杀菌处理对发酵红枣汁品质的影响.pdf

基金项目：河南 省 重 点 研 发 与 推 广 专 项（编 号：，）作者简介：张丽华，女，郑州轻工业大学副教授，博士。通信作者：纵伟（），男，郑州轻工业大学教授，博士。：收稿日期：改回日期：犇 犗 犐：犼 狊 狆 犼 狓 文章编号 （）杀菌处理对发酵红枣汁品质的影响 张丽华，犣犎犃犖犌犔 犻 犺 狌 犪，冯路瑶犉 犈犖犌犔 狌 狔 犪 狅唐培鑫犜犃犖犌犘 犲 犻 狓 犻 狀李顺峰犔 犐犛 犺 狌 狀 犳 犲 狀 犵纵伟，犣 犗犖犌 犠 犲 犻，（郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南 郑州 ；食品生产与安全河南省协同创新中心，河南 郑州 ；河南省冷链食品质量安全控制重点实验室，河南 郑州 ；河南省农业科学院农副产品加工研究中心，河南 郑州 ）（犆 狅 犾 犾 犲 犵 犲狅 犳犉 狅 狅 犱犪 狀 犱犅 犻 狅 犾 狅 犵 犻 犮 犪 犾犈 狀 犵 犻 狀 犲 犲 狉 犻 狀 犵，犣 犺 犲 狀 犵 狕 犺 狅 狌犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔狅 犳犔 犻 犵 犺 狋 犐 狀 犱 狌 狊 狋 狉 狔，犣 犺 犲 狀 犵 狕 犺 狅 狌，犎 犲 狀 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪；犆 狅 犾 犾 犪 犫 狅 狉 犪 狋 犻 狏 犲犐 狀 狀 狅 狏 犪 狋 犻 狏 犲犆 犲 狀 狋 犲 狉狅 犳犉 狅 狅 犱犘 狉 狅 犱 狌 犮 狋 犻 狅 狀犪 狀 犱犛 犪 犳 犲 狋 狔，犣 犺 犲 狀 犵 狕 犺 狅 狌，犎 犲 狀 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪；犎 犲 狀 犪 狀犓 犲 狔犔 犪 犫 狅 狉 犪 狋 狅 狉 狔狅 犳犆 狅 犾 犱犆 犺 犪 犻 狀犉 狅 狅 犱犙 狌 犪 犾 犻 狋 狔犪 狀 犱犛 犪 犳 犲 狋 狔犆 狅 狀 狋 狉 狅 犾，犣 犺 犲 狀 犵 狕 犺 狅 狌，犎 犲 狀 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪；犚 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺犆 犲 狀 狋 犲 狉狅 犳犃 犵 狉 狅 狆 狉 狅 犱 狌 犮 狋 狊犘 狉 狅 犮 犲 狊 狊 犻 狀 犵犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲犪 狀 犱犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔，犎 犲 狀 犪 狀犃 犮 犪 犱 犲 犿 狔狅 犳犃 犵 狉 犻 犮 狌 犾 狋 狌 狉 犪 犾犛 犮 犻 犲 狀 犮 犲 狊，犣 犺 犲 狀 犵 狕 犺 狅 狌，犎 犲 狀 犪 狀 ，犆 犺 犻 狀 犪）摘要：目的：对比不同杀菌方式对发酵红枣汁品质的影响。方法：红枣汁发酵前，采用低温等离子体杀菌（）和脉冲强光杀菌（）对发酵前后红枣汁品质的影响，以高压杀菌（）红枣汁为对照。结果：采用 处理，红枣汁发酵前后总糖、还原糖和可溶性固形物含量均显著高于另外两种杀菌方式，发酵后红枣汁的总糖、还原糖和可溶性 固 形 物 含 量 分 别 为 、和；采用 处理，红枣汁发酵前后总酚含量均为最低，发酵后红枣汁的总酚含量仅为 ；采用 处理，红枣汁发酵前后的色差值变化最小。经 、和 处理后的红枣汁，接种植物乳杆菌发酵 后，其活菌数均 （），其中，处理后植物乳杆菌活菌总数最高 （）。结论：非热杀菌处理（特别是 ）对发酵红枣汁的品质影响较小，可作为发酵红枣汁加工中的杀菌处理技术。关键词：发酵；红枣汁；低温等离子体杀菌；脉冲强光杀菌；品质犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋：犗 犫 犼 犲 犮 狋 犻 狏 犲：犕 犲 狋 犺 狅 犱 狊：（）（），（）犚 犲 狊 狌 犾 狋 狊：，犔 犪 犮 狋 狅 犫 犪 犮 犻 犾 犾 狌 狊 狆 犾 犪 狀 狋 犪 狉 狌 犿 ，（）犔狆 犾 犪 狀 狋 犪 狉 狌 犿，犔狆 犾 犪 狀 狋 犪 狉 狌 犿 （）犆 狅 狀 犮 犾 狌 狊 犻 狅 狀：（）犓 犲 狔 狑 狅 狉 犱 狊：；传统果蔬汁饮料是通过热处理来减少微生物数量的，然而，热杀菌会改变果汁的色泽、造成营养物质大量流失，导 致 其 风 味 和 质 地 发 生 变 化，从 而 降 低 果 汁 质量。低温等离子体杀菌（）作用时间短、杀菌温度低且对食品营养价值和感官性能破坏较小。王卓等研究发现，处理蓝莓果实后，其表面细菌和真菌数量明显 第 卷第期 总第 期 年月下降。脉冲强光杀菌（）具有低温杀菌、可即时控制、穿透性高、安全性高等优点。等发现，利用 处理后的石榴汁中大肠杆菌、需氧嗜温菌、酵母菌和霉菌等显著减少。在益生菌发酵果蔬汁前，常采用热杀菌技术来确保后续益生菌的发酵性能，而关于非热杀菌处理能否确保益生菌发酵果蔬汁发酵性能的研究较少。课题组前期研究发现，非热杀菌处理可提高枣汁体系的稳定性，且发酵后的枣汁中植物乳杆菌活菌数均较高。由于不同杀菌处理对发酵果蔬汁品质的影响较大，研究拟采用 、和高压杀菌（）种不同杀菌方式处理植物乳杆菌发酵前的红枣汁，分析其对红枣汁发酵前后品质的影响，为非热杀菌在发酵红枣汁加工中的应用提供依据。材料与方法材料与仪器红枣：哈密大枣，市售；植物乳杆菌（）：中国工业微生物菌种保藏管理中心；琼脂培养、琼脂培养基：北京奥博星生物技术有限责任公司；福林酚试剂：生化试剂，北京索莱宝科技有限公司；果胶酶：，江苏锐阳生物科技有限公司；纤维素酶：，江苏锐阳生物科技有限公司；硝酸钠、硝酸铝：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；，二硝基水杨酸（）试剂：分析试剂，天津市永大化学试剂有限公司；电热恒温培养箱：型，上海鸿都电子科技有限公司；紫外可见分光光度计：新世纪型，北京普析通用仪器有限责任公司；全自动色差计：型，北京康光光学仪器有限公司；计：型，上 海 仪 电 科 学 仪 器 股 份 有 限公司；等离子体表面处理机：型，深圳市东信高科自动化设备有限公司；脉冲强光处理设备：型，常州市兰诺光电科技有限公司。试验方法红枣汁的制备哈密大枣清洗，烘干后磨成粉，按犿红枣粉犞水（）配制红枣汁，加入果胶酶和纤 维 素 酶 酶 解（犿果胶酶犿纤维素酶为，温 度，时 间，酶 用 量 ），离 心（，）弃去沉淀后即得到红枣清汁，备用。杀菌处理对红枣汁细菌总数的影响（）低温等离子体杀菌（）：取红枣清汁 装入无菌瓶，放电功率为 ，考察不同低温等离子体处理时间（，）对 红 枣 汁细 菌 总 数的影响。（）脉冲强光杀菌（）：取红枣清汁 装入无菌培养皿，考察脉冲能量为 时脉冲次数（，次）和 脉 冲 次 数 次 时不 同 脉 冲 能 量（，）对红枣汁细菌总数的影响。（）高压杀菌（）：取红枣清汁 装入 锥形瓶，考察 处理（，）对红枣汁细菌总数的影响。红枣汁发酵取 植物乳杆菌培养物，接种到 已灭菌的 液体培养基中，恒温培养，将 所得益生菌悬浮液用作 肉汤的接种物，继续培养。、离心 ，收集菌种沉淀，无菌水洗涤沉淀物两次，制备成初始浓度为 （）的悬浮液备用。按红枣汁体积的接 种 植 物 乳 杆 菌，发 酵，得 发 酵 红枣汁。发酵红枣汁品质评价（）细菌总数：按 执行。（）植物乳杆菌活菌数：按 执行。（）总糖和还原糖含量：采用 比色法和苯酚硫酸法。（）总酚含量：采用福林酚比色法。（）总黄酮含量：采用硝酸铝比色法。（）色差（犔、犪、犫）：使用 型全自动色差仪测定。（）值：使用 计测定。（）可溶性固形物含量：利用数显折光糖度仪测定。结果与分析杀菌处理对红枣汁细菌总数的影响由 图（）可 知，红 枣 汁 的 初 始 细 菌 总 数 约 为 ，经 处理后，其细菌总数显著下降（犘），当处理时间为 时，细菌总数减少至 ；当处 理 时 间 为 时，红 枣 汁 的 细 菌 总 数 最 低（），处理时间为，之 间无 显 著 性差异，因此选择 作为红枣汁 处理的条件。由图（）和图（）可知，当处理次数为 次时菌落数最低，且处理次组和处理 次组有显著性差异，因此选择脉冲处理次数为 次；当处理次数为 次，脉冲能量为 时，红枣汁中的细菌总数最低，且脉冲能量为 ，之间有显著性差异。因此，最终确定选择脉冲强光处理次数为 次，脉冲能量为 。袁永军等利用 技术，在流速为 时，循环处理次的黄酒与处理次的相比，循环次能显著提高黄酒中细菌、霉菌、酵母菌的杀菌效果。陈金定等研究发现，处理饮料瓶盖，照射距离越短、闪烁次数越多，杀菌效率越 ，张丽华等：杀菌处理对发酵红枣汁品质的影响字母不同表示差异显著（犘）图杀菌处理对红枣汁中细菌总数的影响 高。一般情况下，在处理能量较高时，处理次数越多，杀菌效果越好。由图（）可知，经 杀菌处理后，红枣汁中的细菌总数为 ，可完全杀灭红枣汁中的微生物。经 和 处理后，红枣汁中仍有少量微生物，但两组之间无显著差异。王小媛等 在放电功率为 ，处理时间为，的条件下对杜仲油苹果汁进行 杀菌处理，样品细菌总数均降至（）以下。等 在强度为 ，时间为 的 条件下处理杨桃汁和黑葡萄汁配制的混合水果饮料，导致其微生物群（酵母和霉菌）和酶完全失活。上述研究与试验结果一致，种不同杀菌处理对红枣汁均有良好的杀菌效果。杀菌处理对红枣汁发酵前后营养成分的影响由图（）可知，处理红枣汁后总糖含量显著增加（犘），发酵后 的总糖含量为，显著高于 的。经 和 处理的红枣汁发酵后总糖含量无显著差异。由图（）可知，种处理组发酵后的还原糖含量均增加，其中 处理和 处理发酵前后还原糖含量变化显著。处理发酵前和发酵后的还原糖含量分别为，显著高于 处理和 处理的（犘）。江天宝等 在闪照频率为次，每次闪照能量为 的条件下对熟地瓜干进行 的 处理，结果显示杀菌后的总糖含量变化率不超过。由图（）可知，处理和 处理的红枣汁经发酵后总酚含量无明显差异，处理的总酚含量降低，且 处理发酵前后的总酚含量显著高于 处理和 处理的。于弘慧等 研究发现，新鲜的梨汁和 处理后的梨汁中共检出种酚类物质，超高温瞬时杀菌处理只检出种物质，且 处理后的梨汁酚类物质保留率达 ，而超高温瞬时杀菌和巴氏杀菌的酚类物质保留率仅为 和 。等 研究表明，与热处理相比，不同处理时间和放电频率的 处理显著提高了蓝莓汁中酚类物质含量，但不同处理组的总酚含量不同。等 发现延长 的处理时间会导致葡萄汁总酚含量降低，可能由于总酚中芳环结构的降解，不同种类水果也会出现类似的降解情况。而 等 运用强度为 的 处理鲜切草莓，发现其草莓对总酚含量无显著影响。因此，杀菌处理对果蔬中酚类物质含量的影响与果蔬种类和处理参数有关。由图（）可知，处理和 处理的红枣汁发酵后总黄酮含量显著增加（犘），其中发酵前 处理和 处理的总黄酮含量分别为 ，显著高于 处理的（犘）；发酵后 处理和 处理的总黄酮含量分别为 ，显著高于 贮运与保鲜 总第 期 年月表示处理组红枣汁发酵前后差异显著（犘）；大写字母不同表示发酵前不同杀菌方式处理的红枣汁之间差异显著（犘）；小写字母不同表示发酵后不同杀菌方式处理的红枣汁之间差异显著（犘）图杀菌处理对红枣汁发酵前后营养成分的影响 处理的（犘），处理和 处理发酵前后的总黄酮含量均有显著性差异（犘）。王小媛等 研究发现，经 处理后的杜仲籽油苹果汁饮料黄酮类化合物可以得到较好保留，可能是由于 处理可在一定程度上将结合态的黄酮转化为游离态，使黄酮含量增加。杀菌处理对红枣汁色差的影响研究 表明，低剂量脉冲强光对食品色泽有一定保护作用，而高剂量脉冲强光会引起食品色泽变化。由表可知，发酵前后色差值均有所下降，其中犔（明亮值）偏差明显，犪（红绿值）和犫（黄蓝值）变化较小，特别是 处理，溶液颜色变化最为显著。色差值显著下降，可能是由于乳杆菌发酵增殖使发酵红枣汁的亮度变低（溶液有显著浑浊）。解梦梦等 研究发现，处理对鲜切猕猴桃片中色泽的影响不显著，能较好地保持鲜切猕猴桃片的原有色泽、口感与营养品质。等 研究表明，经 处理（）的芒果贮藏后，果皮的色度值增加 了 ，果 肉 的 色 度 值 增 加 了 。等 研究发现，利用 在脉冲距离为 ，脉冲能量为，脉冲数量为 个时，处理后的莴苣会出现变色，鲜切白菜也会出现异味。杀菌处理对红枣汁其他理化性质的影响由表可知，由于发酵导致红枣汁的总酸不断上升，种处理的 值均有所下降，是因为植物乳杆菌消耗糖类物质代谢产生乳酸，使酸度上升。张佰清等 研究发表杀菌处理对红枣汁色差的影响 杀菌方式犔杀菌前发酵前发酵后犪杀菌前发酵前发酵后犫杀菌前发酵前发酵后 大写字母不同表示发酵前不同杀菌处理的红枣汁之间差异显著（犘）；小写字母不同表示发酵后不同杀菌处理的红枣汁之间差异显著（犘）。，张丽华等：杀菌处理对发酵红枣汁品质的影响表杀菌处理对红枣汁其他理化性质的影响 杀菌方式 杀菌前发酵前发酵后可溶性固形物杀菌前发酵前发酵后 杀菌方式电位杀菌前发酵前发酵后粒径 杀菌前发酵前发酵后 大写字母不同表示发酵前不同杀菌处理的红枣汁之间差异显著（犘）；小写字母不同表示发酵后不同杀菌处理的红枣汁之间差异显著（犘）。现，处理有利于提高或保持啤酒酵母菌种的发酵性能。与 处理和 处理相比，处理的 降幅较大，可能是 处理提高了植物乳杆菌的产酸性能。种不同杀菌处理的红枣汁发酵前后的可溶性固形物含量变化不明显，其中 处理发酵前后的可溶性固形物含量均为最高。等 研究表明植物乳杆菌发酵西瓜汁后，可溶性固形物含量无明显变化，可能是植物乳杆菌在发酵过程中产生的乳酸对可溶性固形物的测量造成影响，或植物乳杆菌对不溶性糖的水解作用促进了可溶性固形物含量的平衡。马晓艳等 利用 在 、下处理鲜黄花菜 ，于（）贮藏，发现 处理维持了黄花菜可溶性固形物含量。不同杀菌方式处理红枣汁，发酵后的电位绝对值均上升，且发酵后种处理之间无显著性差异，表明种处理的红枣汁体系稳定性增加。处理的粒径由发酵前的 降低至发酵后的 ，处理由 增大至 ，处理发酵前后粒径变化较大（由 增大至 ），可能是由于高温下颗粒布朗运动的加剧和颗粒间的强烈团聚所致。通过粒径和电位综合来看，处理更有利于保持红枣汁体系的稳定性。杀菌处理对植物乳杆菌活菌数的影响由图可知，处理植物乳杆菌生长情况最好，达到 （），处理略低，为 （），种杀菌方式处理之间无显著性差异（犘 ）。等 研究发现，热处理和超高压处理的荔枝汁中干酪乳杆菌的活菌量无显著差异，与试验结果一致。因此，杀菌处理方式对发酵红枣汁中植物乳杆菌的生长情况无显著影响。结论试验表明，采用低温等离子体杀菌处理 可显著降低红枣汁的细菌总数；采用脉冲强光杀菌处理在处理次数为 次，脉冲能量 时，红枣汁中的细菌总数最图杀菌处理对植物乳杆菌活菌数的影响 犔狆 犾 犪 狀 狋 犪 狉 狌 犿低，处理效果最佳。采用低温等离子体杀菌处理，红枣汁发酵前后总糖、还原糖和可溶性固形物含量均显著高于另外两种杀菌方式，发酵后的总糖、还原糖和可溶性固形物含量分别为、和；采用高压杀菌处理，红枣汁发酵前后总酚含量均为最低，其中，发酵后的总酚含量为 ；采用脉冲强光杀菌处理，红枣汁发酵前后的色差值变化最小，而采用高压杀菌处理的色差值变化最大。低温等离子体杀菌、脉冲强光杀菌和高压杀菌处理的红枣汁，在发酵 后，植物乳杆菌活菌数均 （），其中，脉冲强光杀菌处理后植物乳杆菌活菌总数最高，为 （）。综上，与高压杀菌这种传统热杀菌方式相比，低温等离子体杀菌和脉冲强光杀菌处理对发酵红枣汁营养物质、色差和发酵性能的影响较低，可作为红枣汁发酵前的非热杀菌技术。研究主要考察了种杀菌处理对发酵红枣汁的主要营养成分和理化性质的影响，而非热杀菌技术如何有效地在果蔬汁加工中进行应用需进一步研究。参考文献?夏涛?吴云峰?王胜利?等?高压脉冲电场杀菌系统中高压脉冲贮运与保鲜 总第 期 年月发生器研究进展?食品与机械?（?）?（?）?王卓?周丹丹?彭菁?等?低温等离子体对蓝莓果实的杀菌效果及对其品质的影响?食品科学?（?）?（?）?（?）?吴万林?余元善?肖更生?等?蓝莓汁乳酸菌的发酵特性?现代食品科技?（?）?（?）?李相禹?韦青海?彭佳丽?等?植物乳杆菌发酵富集猕猴桃多酚工艺优化及其对多酚生物可及性的影响?食品科技?（?）?（?）?叶盼?吴慧?王德纯?等?发酵苹果汁的抗氧化性能变化?食品与发酵工业?（?）?（?）?袁勇军?唐敏?陈伟?等?脉冲强光对连续流动状态下黄酒杀菌效果及品质的影响?中国酿造?（?）?（?）?陈金定?王媛?毛立科?等?脉冲强光对饮料瓶盖杀菌效果?食品与机械?（?）?（?）?王小媛?牛涵?靳学远?等?杜仲籽油苹果汁饮料低温等离子体和热 杀 菌 的 比 较 分 析?现 代 食 品 科 技?（?）?（?）?江天宝?陆蒸?陆则坚?脉冲强光对熟地瓜干杀菌效果及品质的影 响?福 建 农 林 大 学 学 报（自 然 科 学 版）?（?）?（?）?（?）?于弘慧?孔祥拯?陈壁州?等?低温等离子体杀菌后梨汁酚类物质的变化?北京农学院学报?（?）?（?）?（?）?王颵?郑勇?杨开?脉冲强光在食品杀菌中的应用研究进展?中国食品学报?（?）?（?）?解梦梦?赵武奇?贾梦科?等?低温等离子体处理对鲜切猕猴桃片质构及理化特性的影响?中国食品学报?（?）?（?）?（?）?张佰清?孙栏梦?脉冲强光对啤酒酵母的诱变效应?食品科学?（?）?（?）?（下转第 页），张丽华等：杀菌处理对发酵红枣汁品质的影响?（?）?（?）?（?）?（?）?（?）?（?）?（?）?张艳霞?养殖大黄鱼品质评价及冻藏过程中品质变化规律的研究?上海?上海海洋大学?（?）?丘静?秦德丽?刘纯友?等?低温贮藏过程中水牛肉蛋白质的变化?食品与机械?（?）?（?）?张志广?冷冻对养殖大黄鱼品质影响的研究?杭州?浙江工商大学?鲁臖?液氮深冷速冻对带鱼和银鲳品质及其肌肉组织的影响?杭州?浙江大学?（?）?（上接第 页）?马晓艳?王娟?张海红?等?低温等离子体处理对采后黄花菜活性氧代谢和品质的影响?食品科学?（?）?（?）?史蔓蔓?张文?刘飞翔?等?竹笋采后生理生化变化及贮藏保鲜研究进展?食品科学?（?）?（?）?刘瑶?郑秋丽?左进华?等?茉莉酸甲酯结合低温预贮对尖椒采后品 质 及 生 理 特 性 的 影 响?食 品 科 学?（?）?（?）?（上接第 页）?（?）?（?）?马晓艳?王娟?张海红?等?低温等离子体处理对采后黄花菜活性氧代谢和品质的影响?食品科学?（?）?（?）?贮运与保鲜 总第 期 年月