不同杀菌方式对低糖香蕉柚子皮复合果酱的影响研究

段丽丽 刘 倩 田 怡

(四川旅游学院，四川 成都 610100)

香蕉，芭蕉科，研究表明香蕉的含水量高达70%，含淀粉量0.5%，并富含多种维生素及微量元素[1]。香蕉味甘性寒，可清热润肠，促进肠胃蠕动，根据“热者寒之”的原理，最适合燥热人士享用。此外，还具有预防高血压、清热、解毒、增强人体免疫力等功效[2]。

柚子，又名“文旦”，柚子清香、营养丰富且药用价值高，有“天然水果罐头”之称[3]。人们通常只食柚子果实，而丢弃柚子皮，造成资源的浪费，柚子皮富含各种营养成分，具有降低血脂平衡、改善肥胖等功效[4]，因此可以将柚子皮应用于果酱之中。低糖果酱虽降低了高糖摄入对人体的不利影响，但是低糖果酱在存放过程中容易出现酱体析水的问题，又因其糖浓度低且渗透压较低，水分活性高，易引起腐败、变质等问题[5]，导致低糖果酱保质期及货架期较短，因而研究适合低糖果酱的灭菌方法尤为重要。

果酱是以新鲜蔬果为主料加工而成的一种食物，但传统的果酱为了达到良好的保藏效果其含糖量高达60%～65%，口味浓甜，高糖摄入过多不利于人体健康，所以一直不能很好地被消费者接受[6]。本实验以香蕉和柚子皮为主料通过添加白糖、柠檬酸、VC等辅料制成一种低糖复合果酱。研究对比了三种不同灭菌方式，通过数据的整理及处理得出最适合低糖香蕉柚子皮复合果酱的灭菌方法。

1 材料和方法

1.1 实验材料与试剂

香蕉：市售。柚子皮：选自四川省成都市龙泉驿区柚子。白糖、食盐:市售。符合国家卫生标准的维生素C、柠檬酸、营养琼脂培养基、氢氧化钠、抗坏血酸、柠檬酸、碳酸钠、碳酸氢钠(分析纯)、生理盐水等。

1.2 实验仪器与设备

JY6002电子天平：上海良平仪器仪表有限公司；GM—09A电磁炉：上海电器厂；SS260—D3多功能食物搅拌器：中山市好妈咪电器厂；MM721NG1—PW微波炉：佛山市顺德区格兰仕微波电器有限公司；PHS—25型实验室pH计：长沙益龙有限责任公司；HSX—150智能恒温箱：上海南荣实验室设备有限公司；手持糖度计:成都豪创光电仪器有限公司；LDZX—75KBS立式压力蒸汽灭菌器:上海医疗器械厂；烧杯、量筒、试管、玻璃棒、不锈钢刀。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程与技术要点

1.3.2 操作要点

选取成熟度一致的，新鲜、无腐烂、无虫害的香蕉和柚子(柚子皮表面颜色基本一致)。将柚子皮取下切成小块，放在浓度为1%中Na2CO3和浓度为7%的NaHCO3的混合热溶液中浸泡5min，保持水浴温度为95℃，可去除大部分苦味。

热烫，把去皮后的香蕉迅速放入护色液中(护色液是浓度为0.2%～0.5%的柠檬酸和0.01%～0.08%的抗坏血酸的混合溶液)，浸泡20min后取出沥干水分，放入95℃的沸水锅中煮制8min以达到灭酶的效果。

打浆，将柚子皮和香蕉分别进行打浆。

调配，分批次加入白砂糖，在临近终点时，加入酸味剂、增稠剂。

浓缩，将打浆好的柚子皮与香蕉倒入蒸煮锅，先用旺火煮沸，再改用文火加热，边煮边搅拌防止烧焦，分批次加入白砂糖，在临近终点时，加入酸味剂、增稠剂，一边熬煮一边搅拌，直至酱汁呈浓稠状即可。

灌装，将瓶盖、玻璃瓶清洗干净，然后用沸水消毒3～5min，烘干，装罐时保持罐温40℃以上。果酱出锅后，迅速装罐(在20min内)，装瓶时酱体温度保持在80℃～90℃。容器顶部留有约2cm的顶隙，装瓶后迅速拧紧瓶盖。

1.3.3 灭菌方法

沸水浴灭菌，沸水浴灭菌作为传统的一种灭菌方法，既能节约能源又能很好地抑制微生物的生长与繁殖，但容易改变果酱中的热敏分子，改变果酱的风味、色泽从而使果酱质量下降[7]。本次实验在95℃～100℃，分别对果酱进行20min、25min、30min、35min的灭菌处理，取出后分段冷却到35℃～40℃。

高压蒸汽灭菌，高压蒸汽灭菌现广泛运用于果酱、罐头等灭菌，是在低温或常温条件下对果蔬汁施加压力使蛋白质发生变性、酶失活、微生物死亡等，但不会破坏果蔬汁中热敏性成分，从而有利于保留果蔬汁中原有的风味和营养成分，达到保鲜、灭菌及贮藏的目的[8]。实验将在121℃[9]下对果酱进行5min、10min、15min的灭菌处理，取出后分段冷却到35℃～40℃。

微波灭菌，微波灭菌是通过热效应和非热效应共同作用，能在较低的温度下达到灭菌效果[7]。本次实验将在功率750W[10]，对果酱分别进行80s、100s、120s、140s的灭菌处理，取出后分段冷却到35℃～40℃。

1.3.4 指标及测定方法

微生物中菌落总数的检测，菌落总数按照GB 4789.2—2010方法进行检测[11](要求菌落总数小于1 500cfu/g)。

菌落总数检测步骤，经多次实验，样品的最佳稀释度为101～102。取25g样品放入225mL的灭菌生理盐水中，充分振摇成1∶10的均匀稀释液。用1mL灭菌吸管吸取1mL缓缓注入含有9mL灭菌生理盐水的试管内，振摇试管使混合均匀成1∶100的稀释均液。用1mL的灭菌吸管取1mL均液注入一个无菌平皿中并与以灭菌的20mL平板计数琼脂混合均匀，静置，每稀释度注两个平皿。待琼脂凝固后翻转放入恒温培养箱中(36±1)℃，培养(48±2)h，后计算菌落数。

菌落总数的计算方法，因实验中只有一个稀释度平板上的菌落数在适宜计数范围之内(菌落数在30cfu/g～300cfu/g)，则计算两个平板菌落数的平均值，再将平均值乘以相应稀释倍数，作为菌落总数结果。

平板计数琼脂培养基的制作，称取平板计数琼脂23.5g，加入1L蒸馏水，搅拌加热煮沸至完全溶解，分装于三角瓶中，121℃高压灭菌15min后置于45℃水浴中备用。

pH值的测定，使用pH计进行测定。

可溶性固形物的测定，参照GB/T 12143—2008折光计法用手持测糖仪测定果酱中可溶性固形物含量[12]。

可滴定酸的测定，将5g的果酱用蒸馏水定容至100mL时使用pH计进行测定。

糖度计测定，参照GB/T 12143—2008折光计法用手持测糖仪测定果酱中可溶性固形物含量[12]。

容量瓶中，过滤后取上层清液50mL用0.1mol/L的NaOH滴定至pH=8.1。

感官评价，对通过灭菌处理并存放1周后的果酱进行感官评定。选择8个从事食品专业的经验型人员组成评审小组[1]，对果酱的色泽、风味、质地、口感等指标进行严格的评价打分，评分标准见表1。

表1 果酱感官品质评分标准

数据统计分析，每次实验都做三组平行，取其平均值，并采用SPSS和Excel进行数据处理。

2 实验与分析

2.1 沸水浴灭菌

果酱在沸水浴灭菌处理下灭菌时间为30min，其感官得分最高为48分。在灭菌时间为20min～30min时间段，果酱的感官总分呈上升趋势且在30min达到峰值，之后感官分数下降。说明在沸水浴灭菌时间为30min时，果酱的色泽最为均匀且最接近于香蕉的黄色，果酱质地细腻、酸甜口味适宜，所以得出沸水浴灭菌的最佳时间为30min。不同灭菌时间对果酱可溶性固形物含量的影响，见图1。

图1 不同灭菌时间对果酱可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物主要指可溶性糖，其中包括单糖、双糖、多糖等，其作为果酱行业常用的技术参数，也是果酱品质评价中的关键指标[13]。由图1可知，在放置天数为1d时，与对照组相比，低糖香蕉柚子皮复合果酱的可溶性固形物含量并无明显差异，且果酱在不同杀菌时间处理下，其可溶性固形物含量也无显著性变化。在放置天数为15d时，与对照组相比，无杀菌处理的果酱中的可溶性固形物含量减少明显并为所有组别中的最小值。同时，由图1可以看出，经沸水浴灭菌处理的果酱在放置15d后其可溶性固形物的含量均呈现下降趋势，但其下降值在较小的波动范围之内。其中，当灭菌时间为30min时，果酱中可溶性固形物含量的下降幅度为最小且达到所有组别中的最大值。由此可以说明，对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行沸水浴灭菌处理能有效地提高果酱中可溶性固形物的保存率，在一定程度上也提高了果酱的储存性能。而当灭菌时间为30min时，低糖香蕉柚子皮符合果酱中可溶性固形物的保留率达到最高，最有利于果酱的保存。

2.2 微波灭菌

果酱在微波灭菌处理下，在灭菌时间为120s时，果酱的感官评价得分最高为52分。在杀菌时间为80s～120s，果酱的感官得分呈上升趋势，在杀菌时间为120s～140s又下降，因此在杀菌时间为120s达到峰值。此外，对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行微波杀菌处理，在杀菌时间为120s时，果酱的色泽更接近于香蕉的原色，质地最为均匀，并具有酸甜适中的口感，所以对果酱进行微波灭菌处理，灭菌的最佳时间为120s。

与对照组相比，低糖香蕉柚子皮复合果酱在不经过灭菌处理时，其可溶性固形物含量呈下降趋势，且下降幅度较大，在放置天数达到15d时，可溶性固形物的保留率为所有组别中的最低。对果酱进行微波灭菌处理，在放置天数为1d时，可以看出果酱中的可溶性固形物含量随微波处理时间的延长而增加，当灭菌时间达到120s，果酱中的可溶性固形物含量为最高，这可能是因为微波处理时间的延长会引起温度的上升，果酱中的非水溶性物质降解及香蕉柚子皮中组织内容物质的溶出。当灭菌时间达到140s时，果酱中的可溶性固形物含量又有所下降，这可能是因为随微波处理时间的延长，引起温度的上升从而引起果酱中糖与糖或糖与其他组分的转化与反应。而随放置天数的增加，均显示下降趋势，在放置天数达到15d时，微波处理时间为120s的果酱中可溶性固形物含量为最高且下降趋势最小。由此可以说明，对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行微波灭菌处理，在灭菌时间为120s时，果酱中可溶性固形物的保留率为最高，果酱的储存性能最好，最有利于果酱的保存。

2.3 不同灭菌方式对果酱感官的影响

研究发现，当灭菌方式为高压蒸汽灭菌且灭菌时间为10min时，果酱的感官得分达到峰值52分。经高压蒸汽灭菌10min的果酱，在色泽上与其他组别并无明显差异，但在质地上得分却较大程度地高于其他方式处理下的果酱。这可能是因为在此灭菌条件下，果酱在存储过程中香蕉与柚子皮的复合程度高、无脱水现象且稳定地以酱体形态共存。所以，对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行不同方式的灭菌处理时，高压蒸汽灭菌10min，果酱的色泽较接近于香蕉原有的颜色，质地均匀，具有适宜的风味与口感。

2.4 不同灭菌方式对果酱菌落总数的影响，见表2

表2 不同灭菌方式下果酱的菌落总数

由表2可得，在不添加防腐剂的情况下，低糖香蕉柚子皮复合果酱经沸水浴灭菌、微波灭菌和不同时长高压蒸汽灭菌处理后，室温放置24h后测得果酱微生物指标符合国标要求，但沸水浴灭菌和微波灭菌的菌落总数比高压蒸汽灭菌的菌落总数高，且随高压蒸汽灭菌时间的增加，果酱中的菌落数随之减少。说明高压蒸汽灭菌的灭菌效果高于沸水浴灭菌和微波灭菌。

2.5 不同灭菌方式对果酱在贮藏期间菌落总数的影响见图2

图2 不同灭菌方式对果酱在贮藏期间菌落总数的影响

菌落总数表明果酱受微生物污染的情况并且直接影响果酱产品质量，如图2所示，在贮藏初期，不同的灭菌方式对果酱的杀菌率均高达65%以上，但随着贮藏天数的增加，未经灭菌处理的果酱，菌落总数呈较大的上升趋势，在贮藏天数为20d时微生物数量呈大幅度上升，而经过三种灭菌方式处理的低糖香蕉柚子皮复合果酱微生物呈缓慢上升趋势。同时，经沸水浴灭菌处理的果酱和经微波灭菌处理的果酱在20d后其菌落数目上升的速率比经高压蒸汽灭菌处理果酱的速率快，且经高压蒸汽灭菌处理的果酱的菌落数相对较为稳定并为三种不同杀菌方式下的最小值，由此可以说明对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行高压蒸汽灭菌处理，在果酱的贮藏期间有显著的抑菌效果，也表明高压蒸汽灭菌可以在一定程度上延长果酱的保质期。

2.6 不同灭菌方式对果酱在贮藏期间pH值的影响

研究表明，与对照组相比，没有经过灭菌处理的低糖香蕉柚子皮复合果酱，pH值的变化幅度最大，当储藏天数为25d时，其pH值降低到了2.8左右，果酱严重酸败,说明未经灭菌处理的果酱随贮藏时间的延长，微生物大量生长繁殖，因而未经杀菌处理的低糖香蕉柚子皮复合果酱随着天数的增加，容易受到微生物的影响而发生变质。低糖香蕉柚子皮复合果酱在经过三种不同杀菌方式的处理下，pH值都随着贮藏时间的延长而呈现下降的趋势，但下降值与波动范围存在差异。在贮藏初期，三种杀菌方式处理下果酱的pH值下降幅度都较小，在贮藏天数为15d时，pH值均在4.5以上，但随着贮藏天数的增加，各种生化反应的进行及酵母菌、乳酸菌等微生物代谢产生酸性物质，所以在三种杀菌方式下，果酱的pH值呈现差异较大的下降趋势。相比之下，经高压蒸汽灭菌处理的果酱pH值变化的幅度最小，当贮藏天数达25d时，pH值均在3以上，其中，高压蒸汽杀菌时间为5min时，pH值仍能达到3.5以上，说明对果酱进行高压蒸汽灭菌处理在抑制果酱变质方面有较好的作用。但当高压蒸汽灭菌时间为15min时，果酱的pH值反而更低，可能是因为高压蒸汽灭菌时间过长，会引起果酱中大分子物质的分解，增加了果酱中氢离子的存在，因而造成pH值下降。

2.7 不同灭菌方式对果酱贮藏期间可溶性固形物含量的影响

研究发现，低糖香蕉柚子皮复合果酱经过不灭菌处理和三种不同方式灭菌处理，其可溶性固形物含量均呈现下降趋势。并在贮藏期间呈现两个不同的下降速率，在贮藏前期下降速度较为缓慢，而后期的下降速度则相对较快。在贮藏初期，对照组和沸水浴灭菌、微波灭菌及高压蒸汽灭菌处理的果酱中可溶性固形物含量没有显著性差异，但随着储藏天数的增加，未经灭菌处理的果酱中，可溶性固形物的含量以较快的速度下降，当贮藏天数为25d时，果酱中的可溶性固形物含量仅为27%，这是由于果酱未经灭菌处理，微生物大量生长繁殖消耗了果酱中的糖分及其他营养成分。而经过灭菌处理的果酱中可溶性固形物含量的下降幅度相对较慢，且三种杀菌方式处理下，果酱中的可溶性固形物含量呈现较小的差异，但可以看出三种处理对低糖香蕉柚子皮复合果酱中可溶性固形物含量的保留率以沸水浴灭菌处理最低，其次为微波灭菌处理，高压蒸汽灭菌处理则为最高。这可能是因为高压蒸汽灭菌的灭菌效果较好且较好地抑制住了微生物的生长繁殖，减少了营养物质的消耗，由此可以说明对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行高压蒸汽灭菌处理更有利于果酱中可溶性固形物的保存。其中，当高压蒸汽灭菌时间为10min时，果酱保存率最高，在贮藏后期的下降速率也最慢，最为稳定，可能是由于当高压蒸汽灭菌为5min时，温度未升高到一定值，果酱中的组织物并没有充分溶出。当高压蒸汽灭菌时间达到15min时，果酱温度升高到一定值，引起了果酱中糖类物质的相互反应与转换。当高压蒸汽灭菌时间为10min，果酱的酱体发生变化，造成酸和蛋白质等大分子物质融入酱体中从而改变了果酱的可溶性固形物含量[14]，使果酱中可溶性固形物含量增多。

2.8 不同灭菌方式对果酱中对可滴定酸含量的影响

可滴定酸是果蔬汁行业基本技术参数，在果酱的贮藏期间，随着果酱的变质等变化，其可滴定酸也会有所变化[9]。实验可知，在贮藏初期，低糖香蕉柚子皮复合果酱经对照组和沸水浴灭菌处理、微波灭菌处理及高压蒸汽灭菌处理，其可滴定酸含量并无明显差异，但随贮藏天数的增加，不同灭菌处理下的果酱中可滴定酸含量均有上升趋势，其中未经杀菌处理的果酱中可滴定酸含量上升最快，在贮藏25d时最高可达0.73%，而经过灭菌处理的果酱中在贮藏25d时可滴定酸含量最高为0.58%，说明三种杀菌方式均对果酱在贮藏中的可滴定酸含量的增加有抑制作用。这可能是因为果酱未经杀菌处理，微生物大量生长繁殖，产生了大量的酸性代谢物。此外，果酱在贮藏期为20d后，不同杀菌方式处理下果酱中可滴定酸含量上升较为迅速，这可能与在较高温度处理下果酱中多糖或双糖降解导致有机酸增加有关[15]。而被高压蒸汽灭菌处理过的果酱中可滴定酸含量为最低，且上升最为缓慢，说明高压蒸汽灭菌处理对低糖香蕉柚子皮复合果酱中可滴定酸含量的增加抑制效果最佳。

3 结论

(1)对低糖香蕉柚子皮进行沸水浴灭菌处理的最佳时间为10min,在此灭菌时间下良好地保持了果酱的原有色泽及风味，并使果酱中的可溶性固形物保存率达到最高。

(2)对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行微波灭菌处理的最佳时间为120s，在此灭菌时间下果酱的感官评价得分最高且可溶性固形物含量也为最高。

(3)对低糖香蕉柚子皮复合果酱进行高压蒸汽灭菌处理的最佳时间为10min，在此灭菌时间下果酱的质地细腻且最为均匀，在贮藏过程中可溶性固形物含量的变化趋势最为缓慢。

通过以上的实验结果表明，沸水浴灭菌、微波灭菌、高压蒸汽灭菌对低糖香蕉柚子皮复合果酱品质的影响效果不同。低糖香蕉柚子皮复合果酱经三种不同方式的灭菌处理，在果酱的贮藏期间，果酱中的菌落总数与可滴定酸含量均呈现上升趋势，pH值及可溶性固形物含量均呈现下降的趋势。其中，低糖香蕉柚子皮复合果酱经沸水浴灭菌处理和微波灭菌处理其菌落总数均多于高压蒸汽灭菌处理，且在果酱的贮藏过程中，随贮藏天数的增加，果酱中的菌落总数增长趋势以高压蒸汽灭菌的最为缓慢，果酱中的可溶性固形物含量以高压蒸汽灭菌处理的为最高且抑菌效果也为最好。由此可以说明，低糖香蕉柚子皮复合果酱经高压蒸汽灭菌处理，在贮藏期间果酱的各项理化指标的变化趋势最为缓慢，果酱的稳定性能与保存性能最高；高压蒸汽灭菌作为一种高效、节能、无有害残留物影响的灭菌方式，较好地保证了卫生标准，同时也最低限度地减少了果酱中营养成分的流失。