CN104839836A - 一种利用超高压技术生产柚子汁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用超高压技术生产柚子汁的方法，包括如下步骤：1)制备柚子汁：对柚子果肉依次进行榨汁、过滤和离心，得到柚子汁；2)超高压处理：在10-30℃下，将步骤1)所得柚子汁于400-600MPa下超高压处理5-10min，即得到超高压处理后的柚子汁。再配合4℃的低温贮藏的条件下，生产出了不易褐变，酸度高、富含Vc和酚类物质、抗氧化能力强的低温高品质柚子汁，更好地保护了产品的营养、品质和功能，提高了有关HHP技术市场化和商业化的研究进度，为低温高品质柚子汁的开发和产业化应用提供一定的理论依据。同时，本发明的方法也同样适用生产其他超高压果汁产品。
Description
技术领域
本发明属于食品工业领域，具体涉及一种利用超高压技术生产柚子汁的方法。
背景技术
超高压技术(High Hydrostatic Pressure Processing，HHP)大体上可分为静态超高压与动态超高压两类。静态超高压是指在室温或温和加热条件下利用100-1000MPa的压力处理被置于超高压处理室中的食品，以水或其它液体为加压介质，当升压结束后，在设定的最高压力点处静态保持一定的时间，使维持微生物生命活动的蛋白质等高分子物质变性失活而起到食品杀菌的目的。由于超高压容器造价昂贵，静态超高压杀菌技术一般适合生产小批量固、液体食品饮料。动态超高压杀菌，是指直接将食品加压到预定的压力点，然后通过瞬态卸压或梯度减压等连续性作业方式，使加压渗透到微生物体内的水等外界物质膨化破碎菌体而实现快速高效杀菌的效果。动态超高压杀菌技术适合产业化生产液体食品。
我国栽培柚子的历史悠久，品种齐全，品质优良，栽种面积居世界前列。同时我国栽培的柚子口感酸爽，色泽诱人，气味芬芳，因而深受全球消费者的喜爱。近十几年国内柚子产业发展迅速，产量快速增加。以福建省漳州为例，漳州是福建最大的柚子产地之一，其中琯溪蜜柚栽培面积约60万亩，其他传统品种如坪山柚、文旦柚栽培面积各约3万亩，渡尾蜜柚栽培面积达10万亩，福鼎四季柚栽培面积约3-5万亩，葡萄柚也有少量种植，一般每亩可采柚子4000-5000公斤(张怡2009)。目前，由于深加工利用率低，即使是相对容易贮藏的柚子，每年都有相当比例的浪费，更不必说贮藏过程中品质劣变所带来柚子经济价值的损失。
目前，国内柚子市场主要以鲜食为主，总体上深加工程度低、产品附加值不高。柚子加工类产品以蜂蜜柚子茶为主，而柚子汁类，其加工利用率远远落后于其他柑橘类产品，与柚类生产大国地位极不相符。产量与深加工利用之间的不对等，限制和制约着柚子所能带来的经济效益。
果汁加工是提高水果资源利用效率的主要途径。在国内，包括柚子汁在内的果汁加工行业，传统的热力杀菌果汁依然占据着几乎整个果汁市场。而随着人们消费能力的提高，消费观念的改变，以及健康意识的增强，新鲜、天然、无添加、短货架期商品的高品质果汁的市场需求会越来越强。传统的热力杀菌，由于温度升高，会引起食品体系中存在的许多热敏性成分，比如热敏性色素、维生素、呈味物质等的损失，而这些被破坏的成分中有许多正是发挥生物活性功能的关键物质。因此，能同时保证食品安全和保证食品品质的新的途径和方法，是未来高品质、天然果汁，尤其是热敏性水果为原料制成的果汁所亟待需要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超高压技术生产柚子汁的方法，该方法利用超高压处理，能同时达到杀菌和保持柚子汁营养价值的目的(如：色泽、Vc和酚类物质含量等)。
本发明所提供的方法，包括如下步骤：
1)制备柚子汁：对柚子果肉依次进行榨汁、过滤和离心，得到柚子汁；
2)超高压处理(HHP处理)：在10-30℃下，将步骤1)所得柚子汁于400-600MPa下超高压处理5-10min，即得到超高压处理后的柚子汁。
上述方法中，步骤1)中，所述榨汁具体可用螺旋榨汁机进行。所述榨汁的次数可为多次，具体可为2次。
所述过滤具体可通过四层纱布过滤。
所述离心的转速为1500-3000r/min，时间为5-10min。
上述方法中，步骤1)中，还包括将得到的柚子汁在0-5℃下冷冻保藏的步骤，具体可在4℃下冷冻保藏。
上述方法中，步骤2)中，所述超高压处理优选为：在25℃(室温)下，将步骤1)所得柚子汁于550MPa下超高压处理10min，即得到超高压处理后的柚子汁。
所述超高压处理的平均升压速率为100-300MPa/min，具体可为120MPa/min。
所述超高压处理的平均卸压速率为500-1000MPa/min，具体可为500MPa/min。
上述方法中，步骤2)中，还包括将得到超高压处理后的柚子汁在0-5℃下冷冻保藏的步骤，具体可在4℃下冷冻保藏。
本发明利用上述方法而制备得到的柚子汁也属于本发明的保护范围。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
在配合4℃的低温贮藏的条件下，生产出了不易褐变，酸度高、富含Vc和酚类物质、抗氧化能力强的低温高品质柚子汁，更好地保护了产品的营养、品质和功能，提高了有关HHP技术市场化和商业化的研究进度，为低温高品质柚子汁的开发和产业化应用提供一定的理论依据。同时，本发明所涉及的精神和方法也同样适用生产其他超高压果汁产品。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、利用超高压技术生产柚子汁及其性能测试：
一、利用超高压技术生产柚子汁：
1)柚子汁的制备：将柚子挑选称重后去皮，分离内外果皮得到果肉，用螺旋榨汁机榨汁，其中果肉渣反复榨取二次。后过四层纱布过滤，2000r/min下连续离心得到柚子汁。将柚子汁混匀后分装入60mL EVOH塑料瓶中，并手工拧紧，放入4℃冷库中暂存待测；
2)HHP处理：将灌装好的柚子汁置于HHP杀菌设备容器内，550MPa下于室温下处理10min，平均升压速率和平均卸压速率分别为120MPa/min和500MPa/min；
二、柚子汁性能测试：
对HHP处理前后的柚子汁进行如下相关性能测试：pH值测定、可溶性固性物测定、可滴定酸的测定、总酚含量测定、酶活性测定、抗氧化活性测定、抗坏血酸含量的测定、流变特性测定、色泽测定、褐变度测定、悬浮稳定性测定、粒度分布测定及微生物数量的测定。所有试验均重复三次，用SPSS17.0软件进行显著性差异分析，并计算标准偏差，显著水平P为0.05，当P<0.05时，表示差异显著，结果用X±S表示。数据采用OriginPro 8.0进行绘图。
1)微生物数量的测定：依据国家《果、蔬汁饮料卫生标准》(GB 19297-2003)中相关微生物指标进行测定，测试结果如表1所示，从表1可得知：HHP处理前柚子汁中菌落总数和霉菌酵母两个指标分别为4.83cfu/ml和4.15cfu/ml；而HHP处理后柚子汁中菌落总数和霉菌酵母两个指标均检测不出。
表1HHP处理前后微生物指标变化
2)色泽测定：对HHP处理前后柚子汁进行色泽测定，测定结果如表2所示，从表2可得知：HHP处理前后柚子汁的L*值(亮度)、a*值(红绿色度)和b*值(黄蓝色度)均没有显著变化(P>0.05)，ΔE(总色差)为0.63，色泽变化肉眼不可见，表明HHP处理对柚子汁的色泽影响更小，能更好的保持柚子汁的原有色泽。
表2HHP处理前后色泽指标变化
3)褐变度测定：HHP处理前后柚子汁的褐变度BD无显著变化。
4)悬浮稳定性测定：HHP处理前后柚子汁的悬浊度无显著变化。
5)PME酶(果胶甲基酯酶)活性测定：HHP处理后柚子汁的PME显著下降(P<0.05)，损失约22.5％，说明HHP处理对PME酶具有一定的钝化作用。
6)流变特性测定：新鲜柚子汁表现出非牛顿流体中胀性流体的特性，HHP处理后柚子汁的流体类型和粘度均无显著变化。Herschel-Bulkley模型是柚子汁流变曲线的最佳拟合模型(R2≈0.999，MSE<0.0040)。
7)粒度分布测定：新鲜柚子汁的颗粒粒径分布位于0.95-76.42μm之间，在4.24μm，18.61μm和47.94μm处各有显著峰值；体积平均粒径D[4,3]和表面积平均粒径D[3,2]分别是11.37±1.30μm和4.85±0.32μm。HHP处理后柚子汁原有PSD曲线的形状、D[4,3]和D[3,2]均无显著变化(P>0.05)。
8)营养品质：HHP处理后柚子汁的pH和TSS(可溶性固形物)较未HHP处理组略有减小；TA(可滴定酸度)在HHP处理后略有增大，变化不显著(P>0.05)；HHP处理后所得柚子汁的POD活性升高10.4％，增加显著(P<0.05)；HHP处理后柚子汁Vc含量无显著变化(损失了8.82％)；总酚含量无显著变化；抗氧化活性无显著变化。
对比例1、高温短时杀菌法(HTST)处理生产柚子汁及其性能测试：
一、高温短时杀菌法处理生产柚子汁：参照实施例1，仅将步骤2)HHP处理换成HTST处理，具体方法如下：采用UHT灭菌机对柚子汁样品进行热杀菌，杀菌条件为110℃下杀菌处理8.7s。经热杀菌处理过的柚子汁于无菌超净台中灌装到60mL EVOH塑料瓶中，并手工拧紧；
二、柚子汁性能测试：测试指标如实施例1所述：
1)微生物数量的测定：对110℃/8.6s的HTST处理前后柚子汁中微生物数量进行测定，测定结果如表3所示，从表3可知：HTST处理前的柚子汁中菌落总数和霉菌酵母两个指标分别为4.83cfu/ml和4.15cfu/ml；而HTST处理后的柚子汁中菌落总数和霉菌酵母两个指标均检测不出。
表3、HTST处理前后微生物指标变化
2)色泽测定：HTST处理使柚子汁的a*值显著减小；b*值和L*值显著增大(P<0.05)，ΔE为2.01，发生肉眼可分辨的色泽差异。
表4、HTST处理前后色泽指标变化
3)褐变度测定：HTST处理后柚子汁的褐变度显著增大(P<0.05)。
4)悬浮稳定性测定：HTST处理后所得样品悬浊度显著高于未处理和HHP处理(p<0.05)。表明HTST处理后所得样品有更高的悬浮稳定性。
5)PME酶活性测定：HTST处理后使柚子汁中的PME酶完全被钝化，说明HTST对柚子汁中PME酶具有很好的钝化作用。
6)流变特性测定：新鲜柚子汁表现出非牛顿流体中胀性流体的特性，HTST处理后柚子汁的流体类型和粘度无显著变化。Herschel-Bulkley模型是柚子汁流变曲线的最佳拟合模型(R2≈0.999，MSE<0.0040)。
7)粒度分布测定：新鲜柚子汁的颗粒粒径分布位于0.95-76.42μm之间，在4.24μm处有显著峰；体积平均粒径D[4,3]和表面积平均粒径D[3,2]分别是11.37±1.30μm和4.85±0.32μm。HTST处理后柚子汁PSD曲线有显著变化，粒径分布范围变为0.87-52.6μm，小粒径颗粒体积分数明显增加；D[4,3]和D[3,2]显著减小(P>0.05)，分别变为6.06±0.41μm(减少46.7％)和3.64±0.05μm(减少24.9％)。
8)营养品质：HTST处理后所得柚子汁的pH和TSS(可溶性固形物)较未HTST处理组略有减小，TA(可滴定酸度)在HTST处理后略有减小，变化不显著(P>0.05)；HTST处理使柚子汁中的POD完全被钝化；柚子汁经HTST处理后Vc含量显著降低(损失了27.90％)，总酚含量显著降低(损失了7.7％)，抗氧化活性中·DPPH清除率和FRAP抗氧化能力均显著降低，分别降低约1.4％和8.5％。
对实施例1和对比例1进行对比，可知：HHP处理后的柚子汁品质明显优于HTST处理后的柚子汁，故利用HHP技术可生产出不易褐变，酸度高、富含Vc和酚类物质、抗氧化能力强的高品质柚子汁。
实施例2、利用超高压技术生产柚子汁及其贮藏期过程中性能测试：
完全参照实施例1中的制备方法生产得到柚子汁，并测定贮藏期过程中柚子汁的主要品质变化；
贮藏期过程中性能测试指标如下：
1)微生物数量的测定：4℃下贮藏30d，HHP处理所得样品没有检测到霉菌和酵母的生长，且菌落总数没有显著增加，符合国家《果、蔬汁饮料卫生标准》(GB19297-2003)中相关微生物指标的要求(低于2log10cfu/mL)。说明HHP处理的柚子汁，在贮藏期中有着良好的微生物稳定性。
2)色泽测定：4℃下贮藏30d，随着贮藏时间的延长，HHP柚子汁L*值呈现先增大后减小的趋势，贮藏结束相比初始显著减小，但在3-30d内无显著差异(P>0.05)；a*值整体呈增大趋势，到25d时出现显著差异；b*值不断变大，第9d开始变化显著；ΔE在0.14-0.63之间。HHP处理柚子汁在30d贮藏期间能够更好的保持色泽，a*值增大使柚子汁产生更具吸引力的颜色。b*值的减少与Vc含量的减少显著相关(R2为0.97，P<0.01)，总酚含量的增多显著相关(R2为-0.898，P<0.01)。
3)褐变度测定：贮藏过程中，随着时间的延长，HHP样品的褐变度整体呈现不断增加的趋势。HHP样品褐变度0-20d内无显著增加，25d后增加显著，贮藏结束时BD增加17％。
4)流变特性：4℃下贮藏30d内，随着贮藏时间的延长，HHP柚子汁的悬浮稳定性不断降低，贮藏结束时变化显著(P<0.05)，较初始分别降低了70.35％。初步推测，柚子汁悬浮稳定性的下降除了PME酶的作用，还因为粘度降低和自然沉降，而微生物代谢活动可能对悬浮稳定性产生影响，后者仍需进一步研究。
在4℃贮藏30d内，HHP柚子汁PME活性，第6d的时略有升高，而后逐渐降低，到贮藏30d时残存率由77.5％降至58.8％，变化显著(P<0.05)。
贮藏过程中，HHP处理柚子汁的流型和黏度无显著变化。
贮藏期间，HHP柚子汁的体积平均粒D[4,3]和表面积平均粒径D[3,2]均为0-15d内逐渐增加、到15d达到最大值、20-30d内不断减小的趋势。9-30d内PSD曲线出现显著变化，峰值处粒径的颗粒数量增加，且峰变得越来越窄。
5)营养品质：贮藏期间，HHP柚子汁的pH、TSS、TA均无显著变化(P>0.05)；30d贮藏期内，HHP柚子汁中POD虽有波动，但无显著变化(P>0.05)；随着贮藏时间的延长，HHP处理柚子汁的Vc和总酚含量呈现逐渐减少的趋势。至30d贮藏结束时HHP柚子汁Vc残损失比例为21％，变化显著；总酚损失比例为4.6％，变化不显著。零级动力学方程和一级动力学方程对贮藏期间柚子汁Vc或总酚含量的降解没有很好的拟合度。在贮藏期中，HHP组抗氧化能力一直高于HTST组。
与实施例1中相关性能相比，柚子汁的各方面品质变化不大，说明在配合4℃的低温贮藏的条件下，可利用HHP技术生产出不易褐变，酸度高、富含Vc和酚类物质、抗氧化能力强的高品质柚子汁，更好地保护了产品的营养、品质和功能。
对比例2、高温短时杀菌法(HTST)处理生产柚子汁及其贮藏期过程中性能测试：
完全参照对比例1中的制备方法生产得到柚子汁，并测定贮藏期过程中柚子汁的主要品质变化；
贮藏期过程中性能测试指标如下：
1)微生物数量的测定：4℃下贮藏30d，HTST样品没有检测到霉菌、酵母的生长，且菌落总数没有显著增加，符合国家《果、蔬汁饮料卫生标准》(GB 19297-2003)中相关微生物指标的要求(低于2log10cfu/mL)。
2)色泽测定：4℃下贮藏30d，随着贮藏时间的延长，HTST柚子汁L*值、a*值、b*值无显著变化；ΔE在1.75-2.48之间，且随着贮藏时间的延长，呈现不断变大的趋势。贮藏过程中，随着时间的延长，HTST样品的褐变度整体呈现不断增加的趋势。HTST组则从20d后增加显著，贮藏结束时BD增加17％。初步推断HHP和HTST样品，贮藏期内BD增加量不同的原因，主要来自Vc降解、色素物质降解和非酶褐变的共同作用，此推断需要进一步研究。
3)悬浮稳定性测定：4℃下贮藏30d，随着贮藏时间的延长，HTST柚子汁的悬浮稳定性不断降低，贮藏结束时变化显著(P<0.05)，较初始降低了70.77％。初步推测，柚子汁悬浮稳定性的下降除了PME酶的作用还因为粘度降低和自然沉降，而微生物代谢活动可能对悬浮稳定性产生影响，后者仍需进一步研究。
4)流变特性：在4℃下贮藏30d内，HTST处理柚子汁在贮藏期内PME活性均未检测出。
贮藏过程中，HTST处理柚子汁的流型和黏度无显著变化。
贮藏期间，HTST处理柚子汁的体积平均粒D[4,3]整体呈现先增大后减小的趋势，但无显著性变化，表面积平均粒径D[3,2]整体呈现先保持基本不变后减小的趋势，与初始值相比，15d后变化显著。
5)营养品质：贮藏期间，HTST柚子汁的pH、TSS无显著变化，TA显著增加(P<0.05)；30d贮藏期内，HTST柚子汁在贮藏期内均未检测出POD活性；随着贮藏时间的延长，HTST处理柚子汁的Vc和总酚含量呈现逐渐减少的趋势。至30d贮藏结束时HTST柚子汁Vc残损失比例为22％，变化显著；总酚损失比例为3.2％，变化不显著；零级动力学方程和一级动力学方程对贮藏期间柚子汁Vc或总酚含量的降解没有很好的拟合度。在贮藏期中，·DPPH和FRAP抗氧化能力在贮藏期中显著下降(P<0.05)，·DPPH抗氧化能力下降5.3％，FRAP抗氧化能力下降12.8％。
与实施例2相比，贮藏期间在配合4℃的低温贮藏的条件下，HHP处理后的柚子汁品质明显优于HTST处理后的柚子汁，故利用HHP技术可生产出不易褐变，酸度高、富含Vc和酚类物质、抗氧化能力强的高品质柚子汁。
Claims (7)
1.一种利用超高压技术生产柚子汁的方法，包括如下步骤：
1)制备柚子汁：对柚子果肉依次进行榨汁、过滤和离心，得到柚子汁；
2)超高压处理：在10-30℃下，将步骤1)所得柚子汁于400-600MPa下超高压处理5-10min，即得到超高压处理后的柚子汁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述过滤采用四层纱布进行；
所述离心的转速为1500-3000r/min，时间为5-10min。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中，还包括将得到的柚子汁在0-5℃下冷冻保藏的步骤。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述超高压处理为：在25℃下，将步骤1)所得柚子汁于550MPa下超高压处理10min，得到超高压处理后的柚子汁。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述超高压处理的平均升压速率为100-300MPa/min；
所述超高压处理的平均卸压速率为500-1000MPa/min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，还包括将得到超高压处理后的柚子汁在0-5℃下冷冻保藏的步骤。
7.权利要求1-6中任一项所述的方法而制备得到的柚子汁。
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