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超高压处理对胡柚汁的杀菌灭酶效果及品质影响 摘要 食品非热处理技术是当前食品加工领域的研究热点。在诸多非热 处理技术中超高压是首先得到美国食品药品管理局认定的既能有效 灭活微生物孢子和酶，又能保持食品良好品质的技术。本文以酸性胡 柚汁为研究对象，考察了超高压处理的杀菌、灭酶效果，并比较了超 高压和热处理对胡柚汁的理化品质、稳定性及挥发性风味成分的影 响，得到以下结论： 通过常温和中温协同超高压处理胡柚汁( p h3 6 5 ) ，考察了菌落 总数、霉菌和酵母菌数量的变化规律。结果表明：2 5 、5 0 0m p a 压力处理1 0m i n ，5 0 、4 0 0m p a 处理1 0m i n 或2 5 、4 0 0m p a 处 理1 5m i n ，处理后的胡柚汁均可达到国家对果、蔬汁饮料卫生标准的 要求。 考察了压力、温度和保压时间对胡柚汁的果胶酯酶( p e ) 的影 响，并结合响应曲面法的b o x b e n h n k e n 模式，对超高压钝化p e 进 行了优化设计。结果表明压力、温度、保压时间是影响超高压钝化 p e 的显著因子，且显著性压力 温度 保压时间，并优化得出1 0 组 使p e 失活率达8 0 以上的超高压处理方案。 超高压协同中温处理胡柚汁，随着温度升高，果汁的色差增大； 浙江工商人学硕上学位论文 而热处理对胡柚汁的色泽影响更大。经超高压和热处理后的胡柚汁平 均粒径略有增大，但对果汁的p h 值和o b r i x 无显著的影响。超高压 处理可保留胡柚汁的l 抗坏血酸9 1 9 7 9 8 2 9 。另外，经超高压和 热处理后胡柚汁的柚皮苷和新橙皮苷含量略有降低，但抗氧化活性略 有提高。 比较了超高压和热处理对胡柚汁挥发性风味成分的影响。结果表 明：热处理对胡柚汁的主要挥发性风味成分d 芋烯、y 松油烯、萜烯 醇、a 松油醇、癸醛、b 榄香烯、丫榄香烯、b 荜澄茄油烯等影响较 大。与热处理相比，超高压处理更有利于保持胡柚汁的挥发性风味成 分。感官品评难以将胡柚原汁和超高压处理后的胡柚汁区分。 超高压处理食品不仅具有良好的杀菌和灭酶效果，而且能够有效 保持食品的色、香、味、营养品质和新鲜度。满足了广大消费者对于 原汁原味、不含添d l ：i 黄f u 、健康、安全、新鲜食品的需求。随着超高压 设备制造成本的降低以及相关食品法规标准的建立和健全，超高压处 理食品的发展前景必将更加广阔。 关键词：超高压；胡柚；果汁；微生物；果胶酯酶；品质 浙江工商大学硕士学位论文 e f f e c t so fu 1 月r ah i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g o nm i c r o b i a l p o p u l a t i o n ，e n z y m e a c t i v i t y a n d q u a l i t yc h a r a t e r i s t i co fh u y o uj u i c e a b s t r a c t n o n t h e r m a lf o o dp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yi sai n t e r e s t i n gt o p i ci nt h e f i e l do ff o o d p r o c e s s i n g o f t h e s en o n t h e r m a lf o o d p r o c e s s i n g t e c h n o l o g i e s ，h i g hp r e s s u r et r e a t m e n th a sp r o v e nt ob ee f f e c t i v ei n e l i m i n a t i n ga l ls p o r e sa n de n z y m e a t i ca c t i v i t ya n dm a i n t a i n i n gag o o d f o o d q u a l i t y t h e e f f e c to fu l t r a h i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g o n m i c r o o r g a n i s m a n dp e c t i n m e t h y l e s t e r a s e ( p e ) i n h u y o uj u i c ew a s i n v e s t i g a t e d ac o m p a r a t i v ea n a l y s i so fu l t r ah i g hp r e s s u r et ot h e r m a l t r e a t m e n t sc o n c e r n i n gq u a l i t yc h a r a t e r i s t i co fh u y o uj u i c ew a sa l s o c o n d u c t e d t h i ss t u d yi n v e s t i g a t e dt h ee f f e c to fv a r i o u su l t r ah i g hp r e s s u r e s ( 1 o o - 6 0 0m p a ) a n dt e m p e r a t u r e s ( 2 0 - 6 0 。c ) a n dd u r a t i o n s ( 5 - 2 5m i n ) o nb a c t e r i u m ，m o u l da n dy e a s ti nh u y o uj u i c e ( p h3 6 5 ) w e r ec a r r i e do u t o ft h e s eu l t r ah i g hp r e s s u r et r e a t m e n t s ，a p p l i c a t i o no f5 0 0m p af o r1 0 m i na t2 5o c ，4 0 0m p af o r1 5m i na t5 0o co r4 0 0m p af o r1 5m i na t2 5 。ct oh u y o uj u i c ec a nw e l lm e e tt h en a t i o n a ls t a n d a r df o rf r u i to r v e g e t a b l ej u i c eh y g i e n e f u r t h e r m o r e ，u l t r ap r e s s u r ep r o c e s s i n gw a su s e d t ou n d e r s t a n dt h ee f f e c t so fp ea c t i v i t yw h i l et h eb o x b e n h n k e nm o d e lo f r e s p o n s es u r f a c em e t h o d o l o g y ( r s m ) w a sa d o p t e dt oo p t i m i z et h e p r o c e s s i n g p r e s s u r e ，t e m p e r a t u r ea n dd u r a t i o nf o ru l t r ah i g hp r e s s u r e w e r es i g n i f i c a n tf a c t o r st oi n a c t i v a t ep ea c t i v i t y ，w i t ht h eo r d e ro f p r e s s u r e t e m p e r a t u r e p r o c e s s i n gt i m e t e ng r o u p so fu l t r ah i g h 1 1 1 浙江工商人学硕上学位论文 p r e s s u r ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r sw e r eo b t a i n e dt oi n a c t i v a t eh i g h t h a n8 0 p ea c t i v i t yi nt h i ss t u d y u l t r ah i g hp r e s s u r e ( u h p ) a n dt h e r m a lt r e a t m e n t sc a na f f e c th u y o u j u i c eq u a l i t y h u y o uj u i c ee x h i b i t e dal o w e rc h a n g ei nc o l o ra f t e ru l t r a h i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g t h a nt h e r m a lt r e a t m e n t u l t r ah i g hp r e s s u r e t r e a t m e n tm a i n t a i n e dl - a s c o r b i ca c i do f9 1 9 9 8 2 9 b o t hu l t r ah i g h p r e s s u r ea n dt h e r m a lt r e a t m e n t si n c r e a s e dt h ea v e r a g ep a r t i c l es i z eo f h u y o uj u i c e ，b u td i dn o ta f f e c ts i g n i f i c a n t l yv a l u e so f 。b r i xa n dp h i n a d d i t i o n ，u l t r ah i g hp r e s s u r ea n dt h e r m a lt r e a t m e n t ss l i g h t l yd e c r e a s e d t h e l e v e l so fn a r i g i na n dn e o h e s p e r i d i na n di n c r e a s e dl i t t l et h ea n t i o x i d a n t a c t i v i t yi nh u y o uj u i c e u l t r ah i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n gc a nb e t t e rm a i n t a i nt h ev o l a t i l e c o m p o n e n t so fh u y o uj u i c e ，s u c ha sd l i m o n e n e ，7 - t e r p i n e n e ，4 - t e r p i n e o l ， a - t e r p i n e o l ，d e c a n a l ，b - e l e m e n e ，7 - e l e m e n ea n db - c u b e b e n e ，c o m p a r e d w i t ht h e r m a lt r e a t m e n t h o w e v e r , i ti sd i f f i c u l tt od i s t i n g u i s ht h eu l t r a h i g hp r e s s u r e t r e a t e dj u i c ef r o mt h eo r i g i n a lj u i c eb ys e n s o r ye v a l u a t i o n m e t h o d u l t r ah i g hp r e s s u r ec a ni n a c t i v a t em i c r o o r g a n i s m so re n z y m e s e f f e c t i v e l y ，a n dt h es e n s o r yo rn u t r i t i o nq u a l i t yc a nb er e t a i n e dm o s t l y t h o s ec o m p l i e dw i t hc o n s u m e rd e m a n d sf o rh i g hq u a l i t yf o o d sw i t h n a t u r a lf l a v o ra n dt a s t e ，a n dw h i c ha r ef r e ef r o ma d d i c t i v e s w i t ht h ec o s t o ft h ee q u i p m e n tr e d u c e da n dr e l a t e df o o ds t a n d a r d so rr e g u l a t i o n s e s t a b l i s h e d ，t h i st e c h n o l o g yw o u l dh a v eag o o do p p o r t u n i t yi nt h ef u t u r e k e y w o r d s ：u l t r ah i g h p r e s s u r e ；h u y o u ；f r u i tj u i c e ；m i c r o b i a l ； p e c t i n m e t h y l e s t e r a s e ；q u a l i t y i v 浙江工商大学硕十学位论文 创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和 致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含本人为获得浙江工商大学或其它教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：兰基查丝日期：矽夕年r 月竹日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解浙江工商大学有关保留、使用学位论文 的规定：浙江工商大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：识缱导师签名： 日期：加夕年1 月，日 浙扛工商大学碗十学位论立 第1 章引言 1 1 超高压食品处理技术简介 1 1 1 超高压食品处理技术的历史和发展 超高压技术应用于食物保藏领域的思想可以追朔到1 9 世纪9 0 年代。早在 1 8 8 5 年r o y e r 首次报道了高压能够杀死细菌：1 8 9 9 年h i t e 首次将该技术用于牛 奶保藏，然后用于水果和蔬菜保藏【l i 。不过，在早期由于设备制造困难等原因限 制了它在食品加工领域的应用。直到2 0 世纪8 0 年代，日本学者林力丸将其提到 食品应用研究层面，才引起人们的广泛关注【”。由于该技术具有良好的杀菌和灭 酶效果并且能够有效保持食品品质，满足了消费者对于食品加工过程既能保障 产品的安全性又能减少处理( m i n i m a lp r o c e s s ) 的需求。日本和美国些食品公 司相继引进该技术并在上世纪9 0 年代初期将超高压食品推向市场【1 i 。我国从上 世纪9 0 年代中期才开始真正起步，截至目前已有多所院校丌展相关研究并取得 了一些成果p 圳。 1 1 2 超高压处理的基本原理和主要特点 图1 - 1 超高压处理的蕈本原理不意幽 f i g 1 - l g e n e r a lp r i n c i p l ea n d m e c h a n i s m o fu l l r ah i g h p r e s s u r e p r o c e s s i n g 超高压处理主要遵循p a s c a l 和kc h a t e l i e r 这两个原理吼根据p a s c a l 原理 在压力作用下食品中所有原子和分子几乎在同时受到同样的压力；因而，超高压 浙江工商大学硕：l 学位论文 处理具有传压迅速和均匀的特点，不受食品体积和形状的影响。l ec h a t e l i e r 原 理则表明，在增加压力条件下，一些导致平衡系统体积减小的作用将会得到加强， 包括相变、化学反应以及分子构象的可能变化；增加压力还会促进氢键的形成， 减小原子间的相互距离，破坏离子键和疏水性相互作用；但对共价键影响较小， 可有效保留食品的色、香、味和营养成分【6 1 。超高压处理可以在室温或低温下进 行，而且具有耗能低、污染少等优点，可促使组织变性得到新型食品。主要缺点 是一次性投入成本较高且难以连续化生产。 1 1 3 超高压食品处理装置的研制和分类 1 1 3 1 超高压食品处理装置的研制 早在上世纪9 0 年代美日一些大公司已经具备了强大的超高压处理装置制造 能力。美国a v u r et e c h n o l o g i e s 公司是世界超高压加工工艺与设备商品化生产的发 源地i r l 。目前，该公司主要生产容量为2l 最大处理压力7 0 0m p a 的实验型和容量 在3 5 - - 3 5 0 嘬大处理压力6 0 0m p a 的生产型超高压食品处理装置。 日本是超高压处理装置的主要生产国，第一台超高压食品处理装置是由三菱 重工制造。仅在1 9 8 9 年日本就制造出了3 0 台超高压实验机。早在上世纪9 0 年代初， 三菱重工已经能够制造出容量0 6 2 1 0l ，处理压力4 0 0 7 0 0m p a 的超高压处理 装置。目i j 日本拥有十几家超高压处理装置生产企业，主要有三菱重工、神户制 钢和月立制铁等。大容量的超高压处理装置通常处理压力较低。神户制钢能够制 造出最大容量9 4 0 0l 的超高压处理装置，但最大处理压力2 0 0m p a i 引。 早在上世纪9 0 年代中期，a b ba u t o c l a v es y s t e m s 公司已经能够制造出最大容 量5 0 0l ，最大处理压力9 0 0m p a 的超高压装置。e n g i n e e r e dp r e s s u r es y s t e m s 公司 也能够制造出容量在3 5 - - 一9 0 0 0l ，处理压力在1 0 0 - - 一1 3 8 0m p a 多种型号的超高压 装置【6 1 。近年来，超高压处理食品在欧美等发达国家以及我国均是研究热点。日 本自上世纪9 0 年代实现超高压食品产业化，但目前发展缓慢，主要原因是未能有 效降低超高压装置的制造成本。 我国超高压处理装置主要生产单位有：中国兵科院宁波分院、包头科发、 上海大隆、华泰森淼等公司，也有一些科研院所自行研制用于科研。其中，包头 科发高压科技有限公司主要产品包括：最大容量1 5l ，最大压力8 0 0m p a ；容量 在3 0 - - 一1 5 0l ，最大压力7 0 0m p a ；容量在2 0 0 - 5 0 0l ，最大压力6 0 0m p a 等类型 2 浙江工商大学硕士学位论文 的超高压装置。 1 1 3 2 超高压食品处理装置的分类 超高压处理装置主要由高压容器、加压装置及其附助装置构成。根据其规模， 可分为实验用和生产用超高压处理装置。接加压方式，超高压处理装置可分为外 部加压式和内部加压式；而按超高压食品生产操作方式，可分为间歇式、连续式 或半连续式l ”。 外部加压方式的高压泵与高压容器分开设置，高压泵将压媒经配管送入高压 容器产生高压。内部加压方式靠高压容器内部活塞直接压缩压媒产生高压。根据 油压装置与高压容器连接形式又可分为分体型和一体型。前者高压容器顶盖兼具 活塞功能，后者油压装置与高压容器经高压活塞连成一体1 1 0 l 。 外部加压式内部加压式( 分体型)内部加压式( 一体形) 1 一顶盖2 一高压容器3 一承压框架4 一压蝶槽5 一高压缸( 增压缸) 6 一换向阀 7 一液压泵8 - - 油箱9 一液压缸l o 一低压活塞1 1 一活塞顶盖1 2 一高压活塞 图1 - 2 高压装置的两种加压方式1 1 0 l f i g 1 - 2t w o p r o c e 蕊i n g w a y s o f e l t r a h i g h l n e 嚣u r es y s t e m 问歇式商压加工系统是一种批处理系统，可以加工液体和固体状态的产品， 加工前需要对产品进行预处理。预处理不仅包括食品加工前的通用处理。还要包 装和脱气。包装目的是避免压媒污染或稀释产品，故包装物应具有一定的强度。 脱气既为了充分利用有限空间，还可防止气体存在影响产品的质量。 连续式或半连续式高压加工系统适用于加工液体或半固体状态的产品。原料 被泵送至压力容器中关闭进料阀门，通过活塞进行加压；与此同时，活塞也将 产品与压媒分开，达到处理效果后，开启进料阀门，利用活塞压力，将产品压入 贮罐，完成一个生产周期。如果将几个高压容器并联使用，配以简单的自控系统， 浙江i 商 学硕士学位论文 则可太幅度提高生产效率。 廊兰 ；耀登 h 1 原料2 原料罐3 低压泵4 高压泵5 高压容器6 中问罐7 罐装线8 产品 璺i1 - 4 连续式超高压加丁系统 f i g1 - 4 c o n t i n u o u su l t r ah i g hp r e s s u r ep r i n gs y s t e m 1 1 4 超高压处理在果蔬产品加工中的应用 超高压应用于果蔬加工主要是为了杀菌和灭酶，以延长产品的货架期，同时 保持良好的感官和营养品质。超高压处理在果蔬加工中的应用主要包括以下几个 方面：果汁和果酱的加工b 1 1 】；果酒品质的改良【1 2 l ；鲜切果蔬的贮藏保鲜；植 物有效成分的提取【悼“l 。 表i - i 超高压果蔬产品h 浙江- t 商大学硕 ：学位论文 t a b l e1 - 1t h ef r u i ta n dv e g e t a b l ep r o d u c t sa f t e ru l t r a - h i g hp r e s s u r ep r o c e s s i n g 超高压食品处理技术是近年来的研究热点。日本和欧美等发达国家早在上世 纪9 0 年代已经有超高压果汁、果酱等产品上市。超高压能够在中低温度下杀死 微生物并钝化酶类，但不会对产品的感官和营养品质产生不良影响，这显示了该 技术用于果蔬加工的优越性。超高压结合辐射、电场、超声、二氧化碳和抗菌肽 等非热处理技术能够降低处理压力，节约成本。目前，尽管超高压处理不太可能 完全取代传统的食品处理方法，但是可作为一种补充或辅助手段进行开发i 。 天津华泰森淼公司于2 0 0 7 年7 月在天津市场正式推出经超高压处理的橙汁 和苹果汁，这是在我国首次上市的超高压果蔬产品。包头科发公司目前已具备年 处理1 0 0 0 - 1 0 0 0 0 吨规模超高压食品的能力。随着对超高压理论体系研究的深 入，超高压处理设备制造能力的提高和成本的降低，人们消费观念的转变以及相 关食品法规标准的建立和健全，超高压处理果蔬产品的应用前景必将更加广阔。 1 2 超高压处理影响果蔬品质的研究进展 1 2 1 超高压处理对果蔬中微生物的影响 超高压处理主要通过破坏细胞膜和蛋白质的结构并对d n a 的转录和复制产 生影响，进而杀死微生物【1 6 】。通常认为细胞膜是压力的主要破坏对象。细胞膜 是由磷脂双分子层构成，超高压可引起膜双分子层的体积和每个磷脂分子的截面 积减小，这种变化影响了细胞膜的通透性，进而导致细胞的破坏和凋亡【1 7 】。 5 浙江工商大学硕上学位论文 1 2 1 1 超高压对细菌的影响 a r r o y o 等报道了超高压处理对蔬菜中微生物的致死效应；杀死大多数革兰氏 阴性菌需要3 5 0m p a 压力，4 0 0m p a 压力还不足以完全杀死革兰氏阳性菌【1 8 】。 b a y m d i r l i 等研究了超高压结合中温处理对苹果、柑橘、杏子和樱桃汁中的葡萄球 菌、大肠杆菌0 1 5 7 ：h 7 和肠炎沙门氏菌的影响，发现3 5 0m p a 压力在4 0 处理5 m i n 足以杀死这些微生物接种体【1 9 】。超高压杀死细菌相对容易，但杀死细菌孢子 比较困难。 1 2 1 2 超高压对霉菌和酵母菌的影响 霉菌和酵母菌容易引起果蔬腐败变质。有些霉菌还会产生毒素，进而引起食 品安全问题。o g a w a 等研究了超高压处理对温州蜜橘汁的霉菌和酵母菌的影响； 在一定压力下，随着果汁浓度的增加超高压杀菌效果降低；3 5 0 - 4 0 0m p a 压力 可以将果汁中霉菌和酵母菌的数量降低5 个对数级【2 0 l 。s h i m a d a 等观察到低于 4 0 0m p a 压力在2 5 处理1 0m i n 后酵母细胞外部形态发生了轻微变化；当压力 达到4 0 0 6 0 0m p a 时，线粒体和细胞质均发生了变化；2 0 0m p a 压力在2 0 处理3 h 后核膜几乎完全消失f 2 l 】。 1 2 1 3 超高压对细菌孢子的影响 细菌孢子不仅耐热耐辐射，而且具有很强的耐压性。在室温下甚至能够抵抗 1 0 0 0m p a 压力。5 0 - - 一3 0 0m p a 的压力通常能刺激细菌孢子发芽；但发芽后的孢 子在中等温度和压力下即可被杀死，但不能保证被完全杀死【2 2 l 。l e e 等研究了超 高压结合热处理对苹果汁中酸土芽孢杆菌的影响。采用2 0 7m p a 压力在4 5 处 理1 0m i n 或在7 1 处理1m i n 可将活的孢子数量降低3 5 个对数级；而4 1 4 和 6 2 1m p a 压力在9 0 处理1m i n 可将活的孢子数量降低3 5 个对数级以上【2 3 】。 a n a n t a 等将嗜热脂肪芽孢杆菌孢子接种到青花菜泥上，并对超高压杀菌的动力 学进行了研究【2 4 1 。 超高压处理对微生物的致死效应不仅与压力大小、保压时间、加压方式、协 同温度、介质性质有关，还受微生物的种类、生长发育阶段等因素的影响。在超 高压处理食品时宜将这些因素综合考虑以保证最终产品的安全性和良好品质。对 于低酸性果蔬和难以杀死的孢予处理可以考虑一些辅助措施，如热、辐射、电场、 超声、二氧化碳和抗菌肽等以强化超高压处理效果，同时降低成本。 6 浙江t 商大学硕士学位论文 1 2 2 超高压处理对果蔬中酶活性的影响 果蔬加工需要抑制或钝化酶的活性以保证产品质量。在足够高的压力下，酶 的分子结构和活性中心构象会发生变化进而失去活性。果蔬中的些耐热酶通常 具有耐压性。多酚氧化酶( p p o ) 、过氧化物酶( p o d ) 、脂肪氧合酶( l o x ) 、 果胶酯酶( p e ) 和果蔬的品质密切相关。 1 2 2 1 多酚氧化酶( p p o ) p p o ( e c1 1 4 1 8 1 ) 容易引起酶促褐变。当压力在2 0 0 - 6 0 0m p a 、温度为 6 0 c 、处理1 0 - - - - 2 0m i n 能将新鲜荔枝p p o 的相对活性降到2 0 以下；但荔枝果 酱p p o 的相对活性保持在4 0 - - 6 0 矧。添加c a c l 2 能够强化压力对苹果p p o 的 钝化效剁2 6 1 。在芒果酱中添加2 0 0m g l 半胱氨酸和5 0 0m e r l e 抗坏血酸可促进 p p o 的钝化【2 7 1 。当压力在8 0 0m p a 、温度为1 8 - - 一2 2 。c 、处理1 5m i n 后，红色悬 钩子的p p o 相对活性仍然保持在7 0 以上；而在同样的温度和时间下6 0 0m p a 的压力即可实现草莓p p o 的完全钝化【2 8 】。 1 2 2 2 过氧化物酶( p o d ) p o d ( e c1 1 1 1 刀对产品风味会产生不良影响。p o d 通常耐热性较强，是 评价热烫效果的指示酶。在室温下采用9 0 0m p a 压力处理绿豆1 0r a i n 后，其p o d 的活性降低了8 8 ，6 0 0m p a 压力结合热处理可促进p o d 的钝化【2 9 1 。 g a r c i a p a l a z o n 等采用8 0 0m p a 压力处理草莓1 5m i n 后，其p o d 的活性保持在 6 0 以上i 捌。f a n g 等报道4 0 0m p a 以上压力结合热处理可促进猕猴桃p o d 的钝 化，但1 5m i n 后继续延长保压时间对p o d 的活性没有显著影响：由于p o d 同 工酶的存在以及它们耐压性存在差异最终影响残留酶的活力1 3 0 1 。 1 2 2 3 脂肪氧合酶( l o x ) l o x ( e c1 1 3 1 1 3 ) 能够破坏必需脂肪酸，进而影响到产品的风味和色泽。 超高压对绿豆l o x 的钝化可表示成一级动力学模型的形式。l o x 的耐压性随着 酶浓度的增大而增强，而随着p h 值( 9 o 5 4 ) 的降低而减弱【”】。r o d r i g o 等研究了 土豆l o x 的耐压性：当压力低于4 0 0m p a 、温度为2 0 处理后，l o x 的活性增 强；5 5 0m p a 压力处理1 2m i n 能将l o x 完全钝化1 3 2 】。w a n g 等研究了超高压结合热 处理对大豆粗提物l o x 活性的影响；在恒温下，随着压力增j 3 h l o x 的钝化速率 常数增大；压力和温度结合处理对l o x 的钝化速率常数能够被表示成经验公式和 7 浙江t 商人学硕上学位论文 动力学模型的形式【3 3 1 。 1 2 2 4 果胶酯酶( p e ) p e 但c3 1 1 1 1 ) 与果汁的稳定性和果蔬质地密切相关。p e 耐热性较强，即 使在8 0 - 9 5 仍能保持部分活性【3 4 】。由于p e 同工酶的存在以及介质的保护作 用，p e 通常只能被部分钝化。酸性介质有助于p e 的钝化，可溶性固形物对p e 具有保护作用。g u i a v a r c 等研究了0 1 - - 8 0 0m p a 压力结合1 0 - 6 2 温度处理对 自葡萄柚的p e 钝化效果：当压力在0 1 3 0 0m p a 、温度5 8 时二者对p e 的 钝化具有拮抗效应【3 5 1 。b a l o g h 等对超高压和热处理胡萝卜进行了比较研究，发 现这两种处理方式对于胡萝卜果块、果汁和纯化过的p e 钝化都能够表示成一级 动力学模型的形式；胡萝b 果块比果汁中的p e 耐压、耐热性更强【3 6 1 。 酶在常温下完全钝化通常要求很高的压力。影响果蔬中酶的钝化因素主要有 酶的种类、酶的来源、压力大小、保压时间、协同温度和添加剂等。超高压处理 钝化酶特别是引起褐变的耐压酶( 比如p o d ) 的协同措施研究有待于深化。对 于酶的底物性质影响也有必要进行相关研究。 1 2 3 超高压处理对果蔬色素的影响 果蔬色素主要包括叶绿素、花青素、类胡萝卜素等。这些色素不仅赋予了果 蔬色泽，而且还具有一定的生理功能。在热、酸、光和氧气等作用下，果蔬色素 容易发生化学变化，进而引起果蔬变色。 1 2 3 1 超高压处理对叶绿素的影响 绿色果蔬经热烫和杀菌处理后易造成叶绿素的损失，其主要是由热和酸促使 叶绿素向焦脱镁叶绿素转化所引起。b u t z 等采用6 0 0m p a 压力在2 5 处理青花 菜泥1 0 4 0m i n 后，叶绿素a 和b 的得率提高，在2 0m i n 达到最大；在7 5 采用同样的压力和时间处理后，叶绿素b 的含量略有降低，但叶绿素a 的含量几 乎不受压力影响【3 7 1 。v a nl o e y 等发现在常压和加压条件下青花菜汁叶绿素的降 解都符合一级动力学模型，1 0 0 处理3 7m i n 后总叶绿素降解了9 0 ；采用压 力协同5 0 以上温度处理叶绿素降解明显，叶绿素a 比叶绿素b 降解迅速【3 引。 1 2 3 2 超高压处理对花青素的影响 花青素是果蔬主要的水溶性色素之一，多以花色苷的形式存在于细胞液中。 z a b e t a k i s 等在室温2 0 0 8 0 0m p a 压力处理草莓1 5m i n 后将样品置于4 、2 0 、3 0 浙江工商大学硕f = 学位论文 条件下贮藏9 天，发现经8 0 0m p a 处理后在4 贮藏花青素的损失最低【3 9 1 。 s u t h a n t h a n g j a i 等在同样的条件下处理并贮藏树莓，经2 0 0 和8 0 0m p a 处理后贮藏9 天花青素的保留率较高。超高压处理改变了b 葡萄糖苷酶、p o d 和p p o 的活性进 而影响花青素的稳定性【删。c o n a l e s 等比较了超高压、超声波和脉冲电场结合热 处理对葡萄副产品中花青素的提取效果；发现超高压提取花青素葡萄糖苷的得率 介于超声波和脉冲电场提取之间，超高压提取酰化花青素葡萄糖苷得率最高【4 1 】。 1 2 3 3 超高压处理对类胡萝l 、素的影响 类胡萝卜素具有清除自由基、增强免疫力、降低癌症发生率等功效。胡萝卜、 柑橘和西红柿等果蔬是类胡萝卜素的良好来源。b u t z 等采用超高压处理橙汁、 柠檬和胡萝卜混合果汁后后，类胡萝卜素的含量略有提高；但马铃薯类胡萝卜素 的含量略有降低【4 2 1 。d ea n c o s 等将3 5 0m p a 压力结合3 0 - - - 6 0 温度处理橙汁 2 5 - 1 5m i n 后，类胡萝卜素的含量增加了2 0 - - 4 3 【4 3 1 。d e a n c o s 等对超高压 处理后西红柿的类胡萝卜素组成和含量进行了分析：当压力在5 0 - - 4 0 0m p a 温 度为2 5 处理西红柿果肉1 5m i n 后，各种类胡萝卜素单体的含量发生了不同的 变化，总类胡萝卜素的保留率为8 9 - - - , 1 2 0 4 4 1 。 果蔬色素的变化受到多种因素影响。在热、酸、光、氧气和金属离子等作用 下，植物色素会发生降解。一些酶( 如叶绿素酶) 易引起叶绿素发生降解反应。 糖苷水解酶和多酚氧化酶可以加速花色苷的降解【3 7 1 。脂肪氧合酶能够催化氧化 不饱和或多不饱和脂肪酸，生成过氧化物与类胡萝卜素发生反应【4 5 1 。超高压处 理可能改变了植物细胞的通透性，促进了被阻隔色素成分的释放溶出，表现为处 理后部分色素含量提高。 1 2 4 超高压处理对果蔬感官品质的影响 果蔬加工过程通常采用热处理以杀菌灭酶。传统的热处理方法容易引起果蔬 的色泽、质地和风昧等品质下降。采用超高压处理可以较好的保持果蔬的色泽、 质地和风味。 1 2 4 1 超高压处理对果蔬色泽的影响 果蔬的色泽容易发生变化。基于c i el a b 颜色空问是评价色泽的一种重要方 法，即l 表示明度值、a 表示红绿值、b 表示黄蓝值。p h u n c h a i s r i 等采用2 0 0 - - 6 0 0m p a 压力在2 0 处理新鲜荔枝和荔枝果酱1 0m i n 后，其l 、a 、b 值均发生 9 浙江工商人学硕上学位论文 了变化。新鲜荔枝的l 值经4 0 0m p a 处理后最大，而a 值则随着压力增加而降 低，b 值经6 0 0m p a 处理后最大。荔枝果酱的l 值随着压力增加而增大；但a 值 降低，b 值经2 0 0m p a 处理后最大【2 5 1 。y e n 等发现超高压处理对番石榴果泥的色 泽几乎没有影响，而加热处理则由于对叶绿素产生破坏并发生了褐变反应，致使 l 、a 、b 值增加1 4 6 1 。 1 2 4 2 超高压处理对果蔬质地的影响 果蔬的质地主要由初生壁和胞间层的结构决定，而细胞壁的复杂结构是由包 埋于多糖和蛋白中的纤维素网状结构所确定。p r 6 s t a m o 等采用冷冻断裂和扫描电 镜观察了超高压处理对花椰菜和菠菜叶片的影响。超高压处理改变了细胞的通透 性，促进了水分和代谢物质的迁移。超微结构显示经超高压处理后菠菜叶的薄壁 组织消失、空穴形成。由于花椰菜经超高压处理后结构牢固并呈现出浸渍过的外 观；因而，比菠菜更适宜超高压处理【4 7 1 。y e n 等比较了热和超高压处理对番石榴 汁的影响；9 5 处理5m i n 后果汁的粘度和浊度均有变化，而5 0 0m p a 压力在 2 5 处理对此没有影响；扫描电镜观察进一步表明，热处理促进了混浊物质的 混凝，而超高压处理则没有这种影响【4 8 l 。 1 2 4 3 超高压处理对果蔬风味的影响 果蔬香气物质主要包括萜、醇、醛和酯类。z a b e t a k i s 等采用2 0 0 8 0 0m p a 的压力在室温下处理草莓1 5m i n 并于4 、2 0 、3 0 贮藏2 4h 后，发现经4 0 0m p a 处理后酸的保留率最高，8 0 0m p a 处理后醇的保留率最高，2 0 0 和8 0 0m p a 处理 后酮的保留效果更好【4 9 1 。d a l m a d i 等在2 5 用电子鼻测定了超高压和热处理对 树莓、草莓、黑醋栗果泥的影响，并通过混淆矩阵区别分析，发现热处理对挥发 性物质的影响更为显著【5 0 1 。超高压处理还可用于洋葱的风味改良，降低辛辣物 质二丙基硫化物的含量，增加二烯丙基二硫化物和3 ，4 二甲基异噻酚的浓度并 呈现出油炸和炖煮过的味道1 6 】。 果蔬的色泽、质地和风味往往与酶促反应等因素有关。超高压处理能够影响 酶的活性以及化学平衡，可以促进底物、离子和酶等从细胞内部释放进而接触， 最终对果蔬的感官品质产生间接影响【5 。此外，果蔬组织通常以固、液、气三 相形式存在，而压力对这三相的影响速率和程度的不同也会造成物理破坏【5 2 】。 因此，在采用超高压处理果蔬时，既要选择适宜处理的原料，又要注意优化处理 1 0 浙江工商大学硕一 = 学位论文 参数。 1 2 5 超高压处理对果蔬营养活性的影响 果蔬不仅是维生素的主要来源，同时还富含酚类物质和异硫氰酸盐等营养活 性成分。这些成分往往具有一定的生理功能。由于超高压处理对共价键无影响： 因而，可以有效保留这些营养活性成分。 1 2 5 1 超高压处理对果蔬维生素的影响 超高压处理对果蔬中水溶性维生素的影响研究较多，而对果蔬中脂溶性维生 素的影响研究较少。v a nd eb r o e c k 等将超高压结合中温处理橙汁，发现维生素c 的含量几乎不变【5 3 1 。s a n c h o 等在4 0 0m p a 压力2 0 处理草莓沙司3 0m i n 后， 维生素c 的保留率为8 8 7 。s a n c h o 等还对几种水溶性维生素的耐压性进行了 模型研究：采用2 0 0 - 4 0 0m p a 压力室温处理3 0m i n 后维生素c 的保留率为8 7 8 - - 8 9 9 、硫胺素的保留率是1 0 1 8 - 1 0 2 4 、吡哆醛的保留率在9 9 4 9 9 9 【5 4 】。k u b e l 等对超高压处理维生素a 和维生素a 醋酸酯的醇溶液动力学特 性进行了研烈5 5 1 。 1 2 5 2 超高压处理对果蔬酚类物质的影响 苹果和柑橘等果蔬中含有丰富的酚类物质。b a r o n 等通过2 0 0 - - 4 0 0m p a 压 力处理混浊苹果汁5 - - 1 0m i n 后，羟基肉桂酸保留率在9 4 3 - 1 1 6 0 、双氢查 耳酮的保留率为9 5 3 - - 1 2 3 0 、儿茶素保留率是2 9 7 - 一2 9 2 3 、原花青素 的保留率在1 2 0 3 - 1 6 9 6 i s 6 1 。s a n c h e z 等采用1 0 0 - - 一4 0 0m p a 压力在3 0 - 6 0 处理橙汁1 - 5m i n 后黄酮( 橙皮苷和柚皮苷) 的含量略有提高；当冷藏1 0 天 后黄酮含量没有发生显著变化【5 7 1 。v i a lr e a l 等发现1 6 0m p a 压力在3 0 处理柑 橘汁能够激活柚皮苷酶，促进苦味柚皮苷向无味柚皮素的转化【5 8 1 。 1 2 5 3 超高压处理对果蔬异硫氰酸盐的影响 十字花科植物甘蓝、青花菜、花椰菜和辣根等富含硫代葡萄糖甙及其分解产 物异硫氰酸酯，这些物质具有一定的抗癌功效。b u t z 等研究了超高压处理对异 硫氰酸盐的影响。2 0 0 、- 6 0 0m p a 压力在2 5 处理异硫氰酸盐水溶液4 0m i n 后， 其含量几乎不变；但在7 5 时处理4 0m i n ，随着压力升高异硫氰酸盐的含量降 低。在同样温度下处理青花菜匀浆，随处理压力增加，异硫氰酸盐得率提蒯5 9 1 。 t r i s k a 等比较了超高压、冷冻和巴氏杀菌处理处理对包心菜、红甘蓝、青花菜、 浙江工商人学硕士学位论文 花椰菜、抱子甘蓝菜汁总的异硫氰酸盐含量影响，发现青花菜汁经超高压处理后 异硫氰酸盐含量较高，其它蔬菜汁经冷冻处理后异硫氰酸盐含量较耐删。 1 2 5 4 超高压处理对果蔬抗氧化活性的影响 超高压处理对果蔬抗氧化活性的影响与主要营养活性成分的变化密切相关。 m c i n e m e y 等通过f r a p 方法评价了4 0 0 和6 0 0m p a 压力在