高温短时和超高压处理对澄清黄瓜汁品质的影响

王辰1,刘波2,肖明君1,刘佩1,陈伟1,张小燕1,庄绪亮3,崔树勇3,彭勇1 *

(1.山东农业大学,山东 泰安 271018;2.潍坊市诸城市农业局,山东 潍坊 261000;3.山东国泰食品有限公司,山东 临沂 276300)

摘 要: 分别采用高温短时(high temperature short-time,HTST)杀菌和超高压(utra-high pressure,UHP)杀菌对黄瓜清汁进行处理,对其贮藏期间感官品质、营养品质、理化性质和菌落总数进行测定。结果表明:HTST(85 ℃、5 min)处理和UHP(600 MPa、5 min)处理均使黄瓜汁L*值显著增高(P<0.05),UHP 处理组在贮藏后期的叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量均显著高于HTST 处理组和对照组(P<0.05),但pH 值、可溶性固形物、可滴定酸以及抗坏血酸含量与HTST 处理组相比无显著差异(P>0.05)。并且,UHP 与HTST 处理组在贮藏12 d 时菌落总数分别为4.87 lg(CFU/mL)和5.79 lg(CFU/mL),显著低于对照组的7.57 lg(CFU/mL)(P<0.05)。从质地特性来看,黄瓜汁表现出假塑性的非牛顿流体特性,UHP 和HTST 处理均降低了黄瓜汁的剪切应力。此外,黄瓜汁中的主要挥发性香气成分是醇类和醛类,与对照相比,UHP 和HTST 处理后黄瓜汁中醇类含量分别降低了35.89%和48.53%,醛类物质含量分别增加了83.89%和93.30%。因此,采用UHP 处理能较好地保持黄瓜汁的感官品质和营养价值,减少微生物的数量,开发潜力较大。

关键词: 黄瓜汁;超高压杀菌;感官品质;流变特性;香气成分

黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科黄瓜属草本植物,富含维生素、矿物质、胡萝卜素及丙醇二酸等营养和活性成分,具有抗肿瘤、抗菌、保健、美容的功效[1]。新鲜黄瓜含水量高,不耐贮藏,除鲜食之外,通常将黄瓜进行腌渍、榨汁、干燥等加工处理,制作成酱菜、饮料、零食、化妆品等相关产品或辅料,提高其商品价值[2]

果蔬汁是以水果或蔬菜为原料,采用物理方法制汁,通过添加糖、酸味剂、食盐等食品添加剂来调整口感的一种汁液制品[3]。近年来,随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,我国果蔬汁饮料行业发展迅速,营养化、健康化是大势所趋,天然无添加、低热量、营养健康的果蔬汁饮料需求量不断增加[4]。与浊汁饮料相比,清汁饮料汁液更稳定、更透明、更易被消费者接受。在果蔬汁加工过程中,存在汁液分层、颜色不稳定、杀菌不彻底等问题,需要开发有效的加工手段保持其感官和营养品质。

传统的果蔬汁杀菌方式主要有高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌两种方式,通过控制果蔬汁加热的温度和时间,对微生物和内源性酶灭活,达到杀菌的目的[5-6]。研究表明将胡萝卜汁在110 ℃下处理8.6 s 可以有效保持其理化特性,维持较好的可溶性固形物含量、黏度、pH 值和色泽,但功能成分和抗氧化成分有一定损失[7]。对沙棘原浆进行82 ℃、20 min 杀菌处理,可以增大沙棘原浆的气味轮廓强度,促进挥发性成分产生[5]。此外,将蓝莓汁在121 ℃下进行5 s 超高温瞬时杀菌,可以将菌落总数降低至检测水平以下,并能有效保持蓝莓汁pH 值、可滴定酸含量等品质指标的稳定,但导致可溶性固形物含量和色泽发生改变[8]。近年来,新型杀菌技术不断涌现,其中超高压杀菌技术正逐步商业化,超高压杀菌指在一定静态压力(≥100 MPa)和较低温度下,以水为介质,利用高压使酶、蛋白质等大分子物质变性,以提高食品品质的一种新型技术[9]。研究表明与热处理相比,超高压杀菌不容易破坏风味,且能达到更好的杀菌效果[10-11]。Xia 等[12]发现,500 MPa 超高压处理沙棘汁5 min,可以将酵母菌和霉菌总数保持在检测水平以下,并维持较高的抗坏血酸、类胡萝卜素和总酚含量。研究表明,与高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌相比,超高压杀菌可以保持苹果汁的悬浮稳定性,减少总酚、抗氧化物质、总糖和还原糖的损失,使果汁色泽更加鲜亮[13]。此外,将甜瓜汁进行200 MPa 超高压处理20 min,甜瓜汁中的芳香族化合物含量可以增加1.2~5.0 倍[14]。但是,目前采用超高压杀菌保鲜黄瓜汁及以黄瓜为基础的果蔬汁方面的研究还鲜有报道。

因此,本研究以黄瓜为试材,研究高温短时杀菌和超高压杀菌对黄瓜汁感官、营养和理化指标的影响,明确超高压杀菌的保鲜保质效果,以期为超高压技术在黄瓜加工产品上的应用提供技术和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

黄瓜:市售;无水丙酮、无水乙醇(均为分析纯):天津市凯通化学试剂有限公司;氢氧化钠、酚酞、次氯酸钠、2,6-二氯靛酚、草酸、福林酚、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、没食子酸、抗坏血酸、碳酸钠(均为分析纯):上海源叶生物科技有限公司;尼龙真空袋:河北网世包装有限公司。

AL204 万分之一天平:瑞士梅特勒-托利多有限公司;CR-400 色差计:尼卡美能达(中国)投资有限公司;GL-20G-II 高速冷冻离心机:上海安亭科学仪器厂;UV-5100B 紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;600 MPa 智能化超高压设备:包头科发机械公司;PAL-1 数显折光仪:日本ATAGO 公司;PHS-3C 型数显pH计:上海天达仪器有限公司;MCR102 模块化智能流变仪:东帕(上海)商贸有限公司;HH-4A 恒温水浴锅:常州国华电器有限公司;GC-MS QP2010 Plus 气相色谱-质谱联用仪:日本岛津公司。

1.2 方法

1.2.1 黄瓜汁制备

将所用仪器和器皿提前用500 mg/L 次氯酸钠消毒30 min,黄瓜用自来水清洗表面,榨汁机榨汁后装入50 mL 离心管,5 000 r/min 条件下离心2 min,取上清液,混匀后装入热封袋,用热封机封口,每袋约50 mL,在4 ℃条件下保藏,每3 d 取样测试。

1.2.2 高温短时(high temperature short-time,HTST)杀菌处理条件

在预试验的基础上,将黄瓜汁在90 ℃条件下处理2 min,使其中心温度达到85 ℃,并在85 ℃条件下处理5 min,处理完毕后立即放入凉水中降温,置于4 ℃冰箱冷藏待用。

1.2.3 超高压(utra-high pressure,UHP)杀菌处理条件

在预试验的基础上,将黄瓜汁在600 MPa 的压力条件下处理5 min,升压速率为100 MPa/min,降压时间为2~5 s,处理完毕后置于4 ℃冰箱冷藏待用。

1.2.4 感官评定

对黄瓜汁外观色泽、组织状态、香气、滋味进行感官评定分析,按照表1 评分标准进行打分,满分均为100,取4 项的平均值作为结果。

表1 感官评分标准
Table 1 Sensory scoring criteria

分值90~100滋味适口70~<90 50~<70 0~<50外观色泽具有典型淡绿色色泽变淡色泽一般很差组织状态组织均匀、不分层组织较均匀一般很差香气香气浓、明显黄瓜香气香气淡香气一般无商品价值较适口一般无商品价值

1.2.5 颜色值的测定

使用色差仪测量,以标准白板校正后,取黄瓜汁样品放在比色皿中,不透光黑布包裹,室温下进行测量,分别记录L*、a*、b*值,每个样品测定3 次重复,并根据式(1)计算总色差(ΔE)。

式中:ΔL*为L*与L0*之差;Δa*为a*与a0*之差;Δb*为b*与b0*之差;L*、a*、b*为某一个时刻样品的颜色值;L0*、a0*、b0*为初始时刻的颜色值。

1.2.6 pH 值、可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸含量的测定

pH 值采用pH 计测定;可溶性固形物含量用手持糖度计测定;可滴定酸(titratable acid,TA)含量按GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》中的方法进行测定[15];抗坏血酸含量测定参考GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[16],取20 mL 待测液于100 mL 容量瓶中,加2%草酸溶液定容,吸取滤液10 mL 置于50 mL 锥形瓶中,立即用标定过的2,6-二氯靛酚溶液滴定至终点,记下2,6-二氯靛酚溶液的用量,以100 mL 样品中含有的抗坏血酸毫克数表示。

1.2.7 澄清度和浑浊度的测定

澄清度和浑浊度使用紫外可见分光光度计测定。以蒸馏水为空白对照,在795 nm 测定样品吸光度(A795),澄清度用透光率(T,%)表示,根据式(2)计算。在420 nm 测定样品吸光度,表示黄瓜汁浑浊度。

1.2.8 菌落总数的测定

配制马铃薯葡萄糖琼脂培养基,将样品梯度稀释后,取1 mL 置于培养皿中在36 ℃下培养24 h,菌落总数的检测按照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》规定的方法进行计数[17],结果以对数表示。

1.2.9 叶绿素含量的测定

称取黄瓜汁样品0.5 mL 置于10 mL 容量瓶中,然后用无水丙酮定容至10 mL。用紫外可见分光光度计分别于645 nm 和663 nm 波长下,测定其吸光度。以丙酮作空白对照。按照公式(3)~(5)分别计算叶绿素a含量(Ca,mg/g)、叶绿素b 含量(Cb,mg/g)和总叶绿素含量(CT,mg/g)[18]

式中:A645 为在645 nm 波长下叶绿素提取液的吸光度;A663 为在663 nm 波长下叶绿素提取液的吸光度。

1.2.10 DPPH 自由基清除率的测定

参考乔冬等[19]的方法并略作修改,称取4 mg DPPH 用无水乙醇定容于50 mL 棕色容量瓶中,配成0.2 mmol/L 的DPPH 乙醇溶液,向2 mL 该溶液中加入2 mL 黄瓜汁样品,振荡混匀,避光放置30 min,之后于波长517 nm 处测定吸光度,将样品液换成乙醇作为空白,于517 nm 处测定吸光度。DPPH 自由基清除率(C,%)按公式(6)计算。

式中:AB 为空白样品的吸光度;AE 为样品的吸光度。

1.2.11 总酚含量的测定

取0.4 mL 样品液,加5 mL 蒸馏水和0.5 mL 福林酚试剂,充分振荡后静置1 min,加入2.5 mL 的10%碳酸钠溶液,定容至10 mL,于室温反应30 min,765 nm 条件下测定吸光度。绘制没食子酸标准曲线,标准曲线方程为y=108.54x-0.001 2,R²=0.999 9,总酚含量以每毫升样品中含有的没食子酸质量表示。

1.2.12 流变学性质的测定

将适量黄瓜汁放于流变仪平板上,平板转子直径49.96 mm,间隙1 mm,样品的剪切速率变换范围为0.1~100 s-1,使用水循环系统控制测定温度为25 ℃,测量样品剪切应力随剪切速率的变化曲线。

1.2.13 挥发性香气成分测定

利用气相色谱质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技术对黄瓜汁的挥发性物质进行检测,参考王超等[20]的方法,取30 mL 样品在40 ℃下吸附45 min,接口温度250 ℃,进样口温度250 ℃,解吸3 min;载气为He,载气流量24 mL/min;分流比为20∶1。测试程序为初温36 ℃,保持1 min,以6 ℃/min速率升到110 ℃,再以2 ℃/min 升至125 ℃,保持2 min,最后以10 ℃/min 速率升到230 ℃,保持5 min。色谱柱型号:Rtx-5MS,膜厚0.25 μm、内径0.25 mm、长度30.0 m。电离方式为电子轰击电离,离子源温度为200 ℃,能量70 eV。使用峰面积归一化法进行分析。

1.3 数据处理

所有数据均至少重复测定3 次,试验所得数据使用Excel 2021 统计作图,结果以平均值±标准差表示,采用SPSS 27.0 进行方差分析,P<0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁感官和颜色值的影响

感官品质包括色泽、香气、味道、形态,直接影响商品价值,HTST 和UHP 处理对黄瓜汁感官评分和颜色值的影响见图1。

图1 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁感官品质的影响
Fig.1 Effect of HTST and UHP treatment on sensory quality of cucumber juice

A.感官评分;B.贮藏期内黄瓜汁外观;C.黄瓜汁L*值;D.黄瓜汁a*值;E.黄瓜汁b*值;F.黄瓜汁ΔE 值。同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由图1A~图1B 可知,3 组黄瓜汁在贮藏期内感官评分均呈现下降趋势,其中,对照组在6 d 后出现明显酸味,并产生较多的絮状沉淀,HTST 处理组会导致黄瓜汁颜色变白、风味丧失。与对照组和HTST 处理组相比,在整个贮藏期间UHP 处理组的颜色和质地均匀,感官评分最高,这与王凤玲等[21]的研究结果一致,表明UHP 处理可以保持黄瓜汁较好的感官品质。

由图1C~图1E 可知,与对照组相比,两个处理组在0 d 时L*值显著增高,但两个处理组之间整体趋势相同;从a*值来看,对照组和HTST 处理组的a*值随贮藏时间延长呈现先升高后降低的趋势,而UHP 处理组的a*值随时间延长而减小,可能由于超高压破坏了细胞组织,导致更多小分子物质溶出,颜色变化比较稳定[8];从b*值来看,对照组和HTST 处理组整体均呈下降趋势,而UHP 处理组b*值整体呈上升趋势,三者比较来看HTST 处理组b*值最小,表明高温对黄瓜汁黄色值影响较大。

由图1F 可知,对照组的ΔE 值最低,显著低于HTST 处理组和UHP 处理组(P<0.05),对照组和HTST处理组整体上的变化趋势基本一致,而UHP 处理组整体上变化平稳,贮藏后期略有增加。刚处理后(0 d),HTST 处理组和UHP 处理组均有明显颜色变化,这与Zhang 等[22]的研究结果一致,其研究表明高温处理组的变化可能是由于黄瓜汁存在易被高温破坏的天然小分子呈色物质,而超高压处理不会对小分子物质造成破坏,其颜色更加均衡,变化较小[8]。此外,贮藏期间,UHP 处理组的ΔE 值变化小于2,而其他两组处理的ΔE 值变化大于2,通常认为ΔE 值变化大于2 即发生肉眼可见的颜色变化[23],因此,UHP 处理组在贮藏期间总色差变化最小。

2.2 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁pH 值及可溶性固形物、可滴定酸和抗坏血酸含量的影响

pH 值可以衡量果蔬饮料在贮藏期间的酸败情况,而可溶性固形物含量是评价产品品质的重要指标[2],HTST 和UHP 处理对黄瓜汁pH 值及可溶性固形物、可滴定酸和抗坏血酸含量的影响见图2。

图2 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁理化指标的影响
Fig.2 Effect of HTST and UHP treatment on physical and chemical indexes of cucumber juice

A.黄瓜汁pH 值;B.可溶性固形物含量;C.可滴定酸含量;D.抗坏血酸含量;E.澄清度;F.浑浊度。同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由图2A 可知,随着贮藏时间延长,各组pH 值整体上均呈下降趋势,对照组下降最快,3 d 后,pH 值降低到4.0 以下,酸败严重。比较来看,HTST 处理组和UHP 处理组的pH 值变化幅度仅为9.4%和12.3%,且在整个贮藏期均保持在5.2 以上。

由图2B 可知,对照组可溶性固形物含量呈下降趋势,特别是贮藏6 d 后急剧下降,可能是由贮藏后期微生物腐败加剧、糖类分解导致的[24]。而HTST 和UHP 处理组的可溶性固形物含量显著高于对照组,在整个贮藏期间整体的变化不明显,表明两种处理都可以维持较高的可溶性固形物含量。

由图2C 可知,对照组的可滴定酸含量在贮藏期内呈上升趋势,贮藏0~3 d 变化最明显,表明对照组酸败严重,这与pH 值的变化相符。与对照组相比,HTST处理组和UHP 处理组的黄瓜汁可滴定酸含量在0~3 d略有下降,但整体上变化不明显,并且,HTST 和UHP处理组之间差异不大,研究表明除了微生物的影响,果蔬酸败的原因也可能与果胶降解酶活性增加、糖含量增加有关[10]

由图2D 可知,在0 d 时,对照组的抗坏血酸含量为0.24 mg/100 mL,HTST 和UHP 处理均对黄瓜汁抗坏血酸含量没有明显影响;随着贮藏时间的延长,对照组的抗坏血酸含量整体上变化不明显,而HTST 处理组和UHP 处理组的抗坏血酸含量整体呈下降趋势;在贮藏12 d 时,两者的抗坏血酸含量分别为对照组的19.80% 和15.85%,表明HTST 和UHP 处理对于黄瓜汁中抗坏血酸的保持效果不好。研究表明高温可以破坏果蔬组织内的抗坏血酸,导致其含量下降,并且,贮藏期间有氧或无氧降解也会导致抗坏血酸含量的变化[25]

由图2E 可知,对照组在0 d 时的澄清度最高,达到了35.84%,这可能是由对照组质地不够均匀造成的,与对照组相比,HTST 和UHP 处理后黄瓜汁的澄清度均明显下降,可能原因是高温、超高压处理会导致蛋白质变性或细胞破裂,体系内溶出的物质增多,均匀度增加,透光率下降[8]。在0~3 d,对照组的澄清度急剧降低,可能是由于微生物大量增多导致产品澄清度降低[25],而HTST 和UHP 处理组随着贮藏时间的延长澄清度整体变化较小,表明处理后汁液状态比较稳定。由图2F 可知,对照组的浑浊度在3 d 内急剧增加,HTST 处理组整体变化不大,而UHP 处理组的浑浊度显著高于其他两组,表明超高压处理后,会将一些细胞内容物充分释放,导致汁液体系更均匀[25]

2.3 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁菌落总数和叶绿素含量的影响

HTST 和UHP 处理对黄瓜汁菌落总数和叶绿素含量的影响见图3。

图3 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁菌落总数和叶绿素含量的影响
Fig.3 Effect of HTST and UHP treatment on aerobic plate count and chlorophyll content of cucumber juice

A.菌落总数;B.叶绿素a 含量;C.叶绿素b 含量;D.总叶绿素含量。同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由图3A 可知,在0 d 时,对照组菌落总数为5.03 lg(CFU/mL),HTST 和UHP 处理均显著降低了黄瓜汁的菌落总数,特别是UHP 处理组,菌落总数仅为2.41 lg(CFU/mL)。随着贮藏时间的延长,3 组黄瓜汁的菌落总数整体呈上升趋势,在12 d 后,对照组菌落总数为7.57 lg(CFU/mL),UHP 处理组的菌落总数为4.87 lg(CFU/mL),说明超高压杀菌处理有效延缓了黄瓜汁的腐败变质,这与Gan 等[26]的研究结果一致。李靖等[6]也研究发现与传统热杀菌(90 ℃、15 min)相比,超高压(500 MPa、10 min)处理后的刺梨汁细菌增长速率变慢,说明超高压处理可以有效延长刺梨汁的货架期。

叶绿素是使果蔬汁呈现绿色的重要因素,主要包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色),但极不稳定,在高温或低pH 值的条件下极易受到破坏,导致叶绿素的降解[27]。由图3B~图3D 可知,对照组的叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量在贮藏期内整体变化最大,而UHP 处理组在贮藏9~12 d 时叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量显著高于另外两组。研究发现高温处理可以促进叶绿素降解酶活性的增加,从而加速叶绿素降解,而超高压处理对叶绿素影响较小,有研究发现叶绿素被类囊体膜包裹,多与蛋白质形成复合物,超高压非热处理不会使叶绿体蛋白变性,维持了较好的叶绿体蛋白稳态,可以有效保留叶绿素[22,28]

2.4 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁DPPH 自由基清除率与总酚含量的影响

HTST 和UHP 处理对黄瓜汁DPPH 自由基清除率与总酚含量的影响见图4。

图4 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁DPPH 自由基清除率和总酚含量的影响
Fig.4 Effect of HTST and UHP treatment on DPPH free radical scavenging rate and total phenols in cucumber juice

A. DPPH 自由基清除率;B.总酚含量。同一贮藏时间不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

果蔬汁中含有一些生物活性物质,具有一定的抗氧化活性,DPPH 自由基清除率可以较好地反映其抗氧化能力,由图4A 可知,对照组的DPPH 自由基清除率较高,随着贮藏时间的延长,DPPH 自由清除率整体上呈先下降后上升的趋势。与对照组相比,HTST 处理和UHP 处理在0~9 d 降低了DPPH 自由基清除率,这与沙棘汁中的研究结果相似[29],可能由于抗氧化物质含量降低,导致抗氧化能力的下降,也有研究认为DPPH 自由基清除率与含有的酚类物质有关[30]

多酚对果蔬汁的颜色和风味有重要作用,研究表明果蔬汁中的多酚类物质主要是酚酸和类黄酮化合物,有较好的抗氧化能力和生物活性[31-32]。由图4B 可知,0 d 时对照组黄瓜汁的总酚含量为0.125 μg/mL,与对照组相比,随着贮藏时间的延长,总酚含量整体呈下降趋势,贮藏6 d 后,与HTST 处理相比,UHP 处理维持了较高的总酚含量。研究表明,高温和超高压处理都会引起细胞结构的破坏,影响多酚的聚合,从而导致多酚含量下降[33]

2.5 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁流变特性的影响

HTST 和UHP 处理对黄瓜汁流变特性的影响见图5。

图5 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁流变特性的影响
Fig.5 Effect of HTST and UHP treatment on rheological properties of cucumber juice

A.贮藏0 d;B.贮藏6 d;C.贮藏12 d。

由图5 可知,在0 d 时对照组的剪切应力最大,随着剪切速率的增加,剪切应力逐渐增加,表现为假塑性的非牛顿流体特性,这与Cui 等[34]的研究结果一致,HTST 和UHP 处理均显著降低了黄瓜汁的剪切应力,两者的变化趋势和对照类似,表明HTST 和UHP 处理有效缓解了黄瓜汁的假塑行为。研究表明升高温度和压力会使果蔬汁剪切应力和黏度减小,主要是高温和超高压处理会对分散相中果胶和纤维等大胶体颗粒产生影响[35],在处理过程中导致果蔬汁中颗粒破裂,影响了流变特性和悬浮液的稳定性[36]。贮藏6 d 后,黄瓜汁的流变特性整体上改变不明显,而贮藏12 d 后,相同剪切速率下,对照组的剪切应力下降,这可能是由于微生物增加导致的,而UHP 处理组的流变行为变化比较稳定,显示出较好的质地特性。

2.6 高温短时和超高压杀菌处理对黄瓜汁挥发性成分的影响

HTST和UHP处理对黄瓜汁挥发性成分的影响见图6。

图6 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁挥发性成分的影响
Fig.6 Effect of HTST and UHP treatment on volatile components of cucumber juice

同一挥发性成分不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由图6 可知,黄瓜汁中的香气成分主要由醇类、醛类、烃类、酮类和酯类组成,醇类和醛类占比较高,其中对照组中醇类含量最多,UHP 处理和HTST 处理均使醇类物质含量下降,醛类物质含量上升,可能由于UHP 和HTST 处理破坏了一些稳定性差的活性成分,在一定程度上造成风味损失[11,34],其中UHP 处理对挥发性香气成分的影响更小。

HTST 和UHP 处理对黄瓜汁主要挥发性成分相对含量的影响见表2。

表2 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁主要挥发性成分相对含量的影响
Table 2 Effect of HTST and UHP treatment on relative content of volatile components in cucumber juice

类别醇类序号峰面积比/%1234567891 0对照组25.32±5.54 0.11±0.05 0.61±0.64 0.27±0.10--醛类11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23芳香物质名称(6Z)-壬烯-1-醇1-庚醇1-己醇1-辛醇1-辛烯-3-醇2-壬炔-1-醇(E)-2-壬烯-1-醇(E)-2-辛烯-1-醇(Z,Z,Z)-9,12,15-十八碳三烯-1-醇(E,Z)-2,6-壬二烯-1-醇1-环己烯-1-甲醛(E,E)-2,4-庚二烯醛(E,E)-2,4-壬二烯醛(E,Z)-2,6-壬二烯醛(E)-2-庚烯醛(E)-2-壬烯醛(E)-2-辛烯醛(Z)-4-庚烯醛(E)-4-壬烯醛(Z)-6-壬烯醛(8Z,11Z)-8,11-七碳二烯醛苯甲醛己醛9.89±0.20 0.09±0.03-13.27±3.91 0.09±0.03 0.36±0.21 0.17±0.03 14.72±3.23-9.14±2.57-------HTST 处理组-0.07±0.01 0.14±0.05-0.15±0.02-5.87±0.33-0.26±0.10 7.27±050 0.09±0.01 0.67±0.03 0.18±0.01 29.92±0.74 0.33±0.03 14.34±1.37 0.20±0.01 0.28±0.08 1.12±0.01 7.41±0.38 0.11±0.01 0.22±0.03 0.28±0.08 UHP 处理组17.00±1.59 0.06±0.00 0.12±0.02-0.08±0.01 0.97±0.04 6.46±0.41-0.95±0.14 8.39±0.64 0.07±0.01 0.62±0.05 0.16±0.01 28.93±0.52 0.16±0.01 14.57±1.33 0.16±0.02 0.06±0.01 1.03±0.04 3.07±0.24 0.12±0.01 0.12±0.01 0.31±0.06

续表2 HTST 和UHP 处理对黄瓜汁主要挥发性成分相对含量的影响
Continue table 2 Effect of HTST and UHP treatment on relative content of volatile components in cucumber juice

注:表中为主要挥发性成分(峰面积比>0.05%),-表示未检出。

类别醛类峰面积比/%序号24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48芳香物质名称庚醛壬醛癸醛十三醛十五烷醛(Z)-7,10-十六碳二烯醛1-壬烯-4-炔3-甲基-Z,Z-4,6-十六碳二烯4,6-癸二烯5,5-二乙基庚二烯(Z)-9,17-十八碳二烯1-亚丁烯-环己烷十四烷1-辛烯-3-酮2,5-环己二烯-1,4-二酮3-辛酮6,10,14-三甲基-2-十五烷酮对甲苯酸2-乙基己酯辛酸癸酯辛酸辛酯(E)-2-(2-戊烯基)呋喃2-戊基-呋喃7-亚甲基-9-氧杂二环[6.1.0]壬-2-烯三氯十八烷基-硅烷氯甲基辛基醚对照组-0.44±0.11--HTST 处理组0.13±0.02 1.22±0.03 0.07±0.01-0.89±0.13 0.11±0.04 UHP 处理组-0.71±0.07-0.08±0.02 4.30±0.40 0.16±0.07烃类1.86±1.22 0.23±0.06 0.13±0.03 0.07±0.01-------0.12±0.03 0.11±0.01 0.10±1.70 0.18±0.05 0.18±0.01 0.13±0.02-0.97±0.13 0.16±0.01 0.07±0.01酮类--0.10±0.01酯类-------其它0.16±0.06 0.19±0.06 0.14±0.04 0.45±0.04---0.07±0.01 0.10±0.01-0.08±0.01 0.09±0.01 0.11±0.00 0.19±0.07 0.11±0.01 0.20±0.04 0.29±0.02 0.20±0.01-0.10±0.01-0.10±1.70 0.24±0.03 0.26±0.01-0.18±0.01

由表2 可知,对照组、HTST 处理组和UHP 处理组的黄瓜汁中分别检出22、38、35 种主要物质,其中对照组主要香气成分包括(6Z)-壬烯-1-醇、(E,Z)-2,6-壬二烯-1-醇、(E)-2-壬烯-1-醇、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛等,这与谭梦男等[11]研究黄瓜汁挥发性成分的结果相似。经过UHP 和HTST 处理后黄瓜汁中醇类的含量分别降低了35.89% 和48.53%,醛类物质的含量分别增加了83.89% 和93.30%,相关研究也表明高压处理可保留黄瓜汁挥发性香气成分,特别是戊醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛等黄瓜特征香气成分[27]。此外,从单一成分来看,HTST和UHP 处理后(6Z)-壬烯-1-醇、(E,Z)-2,6-壬二烯-1-醇含量减少,(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛含量增加,其中相比于HTST 处理,UHP 处理后对香气成分的影响更小,说明UHP 处理可以较好地保留黄瓜汁中挥发性香气成分。

3 结论

结果表明,HTST 和UHP 两种处理均能有效降低黄瓜汁中的菌落总数,推迟酸败变质现象的出现,使pH 值和可溶性固形物含量的下降速率减慢,经过灭菌处理后黄瓜汁澄清度下降,浑浊度上升,其中UHP 处理组对感官的影响更小,并且对叶绿素和总酚含量有更好的保留效果。流变行为显示黄瓜汁属于非牛顿流体,UHP 处理对剪切应力的降低更明显。黄瓜汁中的香气成分主要是醇类和醛类,相比于HTST 处理,UHP处理对黄瓜汁挥发性香气成分影响较小,更好地保留了醇类物质。综合来看,UHP 处理在黄瓜汁加工过程中有较好的开发优势。

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Effect of High Temperature and Ultra-High Pressure Treatment on Quality of Clear Cucumber Juice

WANG Chen1,LIU Bo2,XIAO Mingjun1,LIU Pei1,CHEN Wei1,ZHANG Xiaoyan1,ZHUANG Xuliang3,CUI Shuyong3,PENG Yong1 *
(1. Shandong Agricultural University,Tai′an 271018,Shandong,China;2. Weifang Zhucheng Agricultural Bureau,Weifang 261000,Shandong,China;3. Shandong Guotai Food Co.,Ltd.,Linyi 276300,Shandong,China)

Abstract: Clear cucumber juice was treated by high-temperature short-time(HTST) and ultra-high pressure(UHP) processes to evaluate its sensory quality,nutritional quality,physicochemical properties,and aerobic plate count. The results showed that the L* value of cucumber juice was significantly increased (P<0.05) by HTST (85 ℃,5 min) and UHP (600 MPa,5 min) treatment,and the chlorophyll a and b,as well as total chlorophyll contents in the UHP treatment group were significantly higher than those in the HTST group and the control group (P<0.05). However,there were no significant differences (P>0.05) in pH,soluble solids,titratable acid,and ascorbic acid between UHP and HTST groups. Moreover,the aerobic plate count in the UHP and HTST groups was 4.87 lg(CFU/mL) and 5.79 lg(CFU/mL) after 12 d of storage,which was significantly lower than that of the control group at 7.57 lg(CFU/mL) (P<0.05). In terms of texture characteristics,cucumber juice exhibited pseudoplastic non-Newtonian fluid properties,and both UHP and HTST treatment reduced the shear stress of cucumber juice. In addition,the main volatile aroma components in cucumber juice were alcohols and aldehydes. After UHP and HTST treatment,the contents of alcohols in cucumber juice decreased by 35.89% and 48.53%,respectively,and the aldehydes increased by 83.89% and 93.30%,respectively. Therefore,UHP treatment could better maintain the sensory quality and nutritional value of cucumber juice,reduce the number of microorganisms,and have a greater potential for development.

Key words: cucumber juice;ultra-high pressure treatment;sensory quality;rheological property;aroma component

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2025.08.003

基金项目:山东省重点研发计划资助项目(2023TZXD077、2023TZXD030)

作者简介:王辰(2000—),女(汉),硕士研究生,研究方向:食品工程。

*通信作者:彭勇(1980—),男(汉),副教授,博士,研究方向:果蔬采后贮藏保鲜。

引文格式:

王辰,刘波,肖明君,等. 高温短时和超高压处理对澄清黄瓜汁品质的影响[J]. 食品研究与开发,2025,46(8):20-30.

WANG Chen,LIU Bo,XIAO Mingjun,et al. Effect of High Temperature and Ultra-High Pressure Treatment on Quality of Clear Cucumber Juice[J]. Food Research and Development,2025,46(8):20-30.

责任编辑:王艳

收稿日期:2024-10-31