微波和巴氏灭菌对猕猴桃汁品质影响的比较

周笑犁，谢国芳，王 瑞，吉 宁，刘晓燕，侯 浪，马立志，*

（1.贵阳学院食品与制药工程学院，贵州贵阳550005；2.贵阳市果品加工工程技术研究中心，贵州贵阳550005）

微波和巴氏灭菌对猕猴桃汁品质影响的比较

周笑犁1，2，谢国芳1，2，王 瑞1，2，吉 宁1，2，刘晓燕1，2，侯 浪1，马立志1，2，*

（1.贵阳学院食品与制药工程学院，贵州贵阳550005；2.贵阳市果品加工工程技术研究中心，贵州贵阳550005）

为了探讨不同灭菌方式在达到商业杀菌要求的基础上对猕猴桃汁营养成分及理化性质的影响。选取贵州修文地区所产的“贵长”猕猴桃为原料进行加工，并分别经过巴氏灭菌和微波灭菌，测定菌落总数、pH、可溶性固形物、色泽、总酸、总糖、多酚、维生素C及超氧化物歧化酶等指标的变化。结果表明，与对照组相比，巴氏灭菌和微波灭菌对猕猴桃汁中pH、可溶性固形物、总酸、总糖含量影响不显著（p＞0.05）；巴氏灭菌处理后减少了果汁中的VC含量（p＜0.05）、增加了多酚含量（p＜0.05）。与巴氏灭菌相比，微波灭菌不仅灭菌率可达到99.99%；VC含量增加（p＞0.05），ΔE值和多酚含量显著降低（p＜0.05）；表明微波灭菌能更好地保持猕猴桃汁原有的色泽和营养成分。因此，微波灭菌技术不仅具有较好的杀菌效果，而且最大限度地保证了猕猴桃汁的品质。

猕猴桃，果汁，微波，巴氏

猕猴桃果实中含有超氧化歧化酶（SOD）、维生素，钙、钾、硒等微量元素和人体所需的17种氨基酸，具有独特的营养价值、药用价值和较高的经济价值[1-3]。因此，加工成猕猴桃汁既可满足广大消费者营养保健的需求，也可适应当前市场发展的需要，为猕猴桃精深加工提供新思路。但是由于微生物和自身酶的存在，很容易导致新鲜果汁中的营养成分被分解，不仅消耗了果汁中的营养，而且使果汁的贮存期变短[4-5]，因而杀菌是果汁生产中的重要组成部分。传统高温杀菌虽然能够延长产品的货架期，但在不同程度上破坏了果汁的色、香、味及热敏性营养成分，影响了产品的质量[6]；而微波杀菌是利用电磁场效应和生物效应起到对微生物的杀灭作用，它具有微波热效应和非热效应的双重作用，更易实现杀菌的瞬时、高效[7-8]。有研究结果表明，同样的微波功率和处理时间条件下，含水量越高的食品杀菌效果越好，即水分的存在能增加微波灭菌效果[9]；微波灭菌不仅可以有效地杀灭绿茶饮料中的细菌，并防止褐变，还降低了茶多酚的损失[9-10]。巴氏灭菌和微波杀菌对猕猴桃汁中的营养成分是否具有差异性影响，目前仍未见相关报道。因此，本研究以贵州省特色果品-猕猴桃为原料，根据现有的常规杀菌工艺，采用微波杀菌与巴氏热杀菌方法对猕猴桃果汁进行杀菌处理，以杀菌效果、理化性质及其营养成分为衡量指标，比较两种杀菌方式对猕猴桃汁品质的影响程度。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

“贵长”猕猴桃 采于贵州省修文县猕猴桃种植基地，选取成熟度一致、大小均匀、无病虫害和表皮无破损的猕猴桃果实。

PHS-25数显酸度计 上海虹益仪器仪表有限公司；立式压力蒸汽灭菌器、SPX-250B-Z生化培养箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；UV-7502PC紫外可见分光光度计 上海欣茂仪器有限公司；CR-10色差仪 柯尼卡美能达有限公司；超净工作台 苏州净化设备有限公司；糖度计 日本Atogo公司；WBS-P20连续式瓶装食品微波灭菌机 贵阳新奇微波工业有限责任公司。

1.2 猕猴桃汁加工方法

挑选成熟度一致、大小均匀的猕猴桃→清水洗去表面灰尘→去除果皮→用刀将猕猴桃切半→在避光条件下3min内匀浆→4层纱布过滤后将果汁分装于245mL玻璃瓶中→分别采用巴氏灭菌和微波灭菌对果汁灭菌→冷却至30～40℃→猕猴桃果汁样品[5-6]。

1.3 实验设计

本研究将9瓶猕猴桃果汁分为三组：3瓶样品不作任何处理，作为对照组；3瓶进行巴氏灭菌处理，即将果汁样品90℃水浴加热30s处理，作为巴氏灭菌组；3瓶样品进行22kW、2450MHz的微波处理，作为微波灭菌组。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 菌落总数测定 按食品卫生微生物学检验菌落总数测定方法（GB4789.2-2010）检验猕猴桃果汁中菌落总数。

1.4.2 pH 采用pH计直接测定。

1.4.3 总酸 按照GB/T 12456-2008进行测定。

1.4.4 可溶性固形物含量的测定 采用手持式折光仪测定。

1.4.5 色度的测定 用CR-10色差仪测定L、a、b值。L值表示白色的明度；a值，正值表示偏红，负值表示偏绿；b值，正值表示偏黄，负值表示偏蓝。并以计算值△E=[（△L）2+（△a）2+（△b）2]1/2的大小来比较实验样品的色泽变化程度（△E值越小，表示颜色变化越小）[11]。

1.4.6 维生素C的测定 以果汁中最易氧化的维生素C做参照分析果汁中营养成分的损失。采用2，6-二氯靛酚钠法测定还原型维生素C含量[12]。

1.4.7 超氧化歧化酶（SOD）测定 参照GB/T 5009.171-2003，采用邻苯三酚自氧化法测定。

1.4.8 总酚含量测定 参考福林法[13]测定，1.0m L果汁稀释液与Folin-Ciocalteu试剂2.5m L，振摇混匀后放置5m in，加入2m L碳酸钠溶液，用蒸馏水定容后混匀。30℃下反应2h，于760nm波长处测定吸光度，以蒸馏水作为空白对照。

1.5 数据统计与分析

数据用平均值±标准差表示。用SPSS17.0进行统计分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 对猕猴桃果汁灭菌效果的差异比较

由表1可知，与对照组相比，两种灭菌方法对果汁中细菌的致死效果显著，均达到国家卫生标准（GB19297-2003）。微生物的热力致死是由细胞膜构造变化（损伤）、酶失活、蛋白质变性、DNA直接和间接的损伤等主要原因引起[14-15]。对猕猴桃果汁巴氏灭菌使菌落总数急剧减少到35cfu/m L，灭菌率达99.91%；与李汴生等报道的“热处理对果汁中菌落总数的抑制率可达99.92%相近”[4]。用微波灭菌时，猕猴桃果汁样品中几乎检测不到细菌。提示两种灭菌处理对细菌均具有较强的杀灭作用，尤其是微波灭菌较巴氏灭菌对果汁的灭菌效果更为显著（p＜0.05）。

表1 微波灭菌及巴氏灭菌对猕猴桃果汁中菌落总数的影响（n=3）Table 1 Effectofmicrowave sterilization or pasteurization on microflora in kiwi juice（n=3）

2.2 对猕猴桃果汁理化性质的差异比较

颜色及风味是决定猕猴桃果汁品质最重要的因素，但不同产地的猕猴桃，其组成也有一定的差异，从而影响果汁的风味。本研究就相同成熟度及采收后放置相同时间的原料进行不同灭菌方法对猕猴桃汁品质影响的比较。由表2可知，经过巴氏灭菌和微波灭菌后猕猴桃果汁的pH与对照组没有明显差异（p＞0.05）。可溶性固形物含量与糖酸比作为影响果汁口味的重要因素[5]。在本实验中，与对照组相比，微波灭菌后增加了果汁中的可溶性固形物、总酸和总糖；巴氏灭菌减少了可溶性固形物和总酸含量，提高了总糖含量；但差异均不显著（p＞0.05）。这与冀晓龙等报道[8]的趋势相似：微波处理显著提高梨枣汁中可溶性固形物含量，但热处理与对照梨枣汁中可溶性固形物含量之间没有显著性差异，巴氏处理显著减少了梨枣汁中总酸含量；而与他报道的微波处理显著减少梨枣汁中总酸含量这一研究结果相反。超高压和热灭菌这两种方法对菠萝原汁pH、总酸、总糖和可溶性固形物含量的影响没有差异显著性[4]，这与我们的研究结果一致。提示经微波灭菌、巴氏灭菌处理后，猕猴桃果汁的理化性质变化不显著。

表2 微波灭菌及巴氏灭菌对猕猴桃汁理化性质的影响（n=3）Table 2 Effectofmicrowave sterilization or pasteurization on the physico-chemical properties of kiwi juice（n=3）

2.3 对猕猴桃果汁色度的差异比较

猕猴桃中含有许多的多酚类化合物，当其去皮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[5]，色度则反映了果汁酶促褐变的情况。由表3可见，果汁样品经过灭菌处理后，a值和b值均比对照组显著增大（p＜0.05）。a值升高，说明猕猴桃果汁的绿色逐渐褪去；代表黄色的b值增加，说明样品经微波灭菌及巴氏灭菌后猕猴桃果汁的黄色都有不同程度的增加，这可能是因为灭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，使猕猴桃果汁黄色加深[4，8，15]；与巴氏灭菌相比，微波灭菌可减缓多酚酶类引起的褐变[8，15]，即减小了黄色增加的程度。巴氏灭菌组L值高于微波灭菌组（p＞0.05）、显著高于对照组（p＜0.05），而微波灭菌组L值与对照组差异不显著（p＞0.05），说明巴氏灭菌处理样品较微波处理过程中对果汁色泽产生了一定程度的影响[4]。通过分析计算，对照组与巴氏灭菌组间ΔE值显著高于对照组与微波灭菌组间的ΔE值（p＜0.05），这说明巴氏灭菌对果汁颜色的影响比微波灭菌大。对比2种灭菌方法，微波灭菌更好地保持了猕猴桃果汁原有的色泽。

表3 微波和巴氏对猕猴桃果汁色度的影响（n=3）Table 3 Effectofmicrowave sterilization or pasteurization on the color of kiwi juice（n=3）

2.4 对猕猴桃果汁维生素C、SOD和多酚的差异比较

猕猴桃因其含有丰富的维生素C，具有较高的营养和医疗价值；但它极不稳定，温度、湿度、压力及光和酸等都可对其产生很大影响[16-17]。因此在加工时，如何将果实中有价值、活性高，却极易损失的维生素C保存下来是需要关注的问题。经巴氏灭菌和微波灭菌后猕猴桃汁中维生素C含量均有不同程度的降低；巴氏灭菌后猕猴桃汁中维生素C含量显著下降至767mg/100m L（p＜0.05），保留率为80.9%，而微波灭菌后维生素C含量降低得较少（p＞0.05），仍有822mg/100m L，保留率达86.8%。有研究报道，由于过高的温度会使维生素C的含量明显降低，采用热处理条件（73℃，15min）处理后的果汁其维生素C的保留率仅为55%[18]，本实验所采用的巴氏杀菌（90℃，30s）相比热处理条件为73℃、15m in，对营养成分的破坏作用较小，微波灭菌则能够更大限度地保持猕猴桃果汁的维生素C。

SOD作为一种很重要的自由基清除剂，能对机体新陈代谢过程中产生的超氧阴离子自由基进行歧化反应，从而减轻自由基对机体的损害[19-20]。本实验结果表明，猕猴桃果汁中含有一定量的SOD，其活性大概在40U/m L左右。由表4可知，巴氏灭菌和微波灭菌均能较好保留猕猴桃汁中SOD的活性。

猕猴桃果汁中含有许多酚类物质，主要包括酚酸、黄酮类以及花青素等[21]。已有许多研究表明，多酚类化合物所具有的较强的清除自由基和抗氧化性能与多酚类化合物的生理活性密切相关[22-23]。在本实验中，巴氏灭菌处理的猕猴桃果汁中多酚含量均高于其他两组（p＜0.05），这可能是由于热处理有助于酚类物质的溶出[24]。而微波灭菌猕猴桃汁中的多酚含量还略低于巴氏灭菌（p＜0.05），这可能是因为微波灭菌的温度低于巴氏灭菌，阻碍了一部分多酚的溶出；另外，微波灭菌保留了较多的维生素C，使得多酚类物质中的类黄酮类物质发生了缩合和降解[24-25]。猕猴桃汁里大量的酚类物质又极易被氧化而致使果汁的颜色加深，并且过多的酚类物质会使果汁的苦涩味加重[23-24]；这与我们前述“微波灭菌较巴氏灭菌能更好地保持猕猴桃果汁原有的色泽”的研究结果一致。因此在猕猴桃果汁加工中，过多的多酚类物质并不利于产品的感官品质和理化稳定性。

表4 微波和巴氏对猕猴桃果汁维生素C、SOD和多酚的影响（n=3）Table 4 Effectofmicrowave sterilization or pasteurization on the contents of vitamin C，SOD and polyphonols in kiwi juice（n=3）

3 结论

通过与未经杀菌处理的猕猴桃果汁对比，微波灭菌与巴氏灭菌均能达到商业灭菌的要求，尤其微波灭菌处理后猕猴桃果汁不但杀菌效果显著而且可较好的保持果汁原有特性。果汁中可溶性固形物、总糖、总酸经微波灭菌、巴氏灭菌处理后变化不显著（p＞0.05）；对果汁进行色差分析发现，微波灭菌处理能较好地保持猕猴桃汁原有色泽。

通过微波灭菌、巴氏灭菌对猕猴桃汁VC、SOD和多酚的影响分析，微波灭菌处理的果汁中的VC、SOD含量损失程度最低，能较好地保持猕猴桃汁抗氧化性；虽然微波灭菌处理后果汁中多酚含量比巴氏灭菌组少（p＜0.05），但可有效避免多酚引起的果汁颜色加深和苦涩味的加重。因此，微波灭菌能有效地避免猕猴桃汁中营养成分的破坏。

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Com parison of effect ofm icrowave sterilization and pasteurization on qualities of kiw i juice

ZHOU Xiao-li1，2，XIE Guo-fang1，2，WANG Rui1，2，JINing1，2，LIU Xiao-yan1，2，HOU Lang1，MA Li-zhi1，2，*
（1.College of Food and Pharmacy Engineering，Guiyang University，Guiyang 550005，China；2.Guiyang Engineering Research Center for Food Processing，Guiyang 550005，China）

This study was conducted to investigate the comparison of effects of m icrowave sterilization and pasteurization on nutrient com ponents and physio-chem ical p roperties of kiw i juice based on the achievement ofcommercialsterilization requirements separately.“GuiChang”kiw i，p roduced from Xiuwen in Guizhou Province，which was used as raw materials for p rocessing，and the effects ofm icrowave sterilization and pasteurization on total number of bac teria，pH value，solub le solid content，color，total acid，total sugar，polyphonols，VCand SOD in kiw i juice were determ ined.The results showed that different sterilization methods had no significant effect on pH，solub le material，total sugar and total acid（p＞0.05）when com pared w ith control group.The content of VCin kiw i juice decreased after pasteurization（p＜0.05），while the content of polyphonols increased（p＜0.05）.Com pared w ith pasteurization，the m icroorganisms reduced by 99.99%，theΔE value and the content of polyphenols dec reased significantly（p＜0.05），while the content of VCincreased（p＞0.05）after m icrowave sterilization.Those indicated thatm icrowave sterilization could better maintain the color and nutrients in kiw i juice.Therefore，m icrowave sterilization technology not only achieved good bacterial effec t but also to ensure maximum quality of kiw i juice.

kiw i；juice；m icrowave sterilization；pasteurization

TS275

A

1002-0306（2014）18-0137-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.020

2013－11－25 *通讯联系人

周笑犁（1985-），女，博士，主要从事食品营养方面的研究。

贵州省科技厅农业工程技术研究中心建设项目（黔科合农G字[2011]4001号）；贵州省教育厅125计划科技创新重大项目（黔教合重大专项[2012]014号）；贵州省科技创新人才团队建设项目（黔科合人才团队[2013]4028号）；贵阳市市科技重大专项（筑科农[2012401]4号）；2012年贵州省教育厅重点支持学科建设项目。