微波杀菌技术在双华李和佛手加工中的应用

黄凯信，王楚茵，许剑华，陈树喜，周爱梅

（1.广东展翠食品股份有限公司，广东 潮州 515634；2.华南农业大学，广东 广州 510642）

杀菌是果蔬精深加工过程中的常见工序，也是果蔬制品长期贮藏和品质保证的关键。传统的果蔬加工杀菌过程多采用热杀菌技术，能够杀死各种微生物，而且杀菌程度可准确控制，是一种有效的杀菌方式。但高温热杀菌对食品色泽、风味和营养物质等方面有较大影响[1]。近年来，国内外出现了一些新型杀菌技术，像超高温瞬时杀菌技术、超高压杀菌技术、微波技术、脉冲强光、激光杀菌技术等[2]。其中微波技术在食品工业上的研究应用起始于上个世纪，如今已广泛应用于食品行业及其他行业。与传统的热力杀菌相比，微波杀菌具有加热时间短、升温速度快、杀菌均匀、穿透力强、节约能源、加热效率高、适用范围广等特点。与化学方法杀菌相比，微波杀菌无化学物质残留而使安全性提高。微波杀菌便于控制，食品的营养成分及色、香、味在杀菌后仍接近食物的天然品质[3-5]。

双华李又称三华李，因起源于广东翁源县三华镇而得名，果实含有大量的维生素、矿物质、有机酸等，营养成分种类丰富，既是鲜食的上好果品，又是加工水果制品的上好原料。佛手是我国传统名贵中药材，同时也是药食同源植物，含有香叶木苷、柠檬油素、黄酮苷、橙皮苷和活性多糖等多种功能成分，具有和胃健脾、理气化痰等功效。试验将微波杀菌技术应用到双华李和佛手这2种富含天然植物功效成分农产品的加工中，探究适合其技术要求的杀菌工艺，可为这2种重要农产品的进一步深度开发利用提供一定的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

双华李果实、佛手，当地农户购置；食盐、白砂糖，均为市售。

草酸铵、结晶紫、碘液、氯化钠，广州化学试剂厂提供；无水乙醇，南京化学试剂有限公司提供；蛋白胨、琼脂粉，北京奥博星生物技术有限责任公司提供；牛肉膏，广东环凯微生物科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

PL602-S型电子天平、SYQ-DSX-280B型手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器、1010-2型电热鼓风干燥箱、WP700TL23-6型格兰仕微波炉、PHS-2F型电子显微镜、DH3600型电热恒温培养箱等。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

将双华李和佛手鲜果原料进行盐腌和糖渍后，再对果胚进行杀菌处理，处理后的果胚可直接制成果干食品或其他营养产品。主要工艺流程如下：鲜果→清洗→盐腌→漂洗→切块或不切块→糖渍→沥干水分→杀菌→无菌果胚。

1.3.2 双华李微波杀菌单因素试验

以杀菌处理后果胚样品的菌落总数作为评价指标，分别考查微波功率、微波处理时间、样品密度对双华李果胚微波杀菌的影响。

1.3.3 双华李微波杀菌正交试验

以双华李微波杀菌单因素试验结果为基础，采用L9（34） 正交试验，以微波功率 （A）、微波时间（B）、样品密度（C）为试验因素，进行正交试验设计，对双华李微波杀菌条件进行优化。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.3.4 佛手微波杀菌正交试验

以双华李微波杀菌单因素及正交试验结果为基础，采用与表1相同的试验因素和水平进行微波杀菌正交试验，对佛手果胚杀菌条件进行优化。

2 结果与分析

2.1 双华李微波杀菌单因素试验结果

2.1.1 微波功率对双华李微波杀菌的影响

在样品密度为33.43%的情况下，分别用微波功率119，280，462，595，700 W对双华李进行微波杀菌30 s。

微波功率对双华李杀菌效果的影响见图1。

图1 微波功率对双华李杀菌效果的影响

结果表明，随着微波功率的增加，双华李果胚的菌落总数显著下降（p＜0.05）。在微波功率为119～462 W时，果胚菌落总数下降幅度较大，由247 CFU/g下降到72 CFU/g；在微波功率为462 W时菌落总数下降至72 CFU/g，继续增加微波功率，果胚菌落总数下降幅度较慢，仅从72 CFU/g下降到32 CFU/g，且微波功率过高，使得果胚温度较高，不利于产品品质的保持，综合选择微波功率为462 W为宜。

2.1.2 微波时间对双华李杀菌效果的影响

在样品密度为33.43%的情况下，在微波功率为462 W情况下分别用20，30，40，50，60 s的时间对双华李进行微波杀菌。

微波时间对双华李杀菌效果的影响见图2。

图2 微波时间对双华李杀菌效果的影响

结果表明，随着微波时间的增加，双华李果胚的菌落总数显著下降（p＜0.05）。在微波时间为20～40 s内，果胚菌落总数下降幅度较大，由148 CFU/g下降至52 CFU/g；在微波时间为40 s时菌落总数下降至52 CFU/g，继续延长微波时间，果胚菌落总数下降幅度较慢，仅从52 CFU/g下降到29 CFU/g且微波时间过高，使得果胚温度较高，不利于产品品质的保持，综合选择微波时间为40 s为宜。

2.1.3 样品密度对双华李微波杀菌的影响

在微波功率为462 W，微波时间40 s的情况下，分别对样品密度为11.14%，22.28%，33.43%，44.57%，55.71%的双华李进行微波杀菌。

不同样品密度对双华李杀菌效果的影响见图3。

图3 不同样品密度对双华李杀菌效果的影响

结果表明，随着样品密度的增加，双华李果胚的菌落总数显著上升（p＜0.05）。在样品密度为11.14%～22.28%内，果胚菌落总数上升幅度较小，仅从24 CFU/g增加到34 CFU/g，在样品密度为22.28%时菌落总数上升至34 CFU/g，继续加大样品密度，果胚菌落总数上升幅度较大，从34 CFU/g增大到156 CFU/g。因而，综合考虑杀菌效果和效益问题，选择样品密度为22.28%为最佳包装样品密度。

2.2 双华李微波杀菌正交试验

双华李微波杀菌正交试验结果见表2，双华李微波杀菌试验方差分析结果见表3。

表2 双华李微波杀菌正交试验结果

表3 双华李微波杀菌试验方差分析结果

通过正交试验和方差分析结果可知，影响指标的因素主次顺序为微波功率（A） ＞样品密度（C）＞微波时间（B）。说明微波功率的影响最大，其次是样品密度，微波时间影响最小。同时，从表中可知最优组合为A3B3C1，即微波功率适合的参数为595 W，微波时间为50 s，样品密度为22.28%。由于此条件不在9组正交表中，因此进行验证试验，验证结果表明用此条件杀菌后，双华李果胚中菌落总数为24 CFU/g，证明此方案可行。

2.3 佛手微波杀菌的正交试验

以双华李微波杀菌单因素和正交试验为基础，对佛手果胚进行微波杀菌正交试验和方差分析。

佛手微波杀菌正交试验结果见表4，佛手微波杀菌试验方差分析结果见表5。

通过方差分析和正交试验结果可知，影响佛手微波杀菌效果的因素主次顺序为微波功率（A） ＞样品密度（C） ＞微波时间（B）。说明微波功率大小对试验结果影响最大，其次是样品密度，微波时间对试验结果影响最小。同时，也可从表中可知最优组合是A3B3C1，即微波功率适合的参数为595 W，微波时间为50 s，样品密度为22.28%。由于此条件不在9组正交表中，通过验证试验，验证结果表明用此条件杀菌后，佛手果胚中菌落总数为16 CFU/g，证明此方案可行。

表4 佛手微波杀菌正交试验结果

表5 佛手微波杀菌试验方差分析结果

3 结论

通过试验得到双华李和佛手的最佳微波杀菌工艺参数均为微波功率595 W，微波杀菌时间50 s，样品堆放密度22.28%。在此杀菌条件处理后，双华李果胚中菌落总数为24 CFU/g，而佛手果胚中菌落总数为16 CFU/g。二者微波杀菌最佳工艺相同的原因可能是所用的双华李和佛手原料经过相同工艺的前处理后，肉质紧缩，果胚内部水分、结构等状态类似。试验结果表明，在合适的技术参数下，微波杀菌技术对2种样品都具有良好杀菌效果。