低頻超聲處理對(duì)鮮榨溫州蜜柑汁殺菌效果、加工品質(zhì)及貯藏特性的影響.pdf

1、我國(guó)寬皮柑橘產(chǎn)量居世界第一，發(fā)展果汁加工業(yè)是緩解鮮果滯銷(xiāo)壓力，推動(dòng)柑橘產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要途徑。近年來(lái)，伴隨消費(fèi)者對(duì)健康關(guān)注度的上升，具有天然、無(wú)添加、非熱加工等特性健康食品的需求量也日益增加。超聲波作為一種非熱加工技術(shù)，具有環(huán)保、節(jié)能、高效等特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)殺菌的同時(shí)兼具提升果汁品質(zhì)的潛在優(yōu)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于低頻超聲技術(shù)應(yīng)用于溫州蜜柑汁加工領(lǐng)域可行性的研究相對(duì)較少，同時(shí)該技術(shù)對(duì)溫州蜜柑汁中抗壞血酸、游離氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分影響效果及作用機(jī)

2、理的研究鮮有報(bào)道。
　　基于低頻超聲技術(shù)在提升橘汁品質(zhì)方面的潛在優(yōu)勢(shì)，本研究選取溫州蜜柑為原料，通過(guò)真實(shí)體系和模擬體系相結(jié)合的研究方法，考察低頻超聲對(duì)微生物的滅活效果，探究低頻超聲波關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)對(duì)超聲介質(zhì)物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)的影響，綜合評(píng)價(jià)該技術(shù)對(duì)溫州蜜柑汁加工品質(zhì)及貯藏特性的影響，構(gòu)建有效的營(yíng)養(yǎng)成分降解動(dòng)力學(xué)模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)貯藏期果汁品質(zhì)評(píng)估及貨架期預(yù)測(cè)。本文的研究旨在探究低頻超聲技術(shù)應(yīng)用于寬皮柑橘汁加工領(lǐng)域的可行性，為該技術(shù)在柑橘

3、汁加工領(lǐng)域的運(yùn)用提供可靠的技術(shù)參數(shù)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.選取溫州蜜柑為原料，考察低頻超聲處理對(duì)溫州蜜柑汁中主要微生物菌群（細(xì)菌、霉菌、酵母菌、大腸菌群）的滅活效果，探究低頻超聲關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)（超聲溫度、超聲時(shí)間、超聲功率）對(duì)超聲介質(zhì)物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)的影響，并運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化低頻超聲殺菌工藝條件。為低頻超聲技術(shù)在果汁加工領(lǐng)域的應(yīng)用提供可靠的技術(shù)參數(shù)。經(jīng)分析總結(jié)，得出如下結(jié)論：低頻超聲技術(shù)殺菌效果顯著，

4、不同微生物菌群對(duì)低頻超聲波具有不同的敏感度，霉菌和酵母菌在超聲處理過(guò)程中表現(xiàn)出相近的耐受程度與變化趨勢(shì)，而大腸菌群對(duì)超聲最為敏感。超聲溫度對(duì)殺菌效果影響顯著（P＜0.05），低頻超聲技術(shù)在低溫（4℃）條件下處理30min，總殺菌率僅42.5%，殺菌效果不理想；超聲聯(lián)合中溫（40℃）處理能顯著提升殺菌率（P＜0.05），相比低溫條件，低頻超聲與中溫條件的聯(lián)合應(yīng)用將霉菌、酵母菌、大腸菌群的臨界殺菌時(shí)間縮短了5.8、3.0和9.9 min，有

5、效緩解超聲的滯后效應(yīng)。通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)獲得低頻超聲殺菌最佳工藝條件為：超聲時(shí)間36 min、超聲溫度50℃、超聲功率720W，總殺菌率平均達(dá)到99.89%，符合GB7101-2015《食品安全標(biāo)準(zhǔn)飲料》（2015）中關(guān)于菌落總數(shù)要求。因此，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了低頻超聲技術(shù)對(duì)溫州蜜柑汁殺菌具有可行性，同時(shí)聯(lián)合中溫殺菌優(yōu)勢(shì)明顯。
　　2.以溫州蜜柑為試驗(yàn)材料，對(duì)其鮮榨果汁的理化品質(zhì)（糖酸含量、光學(xué)性質(zhì)、抗氧化性）及營(yíng)養(yǎng)成分（抗壞血酸、游離氨

6、基酸）進(jìn)行全面檢測(cè)，并以鮮榨溫州蜜柑汁真實(shí)體系為原型，建立成分明確的溫州蜜柑汁標(biāo)準(zhǔn)模擬體系，以考察特性營(yíng)養(yǎng)成分變化規(guī)律?？疾觳煌瑲⒕に嚕ǖ皖l超聲處理、巴氏殺菌）對(duì)真實(shí)體系及模擬體系理化性質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分的影響并分析其作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溫州蜜柑汁中Vc含量為25.75~27.03 mg/100 mL，總酚含量20.96~23.64 mg/100 mL，檸檬酸含量0.66~0.68 g/100 mL，總糖（果糖、葡糖糖、蔗糖）5.67~

7、6.33 g/100 mL，24種游離氨基酸含量高達(dá)301.72~325.52 mg/100 mL。殺菌方式對(duì)溫州蜜柑汁品質(zhì)具有顯著影響（P＜0.05）,與傳統(tǒng)熱殺菌相比，低頻超聲技術(shù)在達(dá)到理想殺菌效果的同時(shí)，對(duì)溫州蜜柑汁的綜合品質(zhì)有一定的提升作用：懸浮穩(wěn)定性提升3倍；Vc保留水平及總酚含量分別提高5.2、3.3%；氨基酸總含量提升10.64%；抗氧化能力提升9.70%；亮度以及黃色色值顯著提升。模擬體系經(jīng)低頻超聲處理后，抗壞血酸和游離

8、氨基酸保留水平均高于巴氏殺菌模擬體系，同時(shí)L*、b*顯著提升（P＜0.05），與真實(shí)體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)出高度一致性，證實(shí)該模擬體系可靠，具有代表性。
　　3.應(yīng)用真實(shí)體系與模擬體系相結(jié)合方法，綜合評(píng)估貯藏溫度（2、8、20、28℃）、殺菌方式（低頻超聲處理、巴氏殺菌）對(duì)真實(shí)及模擬體系特定營(yíng)養(yǎng)成分的影響，明確抗壞血酸在貯藏期間含量及降解規(guī)律的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：貯藏溫度對(duì)真實(shí)體系和模擬體系中Vc降解速率具有極顯著影響（P＜0.01），

9、低溫貯藏能有效延長(zhǎng) Vc半衰期，維持橘汁營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。殺菌方式對(duì)溫州蜜柑汁、溫州蜜柑汁標(biāo)準(zhǔn)模擬體系中Vc保留水平影響顯著（P＜0.05），低頻超聲技術(shù)基于其去除溶解氧的作用，有效的延緩 Vc的有氧降解，進(jìn)而間接抑制其無(wú)氧降解，相對(duì)于巴氏殺菌，貯藏期 Vc保留水平顯著提升（P＜0.05），半衰期顯著延長(zhǎng)（P＜0.05）。一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型普遍適用（0.840

10、-標(biāo)準(zhǔn)模擬體系實(shí)驗(yàn)組除外），標(biāo)準(zhǔn)模擬體系中Vc降解速率高于真實(shí)體系，同時(shí)，真實(shí)體系及模擬體系中Vc降解速率在相同的實(shí)驗(yàn)條件下（貯藏溫度、殺菌方式），變化趨勢(shì)具有一致性。
　　4.以溫州蜜柑汁真實(shí)體系為研究對(duì)象，輔以模擬體系，探究不同貯藏溫度（2、8、20、28℃）條件、殺菌方式（低頻超聲處理、巴氏殺菌）對(duì)溫州蜜柑汁總游離氨基酸以及特定游離氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、賴氨酸、精氨酸、脯氨酸）含量的影響，明確不同氨基酸的反應(yīng)活性

11、。貯藏溫度對(duì)真實(shí)體系及模擬體系中總氨基酸的含量影響顯著（P＜0.05），真實(shí)體系中，總氨基酸貯藏期間的含量受微生物生命活動(dòng)、酶促反應(yīng)、非酶褐變等多因素影響，在低溫（2℃）條件下貯藏，真實(shí)體系中總氨基酸含量趨于穩(wěn)定。模擬體系中氨基酸降解速率隨貯藏溫度的上升而增大，相同貯藏溫度條件下，低頻超聲處理能延緩游離氨基酸的降解，2、8、20、28℃貯藏30 d，低頻超聲模擬體系比巴氏殺菌模擬體系總游離氨基酸降解率分別降低了3.56、3.15、2.1