摘要：超高壓處理用于提高食品的安全性和貯藏性已被廣泛用于果蔬制品，但主要限于流態食品，原因是超高壓處理可能會影響到固態食品的結構。為了探究超高壓處理對不同品種的果蔬結構和性質的影響，選擇了５種具有不同的密度、含水量、微觀結構和質構特性的果蔬，采用不同的超高壓處理條件，分析在不同壓力大小和保壓時間條件下，果蔬結構和性質的變化情況。結果表明：果蔬的質地會影響其耐壓特性，當果蔬質地柔軟、空泡結構較少時，耐壓性較好；反之，果蔬的體積容易被壓縮，由于組織結構的差異，不同果蔬受壓時體積變化差異很大；密度大、初始硬度大的果蔬受超高壓處理后硬度等質構指標下降幅度更大。保壓時間的延長會進一步破壞果蔬的質構和結構。

　　關鍵詞：超高壓；果蔬；結構；性質

　　超高壓對食品的處理是等靜壓加工，具有各向均勻性的特點，使被加工原料處于受力平衡狀態，只要食品原料具有一定的彈性，體積能夠在一定程度上伸縮，就適合采用超高壓處理［１－２］。由于一般超高壓采用的壓力較高（１００～６００ＭＰａ），同時果蔬的組織一般較軟［３］，經超高壓處理后，固體形式的果蔬組織會受到不同程度的損傷，導致細胞壁和中膠層的結構以及胞內生物大分子的組成和數量發生變化［４－５］，造成果蔬的體積、質量、色澤和質構方面的變化［６－８］。目前有關超高壓對果蔬結構和性質變化的研究多集中在細胞壁果膠變化及影響其變化的相關內源酶上，主要取決于細胞膜、細胞壁和細胞間隙的完整性［９］。Ｂａｓａｋ等［１０］研究了不同壓力大小及保壓時間對蘋果、梨、橙子、胡蘿卜、芹菜、青椒和紅椒的硬度的影響，結果發現隨著壓力的增加，硬度會迅速降低，而在保壓期間，硬度會進一步降低或逐漸恢復，并認為果膠甲酯酶活性是硬度增加的主要原因。Ｄｅｒｏｅｃｋ等［１１］研究發現，相比于熱處理，高壓協同高溫處理的胡蘿卜的果膠甲酯化程度顯著降低，質構顯示出最小的軟化現象，且細胞間的粘附變化很小。Ｔａｎｇｗｏｎｇｃｈａｉ等［１２］研究了高壓處理（２００～６００ＭＰａ、２０ｍｉｎ）對櫻桃番茄的結構和關鍵軟化酶（果膠甲酯酶和聚半乳糖醛酸酶）的影響，認為由壓力引起的櫻桃番茄的結構變化涉及至少兩個相關現象，與液固組分相比，氣相（空氣）的壓縮性更大，施加壓力可以使其產生緊湊的結構；當壓力解除時，組織中溶解和壓縮的氣體將在大氣壓下重新快速膨脹形成氣泡，導致細胞膜滲透性增加，從而促進水分的滲出和增強酶作用，細胞區室化消失，組織變形軟化，而參與進一步軟化的酶主要是聚半乳糖醛酸酶，其在５００ＭＰａ及以上壓力條件下失活。前者主要指壓力導致的（細胞和組織）結構變化，后者指結構變化導致的物理和化學變化，后者的變化又會加劇前者的變化，但前者的變化（結構的受損）程度決定了后者的變化；前者的變化程度不僅取決于處理的壓力，還受果蔬的種類和特性影響。目前關于超高壓處理對液體介質下不同果蔬受超高壓處理后結構及品質變化研究較少［１３］，而且多以研究單一品種的果蔬為主，缺乏橫向對比，較少探討和比較不同果蔬在超高壓處理后的不同變化。

　　１材料與方法

　　１．１材料與設備

　　原料：包括荔枝、提子、胡蘿卜、梨、蘋果５種果蔬。均選用市售新鮮產品，選擇相似的外觀、成熟度和大小尺寸，其中成熟度主要以硬度和可溶性固形物含量為確定指標。荔枝為“桂味”品種，廣東本地產；提子為青提，產地智利；胡蘿卜為廣東本地產；梨為皇冠梨，產地河北；蘋果為紅富士，產地山東煙臺。白砂糖，食品級。試驗儀器與設備：ｕｕＰＦ／５Ｌ／８００ＭＰａ超高靜壓處理設備（包頭科發新型高技術食品機械有限公司），Ｄｚ－２８０／２ＳＤ真空封口機（東莞市金橋科技有限公司），ＤＨＧ－９０７０Ａ電熱恒溫鼓風干燥箱（海培因實驗儀器有限公司），ＴＡ－ＸＴ２質構儀（ＳｔａｂｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓＬｔｄ，Ｅｎｇｌａｎｄ），ＰＬ２０３電子天平（梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司），ＦＲ－６００多功能自動薄膜封口機（上海申原包裝機械廠），ＥＶＯ１８ＳｐｅｃｉａｌＥｄｉｔｉｏｎ掃描電鏡（ＳＥＭ／ＥＤＳ）（德國卡爾蔡司有限公司），Ａｌｐｈａｌ－４Ｌｐｌｕｓ真空冷凍干燥機（德國Ｃｈｒｉｓｔ公司），ＷＹＺ阿貝折光儀（上海儀電物理光學儀器有限公司）。

　　１．２試驗方法

　　１．２．１原料處理圖１樣品處理示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｒｅａｔｅｄｓａｍｐｌｅｓ選擇５種果蔬作為實驗原料：荔枝、提子、胡蘿卜、梨和蘋果。處理時將鮮荔枝去殼去皮后，沿徑向方向將荔枝果肉制成直徑１０ｍｍ、高５ｍｍ的圓柱形樣品；將提子和胡蘿卜切去兩頭后，沿中心取樣，制成直徑１０ｍｍ、高５ｍｍ的圓柱形樣品，其中提子制樣時選擇大小相似、質量相近（±１ｇ）的樣品，取樣時避免取到果皮；梨和蘋果沿軸向取樣，避免取到果心和果核，制成直徑１０ｍｍ、高５ｍｍ的圓柱形樣品。隨后將樣品裝入密封袋中，密封袋采用聚乙烯塑料袋（１０ｃｍ×１３ｃｍ）兩層密封（不留頂隙），隨后加入糖液，用密封機將密封袋封口，隨后進行超高壓處理。樣品處理示意圖如圖１所示，經過壓力處理后，果蔬的形態會發生變化，果蔬內部物質會與液體介質直接發生交換。

　　１．２．２體積變化率

　　采用排水法測定果蔬處理前后的體積，每個樣品測定３次（誤差小于０．１ｍＬ），每組樣品做３次平行，以新鮮果蔬作為對照樣，計算體積變化率［１４］ΔＶ＝Ｖ１－Ｖ０Ｖ０×１００％（１）式中：ΔＶ表示體積變化率，％；Ｖ０表示高壓處理前果蔬的體積，ｍＬ；Ｖ１表示高壓處理后果蔬的體積，ｍＬ。

　　２結果與討論

　　２．１不同果蔬的結構與性質

　　５種果蔬的密度由大到小的順序為：荔枝、提子、胡蘿卜、梨和蘋果，它們還具有不同水分含量和可溶性固形物含量。５種果蔬的性質和質構指標如表１所示，微觀結構如圖２所示。

　　果蔬的質構主要由細胞壁和胞間層的結構決定，細胞壁主要由纖維素、半纖維素、果膠質、木質素等聚合物構成，果膠質在中膠層中起粘連相鄰細胞的作用［１７］。不同品種的果蔬在細胞壁和胞間層的結構上并不一致，核果類的荔枝和漿果類的提子纖維素含量低于０．５％，細胞壁的機械強度較弱，屬于質地柔軟型果蔬；而根菜類的胡蘿卜、仁果類的梨和蘋果纖維素含量高于２．０％，細胞壁的硬度較大，屬于質地硬脆型果蔬［３］。結合表１和圖２，可以發現，這５種果蔬的密度和硬度等指標不存在線性相關關系。

　　２．２壓力大小對果蔬結構和性質的影響

　　一般認為，壓力越大，果蔬受壓縮的程度也越大，形變也越大，結構因此也會受到更大的破壞。采用不同的壓力處理荔枝、提子、胡蘿卜、梨和蘋果５種果蔬，探究其結構變化情況。圖３、圖４分別表示采用２００～５００ＭＰａ處理這５種果蔬后體積和質量的變化情況，具有不同上標者表示差異顯著（Ｐ＜０．０５）。

　　２．３保壓時間對果蔬結構和性質的影響

　　實驗中發現不同的壓力處理時間對果蔬的體積和質量影響較小，沒有顯著性差異（Ｐ＜０．０５）（數據未列出），說明相同壓力下處理時間的長短對于果蔬的體積和質量影響不大，造成果蔬質構指標降低的主要的原因是長時間的壓力處理對于果肉本身結構的破壞加劇而造成的。４００ＭＰａ下對５種果蔬分別處理５、１０、１５和２０ｍｉｎ后果蔬的硬度和回復性的變化情況如圖８、圖９所示，圖中具有不同上標者表示差異顯著（Ｐ＜０．０５）。

　　３結論

　　選取密度、含水量、可溶性固形物含量、微觀結構以及硬度、回復性存在差異的梨、蘋果、荔枝、提子、胡蘿卜這５種有代表性的果蔬作為實驗對象，研究了不同壓力大小和不同保壓時間對果蔬結構和性質的影響。

　　（１）果蔬的質地會影響其耐壓特性。質地柔軟、果肉截面孔隙和空泡較少的荔枝和提子具有一定的耐壓性，質地硬脆、孔隙和空泡結構較多的梨、蘋果和胡蘿卜受壓時會被壓縮。由于它們的組織結構不同，耐壓程度也不同，其中梨最容易被壓縮，壓縮率最高；蘋果耐壓性弱，低壓時結構已被壓縮，增壓不會引起其體積縮小；胡蘿卜由于結構致密，具有一定的耐壓性。從微觀結構看，所有果蔬的果肉都會隨著壓力的增大而變得孔隙增多增大。果蔬的密度和初始硬度這兩種性質影響處理后的質構指標變化，密度和初始硬度越大，處理后果蔬的硬度等指標下降幅度也越大。

　　（２）隨著保壓時間的延長，除胡蘿卜的質構受保壓時間的影響較小以外，其余４種果蔬的硬度、回復性均呈現下降的趨勢，延長處理時間會進一步破壞果蔬的結構。綜上分析可以得出，針對包含果蔬固體和液體介質（糖液）的產品，超高壓處理是一個可行的加工手段。壓力大小主要根據果蔬的耐受壓力進行選擇，在保證加工需要的情況下，應采用盡可能少的保壓時間，以減小果蔬結構受到的影響。

　　參考文獻：

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