CN114513966A - 制备含水果产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加工食品领域。特别地，本发明涉及一种使用高压巴氏杀菌制备含水果产品的方法。通过本发明的方法获得的含水果产品在微生物学上是安全的并且可以在环境温度下储存5。根据本发明的含水果产品可用于在混合饮食引入期间喂养幼儿和婴儿。

Description

制备含水果产品的方法
发明领域
本发明涉及食品制备和食品加工领域，特别是制备含水果产品如婴儿食品和婴儿果泥的方法。
背景技术
近年来，消费者对最低限度加工的、高质量产品的需求显著增加。市场偏好已转向新鲜、健康和即食食品，这些食品不仅风味丰富，而且具有尽可能紧密匹配新鲜产品的感官特性。延长的保质期，优选不使用防腐剂和着色剂，也是值得赞赏的。
水果泥和蔬菜泥由于其稠度和营养价值而是喂养婴儿的适当产品。在商店里，用于婴儿的水果泥和蔬菜泥是市售可得的。这些果泥通常在环境温度下储存，并且具有几个月的保质期。为了在环境温度下实现这种延长的保质期，水果泥和蔬菜泥应经过灭菌过程处理，以确保微生物安全。然而，在热处理中使用高温通常会对食品的营养和感官特性产生负面影响。
取决于成分的pH，食品果泥需要不同类型的灭菌。例如，水果的pH通常比蔬菜的pH更酸，这也决定了其中存在的微生物群落的类型。与水果泥相比，蔬菜泥通常在更高的温度下灭菌，因为蔬菜泥受暴露于高温的影响较小。对于水果泥而言，重要的是在灭菌过程中保持低温，因为热处理会对其外观、味道和颜色产生负面影响。
目前，甑馏加热(retort heating)在食品工业中广泛用于生产此类产品。甑馏加热包括使用蒸汽或其他加热方法加热密封在容器中的食物。甑馏加热中的保持时间和高温(110-135℃)通常对容器中食物的营养价值和感官(sensory)以及感官方面(organolepticaspects)具有负面影响。
在食品工业中使用高压处理(HPP)一一也称为超高压灭菌法(pascalization)——作为常见热工艺如巴氏杀菌和灭菌的替代方法开发出来以生产微生物安全的产品。在传统的HPP中，食品被密封并放入装有液体(通常是水)的钢制隔间中，之后使用泵来产生必要的压力。以一定的速率增加压力，直至达到目标压力，保持特定的时间，随后以特定的速率释放。应用于食品的典型压力范围为300-800MPa。尽管在HPP期间也可以施加热量，但高压过程通常在冷藏温度下进行。然而，由于绝热加热，在典型的HPP处理过程中温度会自然升高。温度升高的幅度取决于目标压力和食物组成。以水为例，温度升高为每100MPa约3℃。
尽管HPP可能对杀死食品中的微生物有效，但某些细菌的孢子具有耐压性，通常对HPP处理具有抵抗力。这对于为婴儿设计的产品是不可接受的。
嗜酸耐热菌(A.acidoterrestris)是一种通常存在于含水果的产品中的非病原体、形成孢子的腐败细菌。由这种细菌引起的食物变质的特点是味道/气味不好，这使得食品不适合食用。取决于食物基质的类型、可溶性固体含量和pH，嗜酸耐热菌孢子表现出极高的耐热性。取决于食物的类型，嗜酸耐热菌D95值(在95℃下活细胞数量减少90％的时间，以分钟为单位)通常为1.85至15.1分钟。因此，在环境压力下使用85-95℃温度持续约40分钟的标准巴氏杀菌过程——其旨在消灭植物性病原体——对嗜酸耐热菌的孢子无效。
HPTS(高压热灭菌)结合了高温(90至121℃)和高于或等于600MPa的压力的效果，以实现细菌孢子的灭活。对于HPTS处理，产品需要预热到70到90℃，并且通过压力增加过程中的压缩加热，工艺温度可以达到130C。Sevenich等人(High-Pressure ThermalSterilization：Food Safety and Food Quality of Baby Food Puree，Journal of FoodScience，第79卷，Nr.2，2014)用解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)或嗜热脂肪地芽孢杆菌(G.stearothermophilus)的孢子接种婴儿食品果泥至孢子计数为105到107，并将它们暴露在600MPa下的90-121℃的温度下。蔬菜泥包含：胡萝卜40％、豌豆20％、西葫芦15％、水24.9％和0.1％盐。果泥的Aw值为0.96，pH为6.47，干物质含量为8％。
Silva等人(Bacterial spore inactivation at 45-65℃using high pressureprocessing：Study of Alicyclobacillus acidoterrestris in orange juice，Foodmicrobiology 32(2012)，206-211)用来自嗜酸耐热菌的孢子接种橙汁以产生约106个孢子cfu/mL的初始计数。对包装好的橙汁样品(9.2°Brix，pH＝3.8)进行同时高压-温和温度处理，压力为200MPa和600MPa，温度为45℃、55℃和65℃，加工时间为1分钟至15分钟。所研究的高压加工条件(200MPa、600MPa)导致微生物数量减少，特别是在65℃的较高温度下，其中在加工10分钟后记录到嗜酸耐热菌的水平减少约2log。从婴儿食品安全的角度来看，这种减少是不够的，因为橙汁样品中仍有103-104个孢子cfu/ml嗜酸耐热菌。
Ferrari等人(The effects of highhy drostatic pressure on thepolyphenols and anthocyanins in red fruit products，Procedia Food Science 1(2011)847-853)记载了草莓慕斯的制备。将新鲜草莓清洗两次，切成小块，加入柠檬酸和蔗糖作为防腐剂，并分别用于酸度和°Brix校正，并使用电动搅拌机精细均质化。在高压实验之前将样品储存在冷藏条件下。在高压处理中，草莓慕斯样品的处理条件设为500MPa、50℃、10分钟。在处理结束时，将样品储存在4℃下。
本发明的一个目的是提供一种用于婴儿的含水果产品，其在微生物学上是安全的，未使用抗微生物防腐剂，且适合在环境温度下储存，同时保持自然外观，具有吸引人的颜色和味道。
发明内容
发明人惊奇地发现，可以通过包括以下步骤的方法获得微生物安全的含水果产品例如水果泥：
a.提供基于水果的组合物，其包含基于总固体计至少65重量％的水果材料，其中所述组合物在环境条件下具有3.0至4.5的pH和占产品10至30重量％的总固体含量；和
b.使基于水果的组合物经受200MPa至800MPa的压力和55℃至80℃的温度，持续2至30分钟。
与通过常规热处理制备的类似组合物相比，根据本发明的方法允许制备甚至对于婴儿食品标准而言微生物安全的含水果产品，该产品在环境温度下具有延长的保质期。出人意料地是，发明人发现根据本发明的方法对于显著减少不希望的细菌孢子如嗜酸耐热菌(Alicyclobacillus acidoterrestris)的数量特别有效。
有利地，与本领域的热处理不同，通过本发明的方法制备的含水果产品呈现出比通过本领域的其他热处理制备的类似产品更自然的外观(特别是改善的颜色)。因此，如果与用标准巴氏杀菌法灭菌的基于水果的产品相比，通过本发明的方法制备的产品在感官特性方面更接近于自制的基于水果的产品。
本发明还涉及可通过根据本发明的方法获得的含水果产品。
具体实施方式
在第一方面，本发明涉及一种制备含水果产品的方法，其包括以下步骤：
a.提供基于水果的组合物，其包含基于总固体计至少65重量％的水果材料，其中所述组合物在环境条件下具有3.0至4.5的pH和占产品10至30重量％的总固体含量；和
b.使基于水果的组合物经受200MPa至800MPa的压力和55℃至80℃的温度，持续2至30分钟。
如本文所使用的，“含水果产品”涉及适合人类消费，但优选不限于婴儿消费的可食用产品。本发明上下文中的含水果产品的实例包括“婴儿食品”、水果泥、水果涂抹酱、浆料、慕斯(mousse)/慕斯里尼(mousselines)、蜜饯、奶油、果酱等。在本文中，“婴儿食品”(可互换地：“第一膳食食品”)是指具有本领域通用含义的断奶食品，例如，在委员会指令2006/125/EC中所定义的。随着婴儿进入混合家庭饮食和/或在他们逐渐适应普通的食物过程中，婴儿食品通常用作婴儿膳食(其原本可只由动物奶和/或婴儿配方奶粉/成长配方奶粉/幼儿配方奶粉构成)的补充。
在本发明的上下文中，“水果”具有本领域中的通常含义，因此被定义为从与种子相关的植物中获得的产品。在本发明的上下文中，“水果材料”是指水果或两种或更多种水果的混合物，优选为纯水果泥、纯水果浓缩物和/或纯果肉的形式。本文中的“纯水果”是指没有任何添加剂的水果。用于制备根据本发明的方法的含水果产品的合适水果包括但不限于苹果、杏、香蕉、浆果、蓝莓、樱桃、柑桔(clementines)、水芹、接骨木果、葡萄、葡萄柚、柠檬、芒果、橙子、木瓜、桃子、梨(例如威廉姆斯(Williams)梨)、菠萝、李子、覆盆子、大黄、酸模(sorrel)、草莓等。在本发明的上下文中，番茄不被认为是水果。
测定基于水果的组合物中的pH和总固体含量的方法对于技术人员来说是通常使用的。例如，在本发明的方法中使用的基于水果的组合物的pH值可以通过以下方法来测定：在环境温度下使用例如pH计，将探针直接置于水果组合物中，无需用水稀释。
如本文所使用的，“总固体”具有其在本领域中的通常含义，例如，它是指基于水果的组合物的碳水化合物和纤维素含量，其中大部分是不溶的。基于水果的组合物的总固体可以计算为组合物的每种成分提供的总固体的总和。
如本文所记载的，术语“白利糖度(Brix)相对密度”、“白利糖度”或“°Bx”是指用于测量液体的可溶性固体含量的众所周知的比重计刻度，如通过在20℃下校准的折射计所测定。白利糖度量表度量每100克糖水溶液中存在的糖的克数(总溶解固体含量)。例如，10°Bx的测量值是指溶液中的糖含量为10mg/ml。作为参考，包装好的橙汁通常具有约11°Bx。根据本发明的方法中的可溶性固体(°Bx)可以使用在20℃下校准的折射计MS REF 090L My-Soft来测量。
水分活度(‘Aw’)通过本领域已知的常用技术测量。例如，可以使用AQUALAB 3TE水分活度计(Decagon Device Inc.)来测量水分活度。
在本文中，“粘度”可以在20℃下使用例如RM180 Rheomat Mettler Toledo装置测定。作为比较，粘度值是指10sec-1的剪切速率，除非另有说明。将由管组成、填充有样品(果泥或饮料)的测量系统与旋转的摆锤耦合，所述摆锤浸入F12制冷/加热循环器(JulaboLabortechnik GmbH，Seelbach，Germany)的20℃的浴槽中。内圆柱或摆锤从0剪切开始旋转，并逐渐上升到更高的剪切速率。通过本发明的方法制备的优选的含水果产品是水果泥，其通常是非牛顿流体，特别是剪切稀化流体。非牛顿流体的粘度不是常数，而是随剪切速率而变化。也就是说，这些流体根据剪切速率或施加压力(例如挤压管)的速度而变形或流动。在剪切稀化流体(例如番茄酱)中，流体粘度随着剪切应力的增加而降低。
根据一个实施方案，基于水果的组合物的pH为3.2至4.4，优选3.5至4.3，最优选3.9至4.2。通过本发明的方法制备的含水果产品的pH还优选为3.0至4.5，更优选3.2至4.4，优选3.5至4.3，最优选3.9至4.2，因为本发明的压力/温度处理不显著改变基于水果的组合物的pH。
本发明的方法在3.0至4.5的pH范围内特别有效地减少耐热孢子，这使得可以在前述范围的下端应用其他加工参数，特别是时间和温度。因此，如果需要，在水果材料提供低于3.0或高于4.5的pH的情况下，可将步骤(a)的基于水果的组合物的pH调节到本方法所限定的范围。例如，当水果材料仅包含或基本上仅包含香蕉时，水果材料的pH可能高于4.5，因此需要将pH调节至本发明的pH值。调节pH的方法是本领域技术人员已知的。根据一个实施方案，该方法包括在步骤(a)之前用pH调节组分来调节水果材料的pH的步骤。pH调节组分在婴儿食品中是可接受的，优选选自果汁或果汁浓缩物，更优选柠檬汁或柠檬汁浓缩物。
在一个优选的实施方案中，基于水果的组合物起始产品和/或所得产品的总固体含量为所述产品重量的10.5-28重量％，优选11-25重量％，更优选15-20重量％。根据一个实施方案，根据本发明的基于水果的组合物和/或含水果的产品包含基于总固体计超过70重量％的水果材料，更优选超过75重量％的水果材料，甚至更优选超过80重量％的水果材料，基于总固体计。
在一个优选的实施方案中，步骤(a)中的“水果材料”包含一种或多种选自以下的水果：苹果、梨(例如威廉姆斯梨)、浆果、香蕉、樱桃、芒果、桃、杏、菠萝和/或它们的结合物。在一个实施方案中，“水果材料”包含苹果和选自梨(例如威廉姆斯梨)、浆果、香蕉、樱桃、芒果、桃、杏、菠萝的第二种水果，水果重量比为1∶1，优选1.5∶1，更优选2∶1。在另一个实施方案中，“水果材料”包含香蕉和选自苹果、梨(例如威廉姆斯梨)、浆果、樱桃、芒果、桃、杏、菠萝的第二种水果，水果重量比为1∶1，优选1.5∶1，更优选2∶1。
优选地，通过本发明的方法制备的产品不含肉、鱼、乳蛋白、卵蛋蛋白、豆类(即豆科植物或其果实或种子)和/或蔬菜，特别是不含肉、豆类和/或蔬菜。在本发明的上下文中，将番茄定义为蔬菜。因此，在一个优选的实施方案中，该产品不含番茄、茄子、马铃薯、西葫芦等。更优选地，该产品不含番茄。
在一个优选的实施方案中，根据本发明的方法中使用的基于水果的组合物具有至少12°Bx、更优选至少13°Bx、甚至更优选至少14°Bx的可溶性固体百分比(°Bx)。在一个优选的实施方案中，根据本发明的方法基本上不改变经受温度和高压处理的组合物的可溶性固体百分比。因此，通过本发明的方法制备的产品具有与步骤(a)中使用的初始基于水果的组合物基本相同的可溶性固体百分比。
水果材料可以任选地是不同的水果和/或水果泥的混合物，将它们共混以获得所需的可溶性固体百分比(°Brix)和pH。°Brix影响成品的感知甜度，pH影响成品的酸味或酸度。
优选地，基于水果的组合物是水果泥的形式(即，可舀取的基于水果的组合物)。如本文所定义的，“果泥”是指已在基本光滑和/或乳脂状状态下压碎或均化的产品的果肉，没有大量碎片或碎块形式的聚结果肉组分。可通过本领域已知的各种技术(例如，制浆、蒸煮、压榨)适当地进行将新鲜水果转化成所需的基于水果的组合物。因此，本方法可任选地包括预处理步骤(在步骤(a)之前)，其包括但不限于水果制备(例如洗涤、去皮等)、共混或混合、水果细胞破碎(例如，通过均质器、声谱仪、石磨机、高剪切设备、乳化器或任何其他能够破坏或破碎完整果实细胞的装置)、去除皮、茎、种子、果皮等。或者，也可以使用预混合的果泥和/或果汁浓缩物。在一个实施方案中，果泥不是慕斯。慕斯的特点是在光滑的组合物中含有气泡。果泥与水分活度过高的果汁不同，从而在进行本发明的方法时提供气压保护作用。
通常，根据本发明的含水果产品的粘度为3.5至5.5Pa.s，优选3.8至5.2Pa.s，更优选4.0至5.0Pa.s，如在20℃下在10sec-1的剪切速率下使用例如RM 180Rheomat MettlerToledo装置所测定的。含水果产品通常是非牛顿剪切稀化流体。因此，产品的粘度将随着剪切速率的增加而降低。通过比较，当在较高剪切速率下测量时，根据本发明的产品具有0.3至1.5Pa.s，优选0.5至1.0Pa.s的粘度，如于20℃下在130sec-1的剪切速率下使用例如RM180Rheomat Mettler Toledo装置测定。这些粘度适用于根据本发明的可舀取和/或可挤压的含水果产品。
优选将步骤(a)中的基于水果的组合物均质化。在均质化之后，随后将基于水果的组合物泵送到合适的食品加工机中，在其中进行步骤(b)。
在进行步骤(b)之前，可以将基于水果的组合物储存在冷藏条件下(2-8℃)。优选地，在进行步骤(b)之前，使基于水果的组合物的温度达到约环境温度(20-24℃)。
步骤(b)是高压处理(HPP)。在根据本发明的一个优选的实施方案中，在步骤(b)中施加的压力为230MPa至700MPa，更优选260MPa至600MPa，甚至更优选300MPa至500MPa，最优选330MPa至450MPa。
优选地，在根据本发明的方法的步骤(b)中应用的温度为55℃至80℃，更优选60℃至76℃，甚至更优选65℃至74℃。在另一个优选的实施方案中，在执行步骤(b)之前和/或之后，基于水果的组合物不暴露于超过85℃、更优选80℃的温度。
在一个优选的实施方案中，步骤(b)进行3-26分钟，更优选5-22分钟，甚至更优选7-18分钟，最优选8-12分钟。
在步骤(b)之后，优选包装含水果产品。合适的包装包括但不限于玻璃罐或可挤压管。包装优选是无菌的。或者，包装可以在步骤(b)之前进行，即在温度和高压处理之前进行。
本发明人惊奇地发现，根据本发明的方法有利地避免了对优选储存在环境温度下的含水果产品添加食品防腐剂的需要，同时实现了优异的微生物稳定性，包括对抗食品中常见的细菌孢子。如本文所使用的，“防腐剂”被描述为添加到产品中以增强微生物稳定性、保存/保留风味、颜色、质地、细胞壁结构、外观、水分等的试剂。
与通过常规热处理制备的相同产品相比，本方法有利地可以制备具有改善的微生物稳定性(即减少的细菌孢子)的含水果组合物，而不管制剂中是否存在防腐剂。在一个优选的实施方案中，本发明的方法包括在步骤(b)之前、期间或之后，优选在实施步骤(b)之后，向基于水果的组合物中添加可食用抗微生物防腐剂的步骤。合适的抗微生物防腐剂是食品级的，并且选自山梨酸、山梨酸盐(例如山梨酸钠)、苯甲酸、苯甲酸盐(例如羟基苯甲酸盐或苯甲酸钠)、对羟基苯甲酸酯、硝酸盐、亚硝酸盐、柠檬酸、乳酸、乙酸、丙酸、丙酸盐(例如丙酸钠)、苹果酸、酒石酸、二氧化硫和亚硫酸盐。优选地，防腐剂的添加量基于总重量计小于0.1重量％，更优选小于0.05重量％，甚至更优选小于0.03重量％。
水果可包括天然防腐剂(例如柠檬酸)。然而，根据一个实施方案，在根据本发明的方法中，不向基于水果的组合物中添加抗菌防腐剂，特别是其中该方法是制备含有水果的婴儿食品产品时。更优选地，在实施步骤(b)之后不添加抗微生物防腐剂。换言之，在一个优选的实施方案中，根据本发明的含水果产品不包括添加的防腐剂(即，不包括添加到组合物中和/或不存在于产品中存在的天然水果成分中的防腐剂)。
根据一个实施方案，步骤(a)的基于水果的组合物包含按所述产品的重量计少于10重量％的糖，优选少于5重量％的糖，甚至更优选按所述产品的重量计少于3重量％的糖。如本文所定义的，“糖”是指不天然存在于水果材料(即天然纯水果)中的添加糖。因此，如本文所使用的，“糖”是指添加的糖，其选自蔗糖、葡萄糖、半乳糖、甘蔗糖及其结合物，更优选蔗糖。因此，根据本发明的方法不包括在对基于水果的组合物施加温度和高压的步骤(b)之前、期间或之后向基于水果的组合物中添加糖的步骤。
优选地，步骤(a)中的组合物包含基于总重量计至少65重量％的水果材料，更优选至少75重量％的水果材料，甚至更优选至少85重量％的水果材料，最优选至少90重量％的水果材料。
通常，根据本发明的组合物和/或产品具有基于总重量计最高达35重量％的水，更优选最高达25重量％的水，甚至更优选最高达15重量％的水，最优选最高达10重量％的水。
在一个优选的实施方案中，含水果的组合物具有至少0.96、更优选至少0.97的水分活度(Aw)。此外，优选含水果的组合物的水分活度不高于0.99。优选地，所获得的产品具有0.95至0.99、更优选0.98至0.99的水分活度。
优选地，根据本发明的含水果产品不含乳制品。
在一个优选的实施方案中，基于水果的组合物中存在增稠剂。优选的增稠剂选自淀粉，例如糯玉米淀粉、面粉，优选米粉、大米、谷物和谷粒、意大利面和/或压碎/碾碎的饼干(饼干粉)，和/或树胶例如黄原胶或角叉菜胶。优选地，以基于总重量计小于5重量％，更优选基于总重量计小于3重量％，甚至更优选基于总重量计小于2重量％的量将增稠剂在本发明方法中添加到基于水果的组合物中。在一个实施方案中，基于水果的组合物包含基于总重量计2.0至3.0重量％的增稠剂，优选淀粉，例如糯玉米淀粉。在本发明的上下文中，明胶优选不用作增稠剂。
在一个优选的实施方案中，根据本发明的方法包括在环境条件下、通常在15-25℃或甚至20-24℃的温度下储存最终含水果产品的步骤。优选地，该方法包括将产品在环境条件下储存至少7天、更优选储存至少2个月、甚至更优选在环境条件下储存至少4个月的步骤。在最优选的实施方案中，通过本发明的方法制备的产品在环境储存条件下具有至少12个月的保质期，或者在环境储存条件下甚至具有至少18个月的保质期。
根据本发明的又一方面，该方法用于减少含水果产品的微生物腐败，更具体地用于减少含水果产品中耐热孢子的数量。优选地，该方法用于实现产品中耐热孢子的至少3log的减少，优选至少5log的减少，甚至更优选至少7log减少。在另一个优选的实施方案中，该方法实现产品中耐热孢子如嗜酸耐热菌的至少3log的减少，优选至少5log的减少，甚至更优选至少7log的减少。在本发明的一个实施方案中，用于减少含水果产品中耐热孢子数量的方法使得耐热孢子数量减少至低于103个孢子/g，更优选低于102个孢子/g，或者甚至低于10个孢子/g。最优选地，耐热孢子的量低于检测限。
在第二方面，本发明涉及可通过本发明的方法获得的含水果产品。
通过本发明的方法制备的含水果产品的能量密度为30-80kcal/100g产品，优选40-60kcal/100g产品。
根据本发明的含水果产品优选是可倾倒的、可涂抹的或可舀取的，更优选是可舀取的，它是即食的。本发明上下文中的含水果产品的实例包括“婴儿食品”、水果泥、水果涂抹酱、浆料、慕斯/慕斯里尼、蜜饯、奶油、果酱等。或者，可涂抹的水果产品可用作生产其他产品的食品成分或调味系统。例如，该产品可用作牛奶的替代品或用作产品如酸奶、冰淇淋或采用水果或水果风味的其他合适产品的增强剂。
优选地，含水果产品在环境条件下储存稳定12-18个月。
根据本发明的“含水果产品”优选旨在供人类婴儿食用，优选为3-36个月龄，更优选3-24个月龄，甚至更优选3-18个月龄。因此，含水果的产品也可称为含水果的婴儿食品或甚至含水果的幼儿食品，优选为婴儿水果泥或幼儿水果泥。
有利地，通过本发明的方法获得的含水果产品每克含有少于103个耐热孢子或甚至低于每克102+个孢子。优选地，含水果产品含有少于103个，更优选少于102个或甚至少于10个嗜酸耐热菌的孢子。最优选地，含水果的产品中基本上不存在嗜酸耐热菌的孢子。在一个优选的实施方案中，通过本发明的方法获得的含水果产品包含基于总重量计至少65重量％的水果材料，其pH为3.0至4.5，能量密度为30至80kcal/100g，在20℃下在10sec-1剪切速率下的粘度为3.5至5.5Pa.s。
本文为根据本发明的方法提供的所有其他限制和定义在必要的变更后适用于由此获得的产品。
实施例
实施例1
1.1试验生物
本研究中使用的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株DSM 1333从德国微生物和细胞培养物保藏中心(German Collection of Microorganisms and CellsCultures)获得。
本研究中使用的嗜酸耐热菌菌株DSM 2498从德国微生物和细胞培养物保藏中心获得。该菌株是由Cerny等人在1984年从苹果汁中分离出来的。嗜酸耐热菌是一种耐热、嗜酸、形成孢子的革兰氏阳性细菌。
将储用培养物在-80℃下在低温库中保持固定在无菌珠上。
1.2酿酒酵母的悬浮液和接种物的制备
将在YPG肉汤(1％酵母提取物-Difco，1％蛋白胨-Difco，2％葡萄糖-POCh)中生长的酿酒酵母DSM 1333菌株的24小时培养物在4℃下以5900×g离心10分钟，将沉淀的细胞无菌地重新悬浮于磷酸盐缓冲盐水(PBS，pH 7.2)中并再次离心。重复洗涤程序两次。在PBS中制备酿酒酵母(S.cerevisiae)的模型悬浮液(5.4-8.7log cfu/mL)，并以每份2.5mL分装在无菌塑料冷冻管(Simport，Canada)中，一式两份。用酿酒酵母细胞(来自模型悬浮液)接种婴儿食品配方奶粉至6log cfu/g，并以每份25g转移到瓶子(Bionovo)中，一式两份。
1.3嗜酸耐热菌的悬浮液和接种物的制备
将嗜酸耐热菌的新鲜培养悬浮液铺在10个pH为4.0的马铃薯葡萄糖琼脂板(Oxoid)上。将接种后的平板——装在可密封的塑料袋中以防止干燥-在45℃下温育约10天，直到90％以上的孢子发育。用孔雀石绿染色后通过显微镜监测孢子形成的程度。通过用2.5mL无菌去离子水淹没并用铺展环刮(spreading loop)擦来收获孢子化的琼脂板。孢子通过离心洗涤3次(在4℃下14000rpm保持10分钟)。最后，将孢子颗粒重新悬浮在5mL的无菌去离子水中，并在4℃下储存直至使用。在连续稀释并随后在BAT琼脂(Merck)上于45℃下温育5天后评估孢子的数量。刚好在实验之前，以大约6log cfu/g的浓度将孢子悬浮在婴儿食品配方奶粉中。
1.4可舀取的婴儿食品/果泥
本研究中使用的婴儿配方奶粉(14.5°Brix，pH 3.7)由以下婴儿级成分组成：苹果泥64％、蓝莓泥20％、威廉姆斯梨泥14％、米粉2％和0.04％维生素C。所用的果泥是从获准供应幼儿级食品的来源制造的，不含异物和除维生素C以外的任何添加剂(例如着色剂、香料、防腐剂)。所获得的婴儿食品是通常在拥有其自身的细分市场的超市中出售的果泥或可舀取的组合物。使用AQUALAB 3TE水分活度计(Decagon Device Inc.)测量水分活度(Aw)。一式三份所测量的样品的Aw为0.987。
1.5酿酒酵母的可存活细胞和受损细胞的计数
将样品在最大修复稀释剂(Merck)中连续稀释，并涂抹在沙氏琼脂(Sabouraudagar)(Merck)和具有7％NaCl的沙氏琼脂(POCh)上。这是不导致酿酒酵母DSM 1333菌株的无应激细胞的菌落计数减少的最大NaCl浓度。将板在25℃下温育5天。根据Somolinos等人，2008[Somolinos M，García D，Pagfán R，Mackey B.Appl.Environ.Microbiol.2008；74：7570-7577]，使用可存活细胞(沙氏琼脂中的cfu)和未损伤细胞(具有7％NaCl的沙氏琼脂中相应的cfu)之间的差异来估计受损的幸存细胞。
1.6用平板法测定存活的嗜酸耐热菌孢子数
使用平板法通过在BAT琼脂(Merck)上于45℃下温育5天来测定存活种群的数量。在压力处理后和在环境条件(22-24℃)下储存指定天数后立即测试样品。
1.7高压巴氏杀菌(HPP)工艺步骤
HPP程序的步骤是使用由Unipress Equipment Division的高压物理研究所制造的U4000型、生产年份2010的高压实验室规模的食品处理机执行的。
可调节的技术参数包括600Mpa的最大压力，-10℃至80℃的工作温度，样品室具有约1L的体积和直径为65mm，高度为284mm的样品空间。使用的压力传递流体是蒸馏水和聚丙二醇(1∶1)。压力由全自动多循环压力过程控制。在70-80秒内产生最高达500MPa的压力；释放时间为2-4秒。数据采集允许监测和记录所有重要的工艺参数，包括容器中的压力、容器中和样品中的温度，并且在本文中公开。
一般样品处理方案：将HDPE瓶(Bionovo)中的25克样品在60℃、70℃和75℃的温度下暴露于300、400或500MPa的高压处理5、10和15分钟，然后将处理过的果泥在环境条件下储存数周或甚至数月，在此期间，在选定的时间点取样进行微生物分析，以确定处理过的产品的变质情况。所提到的加压时间不包括压力上升时间和压力释放时间。使用来自两个独立执行的实验的两个独立样品进行测定。将未加压的样品用作对照。处理后，将样品从腔室中取出并储存在22-24℃的环境条件下以供进一步分析。在线温度和压力测量表明该过程得到了很好的控制，并且经受处理的样品的温度没有发生过冲。例如，在70℃的温度设置下，测得的最大在线温度为70.5℃。
1.8可舀取的婴儿食品/果泥的粘度分析
可将果泥从罐子里舀出来，并用勺子喂给幼儿。使用RM 180Rheomat MettlerToledo装置，使用粘度测量的常用方案进行20℃下动态粘度的测定。应用用于测定粘度的常规方案：它包括一个测量系统，该测量系统由管组成，装有样品(果泥或饮料)，与旋转的摆锤耦合，所述摆锤浸入F12制冷/加热循环器(Julabo Labortechnik GmbH，Seelbach，Germany)的浴槽中。测量期间应用的温度为20℃。增加摆锤速度，在不同的剪切速率(s-1)下进行测量。
测量如1.4中所制备的根据本发明的方法制备的(如1.7项所述，使用以下设置70℃/400MPa/10分钟)并在20℃下储存4个月)可舀取的婴儿食品/果泥的粘度。下面给出了各自在3个样品上测量的平均粘度值。
剪切速率(s<sup>-1</sup>) 粘度(Pa.s)
6.46 6.55
9.90 4.68
15.2 3.39
23.3 2.46
35.7 1.79
54.9 1.31
84.1 0.96
129.0 0.71
1.8结果
在所有类型的应用条件下的HPP处理后，酿酒酵母DSM 1333菌株的失活为5log，并且在冷藏或环境储存的至少9周期间保持在该水平(9周后终止保质期测试)。细菌嗜酸耐热菌孢子的灭活在各种不同条件下也非常有效，产生约6log的减少。
Figure BDA0003564580050000141
表1：来自指示的处理参数的结果表明在用106个孢子/g产品接种多果泥(包含苹果、蓝莓和威廉姆斯梨)后，在规定的储存时间后存活的嗜酸耐热菌孢子的数量。A和B表示独立的重复样品。样品在储存21、28、42和63天后获得了类似的结果。
在400MPa、75℃的温度下测试5、10和15分钟也获得了良好的结果。在这些条件下，将样品储存7至63天，对于各种测试条件给出足够低的cfu计数。
Figure BDA0003564580050000142
表2：来自指示的处理参数的结果表明在用106个孢子/g产品接种多果泥(包含苹果、蓝莓和威廉姆斯梨)后，在规定的储存时间后存活的嗜酸耐热菌孢子的数量。A和B表示独立的重复样品。在执行高静水压力过程后立即以及对于延长储存期(最高达224天)，在样品中获得了类似的结果。
在500MPa、70℃的温度下测试5、10或15分钟也获得了良好的结果，其中在储存7天后已经记录到类似的低cfu计数(＜10或10)。在这些条件下，将样品储存最高达63天，也产生如此低的cfu计数。
Figure BDA0003564580050000151
表3：来自指示的处理参数的结果表明在用106个孢子/g产品接种多果泥(包含苹果、蓝莓和威廉姆斯梨)后，在规定的储存时间后存活的嗜酸耐热菌孢子的数量。A和B表示独立的重复样品。对于已储存较短(例如28和28天)和较长时间(例如63天)的样品，获得了类似的结果。
在500MPa、60℃的温度下测试5、10和15分钟也获得了良好的结果。在这些条件下，将样品储存7至63天，对各种测试条件给出足够低的cfu计数。
1.9结论
根据实施例1执行的高压巴氏杀菌法可以获得具有充分减少的不期望的耐热孢子的产品。
实施例2
2.1感官分析
为了验证消费者的接受程度，将使用HPP工艺获得的水果产品的若干感官属性与通过常规甑馏巴氏杀菌技术获得的产品进行比较。这种常规处理是目前实施的以确保获得可以在环境条件下长时间储存，同时保持婴儿食用安全的产品。因此，为了进行比较，使用与在工厂中制造的使用用于商业生产的常规热处理获得的相同的基于水果的配方物。
测试的感官属性包括颜色、外观、味道、气味和稠度，由来自波兰华沙农业和食品生物技术研究所(Institute of Agriculture and Food Biotechnology，Warsaw，Poland)的认证的感官食品专家小组(认证编号AB 452，由PCA授予)根据六点量表特征进行评估。每次有不少于七名专家独立评估样品。在所有储存期间，与常规处理的配方物相比，所获得的经HPP处理的产品的所有评估属性都具有更高的值。
2.2色度测量
使用CR-221色度计(Minolta，Osaka，Japan)来进行色度测量，其具有45°周向照明和0°视角几何测量，孔径尺寸为
Figure BDA0003564580050000163
3mm和D65光源(脉冲氙灯)。使用国际照明委员会(CIE)指定的CIE Lab(CIE L＊a＊b＊)色标。CIE Lab评估系统中的坐标为：L＊亮度(黑色为0，白色为100)，绿色(负值)到红色/品红色(正值)轴上的a＊色度和蓝色(负值)到黄色(正值)轴上的b＊色度。颜色参数的测量无需预处理，例如样品提取或离心。在分析之前，将仪器经白色瓷砖校准。将具有10mm光程长度的标准塑料比色皿填充约3mL的样品。比色皿的三个侧面用纸板覆盖，不包括面向色度计测量头的一侧，以提供黑色背景。测量是在没有外部光源的房间中进行的。为每个样品记录四次颜色坐标以确保准确的测量重复性，并计算平均值。背景的测量是在相同条件下使用空白比色皿和黑色背景纸板进行的。由于组合坐标比单个坐标提供了更好的颜色指示，因此颜色变化的结果表示为ΔE，如根据下式使用基于CIE L＊a＊b＊颜色空间的计算来计算的：
Figure BDA0003564580050000161
其中L＊a＊b根据CIELAB76标准确定，
其中色彩角h＝arc tan(b＊/a＊)，
色度C＊表示颜色饱和度，即颜色与黑色、白色或灰色混合的比例，根据：
Figure BDA0003564580050000162
以及ΔE为总色差。
delta E(ΔE)越高，分析样品(处理过的)和参考样品(未处理的)之间的色差就越大。Delta E(ΔE)大于2表示可见的变化(包括对于未经训练的眼睛)；ΔE小于2可以被经训练的眼睛明显觉察到。
2.3颜色测试结果
测量如上文在1.4中所述制备的样品的总色差(ΔE)。通过根据本发明的方法(使用500MPa和400MPa的压力，分别在70℃下进行10和15分钟)来加工样品，并通过标准热技术(巴氏杀菌：87℃，41分钟)来加工相同配方的婴儿食品水果样品。在处理后立即以及在环境和冷藏温度(2至7℃)下储存14、28、42、56和70天期间评估样品的总色差。
与在处理后立即以及在环境温度下的最高达70天(当分析停止时)的整个储存期的巴氏杀菌的样品相比，在通过根据本发明的方法处理的所有样品之间观察到总颜色的显著差异(即，所有ΔE＞3.5)。在冷藏储存中，观察到长达28天下的ΔE＞3.5，并且在储存第140天时仍表现出明显的变化(ΔE＞2)。
2.4结论
与通过常规热处理获得的水果泥相比，所有测试的气味、味道、外观和稠度(数据未示出)以及颜色的感官属性都得到了改善。对于所有测试属性，特别是对于颜色测量，消费者对水果泥的接受度被认为是改善的。
实施例3
从当地便利店获得三种不同品牌的橙汁，并根据实施例1-1.7中提到的程序测试嗜酸耐热菌孢子的减少情况。
样品：
Hortex橙汁(100％巴氏杀菌浓缩液，商业包装在1L瓶中，批号10.20191006QB31，碳水化合物含量为10.6g/100ml，其中10.5g/100ml是糖；测得的白利糖度为：11.46°Bx；841s-1下的粘度为：0.006Pa.s)；
Cappy橙汁(100％巴氏杀菌浓缩物，商业包装在1L瓶中，批号24.07.2019L22N00：51WS，碳水化合物含量为8.9g/100ml，其中8.9g/100ml是糖；测得的白利糖度为：11.15°Bx)；和
Tymbark橙汁(添加了维生素C的100％巴氏杀菌浓缩物，商业包装在1L瓶中，批号08.2019L81121LBF，碳水化合物含量为10g/100ml，其中10g/100ml是糖；测得的白利糖度为：11.04°Bx；841s-1下的粘度为：0.006Pa.s)。
可溶性固体(°Bx)使用折射计(MS REF 090L My-Soft)通过标准技术测量。使用AQUALAB 3TE水分活度计(Decagon Device Inc.)测量商业橙汁的水分活度(Aw)。样品的Aw为约0.991。
使用如实施例1中所述的BAT-琼脂扩散板方法进行灭活孢子的测定。
结果
Figure BDA0003564580050000181
表4：来自指示的处理参数的结果表明在用约106个孢子/g产品接种市售可得的橙汁样品后存活的嗜酸耐热菌孢子的数量。在执行高静水压力过程后立即对样品进行测试。A和B表示独立的重复样品。Tymbark橙汁获得了类似的结果。
结论
当在执行处理后立即测试存活孢子时，本发明的方法实现了水果泥样品中5至6log的减少(参见实施例1)，而在这些条件下，在橙汁样品上仅实现了2至3log的减少。即，该实施例证实了Sokolowska等人(Polish Journal of Microbiology 2015，第64卷，第4期，351-359)的结果，其中实现了最高达约2log的生长的耐热嗜酸耐热菌孢子的量的最大log减少。对于本发明的目的，该值被认为是不充分且不安全的，本发明的目的是获得旨在在环境条件下储存并旨在被婴儿或幼儿摄入的基于水果的组合物。出乎意料地发现，在不同的食品基质上应用的类似的加工设置提供了改善的和令人满意的结果。
统计分析
使用
Figure BDA0003564580050000191
Statistica 7.1进行方差分析和Duncan多范围检验来检验处理后存活细胞的平均log值之间差异的显著性(p＜0.05)。使用Microsoft Office Excel2007对绘制在存活曲线上的数据进行线性和指数回归，并计算判定系数(R2)。
总体结论
实验结果表明，高静压加工技术是一种适用于基于水果的婴儿食品保鲜的技术。加压以及施加的热条件一起被证实对婴儿基于水果的产品的质量和安全性以及感官属性——其与标准加工配方物(甑馏巴氏杀菌后)相比获得了更高的评价——具有积极影响。

Claims (15)

1.一种制备含水果产品的方法，其包括以下步骤：
a.提供基于水果的组合物，其包含基于总固体计至少65重量％的水果材料，其中所述组合物在环境条件下具有3.0至4.5的pH和占所述产品10至30重量％的总固体含量；和
b.使基于水果的组合物经受200MPa至800MPa的压力和55℃至80℃的温度，持续2至30分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中施加的压力为230-700MPa，更优选260-600MPa，甚至更优选300-500MPa。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(b)中使用的温度为55-78℃，更优选60-76℃，甚至更优选65-74℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述时间段为3-26分钟，更优选5-22分钟，甚至更优选7-18分钟。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基于水果的组合物具有3.2至4.2的pH。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水果材料选自苹果、梨、浆果、香蕉、樱桃、芒果、桃、杏或其结合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基于水果的组合物在20℃下在10sec-1的剪切速率下具有3.5至5.5Pa.s的粘度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基于水果的组合物具有至少12°Brix，优选至少14°Brix的白利糖度值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法不包括在步骤(b)之前或之后添加抗微生物防腐剂的步骤。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述产品的总固体含量为10.5-28重量％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述产品包含按所述产品的重量计小于10重量％的糖，优选地其中所述糖是蔗糖。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法用于增加含水果产品在环境温度下的保质期和/或用于改善在环境温度下储存的含水果产品的感官特性。
13.一种可通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得的含水果产品。
14.根据权利要求14所述的含水果产品，所述产品在环境温度下储存时具有12至18个月的保质期。
15.根据权利要求13或14所述的含水果产品，其中所述产品是婴儿水果泥。
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