石榴是石榴科石榴屬植物，原產(chǎn)于伊朗等中亞地區(qū)，西漢時引入我國，至今已有2000多年栽培歷史。石榴鮮美可口、果大皮薄、味甜汁多，且富含多酚類、黃酮、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)。石榴深受人們的喜愛，而石榴汁是其主要的加工產(chǎn)物。
目前果汁加工殺菌技術(shù)以熱殺菌為主，巴氏殺菌(Pasteurization)處理應(yīng)用廣泛且技術(shù)成熟，但熱殺菌果汁的風(fēng)味、色澤和營養(yǎng)成分損失較大，如石榴汁花色素下降、產(chǎn)生熟味、顏色褐變等。食品超高壓殺菌技術(shù)(Ultra-high pressure,UHP)是將食品原料包裝后置于超高壓容器中，在靜高壓(100～1000 MPa)和適當(dāng)?shù)臏囟认卤Ａ粢欢〞r間，使食品中含有的酶、蛋白質(zhì)等高分子化合物失活、變性，并殺死食品中的微生物，而食品中的香氣成分、維生素等化合物的共價結(jié)構(gòu)在超高壓下不會被破壞，從而達到保鮮、滅菌和貯藏的目的。
本研究通過比較超高壓和巴氏殺菌對石榴果汁飲料微生物、感官品質(zhì)和理化性質(zhì)的影響及4℃貯藏60 d內(nèi)的品質(zhì)變化，探討超高壓技術(shù)和巴氏殺菌在石榴果汁飲料生產(chǎn)中應(yīng)用的差異性，為其在石榴果汁飲料生產(chǎn)加工中的應(yīng)用和生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。
石榴原汁；石榴濃縮汁；白砂糖；果葡糖漿；檸檬酸；DL-蘋果酸；Trolox、DPPH；甲醇、福林試劑、碳酸鈉：分析純，；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品。
電子天平、FE28 p H計；752紫外可見分光光度計；ATAGO糖度儀；超高壓殺菌設(shè)備。
原料調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→滅菌→冷藏→成品。
操作要點：將水、石榴原汁、石榴濃縮汁、白砂糖、果葡糖漿、檸檬酸和DL-蘋果酸按比例調(diào)配，通過均質(zhì)機使其混合均勻，將調(diào)配好的石榴果汁飲料分裝到PET瓶中，280 m L/瓶。
將上述樣品置于超高壓設(shè)備中，殺菌條件為25℃、600 MPa保壓5 min。
經(jīng)前期實驗積累，選擇65℃、20 min作為巴氏殺菌處理條件，該條件既能達到殺菌標(biāo)準(zhǔn)又能最大限度保留風(fēng)味。
將上述殺菌處理后的瓶裝石榴果汁飲料于4℃冰箱中貯藏60 d，每10天取樣檢測相關(guān)指標(biāo)的變化。
菌落總數(shù)根據(jù)GB 4789.2—2 0 1 6的要求進行測定，酵母和霉菌根據(jù)GB4789.15—2016的要求進行測定。
根據(jù)表1中石榴果汁飲料的評分標(biāo)準(zhǔn)，選擇10名專業(yè)人員組成評分小組，從色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)4個方面對石榴果汁飲料品質(zhì)進行評定，計算總體感官評分。
p H值使用p H計進行測定。TSS使用數(shù)顯糖度儀測定，以蒸餾水作空白。
采用p H電位法測定TA。
以沒食子酸溶液為標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用福林酚法進行檢測。取1 m L稀釋樣品與0.5 m L福林試劑，充分混勻。1 min后加入6.5m L碳酸鈉溶液(10%)，在室溫暗處保持1 h，在760nm波長處測定吸光度。以沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢測結(jié)果以每100毫升樣品中含有的沒食子酸的毫克數(shù)表示。
用DPPH自由基清除法檢測石榴果汁飲料的抗氧化能力。取1 m L樣品與4.5 m L 100μmol/L DPPH甲醇溶液充分混合，室溫避光放置30 min，于517 nm波長處測定吸光度。按下列公式計算DPPH自由基清除率。以Trolox標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，抗氧化能力以Trolox當(dāng)量(TEAC)μmol/L計。
式中：A空白為蒸餾水的吸光度；
A實驗為樣品的吸光度；
A對照為無水甲醇的吸光度。
所有實驗重復(fù)3次。運用Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析及繪制圖表。
經(jīng)超高壓和巴氏殺菌處理后，石榴果汁飲料的菌落總數(shù)均符合GB 7101的標(biāo)準(zhǔn)要求，霉菌和酵母均未檢出，結(jié)果見表2。研究發(fā)現(xiàn)，蘋果泥在400 MPa和500 MPa下處理5 min未檢出霉菌和酵母，與本文結(jié)果一致。
貯藏期間，隨著貯藏時間的延長，2組的菌落總數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，且巴氏殺菌處理組增速高于超高壓處理組，霉菌和酵母至貯藏結(jié)束均未檢出，結(jié)果見圖1。在60 d時，超高壓組和巴氏殺菌組菌落總數(shù)分別為35 cfu/m L和62 cfu/m L，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，說明在4℃、60 d的貯藏條件下，兩處理組均能保證石榴果汁飲料的貯藏安全性。石榴果汁飲料的菌落總數(shù)在60 d內(nèi)呈上升趨勢，可能是殺菌后殘存微生物復(fù)蘇繁殖引起的。
感官評價可以快速而準(zhǔn)確地判斷產(chǎn)品質(zhì)量。如圖2所示，石榴果汁飲料的感官評分隨著貯藏時間的延長而下降。貯藏時間結(jié)束時，超高壓組和巴氏殺菌處理組的感官評分分別為8.6分和7分。結(jié)果表明，經(jīng)超高壓處理的石榴果汁飲料品質(zhì)優(yōu)于巴氏殺菌處理組的石榴果汁飲料。這可能是因為超高壓對果汁特征香氣影響較小，較巴氏殺菌處理組能更好地保持鮮榨果汁的特征香氣，同時超高壓不會破壞分子內(nèi)部共價鍵，對小分子物質(zhì)影響不大，能最大限度地保持食品的營養(yǎng)和風(fēng)味。
p H值、TSS和TA是衡量石榴果汁飲料品質(zhì)的重要指標(biāo)。如表3所示，經(jīng)超高壓和巴氏殺菌處理后，石榴果汁飲料的p H值、TSS和TA均無顯著變化(P>0.05)。
貯藏期間p H值、TSS和TA的變化見表4，兩處理組的石榴果汁飲料的p H值和TSS無顯著變化(P>0.05)。VELAZQUEZ-ESTRADA R M等也研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理橙汁前后和90 d儲藏期內(nèi)p H值和TSS沒有顯著變化(P>0.05)。兩處理組的TA顯著下降(P<0.05)，這可能是由于貯藏過程中少量微生物代謝產(chǎn)酸和α-羧基酸的鏈降解反應(yīng)引起的。
酚類化合物是一種存在于水果、蔬菜等植物中的多羥基化合物，是決定果汁抗氧化能力的主要物質(zhì)之一。經(jīng)檢測，初始石榴果汁飲料的總酚含量為(54.20±0.50)mg/100 m L，經(jīng)超高壓殺菌處理后其含量顯著增加至(56.93±0.52)mg/100 m L(P<0.05)，而巴氏殺菌處理則顯著降低了總酚含量(P<0.05)，降至(48.20±0.82)mg/100 m L。這與其他研究報道的超高壓能提高果汁中總酚含量的結(jié)果一致。VARELA-SANTOS E等研究發(fā)現(xiàn)石榴汁在350～550 MPa下處理30～150 s后，總酚含量增加3.38%～11.99%。黃曉玲等研究發(fā)現(xiàn)，600 MPa處理5 min的橙汁總酚含量增加了13.5%。這是因為在較高壓力的超高壓作用下，細胞通透性增加，加劇了細胞內(nèi)化學(xué)物的溶出；而巴氏殺菌易破壞酚類活性成分的結(jié)構(gòu)，從而降低總酚含量。
石榴果汁飲料貯藏60 d內(nèi)總酚含量的變化見圖3。在此期間，2組的總酚含量均呈下降趨勢，這可能是由于貯藏過程中樣品中的溶解氧形成氧自由基，使酚類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)氧化和酶促氧化而降解。整個貯藏期內(nèi)，超高壓處理組對總酚的保留顯著高于巴氏殺菌處理組(P<0.05)，這主要是由于超高壓處理在常溫和密閉下進行，酚類物質(zhì)氧化降解更少。
石榴果汁飲料的抗氧化活性可以通過DPPH自由基清除能力的方法進行評價。經(jīng)檢測，未處理石榴果汁飲料的DPPH自由基清除能力為(135.17±3.26)μmol Trolox/L，經(jīng)超高壓處理后DPPH自由基清除能力無顯著影響(P>0.05)，為(132.29±1.15)μm o l Tr o l o x/L，而巴氏殺菌處理則顯著降低其DPPH自由基清除能力(P<0.05)，降至(129.36±0.78)μmol Trolox/L，結(jié)果表明超高壓處理比巴氏殺菌能更好地保持石榴果汁飲料的抗氧化活性。有研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理果蔬汁的抗氧化活性高于熱處理組。
石榴果汁飲料貯藏過程中抗氧化活性的變化如圖4所示。在60 d貯藏期間，2組石榴果汁飲料的抗氧化活性均呈下降趨勢。在貯藏期結(jié)束時，超高壓處理組的抗氧化活性降低了9.99%，而巴氏殺菌處理組的抗氧化活性降低了12.59%，表明超高壓能更好地保持石榴果汁飲料在貯藏期內(nèi)的抗氧化活性。研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理比熱處理能更好地保持復(fù)合果蔬汁的抗氧化能力。
本研究對比了超高壓殺菌和巴氏殺菌后的石榴果汁飲料微生物、感官、可溶性固形物、總酸、總酚等指標(biāo)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種殺菌處理后石榴果汁飲料的微生物均符合要求，雖然在60 d貯藏期內(nèi)出現(xiàn)上升情況，但在60 d貯藏結(jié)束時均未超標(biāo)；經(jīng)超高壓和巴氏殺菌的石榴果汁飲料感官品質(zhì)在貯藏期內(nèi)呈下降趨勢，但超高壓優(yōu)于熱處理的石榴果汁飲料；p H值、TSS和TA在2種殺菌處理前后無顯著變化，在貯藏期內(nèi)p H值和TSS無顯著變化，而2種處理方式的TA均顯著下降；經(jīng)超高壓處理的石榴果汁飲料的總酚和抗氧化活性均高于巴氏殺菌組，在60 d貯藏期內(nèi)，2種處理方式的總酚和抗氧化活性均呈下降趨勢，但超高壓能更好地保留總酚和抗氧化活性。
綜上所述，與巴氏殺菌相比，超高壓處理組石榴果汁飲料的感官品質(zhì)、理化指標(biāo)、總酚、抗氧化活性等品質(zhì)更佳，在4℃貯藏60 d內(nèi)，石榴果汁飲料超高壓殺菌(600 MPa,5 min)與巴氏殺菌(65℃，20 min)的殺菌能力相當(dāng)。因此在低溫短期貯藏條件下，綜合考慮風(fēng)味、營養(yǎng)、安全等因素可采用超高壓殺菌技術(shù)，以達到保鮮、滅菌和貯藏的目的。
