劉興靜，劉斌，韓清華，林亞玲，張琥

（中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京 100083）

鮮榨蘋(píng)果汁富含人體所需要的多種營(yíng)養(yǎng)素，廣受人們喜愛(ài)。但未經(jīng)處理的蘋(píng)果汁中存在大量致病微生物且保質(zhì)期短，須對(duì)蘋(píng)果汁進(jìn)行殺菌、滅酶處理。根據(jù)食品是否被加熱，將食品殺菌技術(shù)分為熱力殺菌和非熱力殺菌。熱力殺菌雖有效殺死微生物，但產(chǎn)品的色澤、口感差，且營(yíng)養(yǎng)成分損失嚴(yán)重，甚至還產(chǎn)生異味（蒸煮味）。與熱力殺菌技術(shù)相比，非熱力殺菌技術(shù)具有殺菌溫度低，能保留食品原有品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[1]。隨著近年來(lái)人們對(duì)食品新鮮度要求的不斷提高，非熱力殺菌技術(shù)越來(lái)越受到廣泛學(xué)者的關(guān)注[2]。本文采用超高壓處理鮮榨蘋(píng)果汁，分析不同處理壓力、保壓處理時(shí)間對(duì)蘋(píng)果汁菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，簡(jiǎn)稱(chēng)PPO）活性的影響，為蘋(píng)果汁超高壓產(chǎn)業(yè)化加工提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

新鮮蘋(píng)果（黃元帥品種）：北京市朝陽(yáng)區(qū)南沙灘菜市場(chǎng)；微生物培養(yǎng)基：北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、磷酸一氫鈉、磷酸二氫鉀、VC、檸檬酸等：由中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院國(guó)家食品機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提供，所用試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

AY-210電子天平：日本島津公司；超凈工作臺(tái)：江蘇無(wú)錫華鈞電子設(shè)備制造有限公司；JYZ-B550九陽(yáng)榨汁機(jī)；超高壓設(shè)備：包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司等。

1.3 方法

1.3.1 鮮榨蘋(píng)果汁制備

選擇形態(tài)良好，成熟度適中的黃元帥蘋(píng)果，將其去核、去皮，切成20 mm左右大小的蘋(píng)果塊，浸泡于含0.2%檸檬酸和0.2%VC的護(hù)色液中靜置10 min，瀝水3 min后打漿，用紗布過(guò)濾出汁，將汁液迅速與生物冰袋接觸降低溫度，裝入60 mL小袋，封口，隨即取3小袋裝入一個(gè)大袋中，封口、編號(hào)后，放入4℃冰箱存放10 h[3-4]。

1.3.2 超高壓處理試驗(yàn)

將處理后的蘋(píng)果汁進(jìn)行超高壓處理。設(shè)計(jì)壓力為100、200、300、400、500、600 MPa，時(shí)間為 10、15、20、25、30 min。

1.3.3 菌落總數(shù)和大腸菌群測(cè)定

根據(jù)國(guó)家食品微生物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4789.2-2008檢測(cè)菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)。殺菌效果用菌殘活率A來(lái)表示，計(jì)算公式為:

式中：B0為超高壓處理前蘋(píng)果汁菌落總數(shù)或大腸菌群數(shù)，（cfu/mL）；B為超高壓處理后蘋(píng)果汁菌落總數(shù)或大腸菌群數(shù)，（cfu/mL）；lgA為超高壓處理前后菌落總數(shù)或大腸菌群數(shù)降低的對(duì)數(shù)。

1.3.4 多酚氧化酶（PPO）測(cè)定

參考趙光遠(yuǎn)等的方法[5-7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同處理壓力和保壓時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁菌落總數(shù)的影響

圖1和圖2分別為不同壓力和不同時(shí)間處理對(duì)蘋(píng)果汁菌落總數(shù)的影響。

由圖可知，壓力和保壓時(shí)間對(duì)菌落總數(shù)的影響比較大。隨著處理壓力的增加及保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)菌總數(shù)呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)，未處理前蘋(píng)果汁中的初始菌落總數(shù)為9750 cfu/mL。由圖1所示，不論是處理時(shí)間為10 min，還是30 min，600 MPa處理組較100 MPa處理組，菌落總數(shù)降低了2.5個(gè)對(duì)數(shù)。當(dāng)壓力從200MPa增加到300 MPa時(shí)，菌落總數(shù)降幅達(dá)到86%，而壓力從500MPa增加到600MPa時(shí)菌落總數(shù)降幅為54.5%。由圖2所示，當(dāng)壓力為100 MPa時(shí)，無(wú)論保壓時(shí)間如何延長(zhǎng)，殺菌效果都不理想；當(dāng)壓力條件為400 MPa處理25 min后，蘋(píng)果汁中細(xì)菌總數(shù)即小于100 cfu/mL，達(dá)到國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)壓力增加到600 MPa時(shí)，處理時(shí)間超過(guò)20 min后，菌落總數(shù)幾乎沒(méi)有任何變化。

產(chǎn)生上述結(jié)果，主要是由于壓力對(duì)微生物的致死作用，主要是通過(guò)破壞細(xì)胞膜、使蛋白質(zhì)變性從而抑制酶的活性、改變細(xì)胞內(nèi)pH、影響DNA遺傳物質(zhì)的復(fù)制及影響細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)代謝過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同菌都有自身耐壓閾值，大多數(shù)菌耐壓閾值都高于100 MPa，少數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌芽孢可耐受600 MPa以上壓力，壓力敏感菌壓力閾值較低（如<300 MPa），耐壓菌的閾值高[8-9]。因此，在較低壓力下提高到較高壓力，能有效殺滅壓力敏感菌，菌落總數(shù)大幅度減少，而繼續(xù)升高壓力，在一定條件下因壓力達(dá)不到耐壓菌的閾值，細(xì)菌總數(shù)的降低趨勢(shì)也就相對(duì)平緩。

2.2 不同處理壓力和保壓時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁大腸菌群的影響

圖3和圖4分別為不同壓力處理和保壓時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁中大腸菌群的影響。

鮮榨蘋(píng)果汁經(jīng)300 MPa、30 min處理后，大腸菌群數(shù)由初始的30 cfu/mL降低到0 cfu/mL，在壓力為400、500、600 MPa，時(shí)間為 10、15、20、25、30 min 時(shí)，無(wú)大腸菌群數(shù)檢出，小于3 cfu/mL達(dá)到了鮮榨果蔬汁中非熱力殺菌的安全要求。由圖3、圖4可以看出，隨著壓力的增加和保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，大腸菌群數(shù)降低比較顯著，當(dāng)處理壓力達(dá)到300 MPa時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其降低幅度很大。這是因?yàn)榻?jīng)超高壓處理后，大腸菌群芽孢菌的耐壓程度已降低，延長(zhǎng)加壓時(shí)間其殺菌效果更有效[10]。

2.3 不同處理壓力和保壓處理時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁PPO的影響

圖5和圖6分別為不同處理壓力和保壓時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁中PPO的影響。

鮮榨蘋(píng)果汁經(jīng)300 MPa、30 min處理后，PPO的活性降低了100%。隨著處理壓力的增加，酶的活性降低比較顯著。在圖6中，當(dāng)壓力為100、200 MPa時(shí)，隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，酶的活性降低比較緩慢，在200 MPa延長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，酶的活性出現(xiàn)略微上升的趨勢(shì)。這主要是由于在較低的壓力下，酶的失活往往為可逆的。但在較高壓力下，酶會(huì)發(fā)生不可逆失活，活性顯著下降[11]。在壓力為 400、500、600MPa，時(shí)間為 10、15、20、25、30min時(shí)，PPO幾乎全部失活。Morild[12]認(rèn)為在較低壓力作用下的酶活性的激活現(xiàn)象，是由于壓力對(duì)酶蛋白的凝聚作用，在完好的組織中酶和反應(yīng)基質(zhì)常常是被隔離開(kāi)的，而較低的壓力能破壞該類(lèi)隔離，增加了酶與基質(zhì)的接觸，從而加速了酶促反應(yīng)。

3 結(jié)論

1）超高壓可以有效降低鮮榨蘋(píng)果汁的菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)和多酚氧化酶活性，在400 MPa下處理25 min后，蘋(píng)果汁中的菌落總數(shù)降到了80 cfu/mL，大腸菌群數(shù)降到了0cfu/mL，多酚氧化酶活性降低了100%，達(dá)到了國(guó)家飲料食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2）處理壓力和保壓時(shí)間對(duì)鮮榨蘋(píng)果汁中的VC含量沒(méi)有多大影響，損失率低于20%，而傳統(tǒng)果蔬汁熱處理加工方式的VC損失達(dá)到50%左右[13]，大大降低了VC的損失，符合果蔬汁的營(yíng)養(yǎng)要求。

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