梨(Pyrus bretschneideri R.)是产量较大的温带水果,仅次于葡萄及苹果。其中,中国的梨产量占世界产量的70%以上。在中国,梨作为传统药物使用已有2000多年历史,具有抗炎、抗高血糖及利尿等功效。相比苹果,梨具有较低的钠含量、较高的钾含量及低酸性性质使其成为高酸性食品及婴儿食品的常见成分。热处理是食品加工过程常用的杀菌及灭酶活方法。但是,热处理也会带来负面影响包括营养流失、不良气味的产生、结构及功能的破坏。防止活性成分的流失及顺应消费者对安全健康食品日益增加的需求推动了研究机构发展可以减少热损失的加工技术。超声是一种非热处理方法,作为可以替代热处理的技术引起了广泛关注。超声具有操作简便、对环境友好、低成本及高效率等优点,在食品工业尤其在包括搅拌、除气、低温灭菌及匀浆等液体食品系统中有广泛应用。因此,本论文旨在研究超声处理梨汁后,对其质量参数、活性物质、酶、微生物、矿物质、糖及理化性质的影响。同时与传统的低温灭菌法、超声与脉冲电场结合比较,此外还研究了处理后对延长贮藏期的影响。首先,超声(振幅70%(500 W)、频率25 kHz,25 ℃分别处理新鲜梨汁0、15、30、45及60 min,研究不同时间超声处理对梨汁理化性质(总的可溶性固形物、pH、可滴定酸度及浑浊度)、维生素C、总酚、黄酮、抗氧化能力、糖含量(蔗糖、葡萄糖及果糖)、矿物质(Na、Fe、K、Mg、P、Ca、Mn、Zn及Cu)、多酚成分(绿原酸、咖啡酸、儿茶素、表儿茶素及phlodridzin)及微生物(总的平板细菌计数、酵母及霉菌)的影响。结果显示超声处理后,总的可溶性固形物、pH及可滴定酸度在不同处理时间无显著性差异;浑浊度、维生素C、总酚、总黄酮、总抗氧化能力、糖含量、多酚类化合物及矿物质(Na,K,Fe及Mg)含量显著上升;微生物数目及一些矿物质(P及Cu)含量下降,Ca及Mn的含量保持不变。超声处理60 min的效果最佳。可以推断超声处理可用于工业大规模生产安全优质的梨汁。其次,研究新鲜梨汁经常规及超声杀菌后对微生物及酶钝化的影响。超声杀菌条件:温度设置为25、45及65 ℃时间10 min,功率750 W(频率20 kHz,振幅70%);传统的杀菌条件为:65 处理10 min及95 处理2 min。经传统的杀菌方法(95 ℃2 min)处理后,过氧化物酶、果胶甲酯酶及多酚酶完全失去酶活,但这种处理也会引起维生素C、总酚、黄酮及抗氧化能力的最大流失。在65℃的条件下超声杀菌,维生素C及其他多酚物质能得到有效的保留,酶活显著下降,微生物全部被杀死。梨汁的pH、酸度及可溶性固形物在传统及超声杀菌处理前后均无显著变化。结果说明低温结合超声杀菌可用于工业化生产改善梨汁质量。已经发现热超声波在低温食品贮藏中较为有效,但是,其对食品系统贮存期的延长作用尚未得到充分的研究。经传统及超声杀菌处理后的梨汁贮存于4℃,研究其中微生物及营养物质的变化。传统的杀菌方法为95℃持续5 min,超声杀菌的条件为:频率30 kHz,幅度70%,功率750 W,分别在25及45 ℃下处理10 min。未经超声处理的新鲜梨汁、US45及US65处理,梨汁的贮存期分别为9、12及15天。经传统杀菌及超声杀菌处理后,维生素C含量、总酚含量、总抗氧化能力及浑浊度都下降;pH、酸度及糖含量保持不变。梨汁经95℃传统杀菌(P95)及65 ℃超声杀菌(US65),贮存21天后仍保持较好的品质,但相比US65,经P95处理会引起更大的营养流失。US杀菌具有低温、能保持活性物质、符合安全标准及延长贮存期等优点,是一种具有发展前景的梨汁加工技术。应用联合非热杀菌技术保存食物特别是液体食物是目前的一个热门趋势。新鲜的梨汁可以用超声波(750W、25kHz、70%、45℃、10min),脉冲电场(30kV/cm,600μs,80 mL/min)或者两者相结合的方法灭菌并钝化酶活。巴氏灭菌(95 ℃,5 min)与之相比,虽然酶(多酚氧化酶,果胶酯酶和过氧化物酶)以及微生物(总菌落数,酵母和霉菌)已经完全失活,但是总多酚,维生素C及抗氧化的能力都有很大的下降。运用超声波比用脉冲电场能更好的灭菌和钝化酶活。用超声波和脉冲电场相结合的方法可以完全杀灭微生物并钝化PPO,POD和PME的活性(95.76%,93.37%,94.42%),同时相比其他方法可以最大程度的保留维生素C,总多酚的含量和抗氧化能力。在所有处理中,pH、总的可溶性固形物及酸度均保持不变。以上结果表明联合非热杀菌技术可以提高梨子汁的品质。总而言之,本研究表明超声处理可以有效提高梨汁的品质及改善营养成分。联合超声及低温处理,或者超声与PEF能达到控制微生物及酶活的标准并有效防止常规热加工过程出现的热损失。因此是在商业水平上生产安全、营养的梨汁的有效加工技术。