王猛 高莉 李源棟 張翼鵬 朱保昆 廖頭根 馬明

中圖分類號(hào)：TS41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.3969/j.issn.2096-1553.2019.02.004

文章編號(hào)：2096-1553（2019）02-0024-11

關(guān)鍵詞：煙用香精料液;高靜壓技術(shù);殺菌;質(zhì)量安全

Key words：tobacco flavor liquid;high hydrostatic pressure technology;

sterilization;quality safety

摘要：針對(duì)煙用香精料液防腐用化學(xué)防腐劑存在安全隱患的問(wèn)題，將物理場(chǎng)高靜壓（HHP）技術(shù)應(yīng)用于煙用香精料液的防腐殺菌，考察了HHP工藝參數(shù)對(duì)煙用香精料液殺菌效果的影響，以及殺菌處理后煙用香精料液施加于卷煙的感官品質(zhì).結(jié)果表明：在處理溫度38 ℃，保壓時(shí)間13.1 min，處理壓力447 MPa工藝條件下，經(jīng)HHP處理前后，煙用香精料液的色澤、黏度無(wú)明顯變化;產(chǎn)氣微生物的生長(zhǎng)得到較好的控制，煙用香精料液的產(chǎn)氣量明顯降低，保質(zhì)期增長(zhǎng);將殺菌處理后的香精料液添加到卷煙葉組中與原料液進(jìn)行感官評(píng)吸對(duì)比，二者不存在感官上的明顯差異.

因此，在不改變煙用香精料液感官品質(zhì)的前提下，HHP將有望作為一種低溫、安全的殺菌技術(shù)應(yīng)用于煙用香精料液的殺菌防腐.

Abstract：Considering the potential safety hazard of chemical preservatives for cigarette flavoring liquid， the high hydrostatic pressure （HHP） technology was applied to the sterilization of tobacco flavor liquid. The effects of technological parameters of HHP on the sterilization efficacy of tobacco flavor liquor and the sensory quality of cigarettes following tobacco flavoring liquid application after sterilization were investigated. The results showed that when the treatment temperature was 38 ℃， the holding time was 13.1 min， and the treatment pressure was 447 MPa， the color and viscosity of tobacco flavor liquor had no obvious change when compared with that before HHP treatment. The growth of gas producing microorganism was well controlled， and the biogas production of tobacco flavoring liquid obviously reduced with the increase in shelf life. When the tobacco flavoring liquid after sterilization treatment was added into the cigarettes， there was no significant difference in sensory evaluation when compared with the raw material liquid.

Therefore， under the premise of not changing the sensory quality of the tobacco flavor liquid， HHP is expected to be used as a low-temperature， safe sterilization technology for the sterilization and antiseptic of the tobacco flavor liquid.

0 引言

香精香料大多由合成化合物、天然提取物及相應(yīng)的溶劑組成，一般是多元復(fù)合體稀釋液，成分較為復(fù)雜.煙用香精料液以糖類、植物提取物、維生素及有機(jī)酸類為主，與水混合經(jīng)二次調(diào)配制得.水溶性的煙用香精料液，其活性水含量較高，且含有大量的營(yíng)養(yǎng)成分，是微生物良好的天然培養(yǎng)基，但存在穩(wěn)定性差、存貯時(shí)間較短等缺陷.為解決煙用香精香料易腐敗變質(zhì)的問(wèn)題，浙江中煙公司對(duì)生產(chǎn)退回的煙用香精香料的理化性質(zhì)、微生物指標(biāo)和感官變化狀況進(jìn)行分析研究，確定煙用香精香料保質(zhì)期的判定依據(jù)為菌落總數(shù)和霉菌總數(shù)等指標(biāo)[1].湖北中煙針對(duì)天然煙用香料的質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，將菌落總數(shù)、大腸群菌、金黃色葡萄球菌、霉菌和酵母菌5種微生物的數(shù)量作為天然煙用香料微生物的控制指標(biāo).基于成本、功效和添加工藝的考慮，目前煙用香精香料主要防腐措施是添加化學(xué)防腐劑，但存在影響感官品質(zhì)、添加劑殘留、環(huán)境污染和容易對(duì)人體造成危害等缺陷.因此，探索應(yīng)用新技術(shù)對(duì)煙用香精香料進(jìn)行有效的殺菌防腐非常必要[2-4].

高靜壓（HHP）技術(shù)是指將待處理的食品/生物制品置于可加壓的密閉容器中，以水、乙醇等流體作為傳壓介質(zhì)，在一定壓力和溫度條件下（100～1000 MPa，25～60 ℃）保持一定時(shí)間，對(duì)所施加對(duì)象進(jìn)行滅菌、激活或抑制酶活性處理，以延長(zhǎng)貨架期、改善產(chǎn)品品質(zhì)的一種新技術(shù)[5-6].HHP具有殺菌均勻、高效、無(wú)毒害、低能耗和在保障食品安全的前提下貨架期長(zhǎng)的特點(diǎn)[7].高楊等[8]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)HHP處理后的真空包裝法蘭克福香腸，相比于未處理的對(duì)照香腸，初始微生物數(shù)量明顯下降，且對(duì)貯藏期間腐敗微生物的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用.HHP作為一種極具潛力的非熱力物理殺菌技術(shù)，應(yīng)用于果蔬制品的殺菌和滅酶，能夠較大限度地保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)，源于該技術(shù)對(duì)決定食品色澤、香味等的低分子量化合物中的共價(jià)鍵具有限制作用.G.Arroyo等[9]對(duì)不同類型的蔬菜進(jìn)行HHP處理（300～400 MPa），其中萵苣、菠菜和花椰菜的顏色發(fā)生了輕微的變化，而蘆筍和洋蔥基本保持不變.對(duì)高水活度制品的殺菌效果，M.E.Lopez-Caballero等[10]的研究表明，

400 MPa的壓力可以減少牡蠣的乳酸桿菌、大腸菌群和菌落總數(shù)，并使產(chǎn)品的外觀和風(fēng)味得到保持.但當(dāng)壓力升高至600 MPa時(shí)，趙偉等[11]的研究表明，牡蠣的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，其水解程度及產(chǎn)生的氨基酸量明顯增加.A.Baymdirli 等[12]對(duì)接種在果汁產(chǎn)品的不同種類細(xì)菌進(jìn)行HHP滅菌處理發(fā)現(xiàn)，在40 ℃，350 MPa，5 min的條件下即可殺滅這些細(xì)菌，但無(wú)法殺滅體系內(nèi)的微生物孢子.

以往針對(duì)HHP的研究多集中于果蔬制品、豆制品、水產(chǎn)品、魚(yú)肉制品等，在香精香料防腐領(lǐng)域尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道.煙用香精料液主要由天然和合成的低分子量化合物組成，HHP不破壞化合物的共價(jià)鍵，因而對(duì)煙用香精料液中的糖類、酸類、醇類、酯類及天然植物提取物等低分子量的風(fēng)味物質(zhì)、色素和各種小分子物質(zhì)幾乎不產(chǎn)生影響[13-14].因此，將HHP應(yīng)用于煙用香精料液殺菌防腐，具有較為顯著的優(yōu)勢(shì).鑒于此，本文擬以煙用香精料液為研究對(duì)象，對(duì)HHP用于煙用香精香料殺菌的工藝條件進(jìn)行研究，同時(shí)考察HHP殺菌處理后料液施加于卷煙的感官品質(zhì)，以期在低溫、無(wú)化學(xué)防腐劑輔助的條件下實(shí)現(xiàn)細(xì)菌和霉菌的殺滅，在保障料液品質(zhì)安全的前提下，最大限度地保持煙用香精料液的風(fēng)格特征，延長(zhǎng)其貨架期.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

卷煙料液為規(guī)格分別為A和B的在產(chǎn)卷煙在葉組加料過(guò)程中施加的混合糖香料功能組分.其中，卷煙A料液主要包括香莢蘭提取物、菠蘿提取物、麥芽提取物、桃子濃縮汁、李子提取物、野壩子蜂蜜、50°高粱酒、丙二醇、棗子浸膏、無(wú)花果提取物、紅大煙葉提取物、香茅浸膏和櫻桃汁等;卷煙B料液主要包括濃縮梅子提取物、杏子提取物、高果糖漿、香蘭素、58°高粱酒、百花草蜂蜜、丙二醇、山梨醇、棗子酊、可可提取物、津巴布韋煙葉提取物、黑莓提取物和葡萄酒等.

甲醇、乙腈、乙醇，均為色譜純，德國(guó)Merck公司;NaCl，北京化學(xué)試劑公司產(chǎn).

營(yíng)養(yǎng)瓊脂，購(gòu)于北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司，其主要成分：酵母膏5.0 g，瓊脂30.0 g，葡萄糖2.0 g.將上述成分置于2 L蒸餾水中，煮沸溶解，pH控制在7.0±0.1，分裝于錐形瓶中，于121 ℃下高壓滅菌20 min.

孟加拉紅培養(yǎng)基，購(gòu)于北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司，其主要成分：蛋白胨10 g，葡萄糖 20 g，磷酸二氫鉀2 g，硫酸銨1.0 g，孟加拉紅 20.06 g，瓊脂30 g，氯霉素0.2 g.將上述成分加于 2 L 蒸餾水中，煮沸溶解，pH控制在 6.0±0.1，分裝于錐形瓶中，于121℃下高壓滅菌 20 min.

S-FL-085-09-W高靜液壓試驗(yàn)機(jī)（含液壓柜），英國(guó)SFP金屬公司產(chǎn);A300/1G真空封口機(jī)，德國(guó)MULTIVAC公司產(chǎn);PHILIPS HR 2890/B破碎機(jī)，荷蘭飛利浦公司產(chǎn);LXJ-II型離心沉淀機(jī)，上海醫(yī)用儀器廠產(chǎn);J-26XPI型高效冷凍離心機(jī)，美國(guó)Beckman公司產(chǎn);梅特勒320S酸度計(jì)、電子精密天平，均為梅特勒儀器（上海）有限公司產(chǎn);UV8000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，美國(guó)UNICO公司產(chǎn);超低溫冰箱，New Brunswick Scientific Co.Inc產(chǎn);DGG-9070A 型恒溫干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn);KCL-2000A恒溫恒濕培養(yǎng)箱，日本東京理化器械株式會(huì)社產(chǎn).

1.2 HHP殺菌單因素試驗(yàn)

將同一批次煙用香精料液樣品分裝成每袋0.5 kg，用高溫消毒的聚乙烯高溫蒸煮袋真空密封，采用雙層包裝，以便于運(yùn)輸且防止爆袋.整個(gè)過(guò)程在無(wú)菌環(huán)境中完成.將分裝好的煙用香精料液迅速放入HHP處理裝置的壓力腔內(nèi)，并浸沒(méi)于傳壓介質(zhì)中，考察HHP不同處理壓力、保壓時(shí)間和處理溫度對(duì)殺菌效果的影響.

1） HHP不同處理壓力殺菌效果試驗(yàn).處理溫度設(shè)為30 ℃，保壓時(shí)間15 min，在100～600 MPa 壓力范圍內(nèi)，以100 MPa作為試驗(yàn)間隔，測(cè)量不同處理壓力的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值.留一組未處理空白作為對(duì)照.

2） HHP不同保壓時(shí)間殺菌效果試驗(yàn).施加處理壓力 500 MPa，處理溫度設(shè)定為30 ℃，在5～30 min加壓時(shí)間范圍內(nèi)，以5 min作為試驗(yàn)間隔，測(cè)量不同保壓時(shí)間的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值.留一組未處理空白作為對(duì)照.

3） HHP不同處理溫度殺菌效果試驗(yàn).施加處理壓力500 MPa，保壓時(shí)間設(shè)定為5 min，在10～50 ℃溫度范圍內(nèi)，以10 ℃作為試驗(yàn)間隔，測(cè)量不同處理溫度的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值.留一組未處理空白作為對(duì)照.

1.3 煙用香精料液微生物檢測(cè)方法

HHP處理后的煙用香精料液樣品迅速放入0 ℃冰浴中冷卻，冷卻后置于冰箱中于4 ℃下保藏.微生物指標(biāo)的檢測(cè)在24 h后進(jìn)行，即只考慮不可逆的變化.結(jié)果以3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值表示.

以食用香精國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)菌落總數(shù)、大腸菌群的限定要求，作為評(píng)定HHP對(duì)煙用香精料液殺菌效果的依據(jù).使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所述的檢測(cè)方法[15]檢測(cè)料液樣品的微生物菌落，結(jié)果以CFU/g表示.參照國(guó)家食品微生物檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2—2016，GB 4789.15—2016，分別檢測(cè)煙用香精料液中的菌落總數(shù)、霉菌和酵母菌總數(shù);參照國(guó)家食品微生物檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3—2016檢測(cè)料液中的大腸菌群.

目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有煙用香精香料微生物指標(biāo)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本次實(shí)驗(yàn)的微生物指標(biāo)以《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品用香精》（GB 30616—2014）限定作為依據(jù)[16].其中，針對(duì)提供的煙用香精料液樣品進(jìn)行的致病菌菌數(shù)檢測(cè)，結(jié)果顯示為未檢出，本次試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容將不再涉及.食品用香精的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)霉菌和酵母的微生物指標(biāo)未作限量要求，在本次實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)數(shù)值愈少愈好.

1.4 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)真空封口的煙用香精料液樣品，考察HHP處理壓力（X1），HHP處理時(shí)間（X2），HHP保壓溫度（X3）3個(gè)因素對(duì)降低的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)lg（N0/N）變化的影響.根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)Box-Behnke試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，因素與水平表見(jiàn)表1.

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，響應(yīng)值Y基于最小二乘法擬合二次多項(xiàng)式為

其中，Y為降低的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)lg（N0/N）; A0為常數(shù)，Ai為線性系數(shù)，Aii為二次系數(shù)，Aij為交互系數(shù);xi，xj（i≠j，i，j=1，2，3）為試驗(yàn)的3個(gè)因素.采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的F值、P值和方差分析檢驗(yàn)?zāi)Ｐ头匠潭囗?xiàng)式各系數(shù)的擬合和回歸.

1.5 料液理化指標(biāo)檢測(cè)

色值的測(cè)定.采用CR-400色差儀，通過(guò)反射法測(cè)定樣品的色澤指標(biāo).選用CIE標(biāo)準(zhǔn)D65光源，o/d條件，10°視場(chǎng)，采用CIELAB及亨利Lab均勻色空間.標(biāo)準(zhǔn)白板參數(shù)為：L*=94.0，a*=0.316，b*=0.332.采用L*a*b*顏色系統(tǒng)，處理樣品與對(duì)照之間的色澤差異采用ΔE表示，ΔE=（ΔL*2+Δa*2+Δb*2）1/2，ΔE大小與樣品顏色變化成正比.

流變學(xué)分析.采用ARG2流變儀，選擇直徑為40 mm的2°不銹鋼錐板進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)量，采用AR Instrument control version 5.0.38軟件對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析.

產(chǎn)氣量分析.煙用香精料液產(chǎn)氣的主要原因是微生物發(fā)酵產(chǎn)生氣體，一般生產(chǎn)制品在脹袋后外觀會(huì)發(fā)生明顯變化，當(dāng)脹袋比較嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)沉淀、有效成分變化等，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成極大影響.因此，需對(duì)HHP處理前后的煙用香精料液產(chǎn)氣情況進(jìn)行研究分析.取500 mL HHP處理后的料液，置于具塞燒瓶?jī)?nèi)，在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行煙用香精料液產(chǎn)氣試驗(yàn)，并記錄120 d內(nèi)的每日產(chǎn)氣量，得到總產(chǎn)氣量，同時(shí)與未進(jìn)行HHP處理的空白對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比.

感官評(píng)吸驗(yàn)證.以卷煙A料液為例，將HHP處理前后的煙用香精料液，按葉組5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的添加量在卷煙葉組上進(jìn)行加料試驗(yàn);將試驗(yàn)葉組放置于溫度（22±1） ℃，相對(duì)濕度（60±1）%條件下平衡24 h后，制成卷煙，再次平衡24 h，待用.

2 結(jié)果與討論

2.1 處理壓力對(duì)HHP殺菌效果的影響

在保壓時(shí)間15 min，處理溫度30 ℃條件下，考察HHP施加壓力對(duì)菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的影響，結(jié)果如圖1所示.由圖1可以看出，在較低的壓力范圍內(nèi)，隨著壓力升高，菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)值明顯下降.當(dāng)壓力達(dá)到500 MPa時(shí)，煙用香精料液

中的菌落總數(shù)即可達(dá)到檢測(cè)限，說(shuō)明HHP高壓處理對(duì)煙用香精料液中的細(xì)菌致死效果顯著.

煙用香精料液為多組分混合物，其中的細(xì)菌種類較為復(fù)雜，從開(kāi)始對(duì)體系加壓到 300 MPa

范圍內(nèi)，菌落總數(shù)隨著壓力升高而明顯下降，當(dāng)壓力超過(guò)300 MPa后，菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的下降趨勢(shì)趨于變緩.因?yàn)椴煌奈⑸锛?xì)胞具有不同的耐壓閾值，在較高壓力下，不耐壓的細(xì)菌首先被殺死，殘存的一些較耐壓的細(xì)菌對(duì)壓力的敏感性較低，從而導(dǎo)致菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值下降趨勢(shì)變緩.HHP殺菌系統(tǒng)對(duì)微生物的滅活具有一定的選擇性，從前期研究結(jié)果和文獻(xiàn)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，不同的微生物耐壓性能差異很大，其中以芽孢桿菌的耐壓能力最強(qiáng)，其次是革蘭氏陽(yáng)性菌、霉菌/酵母菌，革蘭氏陰性菌的耐壓性相對(duì)較弱.此外，處于指數(shù)生長(zhǎng)期的微生物比靜止生長(zhǎng)期的微生物對(duì)壓力也更敏感，這些都會(huì)導(dǎo)致HHP殺菌拖尾現(xiàn)象的產(chǎn)生.由于在后期的HHP殺菌試驗(yàn)中大腸菌群試驗(yàn)結(jié)果為陰性，大腸菌群數(shù)均未檢測(cè)出超標(biāo)情況，故在該部分內(nèi)容未作相應(yīng)的研究說(shuō)明.

處理壓力與煙用香精料液中霉菌/酵母菌菌落對(duì)數(shù)值的關(guān)系如圖2所示.由圖2可以看出，煙用香精料液中的霉菌/酵母菌數(shù)對(duì)數(shù)值隨著施加壓力的升高而急劇下降，當(dāng)壓力增加至500 MPa時(shí)，HHP處理對(duì)料液體系中霉菌/酵母菌的滅活即達(dá)到檢測(cè)限.故適宜的HHP處理壓力為 500 MPa.

2.2 保壓時(shí)間對(duì)HHP殺菌效果的影響

在施加壓力為500 MPa，溫度為30 ℃條件下，考察處理時(shí)間對(duì)菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的影響，結(jié)果如圖3所示.由圖3可以看出，在0～10 min內(nèi)，菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，且速率很快，10 min后下降趨緩，HHP處理 20 min 以后，對(duì)微生物的致死效果開(kāi)始變得不明顯.這可能源于料液體系內(nèi)的壓力敏感菌，因其壓力閾值較低，在施加較高壓力后很快被殺滅，還有一些耐壓菌的閾值較高[17]，當(dāng)施加的壓力未達(dá)到作用閾值時(shí)，即使進(jìn)一步增加處理時(shí)間也不能達(dá)到理想的殺菌效果，在實(shí)際生產(chǎn)中增加處理時(shí)間還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工序周期的延長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率和成本.故適宜的HHP保壓時(shí)間為 20 min.

在此壓力和溫度條件下對(duì)煙用香精料液進(jìn)行處理，未檢測(cè)出霉菌和酵母菌.這說(shuō)明HHP處理壓力與霉菌/酵母菌總數(shù)對(duì)數(shù)值的關(guān)

系基本符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，即施加壓力大小與滅活效果呈正比，但保壓時(shí)間的改變基本不能影響霉菌/酵母菌總數(shù)隨著壓力升高而明顯下降的趨勢(shì)，說(shuō)明HHP處理壓力是影響霉菌/酵母菌菌落存活與否的決定因素.

2.3 處理溫度對(duì)HHP殺菌效果的影響

溫度對(duì)HHP殺菌具有協(xié)同作用，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的增加，殺菌效果逐漸增強(qiáng).但高壓環(huán)境下的溫度升高會(huì)帶來(lái)過(guò)高的能量消耗，也會(huì)破壞加工制品的風(fēng)格特征.在施加壓力500 MPa，保壓時(shí)間15 min的條件下，考察處理溫度對(duì)菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的影響，結(jié)果如圖4所示.由圖4可以看出，菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)值隨溫度的升高呈明顯下降趨勢(shì)，因?yàn)闇囟仁俏⑸锷L(zhǎng)代謝過(guò)程重要的影響因素之一，溫度與壓力的協(xié)同作用能顯著提高煙用香精料液的殺菌效果.相關(guān)研究也證實(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?duì)處理體系加溫，可以降低微生物所需的致死壓力，但煙用香精料液在較高溫度下容易出現(xiàn)功能成分損失，因此需適度控制處理溫度范圍，以達(dá)到料液殺菌處理的最佳效果.煙用香精料液中的細(xì)菌數(shù)量在處理溫度為40 ℃時(shí)，即可達(dá)到食品微生物檢測(cè)方法的檢測(cè)限，在此條件下按照前述方法未檢測(cè)出霉菌和酵母.故適宜的HHP處理溫度為40 ℃.

2.4 HHP處理煙用香精料液工藝響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，HHP處理煙用香精料液工藝響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，其中Y1表示降低菌落總數(shù)對(duì)數(shù)lg（N0/N），Y2表示

降低菌落總數(shù)對(duì)數(shù)lg（N0/N）預(yù)測(cè)結(jié)果，共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，包括12個(gè)析因點(diǎn)、5個(gè)零點(diǎn)，零點(diǎn)用于估計(jì)試驗(yàn)誤差.

根據(jù)表2列出的HHP處理對(duì)菌落總數(shù)的影響結(jié)果，進(jìn)行多元回歸分析，得到HHP處理降低菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值對(duì)X1，X2，X3的二次多項(xiàng)回歸模型方程為

Y=2.18+0.89X1+0.26X2+0.55X3+0.08X1X3+0.22X2X3-0.07X12-0.27X22-0.35X32①

2.5 模型的建立及其顯著性檢驗(yàn)結(jié)果

模型①的方差分析結(jié)果見(jiàn)表3，模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)見(jiàn)表4.

由表3可知，模型方程①極顯著（sig.<

0.000 1），即不同試驗(yàn)處理間的差異極顯著;失擬項(xiàng)數(shù)值為0.082 3>0.05，說(shuō)明模型不需要引入更高次數(shù)的項(xiàng)，模型選擇合適;模型校正決定系數(shù)AdjR2=0.999 1，說(shuō)明該模型能反映99.91%的響應(yīng)值變化，擬合效果好，具有較小的試驗(yàn)誤差.因此該模型從整體上看是成立的，可用此模型分析和預(yù)測(cè)HHP致死菌落總數(shù)的數(shù)量級(jí)變化.由表4顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可知，模型一次項(xiàng)都較為顯著;二次項(xiàng)均顯著（P<0.05）;交互項(xiàng)x1x3和x2x3顯著，x1x2不顯著，說(shuō)明HHP處理壓力與保壓溫度、HHP處理時(shí)間與保壓溫度之間存在顯著的交互作用.

2.6 HHP殺菌效果的工藝條件優(yōu)化確定

工藝參數(shù)交互作用對(duì)HHP抑制菌落總數(shù)影響的響應(yīng)面和等高線圖如圖5所示.由圖5可知，固定處理溫度38 ℃，對(duì)模型方程式①解

逆矩陣得HHP抑菌條件為保壓時(shí)間13.1 min，壓力447 MPa.類似地，分別確定最佳保壓時(shí)間和處理壓力對(duì)滅活菌落總數(shù)影響的工藝條件進(jìn)行交互驗(yàn)證，當(dāng)處理時(shí)間為13.1 min時(shí)，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)處理溫度和壓力分別為38 ℃和447 MPa.從圖中響應(yīng)面和等高線圖綜合來(lái)看，HHP對(duì)煙用香精料液的施加壓力大小對(duì)菌落總數(shù)的滅活效果影響最為顯著，其次是處理溫度的影響，而處理時(shí)間的影響并不顯著.

擬合系數(shù)決定了模型模擬的擬合程度，一個(gè)良好的擬合模型，擬合系數(shù)至少達(dá)到0.80以上.模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖6所示.由圖6可知，本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M合系數(shù)接近1.00.這表明接近100%的變量可以通過(guò)該模型來(lái)解釋.

2.7 HHP處理對(duì)煙用香精料液品質(zhì)的影響

HHP處理對(duì)煙草料液中有效成分的影響與各有效成分的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)，由于HHP一般不會(huì)破壞分子共價(jià)鍵[18]，因此認(rèn)為HHP處理對(duì)于煙草料液中小分子風(fēng)味物質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生直接影響.根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，將參數(shù)設(shè)定為處理壓力450 MPa，處理時(shí)間13.1 min，處理溫度 38 ℃，開(kāi)展 HHP 處理前后煙用香精料液品質(zhì)的差異性對(duì)比研究.

采用色差儀對(duì)料液的色澤變化進(jìn)行量化，

結(jié)果如表5所示.由表5可以看出，在經(jīng)HHP施加的壓力和溫度協(xié)同處理后，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得出不同卷煙規(guī)格料液樣品的ΔE值均小于2，說(shuō)明煙用香精料液的色澤總體變化較小.從兩種料液樣品的變化情況來(lái)看，經(jīng)HHP處理后卷煙B料液ΔE值較大，表明HHP處理對(duì)其色澤變化具有一定影響，但對(duì)卷煙A料液樣品的色澤變化的影響較小.一般而言，在HHP處理過(guò)程中，隨著壓力的施加，料液的a*（紅綠偏向）和L*（亮度）的值隨之升高，即樣品的綠色逐漸褪去，亮度增加，說(shuō)明樣品經(jīng)HHP處理后褐變減輕[19].HHP處理后樣品的L*值、a*值和b*值均略有增加，這可能與HHP處理對(duì)液體濃度或物料滲出物質(zhì)的增加有關(guān).

考察HHP處理對(duì)煙用香精料液流變性的影響，結(jié)果顯示，100 g卷煙A料液處理前后其黏度分別為2.086×10-3 Pa·s和1.957×10-3 Pa·s，100 g卷煙B料液處理前后其黏度分別為2.276×10-3 Pa·s和2.254×10-3 Pa·s.由此可知，經(jīng)HHP處理后兩種料液樣品的黏度均有一定程度的降低.一般而言，壓力處理會(huì)增加果汁類制品的黏性同時(shí)降低體系的的彈性，相反，升高處理溫度可以降低加工體系的黏度.但煙用香精料液的黏度在經(jīng)HHP處理后略有弱化，并且不會(huì)造成料液局部黏度增大或者結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)生[20]，可能基于煙用香精

料液中較少的果膠類物質(zhì)，同時(shí)基于溫度的協(xié)同作用表明經(jīng)HHP處理后，液體分子間距離增大，分子間作用力減弱，流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦減少，導(dǎo)致黏度下降.

HHP處理前煙用香精料液后產(chǎn)氣量的變化如圖7所示.由圖7可以看出，經(jīng)HHP處理后兩組料液在120 d內(nèi)的總產(chǎn)氣量明顯降低;其中在90 d貯藏時(shí)間點(diǎn)，經(jīng)HHP處理后卷煙A和卷煙B料液的產(chǎn)氣量只為經(jīng)HHP處理前的13.0%和17.0%.在貯藏120 d的時(shí)間點(diǎn)，經(jīng)HHP處理后的卷煙A和卷煙B料液的產(chǎn)氣量分別為未處理樣品的15.6%和19.1%.其中，未經(jīng)HHP處理的卷煙A料液在2 d內(nèi)的總產(chǎn)氣量就達(dá)到196 mL.雖然未經(jīng)HHP處理的卷煙B料液樣品的產(chǎn)氣量相對(duì)較少，但在半個(gè)月的時(shí)間內(nèi)也達(dá)到200 mL左右，極易發(fā)生脹袋（或脹罐、脹桶）的情況.在存貯120 d內(nèi)，經(jīng)HHP處理后的卷煙A和卷煙B兩種料液樣品的總產(chǎn)氣量均小于100 mL，在現(xiàn)有包裝和運(yùn)輸條件下，不易發(fā)生脹袋（或脹罐、脹桶）問(wèn)題.因此，從產(chǎn)氣量的角看，在120 d存貯周期內(nèi)，經(jīng)HHP處理的卷煙A料液和卷煙B料液樣品均能保持原有的品質(zhì).

以卷煙A煙用香精料液為例，將原料液和經(jīng)HHP處理后的煙用香精料液，以加料方式施加于前述卷煙規(guī)格葉組中，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 497—2014進(jìn)行感官對(duì)比評(píng)價(jià)，所有指標(biāo)均按感官感受強(qiáng)度高低記分，其結(jié)果如圖8所示.由圖8可知，經(jīng)HHP處理后的煙用香精料液與原料液在香氣特征和口味風(fēng)格方面基本保持一致，香氣風(fēng)格中的烘焙香和甜香略有增加，品質(zhì)特征中的口腔舒適性、干燥感、香氣豐富性明顯改善.

3 結(jié)論

將HHP應(yīng)用于煙用香精料液的防腐殺菌，考察了處理工藝參數(shù)對(duì)煙用香精料液中菌落總數(shù)、霉菌/酵母菌數(shù)的影響規(guī)律，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝，采用響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)煙用香精料液殺菌處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝條件為處理溫度38 ℃，保壓時(shí)間13.1 min，處理壓力447 MPa.在該工藝條件下，HHP處理前后煙用香精料液的色澤、流變性基本無(wú)明顯變化，煙用香精料液的產(chǎn)氣量在HHP殺菌處理后明顯降低，說(shuō)明HHP對(duì)煙用香精料液的處理可以較好地控制產(chǎn)氣微生物的生長(zhǎng).將料液添加到卷煙葉組中與未經(jīng)處理原料液進(jìn)行感官對(duì)比評(píng)吸，二者不存在感官上的明顯差異.因此，在不改變煙用香精料液感官品質(zhì)的前提下，HHP將有望作為一種低溫、安全的殺菌技術(shù)應(yīng)用于煙用香精料液的殺菌防腐.

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