抗坏血酸、总酸变化幅度比PS、MS和UHT杀菌小。

综上所述，在龙眼原汁实际生产中，PS、MS、UHT、PEF杀菌方式均能达到商业无菌要求。不同杀菌方式对龙眼原汁的pH值、葡萄糖含量的影响较小（p>0.05）。经过PEF杀菌处理后，龙眼原汁L*值、b*值、TSS、果糖、总糖、酒石酸、富马酸含量与CK组不存在显著性差异（p>0.05），总酚、抗坏血酸、总酸含量的变化幅度比PS、MS和UHT杀菌小，说明PEF杀菌处理不但较好地保持了龙眼原汁的色泽，而且能够更好地保持龙眼原汁的营养成分，是较适合龙眼原汁的一种杀菌方式。高压脉冲电场杀菌与传统的杀菌技术相比不仅节能、省时、无污染，而且还能最大程度的保持食品的天然特性，是一种有较好应用前景的非热加工技术[34]，值得在龙眼原汁加工领域推广应用。

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