不同温度对超高压处理鲜榨生菜汁贮藏稳定性的影响

李芝萱，钞春明，张佳龙，李玉玲，唐选明，潘艳芳,*

（1.中国农业科学院农产品加工研究所，农业农村部农产品加工重点实验室，北京 100193；
2.东海县飘顺科技有限公司，江苏 东海 222300；
3.江苏省东海农业发展集团有限公司，江苏 东海 222300）

蔬菜是人类获取矿物质的主要来源，且其维生素和膳食纤维含量丰富，具有调节酸碱平衡、提高免疫力和抗氧化能力、润肠通便等功能[1-3]。新鲜蔬菜水分含量高、蒸腾作用强，易出现失水萎蔫、黄化、衰老、腐烂变质等现象[4]。通过机械物理等技术手段将蔬菜加工成蔬菜汁、蔬菜脆片或蔬菜粉等产品，不仅可以有效解决蔬菜产量过剩的问题，丰富市场中蔬菜制品种类，更能够提高蔬菜附加值[5]。

相较于其他加工制品，果蔬汁可最大程度保留果蔬中的营养和活性成分。基于消费者对天然风味和营养健康需求的不断增长，鲜榨果蔬汁可以作为即食新鲜果蔬资源的替代品[6]。区别于现有市场上鲜榨水果汁或果蔬汁的高糖高热量，鲜榨蔬菜汁具有低糖、低脂、高膳食纤维等显著独特优势，有望成为市场的流行趋势[7]。叶用莴苣（Lactuca sativaL.）俗称生菜，其组织脆嫩、色泽鲜绿、口感清香，维生素和矿物质营养全面[8-9]，鲜榨生菜汁（fresh lettuce juice，FLJ）加工适宜性强、原料利用率高，能够填补绿色果蔬汁的市场空白。

FLJ贮藏稳定性的影响因素主要包括加工工艺和贮藏温度[10]。杀菌是FLJ加工的必要和关键环节。与热杀菌会破坏活性成分，影响产品色泽、风味和口感相比，超高压（ultra-high pressure，UHP）利用100～1000 MPa压力在短时间内杀灭微生物或病原体，可最大程度地保留FLJ原有的风味和营养价值[11-14]。冷藏（0～10 ℃）是非浓缩还原果蔬汁的必要贮藏条件[15]，不同货架、冰箱和冷柜的冷藏温度对FLJ叶绿素降解和体系沉降等货架期稳定性影响较大。当前市场缺乏以绿色叶菜为来源的鲜榨蔬菜汁，且不同冷藏温度UHP处理对FLJ贮藏稳定性影响的研究鲜见报道。

本研究以绿萝莎生菜为原料，采用UHP杀菌工艺制备FLJ，进一步探究UHP处理后FLJ在0、4、8 ℃ 3 种冷藏温度下贮藏期间微生物指标、理化指标、色泽、物性等的变化，阐释不同温度对UHP处理FLJ贮藏稳定性的影响，为丰富鲜榨蔬菜汁市场品类、确定不同温度FLJ货架期提供技术参考和理论依据。

1.1 材料与试剂

绿萝莎水培生菜购自北京创世大业科技有限公司，选取生长周期（25f 1）d、质量为（120f 5）g的生菜，当天采摘并于2 h内运回实验室。

平板计数琼脂（plate count agar，PCA）、马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar，PDA） 北京奥博星生物技术有限公司；
无水乙醇、丙酮 国药集团化学试剂有限公司；
牛血清白蛋白标准品、考马斯亮蓝G-250北京索莱宝科技有限公司；
植物可溶性糖、总酚含量测定试剂盒 苏州科铭生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

Spark型多功能酶标仪 上海帝肯贸易有限公司；
DigiEye型电子眼 英国Verivide公司；
Physica MCR 301型流变仪 奥地利Anton Paar有限公司；
S3500型激光粒度分析仪 美国麦奇克仪器有限公司；
Turbiscan tower型稳定性分析仪 北京朗迪森科技有限公司；
2h 300 L型600 MPa超高压杀菌机 包头科发高压科技有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 FLJ的制备

选取无机械损伤的新鲜绿萝莎水培生菜，去根、清洗、沥干水分、切段、打浆、过胶体磨、静置。将静置后的生菜汁用100 目筛绢过滤，罐装于100 mL棕色瓶中UHP杀菌，在25 ℃下600 MPa保压120 s，即得FLJ。制品于0、4、8 ℃条件下贮藏30 d，每5 d定期取样测定相关指标。

1.3.2 微生物指标测定

按照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[16]和GB 4789.15-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母菌计数》[17]第一法分别测定总好氧菌（total aerobic bacteria，TAB）以及霉菌和酵母菌（yeasts and molds，Y&M）数量。

1.3.3 理化指标测定

采用手持式糖酸度仪检测总可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量。采用pH计测定pH值。

1.3.4 叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量测定

参照Zhao Liang等[18]和El-Nakhel等[19]的方法测定叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量，加入体积分数95%的乙醇溶液提取叶绿素，浸提液于25 ℃避光提取5 h，12000hg离心15 min取上清液检测。

1.3.5 色泽测定

参考文献[20-21]采用电子眼测定FLJ样品的L*值（亮度）、a*值（红绿度）、b*值（黄蓝度）、C*值（饱和度）和h（色调角）。

1.3.6 固形物质量分数和体积测定

参照Bai Jinhe等[22]的方法测定固形物（pellets and insoluble solids，P&ISS）质量分数。参照Sun Xiuxiu等[23]的方法测定固形物体积（pellet volume，PV）占比。

1.3.7 混浊度测定

参照Kubo等[24]的方法测定浑浊度。

1.3.8 粒径分布测定

参考文献[25-26]采用S3500系列型激光粒度分析仪测定粒径分布。

1.3.9 表观黏度测定

参考文献[27]采用Physica MCR 301型流变仪测定表观黏度，通过Start Rheoplus软件记录流变数据。

1.3.10 浑浊稳定性测定

参考Dahdouh等[27]的方法利用多重光光散射理论测定浑浊稳定性。采用Turbiscan Tower型稳定性分析仪，光源波长为脉冲式近红外光源（880 nm），准确吸取20 mL样品于平底玻璃瓶中（外径27.5 mm、高度70 mm），上机检测，仪器设置温度为4 ℃，上机检测时间为8 h。参考文献[28]利用Towersoft-1.2.0.64-2软件计算样品的稳定性指数（turbiscan stability index，TSI）。

1.4 数据处理与分析

所有实验进行3～6 次重复。采用OriginPro 9.0软件进行数据处理与绘图。采用SPSS 24.0软件进行统计分析，组间数据采用单因素方差分析，以P＜0.05表示差异显著。

2.1 FLJ中微生物的变化

微生物是影响果蔬汁产品安全性的关键因素，产品进行UHP处理后和贮藏过程中微生物不得超过GB 7101-2015《食品安全国家标准 饮料》[29]限量标准。未处理前FLJ的TAB数量为（12750f 30.82）CFU/mL，Y&M数量为（15050f 34.79）CFU/mL。如图1所示，UHP处理后FLJ的TAB和Y&M数量明显降低，分别为（26.00f 9.53）CFU/mL和（2.00f 1.00）CFU/mL，表明UHP 处理可使FLJ 的TAB、Y&M 水平低于GB 7101-2015限量标准。有研究表明，经UHP处理后菠萝汁的Y&M完全失活，且TAB数量降低[13]，Stinco[12]和Xu Xinxing[30]等也得出了类似的结论。0、4、8 ℃贮藏30 d后TAB总数分别为（37.33f 8.08）、（51.66f 6.65）、（84.66f 11.71）CFU/mL，Y&M数量分别为（2.33 f 0.57）、（4.00 f 1.00）、（7.67f 1.52）CFU/mL，均未超过GB 7101-2015限量标准。因此，在0、4、8 ℃条件下，贮藏30 d期间FLJ不存在微生物安全问题。微生物水平的增加可能与存活细胞的繁殖和损伤细胞的恢复有关，因为物理处理（高压、热、辐射等）和化学处理后的孢子很可能仍以高抗性休眠形式存在，并且其抗性随着营养丰富程度增加而增强，因此一些微生物能够通过自我修复方式来恢复生长[31]。

图1 不同贮藏温度下FLJ的TAB（A）和Y&M（B）数量随贮藏时间的变化Fig.1 Changes in total aerobic bacterial count (A) and total count of yeasts and molds (B) in FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.2 FLJ理化性质和叶绿素的变化

2.2.1 理化性质

果蔬汁中的TSS 由游离或组合形式的还原糖和非还原糖组成，是影响消费者对果蔬汁可接受度的主要因素之一[14]。UHP处理后FLJ的TSS含量为（2.57f 0.06）°Brix，如图2A所示，0、4、8 ℃贮藏30 d后FLJ的TSS含量分别为（3.23f 0.21）、（3.60f 0.35）、（3.73f 0.29）°Brix，三者差异不明显。如图2B所示，UHP处理后FLJ的pH值为5.40f 0.06，0 ℃贮藏30 d期间pH值升至5.87f 0.26，而4 ℃和8 ℃贮藏30 d时pH值分别下降至4.66f 0.08和4.37f 0.08。Inanoglu[32]和Wang Rongrong[33]等分别采用UHP处理青豆和黄瓜汁并贮藏，结果发现其pH值显著降低。微生物的生长可能是造成pH值下降的原因[32,34]，说明温度越低越有利于抑制微生物生长、延缓pH值的下降，提升FLJ叶绿素的贮藏稳定性。

图2 不同贮藏温度下FLJ的TSS含量（A）和pH值（B）随时间的变化Fig.2 Changes in TSS content (A) and pH (B) of FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.2.2 叶绿素

叶绿素是绿叶菜中分布最丰富的天然植物色素，并且主要以叶绿素a和叶绿素b的形式存在，分别呈现出典型的蓝绿色或黄绿色[35]。UHP处理后FLJ的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别为（48.18f 1.80）、（20.75f 0.86）、（68.94f 2.65）µg/100 g。

如图3A所示，随着贮藏时间的延长，0 ℃下FLJ中叶绿素a含量呈平缓的下降趋势，而4 ℃和8 ℃下FLJ叶绿素a含量明显降低。0、4、8 ℃贮藏30 d后叶绿素a含量分别下降了23.93%、59.67%、74.92%。如图3B所示，0、4、8 ℃贮藏30 d后FLJ中叶绿素b含量分别下降了7.37%、17.01%、48.82%。叶绿素b高压处理后的稳定性高于叶绿素a，这与van Loey等[36]的研究结果一致。如图3C所示，0、4、8 ℃贮藏30 d后，FLJ的总叶绿素含量分别下降了18.96%、46.84%、67.07%，Xu Xinxing[30]和Inanoglu[32]等也证实了贮藏温度对叶绿素的降解有显著影响，其中，Inanoglu等发现UHP处理的青豆在10 ℃下贮藏与在2 ℃下贮藏相比叶绿素降解速率更快；
Xu Xinxing等的研究表明高静压处理猕猴桃汁的叶绿素含量在25 ℃下贮藏期间比4 ℃下贮藏期间下降得更快。另有研究表明，热、光、氧和pH值都是诱导叶绿素降解的因素[33]。Schwartz等[37]认为，蔬菜中叶绿素的降解是叶绿素降解为脱镁叶绿素进而降解为焦脱镁叶绿酸的结果。此外，微生物滋生产生的酸能够加速果蔬的颜色变化，pH值降低有利于H＋取代Mg2＋，进而加速叶绿素转化为脱镁叶绿素[38]。

图3 不同贮藏温度下FLJ的叶绿素a（A）、叶绿素b（B）和总叶绿素（C）含量随时间的变化Fig.3 Changes in lorophyll a (A),chlorophyll b (B),and total chlorophyll (C) contents of FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.3 FLJ色泽的变化

色泽直接关系着消费者对FLJ的购买欲及其市场价值。如表1所示，UHP处理后的FLJ色泽参数中，随着贮藏时间的延长，4 ℃和8 ℃贮藏条件下a*、b*和C*值总体呈上升趋势，h总体呈下降趋势；
0 ℃贮藏条件下L*值总体下降，4 ℃和8 ℃贮藏条件下L*值总体升高。这一规律也在浊富硒猕猴桃汁中被报道[30]。

表1 不同贮藏温度下FLJ的色泽随贮藏时间的变化Table 1 Changes in color of FLJ as a function of storage time under different temperatures

L*值的变化与浑浊度呈负相关，贮藏期间L*值的上升表明FLJ的亮度增加，说明FLJ的浑浊度下降。a*值是表征绿色叶菜汁最重要的色泽参数，直接影响产品的商品价值，0 ℃贮藏期间FLJ的a*值变化不显著，4 ℃贮藏15 d和8 ℃贮藏10 d时FLJ的a*值已发生显著上升（P＜0.05）。有研究者认为a*值的变化与叶绿素含量的变化呈负相关[39-40]，随着贮藏时间的延长a*值增大，说明绿色减少，红色增加，这一现象同样在猕猴桃汁[30]、菠菜泥[33]和青豆[32,38]中被发现。b*和C*值在30 d贮藏期间的变化规律与a*值类似。FLJ的色泽参数变化可能是由诸多因素造成的，例如酶促和非酶促褐变、叶绿素降解、美拉德反应以及多酚的降解或聚合等[41]。

2.4 FLJ物理稳定性的变化

2.4.1 P&ISS质量分数和PV占比

如图4A所示，UHP处理后FLJ的P&ISS质量分数为（0.78f 0.03）%，在不同温度贮藏30 d期间FLJ的P&ISS质量分数变化不明显，表明贮藏温度对FLJ的P&ISS质量分数没有明显影响。如图4B所示，UHP处理后FLJ的PV占比为（10.47f 0.50）%，0、4、8 ℃贮藏30 d后FLJ的PV占比分别升高至（21.00f 0.50）%、（28.00f 1.50）%、（35.33f 0.76）%。表明贮藏温度越低越有利于FLJ颗粒体积的稳定性。研究表明胡萝卜汁在4 ℃贮藏期间的离心沉降率无显著变化，而25 ℃和37 ℃条件下在贮藏前期出现显著性差异[42]。PV占比增大主要是随着贮藏时间的延长颗粒出现聚集、絮凝和果肉纤维膨胀等导致的，同时导致FLJ浑浊度降低，使得上清液中溶解物质的浓度更低，即PV与浑浊度在贮藏过程中呈负相关[27]。

图4 不同贮藏温度下FLJ的P&ISS质量分数（A）和PV占比（B）随贮藏时间的变化Fig.4 Changes in P&ISS cotent (A) and PV of FLJ proportion (B) as a function of storage time under different temperatures

2.4.2 浑浊度

浑浊度被认为是鲜榨果蔬汁最重要的质量评价指标之一[25]。如图5所示，UHP处理后FLJ的浑浊度为（22.84f 0.05）%，0 ℃贮藏期间FLJ的浑浊度呈平缓趋势，表明0 ℃贮藏有利于FLJ的悬浮稳定性，而4 ℃和8 ℃贮藏期间FLJ的浑浊度均呈下降趋势，贮藏30 d后FLJ的浑浊度分别降低至（13.78f 0.62）%和（11.90f 1.12）%，表明贮藏温度越高FLJ的悬浮稳定性越低。研究发现，芒果汁的悬浮液稳定性随着贮藏温度的升高呈现明显的下降趋势，其在25 ℃和37 ℃下贮藏时的浑浊度比在4 ℃下贮藏下降得更快[34]；
草莓汁的浑浊度随贮藏时间的延长而降低[43]。生菜汁浑浊度的降低，其中一个原因可能是UHP处理没有完全钝化酶的活性，温度越低越有助于抑制酶的活性，另外一个原因可能是较大果浆颗粒沉淀和酚类化合物以及蛋白质聚合[43]。综上所述，0 ℃有利于FLJ的贮藏稳定性。

图5 不同贮藏温度下FLJ的浑浊度随贮藏时间的变化Fig.5 Changes in turbidity of FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.4.3 粒径分布

浑浊果蔬汁是一种复杂且由多种不溶性物质组成的不均匀悬浮液[28]，这些物质的颗粒大小及其粒径分布在贮藏过程中会发生变化，从而影响果蔬汁贮藏稳定性。如图6所示，UHP处理后FLJ的粒径呈单峰分布，粒径集中分布在2～10 µm，随贮藏时间的延长，2～10 µm的峰面积先增大后减小，且大粒径的峰数增加；
随着贮藏温度的升高，2～10 µm的峰面积减小速率加快，表明小粒径颗粒数量减少，大粒径颗粒数量增多，FLJ的悬浮稳定性降低。这可能是由于贮藏前期FLJ中较小的纤维在水中膨胀并相互聚集，后期由于微生物数量增加及酶活性升高等促使单个细胞与团簇的分离，形成分散相[28,44]。0 ℃贮藏条件下，FLJ在2～10 µm的峰面积随贮藏时间延长变化较为平缓，而4 ℃和8 ℃贮藏峰面积随贮藏时间延长明显减小，大粒径的峰数增多。综上，贮藏温度会影响果蔬汁的粒径稳定性，其中0 ℃有利于FLJ的贮藏。

图6 不同贮藏温度下FLJ的粒径分布随贮藏时间的变化Fig.6 Changes in particle size distribution of FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.4.4 表观黏度

如图7所示，UHP处理后FLJ的表观黏度均随剪切速率的增加而明显降低，在最低剪切速率时最大，在较高剪切速率时趋于平缓，说明FLJ属于非牛顿流体[45]。UHP处理后（0 d）在剪切速率为100 s－1时的初始表观黏度为1.41 mPa•s，在0、4、8 ℃贮藏30 d期间FLJ的表观黏度随着贮藏时间的延长和贮藏温度的升高而增加，0、4 ℃和8 ℃贮藏30 d后FLJ的表观黏度分别增加了2、2.8 倍和3.1 倍。Szczepańska等[41]研究发现，采用UHP处理后以及在冷藏过程中苹果汁的黏度增加，一方面是由于高分子碳水化合物（如淀粉和果胶）的溶解度增加；
另一方面是由于UHP引起的蛋白-组织凝固或压实效应。此外，Kahraman等[46]也发现连续流净化处理后的苹果-胡萝卜汁在4 ℃贮藏12 d期间黏度增加，可能是糖分从细胞迁移到果汁促使胶体系统中的浓度增加所致。

图7 不同贮藏温度下FLJ的表观黏度随贮藏时间的变化Fig.7 Changes in apparent viscosity of FLJ as a function of storage time under different temperatures

2.4.5 FLJ稳定性

背散射光技术（多重散射光技术）可以实现所有目测范围内样品的检测并记录不稳定性现象[47]。通过分析背散射光图谱，可实现对不同贮藏温度和不同贮藏时间下FLJ样品稳定性的评价。

如图8所示，UHP处理后FLJ的背散射光图谱显示相对稳定，在底部和顶部存在少量的固形物沉淀和上浮现象。但在贮藏过程中，背散射光值受贮藏时间（0、15、30 d）和贮藏温度（0、4、8 ℃）的影响较大。0 ℃贮藏FLJ随着贮藏时间的延长底部沉淀量增加缓慢，中部出现少量的凝胶化现象，顶部发生少量上浮和澄清现象；
4 ℃贮藏的FLJ随着贮藏时间的延长底部沉淀量增加较快，中部发生粒径变化和浓度降低现象，顶部发生明显的上浮和澄清现象；
8 ℃贮藏的FLJ随着贮藏时间的延长底部沉淀量增加最快，中部发生浓度降低现象，顶部发生更明显的上浮和澄清现象。贮藏15 d时，随着贮藏温度的升高，底部沉淀量增大，中部粒径发生变化使得浓度降低的程度加快，顶部发生澄清和上浮的程度也增大；
贮藏30 d时，随着贮藏温度的升高，底部沉淀量进一步增大，中部粒径发生变化，使得浓度降低的程度进一步加快，顶部发生澄清和上浮的程度也进一步增大。

图8 不同FLJ样品在检测8 h期间的背散射光图谱Fig.8 Backscattering profiles of different FLJ samples determined for 8 h

TSI为稳定性指数，TSI越小表明果蔬汁稳定性越好。如图9和图10所示，上机检测8 h后，对照组FLJ的TSI为0.59f 0.03，随着贮藏时间的延长，FLJ的TSI呈上升趋势；
随着贮藏温度的升高，FLJ的TSI上升趋势加快，且0 ℃的FLJ在整个贮藏期间的稳定性最好。因此贮藏温度越低，越有利于FLJ的贮藏稳定性。贮藏15 d后，从图9可直观地看出0 ℃和4 ℃的FLJ稳定性依然较好。贮藏30 d后，0 ℃条件下的FLJ的TSI为7.27f 2.82，但4 ℃和8 ℃条件下FLJ的TSI均超过28，表明样品极不稳定。影响FLJ稳定性的因素主要为粒径大小及粒径分布，且根据Stokes定律可知，颗粒的迁移速度与颗粒的大小呈负相关，即较大的颗粒更容易沉淀，较小的颗粒可在悬浮液中停留的时间更长[28,48]，随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长，FLJ的粒径逐渐增大，稳定性逐渐降低。

图9 不同FLJ样品在检测8 h后的表观视图Fig.9 Visual appearance of different FLJ samples after 8 h determination

图10 不同FLJ样品在检测8 h期间的TSIFig.10 TSI of different FLJ samples determined for 8 h

本研究从微生物指标、色泽参数、理化指标和物理特性等方面探究了UHP（600 MPa、2 min）处理FLJ在不同温度（0、4、8 ℃）下贮藏30 d的贮藏稳定性。结果表明，不同温度UHP处理FLJ在整个贮藏期内TAB和Y&M水平均低于国家标准限量。FLJ在0 ℃贮藏30 d内可以较好地保留原有色泽，而4 ℃和8 ℃分别贮藏15 d和10 d时色泽发生明显变化，呈现棕褐色。同时，FLJ的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均随贮藏时间的延长而降低，且0 ℃的下降速率较4 ℃和8 ℃的下降速率慢。此外，在贮藏过程中FLJ的TSS含量和P&ISS质量分数无明显变化，而4 ℃和8 ℃下pH值随着贮藏温度升高而降低。最后，0 ℃贮藏30 d期间FLJ的粒径分布、表观黏度和TSI等稳定性参数变化较小，但是随着贮藏温度升高其各项参数变化速率加快。综上所述，0 ℃在保持FLJ色泽、叶绿素、理化和物性指标等方面具有显著优势，可作为FLJ的最佳贮藏温度。本研究丰富了鲜榨蔬菜汁市场品类，可为鲜榨蔬菜汁加工和贮藏提供技术参考。

猜你喜欢 浑浊度果蔬汁色泽 基于浑浊度的水厂工艺内控指标的精细化管理净水技术(2022年8期)2022-08-10人生的色泽数学大王·趣味逻辑(2022年8期)2022-07-10西装新色ELLE世界时装之苑(2022年1期)2022-01-08不同浑浊度溃坝流体流动特性研究人民长江(2021年10期)2021-12-09T-501色泽分析方法的建立魅力中国(2020年8期)2020-12-07浑浊度和耗氧量对饮用水消毒的协调关系研究安徽建筑(2020年11期)2020-11-23国家食药监总局发布现榨果蔬汁的消费提示消费导刊(2017年13期)2017-09-15果蔬汁对身体和环境有害？大科技·百科新说(2016年5期)2016-05-24家用水质浑浊度简易快速监控装置中学科技(2014年6期)2014-08-11《果蔬汁类及其饮料》国标2015年将实施中国质量与标准导报(2014年10期)2014-02-28

相关热词搜索：生菜 贮藏 稳定性