高靜壓處理對黃桃罐頭微生物和質構的影響

趙 君，張甫生，林 晨，易俊杰，陳 芳，廖小軍，胡小松

(中國農業大學食品科學與營養工程學院，農業部果蔬加工重點開放實驗室，果蔬加工教育部工程技術研究中心，北京100083)

高靜壓處理對黃桃罐頭微生物和質構的影響

趙 君，張甫生，林 晨，易俊杰，陳 芳，廖小軍，胡小松*

(中國農業大學食品科學與營養工程學院，農業部果蔬加工重點開放實驗室，果蔬加工教育部工程技術研究中心，北京100083)

以黃桃罐頭為試材，研究了高靜壓處理的殺菌效果，并用質地多面分析(TPA)方法，對高靜壓造成黃桃質構的變化進行分析。結果表明，400MPa下處理25min即可殺滅所有細菌，300MPa下處理15min就能殺滅所有霉菌和酵母菌。高靜壓處理(600MPa，5min)后黃桃罐頭的硬度、凝聚性和咀嚼性與未處理無顯著差異，但顯著好于熱處理。高靜壓技術能使黃桃罐頭達到商業無菌，并保持良好質構。

高靜壓，殺菌，質構，TPA，黃桃罐頭

1 材料與方法

1.1 材料與設備

黃桃 品種為“金童九號”，產自北京市平谷區大峪子村，9月3日采摘后儲藏在4℃冷庫;平板計數瓊脂、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯、孟加拉紅培養基北京陸橋技術有限公司。

HHP-750型食品高壓處理裝置 包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司，容器容積3L，傳壓介質是水;ZDX-35B1型電熱壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫療器械廠;PHX智能型生化培養箱 寧波萊?？萍加邢薰?DL-CJ-1F實驗醫用型潔凈工作臺哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司;封口機 廣州鴻億機電設備制造有限公司;TA-XT2i質地分析儀 英國SMS公司;FHM-1手持式果實硬度計 竹村電機制作所。

1.2 實驗方法

1.2.1 黃桃罐頭的制作 選取無病蟲、無機械損傷，八成熟左右，硬度(800±100)g，單果重130～150g的新鮮黃桃，按照如下步驟制作罐頭:

清洗→切半→挖核→去皮(NaOH噴淋1min)→清水漂洗至中性→切塊→預煮(預煮液為檸檬酸、異抗壞血酸鈉，預煮溫度85℃，預煮時間5min)→冷卻→裝罐→灌糖液(糖濃度22°Brix，調節pH到3.6，煮沸)→封口

測得其初始菌落總數為9.45×102cfu/mL，未檢出大腸菌群。

1.2.2 高靜壓處理 將冷卻的黃桃罐頭密封于227mL PVPP和EVOH復合材料的塑料杯中，置于高壓容器，于室溫(25℃)下進行高壓處理，壓力范圍為300～600MPa，保壓時間為5～25min。高壓處理后的樣品迅速進行微生物指標檢測，或于4℃下短時貯存(時間少于12h)。

1.2.3 熱殺菌處理 將密封的黃桃罐頭置于90℃熱水中，保持中心溫度不低于85℃，殺菌時間為18min，殺菌完畢迅速取出用自來水冷卻到室溫。

1.2.4 微生物檢測 參考國家食品微生物檢驗標準(GB/T 4789-2008)方法檢驗罐裝黃桃的菌落總數、霉菌和酵母菌、大腸菌群，每組做三個重復。

1.2.5 質構的檢測 黃桃塊切成1cm×1cm×5mm的試樣，置于質構儀P/50探頭下做TPA測試。質構儀參數如下:測前速率:1mm/s，測試速率:1mm/s;測后速率與測試速率一致;壓縮程度:60%;停留間隔: 5s;數據采集速率:400pps;觸發值:5g。每罐樣品測試重復10次。

2 結果與討論

2.1 高靜壓處理對微生物存活量的影響

2.1.1 高靜壓處理對菌落總數的影響 分別對密封好的黃桃罐頭進行300、400、500、600MPa，保壓時間5、10、15、20、25min的高靜壓處理(室溫25℃進行)，高靜壓設備運行的壓力曲線如圖1所示(以保壓10min為例)。

圖1 高靜壓設備壓力曲線(保壓時間10min)

高靜壓處理后黃桃罐頭中菌落總數與加壓壓力之間的關系如圖2所示。300MPa，保壓25min，菌落總數為1cfu/mL;400MPa，保壓25min或者500MPa，保壓20min，可以殺滅所有細菌;而600MPa，保壓5min就可殺滅所有細菌。有研究指出，糖類對高壓下的菌體有保護作用，糖液濃度愈高，對菌體的保護作用愈強，當濃度達到40%以上，形成高粘度介質時，高壓對微生物的殺菌作用非常微弱［7］。黃桃罐頭糖液濃度22%，在高靜壓處理過程中對菌體有保護作用，這可能是造成300MPa處理25min后依舊沒有殺死全部細菌的原因。

圖2 不同高壓處理下黃桃罐頭的菌落總數

此外，Mackey等人指出低pH和壓力之間對微生物失活具有協同作用［8］，即pH越低，微生物越易致死，黃桃罐頭pH(＜4.6)很低，細菌細胞對低pH比較敏感，利于細菌的殺滅。由于黃桃罐頭屬酸性罐頭，所污染的細菌主要是丁酸厭氧菌、不產芽孢的桿菌類［9］。所以黃桃罐頭樣品中的細菌在高靜壓的處理下，相對容易殺死，并未像一些文獻報道的含芽孢菌的食品產生壓力抵抗的現象［10］。

2.1.2 高靜壓處理對霉菌和酵母菌的影響 高靜壓處理黃桃罐頭中霉菌、酵母菌存活量與保壓壓力及時間之間的關系如表1所示。霉菌和酵母菌初始值為36cfu/mL，經過300MPa，15min的處理就能殺滅所有霉菌和酵母。這主要是因為一方面霉菌及酵母菌對壓力很敏感［11］;另一方面，初始霉菌、酵母數較少，所以較低的壓力作用較短時間就可以完全將其殺滅。

表1 不同壓力下黃桃罐頭中霉菌酵母菌的殺滅效果(cfu/mL)

2.2 高靜壓處理對黃桃罐頭質構的影響

用質構儀檢測黃桃質地，采用TPA模式，其TPA測試典型曲線如圖3所示。根據TPA測試的曲線圖，TPA自帶軟件可以通過圖中公式運算獲得測定樣品的硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復性等與質構相關的數據。

對上述指標進行相關性分析顯示，硬度與凝聚性、咀嚼性、彈性呈正相關，與回復性、黏著性呈負相關。硬度與凝聚性、咀嚼性相關系數大于0.8，相關性很好。硬度與凝聚性相關系數大，因為二者均能反映樣品的致密程度;硬度與咀嚼性相關性很好，因為咀嚼性為硬度、凝聚性、彈性三者乘積，且二者都能夠反映果實堅實度大小。

圖3 黃桃罐頭TPA測試典型曲線

黏著性反映的是探頭由于測試樣品的黏著作用所消耗的功［12-13］，與其它質構指標呈負相關，相關系數小。潘秀娟等人的研究也有類似的結果，可能是由于該參數在TPA測試中較困難，偏差相對較大所致［14］。所以不把黏著性作為評價黃桃質構的指標。

彈性是樣品經過第一次壓縮后能夠再恢復的程度?；貜托苑从沉藰悠吩诘谝粋€壓縮周期(一次下壓和上行過程為一個壓縮周期)，受壓后迅速恢復變形的能力。相關性分析顯示，彈性與回復性存在一定的相關性。但彈性、回復性與其它指標相關性不高，原因可能是黃桃在殺菌之前經過了預煮，細胞遭到了破壞，細胞骨架已經不完整，喪失了大部分彈性和回復性所致，所以這兩個指標來評價黃桃質構是不合適的。

因此，本實驗中選取相關性良好的硬度、凝聚性、咀嚼性指標來綜合評價不同處理后黃桃的質構變化。

表2 黃桃TPA測試質構指標的相關性

圖4 不同處理黃桃的硬度變化

2.2.1 不同處理對黃桃罐頭質構的影響 從質構變化的結果可以看出，HHP處理(600MPa，5min)對于保持黃桃的硬度有顯著的效果，高壓前后，黃桃罐頭硬度沒有顯著性差異，與熱殺菌后的樣品相比，黃桃罐頭硬度比熱殺菌后大41.6%。方差分析的結果顯示，熱殺菌前后，黃桃硬度顯著下降。由于熱殺菌會使細胞和組織結構破壞嚴重，硬度顯著下降［15-16］。Kato等人的研究顯示，高靜壓作用時，胡蘿卜片中的果膠不存在分解的現象，這是高壓后的胡蘿卜片比熱焯后的硬度大的原因［17］。此外，Basak等人提出了瞬時壓力軟化(instantaneous pressure softening，IPS)的概念［18］，即升壓瞬間會造成果蔬樣品明顯的變軟，在長時間保壓，或者在壓力大于300MPa時，硬度會重新恢復。本研究中硬度沒有顯著下降，可能由于600MPa這個壓力有助于硬度的恢復和保持。

凝聚性反映的是果肉細胞間結合力的大小，凝聚性越高，咀嚼時越細膩，其口感也越好。從圖5中可以看出，殺菌后(無論是HHP殺菌還是熱殺菌)，黃桃罐頭凝聚性都有所下降。方差分析結果顯示，高靜壓組與未處理組無顯著性差異，但顯著高于熱處理，表明HHP處理沒有破壞黃桃罐頭的凝聚性。而Kato［17］等人提出，高于200MPa的壓力處理，可以略微增加果蔬的斷裂應力，從而使凝聚性有所提高。

圖5 不同處理黃桃的凝聚性變化

圖6 不同處理黃桃的咀嚼性變化

咀嚼性反映的是將固體食品咀嚼到可吞咽時需做的功，它綜合反映了果實對咀嚼的持續抵抗性。熱加工后的黃桃罐頭不耐嚼，而HHP處理的黃桃與未處理的咀嚼性差異不大。

因此，HHP技術應用于黃桃罐頭，能有效保持其質構，具體機理還有待于進一步研究。

3 結論

一定條件的HHP處理可以有效保證黃桃罐頭達到商業無菌狀態。400MPa保壓25min即可徹底殺滅黃桃罐頭中的細菌，300MPa保持15min可使霉菌和酵母菌徹底滅活。

罐裝黃桃的硬度與凝聚性、咀嚼性、彈性呈正相關，與回復性、黏著性呈負相關。TPA測試的結果表明，HHP殺菌處理的罐裝黃桃能較好地保持硬度、凝聚性和咀嚼性，且與處理前沒有顯著差異，好于熱殺菌的罐裝黃桃。

因此，HHP技術應用于黃桃罐頭，既可以保證其安全性，而且與熱殺菌相比，能有效地防止質地軟化，具有極大的應用潛力。

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Effect of high hydrostatic pressure on microorganism and texture properties of canned yellow peach

ZHAO Jun，ZHANG Fu-sheng，LIN Chen，YI Jun-jie，CHEN Fang，LIAO Xiao-jun，HU Xiao-song*
(College of Food Science＆Nutritional Engineering，Key Laboratory of Fruit and Vegetable Processing，Ministry of Agriculture，Research Center of Fruit and Vegetable Processing Engineering，Ministry of Education，Beijing 100083，China)

The effect of high hydrostratic pressure(HHP)processing on the sterilization of canned yellow peaches was investigated.Textural changes of peaches were analyzed by texture profile analysis(TPA)with texture analyzer.The results indicated that the bacteria in canned yellow peaches could be effectively sterilized by HHP at 400MPa for 25min while the yeasts and moulds were pasteurized by HHP at 300MPa for 15min.Furthermore，the hardness，cohesiveness and chewiness of canned peaches after HHP treatment at 600MPa for 5min were not significantly different from that of untreated samples，but remarkably better than that obtained by thermal treatment.Therefore，canned yellow peach can be sterilized and kept good texture by HHP.

high hydrostatic pressure;sterilization;texture;TPA;canned yellow peach

TS295+.6

A

1002-0306(2011)03-0096-04

黃桃，又名黃肉桃，屬于桃類的一種。黃桃營養豐富，所含的維生素A、維生素C、胡蘿卜素、硒等營養素均高于普通桃子［1］。黃桃不宜存放，在室溫條件下，呼吸作用強，容易變軟，霉爛;在冰箱、冷庫中易失水，變蔫變軟。因此，黃桃較少鮮食，大部分用于深加工，如做成罐頭、果汁、果脯或者提取黃桃多糖［2］等，其中尤以黃桃罐頭加工量大，深受消費者喜愛。黃桃罐頭是我國第二大出口罐頭產品，但由于加熱殺菌容易引起果肉軟化等問題，使得出口嚴重受阻，遭遇整批退貨或生產后無法直接出口等系列問題。相關研究表明，高靜壓技術除了能基本保持食品原有的色澤香氣和營養成分［3］，還能較好地保持原有的質地。Castro等人將高靜壓作為冷凍紅甜椒和綠甜椒的預處理方法，比較了高壓前處理和熱燙前處理對甜椒硬度的影響，研究發現，冷凍前后，高壓處理較熱燙甜椒的硬度大［4］。Islam和Hendrikx等人在胡蘿卜片的研究中發現了高靜壓處理加壓和卸壓過程中也導致了硬度的損失，但其硬度大于熱加工產品［5-6］。但將高靜壓技術應用于果蔬罐頭加工未見報道。為此，本課題采用高靜壓技術對黃桃罐頭進行殺菌并探討對其質構的影響，以期為高靜壓技術在黃桃罐頭的應用提供依據。

2010-03-18 *通訊聯系人

趙君(1986-)，女，在讀碩士研究生，研究方向:農產品加工與貯藏。

國家863高科技計劃項目(2007AA100405)資助。