发酵石榴汁的工艺研究及品质分析

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石榴营养价值丰富,青皮软籽石榴是四川会理的一种主要栽培品种,种植面积多达2万hm2,总产量约60万t,但目前精深加工产品较为单一。发酵是保持或改善果蔬品质,延长保质期的有效方法,进行石榴发酵饮品的开发能提高石榴的资源利用率。本文通过对比不同的乳酸菌复配对发酵石榴汁(Fermented pomegranate juices,FPJs)品质的影响,比较不同的杀菌处理——超高压(High hydrostatic pressure,HHP)和热处理(Thermal processing,TP)对FPJs抗氧化性和风味特性的影响,从而达到优化发酵石榴汁工艺的目的。主要研究结果如下:1、通过比较四种不同的乳酸菌两两复配发酵对FPJs品质的影响,采用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对FPJs各项指标进行分析。研究发现,添加植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌复配发酵的FPJs的总酚含量下降了7.2%(75.9 mg/100 mL)、抗坏血酸降低了37.7%(0.066 mg/mL)、花色苷降低了34.5%(42.38 mg/L)、DPPH自由基清除率降低了21.6%。而自然发酵样品中分别下降了23.0%、58.5%、51.22%、45.92%,表明植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌复配适用于石榴汁发酵。2、通过感官评定结合响应面实验,确定了FPJs制备的最佳发酵工艺为:糖液添加量12%、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的接种量(活菌数1.23×107 CFU/mL)为1.5%、发酵温度28℃、发酵时间48 h,制得的FPJs呈砖红色,无沉淀,酸甜适宜、口感舒适。其总酚含量为803.34±13.04 mg/L,花色苷含量为41.30±1.11 mg/L,DPPH自由基清除率为225.29±4.74μM Trolox/L。3、通过GC-MS分析在FPJs中检测出38种挥发性物质,与未发酵石榴汁相比FPJs中的酯类物质(42.59%)和醇类物质(35.75%)含量显著增加,主要是以正丁醇(6.21%)、壬醇(6.11%)、苯乙醇(5.95%)、庚醇(5.84%)为主的醇类物质和以乙酸乙酯(21.97%)、丁酸乙酯(4.54%)等乙酯类化合物为主的酯类物质,此外还检测出酮类、酸类物质,这些物质协同构成了FPJs的特征香气。4、比较不同的HHP处理条件(400 MPa600 MPa,310 min)对FPJs杀菌效果,研究发现其杀菌曲线符合Weibull模型,FPJs的pH、TA、TSS和ΔE在处理过程中较稳定;经600 MPa/3 min的HHP处理后FPJs中的黄酮、总酚、花色苷和抗氧化活性保留率分别为91.18%(797.90±3.93 mg/L),97.52%(783.41±2.87 mg/L),95.69%(39.52±0.75 mg/L)和95.89%(216.03±4.61μM Trolox/L),比传统的热处理(65℃/20 min)样品中的黄酮、总酚、花色苷和抗氧化活性保留率分别高了4.62%、24.61%、26.83%和7.08%。5、考察经HHP(500 MPa/10 min)和TP处理的FPJs在4℃和25℃条件下的贮藏特性和品质变化。结果表明,在30 d的贮藏期间,HHP和TP处理的FPJs菌落总数(Aerobic plate count,APC)小于2个对数值,且无霉菌和酵母菌(Yeasts and molds,Y&M)检出,符合国标要求(GB 7101-2015和NY/T 434-2016),表明HHP和TP能保证FPJs的微生物安全性。在贮藏期间FPJs中的pH、TSS、TA相对稳定未发生明显变化,而随着贮藏时间的延长FPJs中的总酚、黄酮、花色苷等含量下降。FPJs中DPPH自由基清除能力和O2-清除能力与其黄酮、总酚和花色苷含量呈极显著正相关,相关系数为0.9580.995。随着贮藏时间的延长,FPJs中的酯类物质和醇类物质含量有所下降。综合分析发现HHP处理后的FPJs在4℃条件下贮藏能更好地保持其品质。
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