科学研究

SCIENTIFIC_RESEARCH

IFSET:西南大学马亚琴研究三种新型非热加工技术与传统热巴氏杀菌对柑橘果汁的影响
发布时间:2020-06-22 12:06:18加入收藏打印

导读

2020年6月17日,Cheng Chuan-xiang、马亚琴*等在Innovative Food Science and Emerging Technologies发表了题为“Comparison of the effects of novel processing technologies and conventional thermal pasteurisation on the nutritional quality and aroma of Mandarin (Citrus unshiu) juice”的研究文章。该文首次评估了三种新型加工技术对柑桔汁品质的影响;新型加工技术限制了酚酸和类黄酮的降解;新型加工技术比热巴氏灭菌法具有更强的保持香气物质的能力。


研究背景

柑橘汁营养价值高,色泽鲜艳,香气浓郁,深受消费者青睐。因此,它在中国的市场份额每年都在增长。甜橙是制果汁的主要柑橘品种,由于其在中国的年产量仅为730万吨,2018年的加工能力仅为570万吨,因此无法满足市场需求。中国柑桔的产量为21.2亿吨,占柑橘总产量的67%。因此,可以通过蜜桔生产果汁或混合果汁来满足日益增长的需求。

传统的热巴氏灭菌法是通过灭活微生物和酶来延长柑橘汁货架期的最常用方法。然而,热处理降低了果汁的感官和营养品质。作为解决方案,已经开发出用于果汁加工的新颖加工技术,包括高静水压,超声波和微波的应用。

高压加工(HPP),也称为高静水压,是最有前途的非热榨汁加工方法之一,该方法无需加热即可使细菌细胞,酵母和霉菌失活,从而将``类似新鲜''的属性相关的感官和营养品质影响降至最低。HPP目前用于果汁的工业生产中并在室温或中等温度下以100 MPa至600 MPa的压力运行。高压的原理是可以改变微生物的细胞形态,细胞壁的生物聚合物固体结构和非共价键;抑制酶的活性并杀死细菌和其他微生物,从而将橙汁中的微生物数量降低至2 log CFU / mL(550 MPa至600 MPa,55°C至60°C和330 s至360 s)。除HPP参数(压力,温度和时间)外,微生物的安全性还取决于食品的成分,pH,水活度和微生物种类。HPP对柑桔汁品质的影响已广泛研究,甚至与传统的热巴氏杀菌法相比,保持了柑橘汁的新鲜度,感官和营养价值。

超声(US)是一种非热处理方法,具有取代热处理的巨大潜力。在高功率(1–1000 W / cm 2)和低频(20–100 kHz)的液体介质上进行的US处理会损坏微生物膜。低频超声会由于空化而影响微生物的抑制和破坏,而空化会产生高度局部的高温和高压(550°C,104–105 kPa)。强烈的局部能量和高压会产生局部灭菌效果。果汁中的能量瞬间转移到整个产品中,从而缩短了加工时间,提高了产量并降低了能耗,从而导致细胞壁变薄和破裂,内部混乱并增加了微生物对热的敏感性。US方法被认为是满足美国食品药品管理局(FDA)要求的果汁中相关微生物减少5 log的潜在技术。与传统的热处理相比,US对果汁的处理可以提高保质期,并且对果汁质量的不利影响最小。采用超声处理来提供新鲜,高质量,具有微生物学安全性和高营养价值的果汁一直是研究热点。因此,采用单一的US方法杀死微生物并不理想,并且需要很长时间。因此,需要额外的处理,例如采用温和的加热或加压,以提高灭菌效果并使酶失活。

微波(MW)技术是一种新的热处理工艺,其中热量来自介电材料在特定辐射频率下的电磁相互作用。此过程也称为体积加热。在对流或传导原理下,MW辐射直接穿透并在材料中产生大量热量,从而导致高能效和短加热时间。与热过程相比,该技术旨在在短时间内灭活酶并杀死微生物,同时最大程度地降低质量损失。与传统的巴氏灭菌法相比,MW是唯一一种在原料内部产生热量的热方法。另外,与常规加热技术相比,MW处理速度更快,可以极大地保留质量和营养特性。Kumar等(2017)报道称,与传统的加热方法相比,微波加热可通过快速灭活酶和微生物来保护柑橘汁的质量特征,并最大程度地降低质量损失。

研究思路

作为新技术,HPP,US和MW在果汁加工领域得到了广泛的研究(Putnik等,2019;Stratakos,Delgado-Pando,Linton,Patterson和Koidis,2016)。然而,它们对杀菌和酶失活的作用在很大程度上与果汁的特性有关。因此,对所有果汁品质的影响可能不一致。这些新的加工技术尚未应用于柑桔主要品种温州蜜柑(Citrus unshiu)的榨汁加工中,温州蜜柑是中国蜜桔的三个主要品种之一。本研究旨在评估和比较的三种新的加工技术和热巴氏灭菌,对温州蜜柑生产的柑橘类果汁的营养和感官品质的影响,采用导致微生物灭活同等程度的加工条件下,可以为其在中国工业生产中的应用提供科学指导。

研究结论

对于采用常规热巴氏灭菌法和三种新型加工技术制备的单批鲜榨柑橘汁,进行了有关微生物灭活的比较评估。四种处理技术处理后的样品中总需氧细菌含量<2 log CFU / mL,从而实现了同等程度的微生物灭活。在所有处理过的柑橘果汁中,糖和酸的成分几乎恒定,各处理之间无显著差异。用新技术处理过的柑橘汁比巴氏杀菌柑橘汁具有更好的颜色,营养价值和香气。此外,US和HPP可能诱导结合的香气化合物保留果汁的原始风味。这项研究表明,US,MW和HPP是灭活微生物并保持柑橘汁的感官和营养品质的优秀新加工技术。


马亚琴,女,1978年2月出生,副研究员。本科和硕士就读于石河子大学农学院,本科期间主要参与了小麦杂交育种、田间试验及考种等科研工作;硕士期间主要研究了高光谱遥感诊断环境胁迫下棉花的生理变化。2008年毕业于浙江大学生物系统工程与食品科学,获工学博士学位。攻读博士期间及工作以来主要从事柑橘水果加工、功能性物质的提取、纯化以及柑橘皮渣综合利用的研究。并在超声波强化提取柑橘功能性物质以及抗氧化性等方面进行了较为深入的研究。目前,主持国家自然科学基金一项,重庆市自然科学基金一项。承担了多个项目的研究工作,“国家现代农业柑橘技术产业体系”,“大宗农产品加工特性研究与品质评价技术”,十二五项目“甜橙饮料基质加工关键技术研究与产业化示范”等项目;参与国际果汁保护协会签订的合作协议,主要负责从中国7个橙汁厂取样。

THE END
  • 概 况
  • 所 徽
  • 立所精神

柑桔所成立于1960年,位于重庆市北碚区国家级风景名胜区缙云山麓,风景秀丽的嘉陵江畔,毗邻大磨滩湿地公园,占地面积1918亩,是唯一的国家级柑桔专业科研机构,正在打造国家柑桔公园。点击查看【建所60周年工作回顾视频】

  • 地址:重庆市北碚区歇马街道
  • 电话:023-68349709、68349708
  • 传真:023-68349712
  • 网址:http://zgs.cric.cn

所徽“天圆地方”,反映中柑所人“壹志嘉树”,以推进柑桔科技进步、产业发展为立所根本之严谨风格和博大胸怀;核心的圆形简洁勾画出“柑桔”、形象反映出中柑所专注柑桔科研的行业特征;而围绕主体的弧线代表了科技,象征着中柑所人“修远求索”的治学态度,求真务实的科研精神;星形元素立意中柑所人志在建立一个“方圆”宇宙之间柑桔科研领域的一颗的明星,闪闪发光,惠泽全人类。

“壹志嘉树,修远求索”,分别选自中国历史上第一位伟大的爱国诗人屈原《橘颂》和《离骚》中的名句。这八个字是五十年来柑桔所人传承积淀下来的优良传统、精神风貌及办所理念的高度浓缩和凝炼提升,并与中国数千年博大精深的文化底蕴和人文精神相互交融辉映,寓意深远 ...