選用熱敏性果汁——獼猴桃果汁為超高壓殺菌處理的對(duì)象,以溫度、壓力和時(shí)間為超高壓殺菌處理參數(shù),對(duì)獼猴桃果汁的超高壓處理殺菌鈍酶效果和品質(zhì)變化進(jìn)行研究。 以菌落總數(shù)、霉菌酵母菌為指標(biāo),研究微生物在超高壓殺菌處理后的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)菌落數(shù)隨著壓力的升高呈明顯下降趨勢(shì),30℃、400 MPa壓力下獼猴桃果汁即可達(dá)到商業(yè)無(wú)菌(GB19297-2003),說(shuō)明超高壓殺菌設(shè)備對(duì)細(xì)菌的致死效果顯著。當(dāng)協(xié)同處理溫度為50℃時(shí),經(jīng)處理的獼猴桃果汁樣品在4℃貯藏30 d后,仍然滿足商業(yè)無(wú)菌要求。
       設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化獼猴桃中過(guò)氧化物酶的提取工藝條件,最終提取工藝條件為緩沖液pH值7.5、緩沖液濃度0.05 mol/L、NaCl濃度1.0 mol/L、PVPP添加量2%。 研究不同溫度不同保壓時(shí)間下壓力對(duì)獼猴桃中過(guò)氧化物酶活力影響趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)壓力對(duì)過(guò)氧化物酶活力有顯著影響,較明顯的失活過(guò)程主要發(fā)生在400 MPa以上的較高壓力處理階段。鈍化酶的效果隨溫度升高而明顯增加。隨著時(shí)間延長(zhǎng),酶活的降低就越明顯。但在15 min以后,下降趨勢(shì)漸緩。部分條件超高壓處理后出現(xiàn)過(guò)氧化物酶活力反彈現(xiàn)象。真實(shí)的食品體系中復(fù)雜的食品成分對(duì)于過(guò)氧化物酶的酶活具有一定的保護(hù)作用。
        采用響應(yīng)面分析和支持向量回歸分析方法建立了獼猴桃過(guò)氧化物酶的超高壓鈍化動(dòng)力學(xué)模型。經(jīng)由響應(yīng)面回歸分析,采用Box-Behnken設(shè)計(jì)方法,對(duì)壓力、溫度和時(shí)間三個(gè)因素分別以X1、X2、X3表示,并以+1、0、-1分別代表自變量的高、中、低水平,得到相對(duì)殘余酶活A(yù)t/A0(Y)標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為:Y=0.90-0.15A-0.17B-0.056C-0.086A2 -0.075B2-0.023C2-0.022AB-0.025AC-0.027BC。采用支持向量回歸分析方法,使用matlab 7.0軟件,以壓力、時(shí)間、溫度作X軸歸一化處理,以相對(duì)殘留酶活為Y軸,得到X-Y關(guān)系圖。對(duì)響應(yīng)面法和支持向量回歸分析方法進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn),由于兩種方法擬合極限狀態(tài)方程都存在偏差,故兩種方法不可能得到精確解。但是結(jié)果誤差較小,并且響應(yīng)面法的計(jì)算效率較高。但支持向量回歸預(yù)測(cè)值更符合實(shí)際測(cè)試值,且其泛化適用能力要遠(yuǎn)比響應(yīng)面法好。在對(duì)超高壓處理鈍化過(guò)氧化物酶進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),可以將兩者結(jié)合進(jìn)行分析。 獼猴桃過(guò)氧化物酶的最適pH范圍在6.0-8.5之間,這一范圍之外,在偏酸和偏堿的兩側(cè)均迅速下降。可能是由于獼猴桃中存在多種同工酶,且各個(gè)同工酶的最適pH值不同,從而產(chǎn)生了較寬的最適pH范圍。
       Native-PAGE電泳發(fā)現(xiàn)未處理過(guò)氧化物酶樣品中存在兩條同工酶酶帶,在較低壓力處理后活性上升,并且出現(xiàn)新的同工酶;在較高壓力處理后,新酶帶消失,活性有所抑制。由SDS-PAGE電泳分析可知,不同壓力大小處理后的過(guò)氧化物酶的SDS-PAGE電泳譜圖沒(méi)有發(fā)生顯著的變化,說(shuō)明超高壓對(duì)酶蛋白分子的亞基不能產(chǎn)生明顯的影響。采用DEAE Sepharose Fast Flow離子交換色譜分離,得到酸性過(guò)氧化物酶(記為組分1)和堿性過(guò)氧化物酶(記為組分2)。并進(jìn)一步通過(guò)Superdex 75凝膠過(guò)濾色譜分離,得到過(guò)氧化物酶同工酶POD I和POD II(純度分別為99.93%和93.37%)。過(guò)氧化物酶同工酶I和II的最適pH值分別為6.0和7.5。超高壓處理后酶活力隨壓力變化曲線也不相同,說(shuō)明兩者的高壓穩(wěn)定性不同,從而為兩者結(jié)合表現(xiàn)出的過(guò)氧化物酶活力在高壓下的不規(guī)律變化提供了新的依據(jù)。并且,CD譜也顯示了其二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象單元含量在壓力處理后發(fā)生了不同的變化。
           超高壓處理能夠較好的保存果汁原有的感官性質(zhì),能夠保持獼猴桃果汁中的天然營(yíng)養(yǎng)成分(還原糖、Vc、氨基酸等)。溫度和壓力協(xié)同處理后,果汁的褐變減輕。且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),各樣品色澤ΔE值之間的差距逐漸縮小。鮮榨獼猴桃果汁的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別是2-己烯醛(69.35%)和己醛(11.23%),鮮榨獼猴桃果汁的揮發(fā)性組分中最主要的是醛類化合物(85.139%)。超高壓處理后,獼猴桃果汁中醛類化合物含量有所提高,說(shuō)明高壓中溫協(xié)同處理對(duì)獼猴桃風(fēng)味有加強(qiáng)作用。 高壓和熱協(xié)同處理不僅改變了果汁中粒子的形態(tài),同時(shí)影響了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成,使得大分子之間、顆粒之間、大分子和顆粒之間的相互作用發(fā)生了變化。獼猴桃果汁體系符合Herschel-Bulkley方程,表現(xiàn)出非牛頓流體特性。 未經(jīng)超高壓殺菌設(shè)備處理的獼猴桃果汁,屬于假塑性流體。
        在經(jīng)超高壓殺菌設(shè)備處理后,逐漸顯示出觸變性,在高于400 MPa壓力處理后產(chǎn)生了觸變環(huán)。動(dòng)態(tài)流變特性研究表明,壓力處理對(duì)于獼猴桃果汁體系有明顯的增加黏性并降低彈性的作用。同時(shí),處理溫度也會(huì)影響高壓處理對(duì)獼猴桃果汁流變特性作用的效果。獼猴桃果汁中的大分子在經(jīng)過(guò)壓力溫度協(xié)同處理后,同時(shí)存在聚合和解聚兩種現(xiàn)象。升高溫度可以加速以上兩個(gè)過(guò)程。