榴莲泥的超高压杀菌工艺研究

郝森林 余元善 陈卫东 吴继军 肖更生 徐玉娟

摘 要 本研究探讨了超高压协同温热和2种抗菌肽（Nisin和-聚赖氨酸）对榴莲泥的杀菌效果。结果发现，当低于400 MPa的超高压常温下处理5 min后，榴莲泥中菌落总数几乎没有下降；当超高压的处理压力上升到500 MPa时，残留的菌落总数下降了3 logCFU/g；处理5 min后，随着时间的延长，菌落总数的残留量下降不再明显。当温度低于25 ℃时，温度对超高压处理的杀菌效果影响不大；当温度提高到45 ℃后，杀菌效率提高1.5 logCFU/g。Nisin和ε-聚赖氨酸的添加能提高超高压的杀菌效率，但-聚赖氨酸对超高压杀菌效率的提高效果明显低于Nisin，并且-聚赖氨酸对榴莲泥中芽孢的生长作用的抑制效果较差，而Nisin能较好地抑制榴莲泥中芽孢的生长繁殖。

关键词 超高压；榴莲；Nisin；-聚赖氨酸

中图分类号 TS255.1 文献标识码 A

Abstract The effect of heating and two antimicrobial peptides （Nisin and epsilon - lysine） on the inactivation of durian puree by ultra high pressure （HPP） was investigated. Results showed that the viable count of bacteria in the durian puree hardly decreased as treated by 400 MPa of HPP for 5 min， and the viable count of bacteria decreased by 3 logCFU/g as the HPP pressure increased to 500 MPa. After 5min， the extension of time did not increase the inactivation of bacteria in the durian puree. The temperature had little effect on the inactivation of bacteria in the durian puree under 25 ℃， and then the inactivation of bacteria in the durian puree by HPP could increase 1.5 logCFU/g as the temperature increased to 45 ℃. Adding Nisin and ε-polylysine could enhance the inactivation of bacteria， and the inactivation of ε-polylysine to bacteria was lower than Nisin. Nisin could inhibit the growth of bacteria in the durian puree treated by HPP， and ε-polylysine did not show inhibition to the growth of bacteria.

Keywords ultra high pressure； durian puree； Nisin； ε-polylysine

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.07.027

榴蓮又名韶子、麝香猫果，属木棉科热带落叶乔木[1-2]。榴莲果肉的营养价值极高，有“水果之王”美称，产于东南亚和南亚热带国家[3]，是热带国家珍贵的热带水果。果肉甜腻如蜜，油腻又滑润，香醇可口，有强烈特殊风味[4-5]。由于榴莲中的特征性挥发性风味物质（酯类、酮类和含硫的物质）的热敏性较强，热工艺处理会破坏其特征性风味，严重影响产品的市场竞争力。目前，榴莲的加工产品以榴莲泥为主，主要用于糕点馅料和沙拉等系列产品[6]。为避免风味的热破坏，榴莲泥主要是以冷冻的产品形式流通[7]。但由于榴莲的营养丰富、产品低酸性的特点，在榴莲泥冷冻过程中自身携带的污染菌也能快速繁殖，对产品的食品安全带来很大的隐患。因此，亟待开发新型的榴莲泥非热加工技术，在保障产品微生物安全性的同时确保能很好地保留产品的特征性风味成分。

超高压（ultra high pressure，UHP）技术是目前产业化应用最为成熟的非热力杀菌技术，利用该技术可以在常温或较低温度下达到杀菌、钝化酶及改善食品品质的效果，能更好地保持原料本身的营养成分和风味[8-9]。近年来，很多研究致力于酸性食品体系的超高压杀菌研究，取得了一定的进展 [10-11]。但在中性食品体系中，超高压杀菌受到了制约。这主要是由于超高压处理对革兰氏阴性菌的致死效果较好，但对耐受性较好的革兰氏阳性菌及其芽孢致死效果较差[12]。榴莲的营养丰富，产品低酸性，属于中性食品体系，目前，关于榴莲泥超高压杀菌的研究未见报道。本研究针对榴莲泥中性食品体系的特点，重点研究超高压协同温热和两种抗菌肽（Nisin和ε-聚赖氨酸）对榴莲泥的杀菌效果，用于指导榴莲泥超高压杀菌的生产应用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料和试剂 榴莲泥（榴莲果肉打浆、真空包装后冷冻保藏）由广州和号顺食品有限公司提供，PCA琼脂计数培养基购自广东环凯生物科技有限公司，Nisin和ε-聚赖氨酸购自浙江银象生物工程有限公司，其他化学试剂均为国产分析纯。

1.1.2 仪器与设备 LGY-600型全自动超高压杀菌机，温州贝诺机械有限公司；UV 1800型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；PB-10型pH计，Sartorius公司；PX-250B-Z型生化培养箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；YXQ-LS-5OS型立式蒸汽灭菌锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；SW-CJ-2FD型无菌操作台，苏净集团苏州安康空气技术有限公司；DZQ-400/2ES型真空充气包装机，华联机械集团有限公司。

1.2 方法

1.2.1 Nisin溶液的配制 分别称量1 g Nisin和1 g柠檬酸，用温热的去离子水溶解，定容至100 mL，备用。未添加Nisin的对照组添加1%（m/v）的柠檬酸溶液。

1.2.2 -聚赖氨酸溶液的配置 称量1 g的-聚赖氨酸，用去离子水溶解，定容至100 mL，备用。未添加-聚赖氨酸的实验组作为对照。

1.2.3 添加抗菌肽的榴莲泥样品制备 榴莲泥室温下解冻后，按每100 g榴莲泥中添加3 mL的不同浓度的抗菌肽溶液的比例（未添加的空白组用蒸馏水代替）混合搅拌均匀，分装到有铝箔的PET复合袋中，每袋100 g左右，真空包装机封口后用于超高压杀菌处理。

1.2.4 超高压压力对榴莲泥杀菌效果的影响 将包装好的温度已平衡到室温（25 ℃）的榴莲泥分别经100、200、300、400、500 MPa的压力处理5 min，超高压反应腔体的温度也设置在25 ℃。超高压处理后的样品用于微生物分析。

1.2.5 超高压处理时间对榴莲泥杀菌效果的影响 将包装好的温度已平衡到室温（25 ℃）的榴莲泥分别经500 MPa超高压处理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 min，超高压反应腔体的温度也设置在25 ℃。超高压处理后的样品用于微生物分析。

1.2.6 超高压温度对榴莲泥杀菌效果的影响 将包装好的榴莲泥分别平衡到20、4、25、45 ℃，然后经500 MPa的超高压处理5 min。在–20 ℃、4 ℃處理过程中， 超高压反应腔体中分别放入20 ℃和4 ℃的丙三醇甘油溶液；在25 ℃和45 ℃的处理中，超高压反应腔体的温度分别设定到25 ℃和45 ℃。超高压处理后的样品用于微生物分析。

1.2.7 抗菌肽（Nisin和-聚赖氨酸）对榴莲泥的杀菌效果的影响 将包装好的添加有不同浓度抗菌肽（Nisin和-聚赖氨酸）的榴莲泥分别平衡到25 ℃，然后分别经400 MPa和500 MPa的超高压处理5 min。超高压反应腔体的温度设定到25 ℃。超高压处理后的样品用于微生物分析。

1.2.8 超高压处理后榴莲泥的贮藏与取样分析 超高压处理后的，处理后放入4 ℃冷藏箱中，分别在0、2、3、4、6、8、10、13 d进行取样，分析榴莲泥中菌落总数的变化。

1.2.9 榴莲泥的微生物分析 菌落总数的测定采用稀释倒平板法，具体原理和步骤参考GB 4789—2010中菌落总数的测定方法。芽孢总数的测定参考文献[8]，具体为样品平衡的72 ℃后保持1 min后测定残留的菌落总数即为芽孢总数（表1）。

1.2.10 榴莲泥的pH和总滴定酸测定 榴莲泥与去离子水按1∶3的质量比混合混均匀后直接测定pH和总滴定酸。总滴定酸的测定参考GB/T 12293-90《水果、蔬菜制品可滴定酸度的测定》，采用滴定法测定，总酸度以柠檬酸计（表1）。

1.3 统计分析

所有的不同处理重复3次，数据结果采用统计软件SPSS 12.0进行标准差分析（standard deviation analysis），数值以 ±SD表示，并用Origin 7.5.1软件制图。

2 结果与分析

2.1 超高压压力对榴莲泥杀菌效果的影响

图1是榴莲泥常温下分别经不同压力的超高压处理5 min后菌落总数的残留量。从图1可知，榴莲泥中菌落总数高达7 logCFU/g以上，当低于400 MPa的超高压处理后，榴莲泥中菌落总数几乎没有下降当超高压的处理压力上升到500 MPa时，残留的菌落总数下降到4.2 logCFU/g。一些研究表明，500 MPa的超高压处理5 min，酸性水果体系中的微生物营养体能被全部杀灭，残留的主要是芽孢[13]。

2.2 超高压处理时间对榴莲泥杀菌效果的影响

图2是榴莲泥常温下分别经500 MPa超高压处理不同时间后菌落总数的残留量。在处理的前5 min内，随着处理时间的延长，榴莲泥中的菌落总数的残留量明显下降，特别是在处理3 min以后（图2）。处理5 min后，随着时间的延长，菌落总数的残留量下降不再明显（图2），这与文献[8]报道的结果一致。

2.3 超高压温度对榴莲泥杀菌效果的影响

图3是榴莲泥在不同温度下经500 MPa超高压处理5 min后菌落总数的残留量。当温度低于25 ℃时，温度对超高压处理的杀菌效果影响不大，当温度提供到45 ℃后，杀菌效率提高1.5 log CFU/g。

2.4 抗菌肽（Nisin和-聚赖氨酸）对榴莲泥的杀菌效果的影响

图4是添加有不同浓度的Nisin和ε-聚赖氨酸的榴莲泥在室温经超高压处理5 min后菌落总数的残留量。Nisin的添加能显著提高超高压的杀菌效率，在400 MPa时，Nisin 浓度添加量到20 mg/hg后，继续提高Nisin浓度后杀菌效率的提高不再显著（图4-A）。在500 MPa时，Nisin浓度添加量提高到10 mg/hg后，榴莲泥中的菌落总数与不添加组相比能下降1个对数（图4-A）。

图5是榴莲泥、添加有10 mg的Nisin/hg果泥的榴莲泥和添加有20 mg的-聚赖氨酸/hg果泥的榴莲泥分别经500 MPa的超高压处理5min后在4 ℃贮藏期间菌落总数的变化[14-15]。从图可知，对照组和-聚赖氨酸组中菌落总数呈现线性增加，而Nisin组中榴莲泥的菌落总数基本保持不变。

3 结论

本研究中，榴莲泥的可滴定酸含量低，体系几乎呈中性，中性体系下，超高压对一些对耐受性较好的革兰氏阳性菌及其芽孢致死效果较差。此外，未处理组的榴莲泥中芽孢的数量高达3.87 logCFU/g（表1），这也是500 MPa超高压处理后榴莲泥残留的菌落总数高达4.0 logCFU/g的原因。

关于超高压协同温热（45～70 ℃）杀灭芽孢研究的报道较多，但榴莲泥对热比较敏感，不建议超高压协同温热处理来杀灭榴莲泥中残留的芽孢。在商业销售和运输中，榴莲泥一般都是贮藏在10 ℃以下，上面的研究结果说明25 ℃以下时，温度对超高压处理的杀菌效果影响不大，在实际生产中，在冻库贮藏的榴莲泥能直接用于超高压杀菌，无需事先解冻平衡到常温。

Nisin的添加能显著提高超高压的杀菌效率，在500 MPa时，Nisin浓度添加量提高到10 mg/hg后，榴莲泥中的菌落总数与不添加组相比能下降1个对数。与Nisin相比，-聚赖氨酸对超高压杀菌效率的提高效果较差，只有在500 MPa时才表现出增效作用。

此外，超过压处理的榴莲泥在低温贮藏时，-聚赖氨酸对榴莲泥中芽孢的生长作用的抑制效果较差，而Nisin能较好地抑制榴莲泥中芽孢的生长繁殖。

参考文献

[1] 阳 君. 南国水果之王——榴莲[J]. 中国果菜， 2000（1）： 25.

[2] 刘冬英， 谢剑锋， 方少瑛， 等. 榴莲的营养成分分析[J]. 广东微量元素科学， 2004（10）： 57-59.

[3] 孙俊秀. 水果中的臭豆腐——榴莲[J]. 四川烹饪高等专科学校学报， 2004（4）： 18.

[4] Vanijajiva O. The application of ISSR markers in genetic variance detection among Durian （Durio zibethinus Murr.） cultivars in the Nonthaburi province[J]. Procedia Engineering， 2012， 32： 155-159.

[5] Charoenkiatkul S， Thiyajai P， Judprasong K. Nutrients and bioactive compounds in popular and indigenous durian （Durio zibethinus murr.）[J]. Food Chemistry， 2016， 193： 181-186.

[6] Voon Y Y， Sheikh Abdul Hamid N， Rusul G， et al. Characterisation of Malaysian durian （Durio zibethinus Murr.） cultivars： Relationship of physicochemical and flavour properties with sensory properties[J]， Food Chemistry， 2007， 103（4）： 1 217-1 227.

[7] Jiang J， Choo S Y， Omar N， et al. GC-MS analysis of volatile compounds in durian （Durio zibethinus Murr.）[J]. Developments in Food Science， 1998， 40： 345-352.

[8] 鄭 欣， 余元善， 吴继军， 等. 超高压处理的香蕉汁在贮藏期间的品质变化[J]. 江西农业大学学报， 2014， 36（1）： 62-67.

[9] 杨小兰， 袁 娅， 郭晓晖， 等. 超高压处理对不同品种猕猴桃浆多酚含量及其抗氧化活性的影响[J]. 食品科学， 2013， 34（1）： 73-77.

[10] 王 寅. 超高压处理对蓝莓汁的品质影响研究[D]. 北京： 北京林业大学， 2013.

[11] 林 怡. 超高压加工技术对杨梅汁品质的影响[D]. 杭州： 浙江大学， 2013.

[12] 高瑀珑， 鞠兴荣， 吴 定. 微热协同超高压处理杀灭芽孢杆菌芽孢效果的研究[J]. 食品科学， 2007， 28（3）： 59- 63.

[13] 李宗军， 徐建兴. 超高压处理对微生物生理特性的影响[J]. 微生物学报， 2005， 45（4）： 521- 525.

[14] 朱 瑞. 脉冲式超高压处理对食品的杀菌和贮藏期品质的影响[D]. 杭州： 浙江大学， 2012.

[15] 温 靖， 肖更生， 徐玉娟， 等. 超高压和热处理对番木瓜浆品质影响的研究[J]. 热带作物学报， 2016， 37（2）： 390-395.