柿子（Diospyros kaki Thunb.）属柿科柿属植物的果实，其色泽艳丽、味甜多汁，具有很高的营养价值和药用价值[1]。中医认为，柿果味甘、涩，性寒，有清热去燥、润肺化痰、止渴生津、健脾、软坚、治痢、止血等功效，可以缓解大便干结、痔疮疼痛或出血、干咳、喉痛、高血压等症状[2]；所以，柿子是慢性支气管炎、高血压、内外痔疮患者的天然保健食品。有资料表明，柿果中还含有大量的维生素和多酚等活性物质，其中VC含量比一般水果高1～2 倍，这些物质具有很强的抗氧化活性和清除自由基的能力[3-6]，能够防止低密度脂蛋白氧化[7]，降低胆固醇浓度[8]，对糖尿病[9]、心血管疾病[10]和癌症[11]等起到有效预防和一定的辅助治疗效果。世界卫生组织向公众推荐的最佳食物榜中，柿排名最佳水果榜第八[12]。
超高压处理是一种新型的食品非热力加工技术，因其能在室温或低温条件下达到商业无菌的要求，故可有效延长加工品货架期，较好地保留食品原有的色、香、味和营养成分，有的甚至可以使食品的风味得到改良，具有耗能低、污染少的优点[13]，目前在猕猴桃[14]、草莓[15]、芒果[16]、苹果[17]、柿子[18]等果浆加工方面都有一定的应用研究。
我国柿果的栽培主要以涩柿为主，但涩柿脱涩后易软化、腐烂，不易保存，而柿加工过程中易出现返涩、褐变等现象，故目前柿加工品较少，主要以柿饼为主，品种较单一。本研究对柿浆采用真空处理包装后进行超高压处理，拟解决采用常规热处理手段加工后的柿浆营养损失大、易变色、返涩等问题，在为柿加工提供新产品的同时，也为柿果新型加工技术的应用提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
柿果购于山西省太谷县果蔬市场。挑选果面橙黄色，有一定硬度、无损伤、无病虫害的牛心柿果实。
没食子酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、水溶性VE 美国Sigma公司；甲醇、乙醇、盐酸、无水碳酸钠、氯化铝、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、2,6-二氯靛酚钠、草酸、VC、福林-酚试剂、硫酸铜、酒石酸钾钠、无水葡萄糖均为分析纯。
1.2 仪器与设备
S-Q600-S1型超高压处理设备 山西山水银河科技有限公司；JYL-C025多功能料理机 九阳小家电有限公司；JML-50胶体磨 温州胶体磨厂；DZ500-ZD真空包装机上海余特包装机械制造有限公司；WSC-S色差计上海精密科学仪器有限公司；UV-2450型紫外分光光度计日本岛津公司；PR-101α手持折光仪 日本ATAGO公司。
1.3 方法
1.3.1 柿果浆的制备
采用300 mg/L乙烯利溶液浸果，10 s后取出，于塑料袋中密封，5 d后取出，清洗、去蒂、去皮后入打浆机打浆，然后用胶体磨磨细，调配脱气后装入聚乙烯塑料包装袋中，装量为100 g/袋，真空封口机封口后进行超高压处理。
1.3.2 超高压处理
将包装好的样品置于超高压容器内，采用300、400、500、600 MPa压力均分别处理5、10、15、20 min，以常压下未处理的样品作为对照组，处理完毕后保存于4 ℃冰箱内，尽快完成各项指标测定。每处理设3 次重复。
1.3.3 测定指标
菌落总数的测定：按GB/T 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[19]的相关操作进行计数；可溶性糖含量的测定[20]：采用蒽酮试剂法测定，结果以质量分数表示；可滴定酸含量的测定[20]：以酸碱滴定法测定，结果以柠檬酸的含量换算，以质量分数表示；可溶性固形物含量的测定：采用手持折光仪测定；VC含量的测定[20]：采用2,6-二氯靛酚法测定，结果以鲜样质量计。过氧化物酶（peroxidase，POD）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活力的测定[20]：采用比色法，结果以相对酶活力表示，单位为%；酚类物质含量的测定：采用福林-肖卡法[21]测定，结果以没食子酸等价值表示，单位为mg/g（以鲜样计）；抗氧化活性测定：以DPPH自由基清除率[22]计，单位为%；可溶性单宁含量的测定：参照NY/T 1600—2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定 分光光度法》[23]中的方法测定，单位为mg/g（以鲜样计）。
色泽的测定：采用色差计测定，L*值为明度指数，a*值表征红绿色，b*值表征黄蓝色。总色差（ΔE）的计算见式（1）。
式中：L*、a*、b*代表超高压处理后样品测定值；L0*、a0*、b0*代表未处理的对照组测定值。
1.4 数据处理
实验数据采用SPSS 19.0软件进行Tukey多重比较分析，检验其差异显著性。图表采用Excel 2007软件绘制。
2 结果与分析
2.1 不同超高压处理条件对柿浆杀菌效果的影响
图1 不同超高压处理条件对柿浆菌落总数的影响
Fig. 1 Effect of ultra-high pressure treatment on total number of bacteria in persimmon pulp
小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。
由图1可知，通过超高压处理后的柿浆菌落总数都大幅度降低，与对照组相比差异显著（P＜0.05），且随压力增大和保压时间的延长均呈下降趋势。2015年发布的GB 17325—2015《食品安全国家标准 食品工业用浓缩液（汁、浆）》[24]中并未对菌落总数有规定，但GB 19297—2003《果、蔬汁饮料卫生标准》[25]和GB 19299—2003《果冻卫生标准》[26]分别规定产品菌落总数不超过100 CFU/mL和不超过100 CFU/g即达商业无菌，故本研究以菌落总数不超过100 CFU/g为商业无菌，即不超过2 lg（CFU/g）。当保压时间为5 min时，各压力处理组均未达到商业无菌，表明超高压灭菌需要一定的致死时间；保压时间固定为10 min，处理压力达500 MPa时柿浆可达商业无菌；而当保压时间延长为15 min时，400 MPa的处理压力就可达到商业无菌的要求。压力为300 MPa时，随着保压时间的延长，菌落总数下降明显；加压至400 MPa，5～15 min内菌落总数下降明显，其后下降缓慢；压力达500 MPa和600 MPa 时，除5～10 min内菌落总数下降较明显，其后随时间延长，菌落总数虽仍有下降，但下降速率较慢，10 min与20 min的菌落总数的对数值仅分别相差0.18和0.35，表明500 MPa处理10 min达商业无菌后，无论增加处理压力还是延长处理时间，菌落总数都变化较小。
2.2 不同超高压处理条件对柿浆可溶性糖含量的影响
图2 不同超高压处理条件对柿浆可溶性糖含量的影响
Fig. 2 Effect of ultra-high pressure treatment on soluble sugar content in persimmon pulp
由图2可知，柿浆中可溶性糖的含量随超高压处理压力增大呈先上升后降低趋势，在300 MPa时最大，但在整个处理压力范围内变化不大。300 MPa时可溶性糖含量最高，可能是随着压力的升高，部分糖化酶的活性受到了抑制。随着处理时间的延长，柿浆可溶性糖含量有下降趋势，但下降很少，各处理组间差异不显著（P＞0.05）。在所有处理中，300 MPa、5 min时可溶性糖含量最高，600 MPa、20 min时可溶性糖含量最低，但与对照组相比，所有处理组差异都不显著（P＞0.05），说明超高压处理可以很好地保存柿浆中的可溶性糖。
2.3 不同超高压处理条件对柿浆可溶性固形物和可滴定酸含量的影响
图3 不同超高压处理条件对柿浆可溶性固形物（A）和可滴定酸（B）含量的影响
Fig. 3 Effect of ultra-high pressure treatment on the contents of soluble solid (A) and titratable acid (B) in persimmon pulp
由图3可以看出，无论是增加超高压处理的压力还是延长保压时间，柿浆中可溶性固形物含量和可滴定酸含量都无显著差异（P＞0.05），可溶性固形物含量都保持在19.1%左右，可滴定酸含量保持在0.10%左右，说明超高压处理对柿浆中可溶性固形物含量和可滴定酸含量影响较小，可以较好地保持柿浆品质。
2.4 不同超高压处理条件对柿浆VC含量的影响
VC具有很强的还原性，性质极不稳定，在氧、热、光、碱性物质存在的条件下极易被氧化破坏[27]。由图4可以看出，超高压处理后柿浆中VC的保存率下降，各处理组与对照组之间差异显著，但VC总体损失不大，损失率最高的是600 MPa、20 min处理条件下的柿浆，大约损失了8.06%。随着处理压力的升高，柿浆中VC的保存率下降，300 MPa与500、600 MPa处理组间差异显著，400 MPa与500、600 MPa处理组间也大部分差异显著。随着保压时间的延长，柿浆中VC的保存率也基本呈下降趋势，但各处理组之间差异不显著。这说明超高压处理影响柿浆中VC保存率的主要因素是处理压力。
图4 不同超高压处理条件对柿浆VC含量的影响
Fig. 4 Effect of ultra-high pressure treatment on vitamin C content in persimmon pulp
结合实验结果和VC的不稳定性来看，超高压处理导致VC损失的原因有以下两个方面的可能：一是由于超高压处理导致物料体系中活性氧比例增大，提高了活性氧与VC接触的可能性；二是超高压处理过程中由于压力导致高压腔内温度略有提高，从而加速了VC的氧化。因此，在达到杀菌目的的前提下，尽可能降低处理压力和缩短保压时间可最大限度降低VC损失。
2.5 不同超高压处理条件对柿浆POD和PPO活力的影响
图5 不同超高压处理条件对柿浆中POD（A）和PPO（B）活力的影响
Fig. 5 Effect of ultra-high pressure treatment on POD (A) and PPO (B)activity in persimmon pulp
有研究表明，POD对热稳定，是植物中一种最难钝化的酶，因此常被作为灭酶效果的指标酶[28]。由图5A可知，与对照组相比，随着处理压力的增加和保压时间的延长，柿浆中POD活力都有所下降，在400 MPa压力条件下，0～15 min内POD的活力迅速降低，15 min后残留酶的活力下降缓慢，500 MPa和600 MPa压力条件下，10 min后其残留酶活力下降缓慢，继续延长保压时间对酶的活力影响较小。这说明在一定压力条件下，保压时间达到一定值后，时间不再是影响酶活力的主要因素。由图5A可以看出，600 MPa处理20 min，亦不能完全钝化柿浆中POD的活性，只是使其活力下降了32%左右。
由图5B可以看出，保压时间一定时，随着处理压力的升高，PPO相对酶活力先上升后下降，在300 MPa、5 min时相对酶活力最高，比未超高压处理时升高了15.77%，后随处理压力下降，300～400 MPa下降最快，超过400 MPa后下降缓慢，500～600 MPa的压力下相对酶活力基本保持不变。当处理压力保持不变，PPO相对酶活力随保压时间延长呈明显下降趋势，但处理15 min至20 min时下降速率变缓，说明400 MPa、20 min 和500 MPa、15 min处理柿浆可以达到超高压处理柿浆钝化PPO的最佳效果。但500 MPa、15 min的处理条件仍无法使柿浆中的PPO完全灭活，说明PPO也是较耐高压的酶之一。
如果在生产中需要提高对POD和PPO的灭活效果，可考虑通过超高压与其他方式（中温处理、微波处理等）协同处理达到目的。
2.6 不同超高压处理条件对柿浆酚类物质含量及抗氧化活性的影响
图6 不同超高压处理条件对柿浆酚类物质含量（A）及DPPH
自由基清除能力（B）的比较
Fig. 6 Comparison of phenol content (A) and DPPH free radical scavenging capacity (B) of ultra-high pressure-treated persimmon pulp
由图6A可以看出，不同压力处理后柿浆中酚类物质含量都显著高于对照组（P＜0.05）。保压时间一定时，随着处理压力的增大，柿浆中酚类物质含量先升高后降低，压力400 MPa、20 min时酚类物质含量最大；在处理压力一定的情况下，随着处理时间延长，酚类物质含量呈增大趋势，压力分别达到500 MPa和600 MPa时，随保压时间延长，各处理组间酚类物质含量差异不显著。整个实验过程中酚类物质含量比对照组高可能是由于压力导致细胞结构被破坏，更多酚类化合物流出。保压时间分别维持在15 min和20 min时，处理压力在400～600 MPa范围内时，酚类物质含量随着处理压力的增加而下降，可能是压力过高使柿浆中蛋白质分子结构改变，使位于分子折叠结构中易于接近的反应位点充分暴露并与小分子多酚结合，从而降低了酚类物质的含量[29]。
由图6B可以看出，经300～600 MPa超高压处理后的柿浆对DPPH自由基的清除率都显著高于对照组（P＜0.05），但不同处理压力和不同处理时间对DPPH自由基的清除率的影响差异不显著（P＞0.05）。超高压处理提高了DPPH自由基清除率主要是因为柿浆中的主要抗氧化活性成分多酚的提取率在超高压条件下有所提高，故柿浆的抗氧化活性有所上升。
2.7 不同超高压处理条件对柿浆可溶性单宁含量的影响
图7 不同超高压处理条件对柿浆可溶性单宁含量的影响
Fig. 7 Effect of ultra-high pressure treatment on soluble tannin content in persimmon pulp
可溶性单宁是柿果涩味的主要来源，经脱涩处理后的可溶性单宁向不溶性单宁转化，使柿果涩味减淡，但转化后的不溶性单宁在温度、酸碱度等条件改变时仍可转化为可溶性单宁，使柿加工品出现返涩现象，返涩是柿果加工中较难解决的问题之一。由图7可以看出，300～600 MPa超高压处理后柿果的可溶性单宁含量都有所升高，且各处理组都显著高于对照组（P＜0.05），各处理组间可溶性单宁含量也有所差别，有些处理间差异显著，超高压处理后可溶性单宁含量维持在0.69～0.87 mg/g之间，但远低于柿子涩味的临界值（2 mg/g）[30]。所以，超高压处理不会使柿浆出现返涩现象。
2.8 不同超高压处理条件对柿浆色泽的影响
由表1可以看出，经超高压处理后柿浆的L*、a*、b*值都大于对照组，表明超高压处理可以提亮柿浆色度，使果浆颜色更加接近柿子完熟时的黄红色。就色差变化而言，除600 MPa压力下处理10 min和20 min的柿浆ΔE值略高于2外，超高压处理后柿浆的总色差ΔE值都小于2，按照Francis等[31]的食物比色原则，当ΔE不大于2时，色泽的变化在视觉上无法察觉，表明超高压处理对柿浆色泽几乎没有影响，可以很好地保持柿浆色泽。
表1 不同超高压处理条件对柿浆色泽的影响
Table 1 Effect of ultra-high pressure treatment on color quality of persimmon pulp
注：同列小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
3 结 论
在微生物安全方面，400 MPa以上压力处理15 min和500 MPa以上压力处理10 min可使柿浆达到商业无菌的要求，在产品保质期内保持质量稳定和良好的商业价值，说明超高压加工技术对柿浆中的细菌有很好的杀灭效果，可以作为低温灭菌手段应用于易变色和易返涩类果浆制品。但400 MPa压力处理15 min的能耗明显低于500 MPa压力处理10 min的柿浆，建议采用400 MPa压力处理15 min生产。经超高压处理后的柿浆对其中VC和可溶性糖等营养成分的保存率较高，且高压处理能维持可溶性固形物和可滴定酸含量，400 MPa常温下杀菌15 min柿浆营养成分保存较高。通过可满足柿浆商业无菌条件的超高压处理可以有效地抑制柿浆中PPO和POD的活性，保持柿浆色泽，防止褐变发生；能维持柿单宁含量低于0.87 mg/g；且提高了柿浆中功能性成分酚类物质的含量，使柿浆抗氧化效果增强。
综上所述，400 MPa常温下对柿浆杀菌15 min，杀菌彻底，保持了柿浆中的营养成分和原有色泽，防止了褐变的发生，使柿浆中酚类物质功能性成分含量增加，提高了产品抗氧化活性，且加工后产品未出现返涩现象。说明超高压处理用于柿浆不仅能保证其在微生物方面的安全性，也能更好地保持食品中固有的营养成分、风味、色泽等，还可以提高产品品质，是一种很有潜力和发展前景的食品加工技术。
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