全 文 ：食品与发酵工业 FOOD AND FEＲMENTATION INDUSTＲIES
142 2014 Vol. 40 No. 3 (Total 315)
高静压加工对山竹汁微生物及品质的影响*
潘玲，陶丹丹，亢晓，郭韶瑾，王君，徐茜，廖小军，胡小松，张燕
(中国农业大学食品科学与营养工程学院，国家果蔬加工工程技术研究中心，
农业部果蔬加工重点实验室，北京，100083)
摘 要 利用高静压(high hydrostatic pressure，HHP)技术对山竹果汁中的微生物和果汁品质进行研究。结果表
明:经 400 MPa，10 min和 500 MPa，5 min的 HHP处理后，山竹汁中的自然菌群全部被杀灭，而山竹汁的颜色、糖
度、酸度等理化指标，以及其中的 VC、总酚含量和抗氧化活性等营养品质，未发生显著的变化(P ＞ 0. 05)。
关键词 高静压，山竹汁，微生物，理化性质，营养品质
第一作者:硕士研究生(张燕副教授为通讯作者，E-mail:zhangy-
an － 348@ hotmail． com)
* 吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目
收稿日期:2013 － 12 － 07，改回日期:2013 － 12 － 24
山竹(Garcinia mangostana L. )又名山竹子、莽吉
柿、凤果［1］，是藤黄科(Guttiferae)藤黄属(Garcinia)
常绿乔木山竹的果实，素有“果中皇后”之称［2］。山
竹果实主要作为水果鲜食，柔软多汁，甜而略带酸味，
果实中含有碳水化合物、柠檬酸、VB、多种氨基酸、蛋
白质、脂肪和丰富的矿物质，具有较高的食用价值和
营养价值。对山竹果肉的成分研究发现，其可溶性固
形物高达 16. 5，pH值为 3. 20，糖酸比为 25. 0，适合加
工成果汁。
近年来，高静压技术(high hydrostatic pressure
processing，HHP) ，又称为超高压技术(ultra high
pressure processing，UHP)或高压加工技术(high pres-
sure processing，HPP) ，作为一项新的非热加工技术，
适合加工含有热敏性成分食品。山竹汁中含有大量
的热敏性成分，因此，本文通过 HPP技术对山竹汁微
生物及品质指标的加工进行必要的评价，为以后
HHP技术的深加工提供初步的理论依据。
1 材料和方法
1. 1 材料
成熟山竹，购于北京新发地农产品批发市场，原
产地泰国，大小均匀，无霉烂果，于 4 ℃冷库内过夜，
隔天测定。
1. 2 试剂
色谱纯甲醇，德国Merck公司;Trolox、三吡啶-三
吖嗪(TPTZ)、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) ，
Sigma-Aldrich 上海贸易有限公司;分析纯 Folin-Cio-
calteu，北京拜尔迪生物公司;分析纯 HPO3、NaOH、抗
坏血酸、FeCl3、乙醇、冰醋酸、无水乙酸钠、Na2HPO4、
NaH2PO4、Na2CO3、没食子酸、邻苯二酚、浓 H2SO4、蒽
酮，北京化学试剂公司;平板计数琼脂培养基、孟加拉
红培养基，北京陆桥技术有限责任公司。
1. 3 仪器与设备
CAU-HHP － 700 － 6 高静压设备，包头科发新型
高技术食品机械有限责任公司;FT74X UHT /HTST加
热交换处理单元，英国 Armfield 公司;SW-lJ-1FD 超
净台，苏州尚田洁净技术有限公司;LDZX-50KBS 立
式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂;PHX 智能
型生化培养箱，宁波莱福科技有限公司;751GPD 自
动电位滴定仪，瑞士万通公司;SC － 80C色差仪，北京
康光仪器有限公司;AＲ 550 流变仪，美国 TA 公司;
LC － 20AT 高效液相色谱仪，日本岛津公司;JYL －
610 九阳料理机，九阳股份有限公司;UV － 762 紫外
分光光度计，上海精密科学仪器有限公司;EY － 300A
分析天平，日本松下电器公司;2000 D 超纯水器，北
京长风仪器仪表公司;S － HH － W21 － Cr600 恒温水
浴箱，北京长安科学仪器厂;WAY －2S数字阿贝折射
仪，上海精密科学仪器有限公司;Orion868 pH 计，美
国 Thermo Orion 公司;CＲ21GⅢ高速冷冻离心机，日
本日立公司。
1. 4 实验方法
1. 4. 1 山竹汁加工工艺
山竹先经清洗、人工去皮，用 2 层纱布过滤去核，
再经蒸汽热烫 1 min，山竹果肉以 1∶ 2. 5 加入蒸馏水
以及 0. 1%Vc和 0. 5%柠檬酸，趁热打浆，在 25 MPa，
5 min 的条件下均质，再加入蔗糖和蒸馏水，调配成
12. 90 °Brix，pH为 2. 57，最后，用 100 mL聚氯乙烯瓶
灌装，拧上瓶盖密封后，进行 HHP灭菌。
生产与科研经验
2014年第 40卷第 3期(总第 315期) 143
1. 4. 2 HHP处理
将上述山竹汁置于 HHP 处理釜中，于室温
(25 ℃)下，采用压力为 400 MPa，保压时间为 5 min、
10 min;压力为 500 MPa，保压时间为 2. 5 min、5 min、
10 min进行 HHP处理。空白对照为常压(0. 1 MPa)
下未经处理的样品，所有样品于常温下进行贮藏，尽
快完成各项指标检测。
1. 4. 3 HTST处理
将 100 mL聚氯乙烯瓶置于超净台中，紫外杀菌
30 min，将上述山竹汁进行 HTST 处理(110 ℃，8. 6
s) ，在无菌超净台里装瓶、拧上瓶盖密封，所有样品于
常温下进行贮藏，尽快完成各项指标检测。
1. 4. 4 微生物检测
以菌落总数、霉菌和酵母菌作为微生物检测指
标，根据 GB4789 － 2008 的相关操作进行微生物菌落
计数;菌落总数培养基选用平板计数琼脂培养基，霉
菌、酵母菌计数选用孟加拉红培养基;为保证试验数
据准确性，试验结果均为 2 个平行、3 组重复数据平
均所得。
1. 4. 5 理化指标的测定
1. 4. 5. 1 色泽测定
采用 SC － 80 C 色差仪，室温反射模式下测定
L* 、a* 、b* 值。其中:L* 表示亮度，L* 值愈大，色泽愈
白。ΔE计算:
ΔE = ［(L* － L*0 )
2 + (a* － a*0 )
2 + (b* － b*0 )
2］1 /2
(1)
式中:ΔE，总色差;L* ，处理后样品亮度值;L*0 ，
处理前样品亮度值;a* ，处理后样品红色值;a*0 ，处理
前样品红色值;b* ，处理后样品黄色值;b* 0，处理前
样品黄色值。
1. 4. 5. 2 褐变度测定
取 5 mL 山竹汁在 10 000 r /min，4 ℃下离心 20
min，取上清液，经 0. 45 μm 的滤膜过滤后，用分光光
度计测 420 nm外吸光值［3］。
1. 4. 5. 3 流变性测定
采用 AＲ 550 流变仪，选择同心圆筒系统和半径
为 14 mm 的锥形转子，于 25 ℃下进行系统测量，剪
切速率 1 ～ 100 s －1，可得表观黏度-剪切速率图，并将
所得剪切应力对剪切速率做幂律方程模型拟合。幂
律方程(Power Law)形式如下:
σ = k·γn (2)
式中:σ，剪切应力，Pa;k，稠度系数，Pa·sn;γ，剪
切速率，s － 1;n，流动特性指数，n = 1 时为牛顿流体行
为，n ＜ 1 时为假塑性行为(剪切稀化) ，n ＞ 1 时为胀
塑性行为(剪切稠化)。
1. 4. 5. 4 pH值测定
采用美国奥立龙 868 型 pH计测定。
1. 4. 5. 5 可溶性固形物含量测定
上海精密科学仪器有限公司 WAY － 2S 型数字
阿贝折射仪，连接水浴使设备温度控制在(20 ± 2)℃
后，测定样品的可溶性固形物含量。
1. 4. 5. 6 浊度测定
将山竹浆稀释 5 倍，采用 SC － 80 C色差仪，室温
透射模式的浊度方法下测定浊度。
1. 4. 5. 7 可滴定酸和总糖含量的测定
参照龚武霞(2012)的方法［4］。
1. 4. 5. 8 VC 含量的测定
参照李琳(2010)的方法，采用 HPLC 测定 VC 含
量［5］，并略作修改。
样品前处理:取 10 g 山竹浆，加入 40 mL 2. 5%
HPO3溶液在 4 ℃下静置提取 2 h，在 12 000 r /min，
4 ℃下离心 10 min，4 层纱布过滤得 VC 提取液，取上
清液用 0. 45 μm 的滤膜过滤后，进行 HPLC测定。
1. 4. 5. 9 总酚含量的测定
参照 Singleton 等(1999)的方法，采用 Folin-cio-
calteu’s法测定总酚含量［6］，并略作修改。
取 10 g 山竹浆，加入 60 mL 无水甲醇，超声 30
min，在 12 000 r /min，4 ℃下离心 10 min，上清液过滤
定容至 100 mL。Folin-ciocalteu 试剂用蒸馏水按 1∶ 9
的体积比稀释，取 0. 4 mL 样品提取液与 2 mL 稀释的
Folin-ciocalteu试剂混合后，加入 1. 8 mL 7. 5%的 Na2
CO3溶液，常温下避光保持 1 h，用紫外分光光度计测定
765 nm处的吸光值，总酚含量以每 100 g样品含有相当
于 g焦性没食子酸表示。
1. 4. 5. 10 抗氧化活性测定
山竹汁抗氧化能力主要体现在对·DPPH 的清
除能力及铁离子还原能力两方面。
①清除·DPPH能力测定
参照张燕(2007)的研究方法［7］，并略作改进。
取 100 μL稀释 5 倍的山竹汁加入到 4 mL 0. 14
mmol /L的·DPPH 溶液中，常温避光反应 45 min，于
517 nm处测定吸光值。以 100 μL 甲醇加入到 4 mL
0. 14 mmol /L·DPPH 溶液为对照样。清除·DPPH
的能力以相当于 mmol /L Trolox 清除·DPPH 的能力
表示。
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清除率 /% =
A1 － A2
A1
× 100 ( 3)
式中:A1，对照样的 DPPH 溶液的吸光度;A2，待
测样的·DPPH溶液的吸光度。
②铁还原能力测定(FＲAP)
参照张燕(2007)的研究方法并略作改进。
取 100 μL稀释 5倍的山竹汁(以蒸馏水为空白对
照)加入到 4 mL TPTZ工作液中(该工作液由0. 3 mol /
L的醋酸缓冲液 ∶ 10 mmol /L TPTZ 溶液 ∶ 20 mmol /L
FeCl3按体积比 10∶ 1 ∶ 1配制而成) ，37 ℃避光反应 10
min后，于 593 nm处测吸光值。样品的铁还原能力以
相当于 mmol /mL Trolox的铁还原能力表示。
1. 5 数据分析
试验进行 3 次处理，采用 Microcal Origin 8. 0(美
国 Microcal 公司)软件制图并对数据进行方差分析
(analysis of variance，ANOVA) ，显著性水平为 0. 05，
当 P ＜ 0. 05 时表示差异显著。
2 结果与讨论
2. 1 不同 HHP处理条件的杀菌效果
不同 HHP处理和 HTST处理对山竹汁的杀菌效
果如表 1 所示。经 HHP 处理(400 MPa，10 min 和
500 MPa，5 min、10 min)和 HTST处理后，细菌可全部
死亡。经 HHP 处理(400 MPa，5 min、10 min 和 500
MPa，2. 5 min、5 min、10 min)和 HTST 处理后，山竹汁
中无霉菌和酵母检出。宋丹丹等进行了胡萝卜 －草
莓复合汁的 HHP杀菌研究［8］，得到了良好的杀菌效
果。这表明，HHP 处理对山竹汁具有良好的杀菌效
果，且 HHP的杀菌效果与压力大小和保压时间有关，
因此本研究采用 400 MPa，10 min 和 500 MPa，5 min
条件，研究 HHP处理对山竹汁品质影响。
表 1 HHP处理对山竹汁中的菌落总数及霉菌、酵母菌的杀灭效果
Table 1 Inactivation of aerobic bacteria，molds and yeasts in mangosteen juice by HHP
微生物指标 /
(CFU·mL －1)
对照
HTST
处理
400 MPa HHP处理
5 min 10 min
500 MPa HHP处理
2. 5 min 5 min 10 min
菌落总数 1. 3 × 102 Nd 1. 5 × 101 Nd 5. 0 × 101 Nd Nd
霉菌、酵母菌 1. 8 × 102 Nd Nd Nd Nd Nd Nd
注:Nd为未检出。
2. 2 HHP处理对山竹汁颜色及部分理化指标的影
响
经 HHP 处理和 HTST 处理后，山竹汁颜色及部
分理化指标的变化如表 2 所示。经 400 MPa，10 min
和 500 MPa，5 min的 HHP处理和 HTST处理后，山竹
汁可溶性固形物含量、可滴定酸含量以及 pH 的变化
均不显著。经 HTST 处理后山竹汁的褐变度及色泽
参数(L* )变化均显著(P ＜ 0. 05) ，而 HHP 处理后的
山竹汁色泽参数(L* )变化不显著，说明 HHP 处理
后，山竹汁颜色、糖度、酸度得到了较好的保持。
表 2 HHP处理对山竹汁颜色及主要理化指标的影响
Table 2 The effect of HHP treatment on color and some physicochemical indexes of mangosteen juice
处理条件 TSS /°Brix pH TA /% 浊度 /% 褐变度 L* ΔE
对照 12. 9 ± 0. 1a 2. 57 ± 0. 01a 1. 01 ± 0. 01a 53. 1 ± 0. 1a 0. 019 ± 0. 003a 35. 41 ± 0. 01a 0
400 MPa，10 min 13. 0 ± 0. 1a 2. 57 ± 0. 01a 0. 96 ± 0. 02a 54. 1 ± 0. 1b 0. 023 ± 0. 001a 35. 73 ± 0. 21a 0. 33 ± 0. 02a
500 MPa，5 min 13. 1 ± 0. 1a 2. 56 ± 0. 01a 1. 01 ± 0. 01a 47. 5 ± 0. 2c 0. 016 ± 0. 001a 35. 35 ± 0. 20a 0. 21 ± 0. 04b
HTST处理 12. 9 ± 0. 1a 2. 58 ± 0. 02a 0. 94 ± 0. 04a 48. 0 ± 0. 14d 0. 288 ± 0. 01b 38. 17 ± 0. 01b 2. 91 ± 0. 08c
注:采用 Microcal Origin 8. 0 软件对数据进行方差分析，同一列中具有不同英文字母者差异显著(P ＜ 0. 05)。
2. 3 HHP处理对山竹汁营养品质的影响
2. 3. 1 HHP处理对山竹汁 VC 含量的影响
HHP处理对山竹汁 VC 含量的影响如表 3 所示。
经 400 MPa，10 min和 500 MPa，5 min的 HHP处理和
HTST 处理后的山竹汁，VC 分别损失了 8. 33%、
14. 65%、17. 84%，均出现了显著性降低(P ＜ 0. 05)。
其中 500 MPa 处理的 VC 损失率比 400 MPa 处理的
大;HTST处理的 VC 损失率比 HHP 处理的大。这说
明，压力因素对 VC 的影响大于时间因素的影响，压
力越大，VC 损失率越大;高温对 VC 损失影响严重，
HHP处理在保持山竹汁中 VC 方面优于 HTST 处理。
Yen等研究 HHP处理对番石榴汁的 VC 含量影响时，
得出相似的结论［9］。
2. 3. 2 HHP处理对山竹汁总酚含量的影响
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HHP处理对山竹汁总酚含量的影响如表 3 所
示。经 HHP处理和 HTST 处理后，总酚含量都有所
增加，但差异性不显著(P ＞ 0. 05)。Patras 等(2009)
研究发现草莓浆经 500 MPa 和 600 MPa 处理 15 min
后，总酚含量分别增加了 8. 3%和 9. 8%［10］。Cao 等
(2011)研究发现草莓浆经 500 MPa 和 600 MPa HHP
处理 5 ～ 25 min 后［11］，总酚含量显著增加(P ＜
0. 05) ，同时研究认为总酚含量的增加是由于 HHP处
理促进了草莓中一些抗氧化成分如带酚羟基的氨基
酸、蛋白质等物质从细胞中的溶出和提取。
2. 3. 3 HHP处理对山竹汁抗氧化性的影响
HHP对山竹汁抗氧化性影响如表 3 所示。经
HHP处理和 HTST 处理后，山竹汁·DPPH 和 FＲAP
的 Trolox当量差异性均不显著(P ＞ 0. 05)。这说明，
HHP较好地保持了山竹汁的抗氧化性，主要是由于
总酚含量没有变化(尽管 VC 显著下降)。Sánchez-
Moreno等(2006)［12］研究发现番茄酱经 600 MPa，60
℃，30 min 的 HHP 处理后抗氧化能力(TEAC 当量
值)几乎没有变化(P ＞ 0. 05)。
表 3 HHP处理对山竹汁营养品质的影响
Table 3 The effect of HHP on the nutritional quality attributes of mangosteen juice
处理条件
VC /
［mg·(100g)－ 1］
总酚 /
［mg·(100g)－ 1］
抗氧化性 Trolox当量 /(mmol·L －1)
·DPPH FＲAP
对照 36. 32 ± 0. 19a 39. 49 ± 1. 69a 0. 25 ± 0. 01a 1. 65 ± 0. 23a
400 MPa，10 min 33. 71 ± 0. 05b 42. 31 ± 1. 61a 0. 28 ± 0. 01a 1. 86 ± 0. 20a
500 MPa，5 min 31. 00 ± 0. 02c 42. 15 ± 1. 45a 0. 29 ± 0. 03a 1. 80 ± 0. 04a
HTST处理 29. 84 ± 0. 06d 42. 59 ± 0. 64a 0. 23 ± 0. 02a 1. 61 ± 0. 05a
注:采用 Microcal Origin 8. 0 软件对数据进行方差分析，同一列中具有不同英文字母者差异显著(P ＜ 0. 05)。
2. 4 HHP处理对山竹汁流变特性的影响
果汁的流变特性与其口感及稳定性密切相关，影
响着消费者的接受程度以及产品的货架期，因此是非
常重要的衡量果汁品质的理化指标。
图 1 为 HHP处理和 HTST 处理后山竹汁表观黏
度随剪切速率的变化曲线，试验采用幂律模型(公式
1 － 2)拟合山竹汁黏度随剪切速率的变化，并求得稠
度系数 k和流变特性指数 n。
图 1 山竹汁黏度随剪切速率的变化
Fig. 1 The viscosity against shear rate of mangosteen juice
实验结果如表 4 所示。黏度降低是因为其中含
有果胶大分子，它会形成一定的网状结构，当剪切速
率较小时，果胶结构破坏较小，流体表现出较大的黏
度;而随着剪切速率的增大，果胶结构被破坏的程度
逐渐增大，黏度降低［13］。经 HHP 处理后，山竹汁仍
然表现为剪切变稀，表明山竹汁属假塑性流体，有剪
切稀化的特征;HHP处理及 HTST处理均未改变山竹
汁的流型，表观黏度也没有显著性差异，相对于对照，
HTST处理后的山竹汁更加黏稠。
表 4 HHP处理对山竹汁流变特性参数影响
Table 4 The effect of HHP on rheological
parameters of mangosteen juice
处理条件
稠度系数 k /
(Pa·sn)
流动特性指数 n Ｒ2
对照 0. 166 0. 307 0. 937
400 MPa，10 min 0. 163 0. 261 0. 931
500 MPa，5 min 0. 095 0. 360 0. 965
HTST处理 0. 188 0. 143 0. 987
3 结论
(1)经 400 MPa，10 min 和 500 MPa，5 min 的
HHP处理后，山竹汁中的自然菌群全部被杀灭，因
此，HHP处理对山竹汁具有良好的杀菌效果，适用于
山竹汁的杀菌;HHP 处理后山竹汁颜色、糖度、酸度
得到了较好的保持。经 400 MPa，10 min 的 HHP 处
理后，山竹汁总糖含量变化不显著，而经 500 MPa，5
min的 HHP处理和 HTST处理后，山竹汁总糖含量均
出现了显著性降低(P ＜ 0. 05)。
(2)经 HHP处理和 HTST处理后，山竹汁中 VC、
总酚含量以及·DPPH和 FＲAP的 Trolox当量差异性
均不显著(P ＞ 0. 05) ，HHP处理较好地保持了山竹汁
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的抗氧化性;山竹汁的流型也均未改变，相对于对照，
HTST处理后，山竹汁更加黏稠，因此，山竹汁属假塑
性流体，有剪切稀化的特征。
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Effects of high hydrostatic pressure on microbiological properties and
quality attributes of Mangosteen juice
PAN Ling，TAO Dan-dan，KANG Xiao，GUO Shao-jin，WANG Jun，XU Qian，
LIAO Xiao-jun，HU Xiao-song，ZHANG Yan
(College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University;National Engineering
Ｒesearch Center for Fruits and Vegetables Processing ，Ministry of Science and Technology;
Key Laboratory of Fruits and Vegetables Processing，Ministry of Agriculture，Beijing 100083，China)
ABSTＲACT Taking the mangosteen as raw material，high hydrostatic pressure (HHP)was used to study microbio-
logical properties and quality attributes of mangosteen juice． The results showed that with 400 MPa，10 min and 500
MPa，5 min by HHP，a completed sterilization effect was exhibited on mangosteen juice，also，no significant changes
were observed on physic-chemical indexes (including color，brix，and acid value)and nutritional quality attributes
(Vc，total phenols content and antioxidant activity) (P ＞ 0． 05)． Therefore，HHP was suitable for processing thermo-
sensitive foods owing to its ability to keep the original texture，nutrition，color and flavor better．
Key words high hydrostatic pressure，mangosteen juice，microbiological properties，physic-chemical indexes，nu-
tritional quality attributes