超高压处理对西番莲果汁饮料杀菌工艺研究

超高压处理对西番莲果汁饮料杀菌工艺研究

西潘花又称百香果、巴西果和鸡蛋果。这是西潘花科和西潘花科多年生多年生攀缘植物。这种水果是干果，其中果汁占所有果实的35%，果皮约60%，果实种子约5%。传统果汁饮料杀菌方式主要采用热力杀菌,而热力杀菌对饮料风味与营养损失影响大,且易产生浓烈的蒸煮味,严重影响了果汁饮料的商业价值。超高压杀菌技术是冷杀菌技术,具有高效、低能耗、污染少等优点1材料和方法1.1原料和羧甲基纤维素西番莲:品种为紫果,广西贺州信都镇产;黄原胶(食品级,山东阜丰发酵有限公司);白砂糖(食品级,柳州市古丽冰糖有限公司);羧甲基纤维素(CMC)(食品级,郑州特正商贸有限公司);果胶酶(10000U/mL,诺维信公司)。1.2赛多利斯科学仪器Jd-322豆浆冰沙调理机,金达电器;HH-6数显恒温水浴锅,国华电器有限公司;BSA124S电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;JM-L50A胶体磨,杭州惠合机械设备有限公司;YP1201N电子天平,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;MRHei-Tec磁力搅拌器,德国Heidolph公司;HPP.L2-600/1超高压设备,天津华泰森淼有限公司;CR-10型色差计,日本柯尼卡美能达控股株式会社。1.3测试方法1.3.1西藤果汁饮料的制备西番莲果汁饮料的制备参照文献[16]进行。1.3.2不同压力组合下不同时距离子处理取西番莲果汁饮料,分别于25℃,100~400,200~400,200~500,300~500和300~600MPa不同压力组合下处理10min,其中低高压的处理时间比例为1︰1。以菌落总数、可溶性固形物、总酸、色差、pH为考察指标,研究不同压力组合对西番莲果汁饮料杀菌效果和品质的影响。1.3.3低高压处理时间分别取西番莲果汁饮料50,100,150,200和250g,于25℃,200~400MPa压力组合下处理10min,其中低高压的处理时间比例为1︰1。以菌落总数、可溶性固形物、总酸、色差、pH为考察指标,研究不同装载量对西番莲果汁饮料杀菌效果和品质的影响。1.3.4低高压处理时间比例取西番莲果汁饮料,分别于25℃,200~400MPa压力组合下处理2,6,10,14和18min,其中低高压的处理时间比例为1︰1。以菌落总数、可溶性固形物、总酸、色差、pH为考察指标,研究不同保压时间对西番莲果汁饮料杀菌效果和品质的影响。1.3.5低高压处理时间比例取西番莲果汁饮料,分别于25℃,30℃,35℃,40℃和45℃,200~400MPa压力组合下,处理10min,其中低高压的处理时间比例为1︰1。以菌落总数、可溶性固形物、总酸、色差、pH为考察指标,研究不同协同温度对西番莲果汁饮料杀菌效果和品质的影响。1.3.6低高压处理时间比例单因素试验取西番莲果汁饮料,分别于25℃,200~400MPa压力组合下处理10min,其中低高压的处理时间比例分别为4︰1,3︰2,1︰1,2︰3和1︰4。以菌落总数、可溶性固形物、总酸、色差、pH为考察指标,研究不同低高压保压时间比例对西番莲果汁饮料杀菌效果和品质的影响。1.3.7测定微生物总数参考GB4789.2—2016(食品微生物学检验菌落总数)进行测定。1.3.8酸测定参考GB/T12456—2008(食品总酸的测定)进行测定。1.3.9色度值及准确度采用CR-10型色差计进行测定。分别记录西番莲果汁饮料的L*、a*、b*值。其中亮度值L*表示样品偏白(+)或偏黑(-)的程度,色度值a*表示样品偏红(+)或偏绿(-)的程度,色度值b*表示样品偏黄(+)或偏蓝(-)的程度。每个样品测定3次,取其平均值。总色差ΔE*的计算如式(1)。1.3.1可溶性固形物和ph的测量分别采用数显折光糖度计、pH计进行测定。1.3.11-巴氏菌的杀菌效果对西潘果酸饮料的杀菌效果和质量的影响将真空包装好西番莲果汁饮料置于85℃的水浴锅中,水浴处理15min。1.3.1离心沉淀率用10mL的刻度离心管准确量取样品10mL,置于离心机中以转速1500r/min离心5min,离心完毕弃去上清液,准确称量沉淀物的质量,计算离心沉淀率,平行测定3次,试验结果取平均值。离心沉淀率越大,表明西番莲果汁饮料体系越不稳定;反之,西番莲果汁饮料的稳定性越好。式中:SR为离心沉淀率,%;M1.4处理数据所得数据采用Origin8.5、Excel、SPSS22.0进行作图表及统计分析。2结果与分析2.1不同压力的组合对西潘果汁饮料的杀菌效果和品质的影响2.1.1杀菌效果越来越好由图1可知,在相同装载量、保压时间、保压时间比例及协同温度条件下,随着压力组合的增加,西番莲果汁饮料的杀菌效果越来越好。200~400MPa的压力组合杀菌效果明显比100~400MPa的压力组合的杀菌效果好。其中,当压力组合为300~600MPa时,杀菌效果最好,西番莲果汁饮料中菌落总数减少99.71%。这是因为,对西番莲果汁饮料处理压力的升高和间歇性施压方式强化了升压和降压过程中对微生物的特殊胁迫作用2.1.2不同超高压压力组合对西番莲果汁饮料品质指标影响pH、可溶性固形物、总酸等是评价果汁饮料的重要指标。由表1可以看出,与对照组相比,经过不同超高压压力组合处理的西番莲果汁饮料pH、可溶性固形物、总酸基本没有变化,说明不同超高压压力组合对西番莲果汁饮料的pH、可溶性固形物、总酸的影响不大。这与方亮2.2不同的装载量对西潘果汁饮料的杀菌效果和品质的影响2.2.1压力传递的影响由图2可知,随着装载量的增加,西番莲果汁饮料的菌落总数基本没有变化,这主要是因为,超高压加工的一致性好,在施压过程中,压力是瞬时一致向食品中心传递且处处相同,压力传递的与加工处理量的多少没有关系。由表2可知,与对照组相比,不同的装载量的西番莲果汁饮料经过超高压处理后,西番莲果汁饮料的pH、可溶性固形物、总酸基本没有变化,说明超高压对西番莲果汁饮料的品质影响较小。不同装载量之间的pH、可溶性固形物、总酸、色差值ΔE差异不显著,这主要是由于,超高压加工一致性良好,在同一高压容器中每一处的压力是相同的,因此不同装载量对西番莲果汁饮料品质影响基本相同。2.3不同的储存时间会对西潘果汁饮料的杀菌效果和质量产生影响2.3.1高压的降压及对微生物的胁迫作用由图3可知,随着保压时间延长,西番莲果汁饮料中的菌落总数呈下降的趋势,在处理时间0~14min之间,随着西番莲果汁饮料超高压保压时间的延长,西番莲果汁饮料中的菌落总数下降明显。这是由于,保压时间的延长和间歇性施压方式增强了超高压在升压及降压过程中对微生物的特殊胁迫作用,处理时间越长,这个胁迫作用就越强,微生物的死亡率就越高。当保压时间为14min时,西番莲果汁饮料中的菌落总数死亡率为99.65%。当保压时间超过14min时,单纯延长保压时间西番莲果汁饮料中的菌落总数下降不明显。这是因为,在大量的压力敏感菌在短时间内很快被杀灭,剩余的耐压菌即使高压也未达到其压力阈值,因此延长保压时间只能将少数微生物杀灭2.3.2不同超高压对西番莲果汁饮料品质指标影响由表3可知,随着超高压保压时间的延长,西番莲果汁饮料的pH、可溶性固形物、总酸变化较小,经过超高压处理2min的西番莲果汁饮料的pH、可溶性固形物、总酸与对照组相比,两者分别相差0,0.3%和3.4%,这表明,超高压对西番莲果汁饮料的品质影响较小。通过Duncan统计方法的比较分析可知,在压力组合为200~400MPa、装载量为100g、协同温度25℃和低高压保压时间比例为1︰1的条件下,西番莲果汁饮料保压时间在2~18min之间,其pH、可溶性固形物、总酸、色差值ΔE变化不显著。2.4不同高压保压时间的比例对西潘果汁饮料的杀菌效果和品质的影响2.4.1高压处理时间比例对微生物的特殊胁迫作用由图4可知,随着高压时间的延长,低压时间的缩短,西番莲果汁饮料中的菌落总数在下降。这是由于,高压时间的延长以及间歇性施压方式强化了升压和降压过程中对微生物的特殊胁迫作用,高压处理时间比例越高,对微生物的特殊胁迫作用就越强,微生物的致死率就越高。时间比例由4︰1到3︰2时,西番莲果汁饮料中的菌落总数下降最明显,将近1个数量级。当时间比例为2︰3时,西番莲果汁饮料的菌落总数比时间比例为4︰1时的菌落总数少96.05%。而继续延长高压时间时,西番莲果汁饮料中的菌落总数变化不大,这是因为,大部分的压力敏感菌已经死亡,只有少数的耐压菌存活,而高压处理的压力没有达到耐压菌的压力阈值,因此单纯的延长高压时间对西番莲果汁饮料中的菌落总数影响不大。2.4.2糖酸比的影响果实在成熟的过程中,其组成的成分在不断地变化。其中,果实中有机酸的下降,糖含量的升高,形成一定的糖酸比,从而使其形成特殊的风味和色泽。由表4可知,低高压时间比例变化,但西番莲果汁饮料的pH、可溶性固形物、总酸变化不显著。说明超高压处理能较好保留西番莲果汁饮料的甜酸度及色泽。这与王凌云2.5不同合作温度对西潘果汁饮料的杀菌效果和品质的影响2.5.1菌落总数的变化图5可知,随着协同温度的升高,西番莲果汁饮料中的菌落总数呈下降的趋势。协同温度在25℃升到35℃时,西番莲果汁饮料中的菌落总数下降最明显。这是因为,温度的升高及间歇性施压方式强化了在升压和降压过程中对西番莲果汁饮料中微生物的特殊胁迫作用。热协同超高压,使得微生物的细胞壁内外的压强差增强,加快了水分向细胞壁和细胞膜渗透,并导致细胞液粘度及表面张力等物理性质的变化,从而强化了对微生物细胞破坏的能力2.5.2需要增加ph由表5可知,随着协同温度的不断升高,西番莲果汁饮料的pH稍有上升,在协同温度为45℃时,pH为4.05,与对照组相比增加了0.05,变化显著。而随着协同温度的升高,西番莲果汁饮料的可溶性固形物、总酸、色差值ΔE变化不显著,因此,在一定范围内,协同温度的升高对西番莲果汁饮料的可溶性固形物、总酸、色差值ΔE的影响不大2.6西番莲果汁饮料超高压杀菌条件优化根据单因素的结果,确定西番莲果汁饮料的装载量为100g,低高压的保压时间比例为2︰3。并选择影响较大的三个因素即压力组合、保压时间、协同温度的三个合适水平进行正交优化试验,以菌落总数和霉菌、酵母菌数为考察指标,研究超高压对西番莲果汁饮料杀菌效果的影响,结果如表6。由表6菌落总数极差R可知,超高压对西番莲果汁饮料杀菌效果影响的因素主次为A>B>C,即压力组合>保压时间>协同温度;菌落总数的最优组合为A2.7一流西番莲果汁饮料的最佳条件对正交优化得到的最优因素组合A由表7可知,经过超高压A3西番莲果汁饮料超高压杀菌工艺条件的研究1)超高压处理对西番莲果汁饮料pH、可溶性固形物、总酸及色泽影响很小,与未经过处理的西番莲果汁饮料相比没有显著的差异,能较好保留了西番莲果汁饮料的营养成分和口感,有效避免了西番莲果汁饮料营养成分的破坏。2)超高压处理对西番莲果汁饮料杀菌效果显著,对西番莲果汁饮料中的微生物具有明显的杀灭作用,且升高压力、延长保压时间、提高协同温度及间歇性施压方式都具有强化了升压和降压过程中对微生物的特殊胁迫作用