全自動殺菌釜作為果酒生產中保障微生物安全的關鍵設備,其殺菌過程(核心為溫度、壓力、時間的協同控制)不僅直接作用于微生物,也會通過改變果酒中的抗氧化物質組成、活性及體系氧化平衡,對果酒整體抗氧化性能產生復雜影響,這種影響呈現“雙重性”特征,需結合工藝參數與果酒基質特性綜合分析。
一、殺菌過程對果酒抗氧化物質的直接影響
果酒中的抗氧化物質主要包括酚類化合物(如花青素、類黃酮、酚酸)、維生素C(抗壞血酸)、二氧化硫(外源添加或發(fā)酵生成)等,全自動殺菌釜的熱作用是影響這類物質穩(wěn)定性的核心因素,具體表現為“部分保留”與“選擇性損失”并存。
從保留角度看,全自動殺菌釜的精準控溫與短時作用可降低抗氧化物質的過度降解。相較于傳統間歇式殺菌設備(溫度波動大、殺菌時間長),全自動殺菌釜通過PLC線性控制,能將溫度偏差控制在±0.5℃內,且可實現高溫短時(HTST,如75-85℃、10-30s)或中溫長時(如60-70℃、1-2h)的柔性工藝。對于熱穩(wěn)定性較強的酚類物質(如黃酮醇、黃烷酮),這精準控制可減少熱誘導的化學鍵斷裂(如糖苷鍵、酚羥基氧化),例如在藍莓果酒殺菌中,采用75℃、20s 的 HTST 工藝,黃酮類物質保留率較傳統80℃、60min 工藝提升12%-18%,其清除DPPH自由基的能力也相應提升8%-15%。
從損失角度看,熱敏性抗氧化物質易受殺菌溫度與時間的雙重沖擊。維生素C是典型代表,其分子結構中的烯二醇基在高溫下易被氧化為脫氫抗壞血酸,進一步水解為無抗氧化活性的二酮古洛糖酸。研究表明,當殺菌溫度超過80℃時,果酒中維生素 C 的損失率會顯著上升:以草莓果酒為例,采用85℃、30s的HTST工藝,維生素C損失率約為25%-30%;若溫度升至90℃,即使時間縮短至15s,損失率仍會增至 35%-40%。此外,花青素(如葡萄皮中的矢車菊素-3-葡萄糖苷)在高溫下也會發(fā)生降解,不僅導致果酒色澤變淺,其清除羥自由基的能力也會同步下降,當殺菌溫度超過 85℃時,花青素損失率每增加 10%,果酒的總抗氧化能力(ABTS法測定)約下降6%-8%。
同時,全自動殺菌釜的壓力協同作用對部分抗氧化物質有間接保護效果。在殺菌過程中,釜內壓力通??刂圃?/span>0.12-0.15MPa(略高于常壓),這種壓力環(huán)境可抑制果酒中揮發(fā)性抗氧化物質(如某些酚酸酯、萜烯類物質)的逸散,減少因物質流失導致的抗氧化性能下降,例如在柑橘果酒殺菌中,加壓條件下(0.14MPa)酚酸類物質(如綠原酸、咖啡酸)的保留率較常壓殺菌提升 5%-10%,其對脂質過氧化的抑制能力也相應增強。
二、殺菌過程對果酒氧化平衡體系的間接影響
果酒的抗氧化性能不僅取決于抗氧化物質的含量,還與體系內“氧化-抗氧化”的動態(tài)平衡相關,全自動殺菌釜通過改變氧化酶活性、體系氧化還原電位,間接調控這一平衡,進而影響果酒的抗氧化穩(wěn)定性。
一方面,殺菌過程可通過滅活氧化酶,減少后續(xù)儲存中的抗氧化物質消耗。果酒中存在的多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)是導致酚類物質氧化降解的關鍵酶類 ——PPO可催化酚類物質氧化為醌類,醌類進一步聚合形成褐色物質,同時消耗體系中的抗氧化成分。全自動殺菌釜的熱作用能高效滅活這類酶:當殺菌溫度達到70-75℃并保持15s以上時,PPO與POD的滅活率可達95%以上。例如在蘋果果酒中,未殺菌樣品在儲存1個月后,酚類物質損失率約為30%,總抗氧化能力下降22%;而經75℃、20s殺菌的樣品,儲存1個月后酚類物質損失率僅為10%-12%,總抗氧化能力下降不足8%。這種酶滅活效應,本質上是通過切斷“酶促氧化”路徑,延長了果酒抗氧化物質的作用周期,間接保障了其長期抗氧化性能。
另一方面,過度殺菌可能打破體系氧化還原平衡,誘發(fā)非酶促氧化。若殺菌溫度過高(如超過90℃)或時間過長(如超過60s),除了直接降解抗氧化物質,還可能促進果酒中的糖類、有機酸發(fā)生熱解反應,生成過氧化氫(H₂O₂)、醛類等氧化性物質,這些物質會與抗氧化物質(如酚類、維生素C)發(fā)生非酶促反應,加速抗氧化物質的消耗,例如在櫻桃果酒中,采用95℃、40s的過度殺菌工藝后,體系中H₂O₂含量較適宜工藝(80℃、20s)增加2-3倍,導致后續(xù)儲存中酚類物質的氧化速率提升1.5-2倍,果酒的抗氧化性能衰減速度也相應加快。
三、基于抗氧化性能保留的殺菌工藝優(yōu)化方向
結合上述影響分析,在利用全自動殺菌釜進行果酒殺菌時,需圍繞“精準控溫、短時作用、壓力協同”三大核心,針對不同果酒的基質特性(如酚類物質組成、酶活性、pH值)優(yōu)化工藝參數,在保障殺菌效果的同時很大程度保留抗氧化性能。
對于高酚、高酶活性的果酒(如藍莓酒、葡萄皮渣酒),應優(yōu)先采用“中溫短時”工藝,例如控制溫度在75-80℃,時間15-25s,壓力0.13-0.14MPa。該參數下,既能實現PPO、POD的高效滅活(滅活率>95%),又能將花青素、維生素C的損失率控制在20%以內,確保果酒的總抗氧化能力保留率>80%。
對于低酚、熱敏性強的果酒(如草莓酒、荔枝酒),需進一步降低殺菌溫度、縮短時間,可采用“低溫中時”工藝,例如溫度65-70℃,時間30-60s,壓力0.12-0.13MPa。此工藝雖會延長殺菌時間,但低溫環(huán)境能顯著減少維生素C與小分子酚類的降解,研究表明,該工藝下草莓果酒的維生素C損失率可控制在15%-20%,總抗氧化能力(FRAP法測定)保留率可達85% 以上,同時也能滿足商業(yè)無菌要求(菌落總數<10CFU/mL)。
此外,可結合全自動殺菌釜的分段控溫功能(如“預熱-殺菌-冷卻”三段式控制),減少溫度驟升驟降對抗氧化物質的沖擊,例如在預熱階段,將果酒溫度從常溫逐步升至50-60℃(升溫速率5-8℃/min),避免因溫差過大導致局部過熱;殺菌后采用快速冷卻(冷卻速率10-12℃/min),迅速將果酒溫度降至30℃以下,減少高溫持續(xù)作用時間,進一步降低抗氧化物質的后續(xù)降解風險。
全自動殺菌釜對果酒抗氧化性能的影響是“直接作用(物質保留/損失)”與“間接調控(平衡體系)”的綜合結果,通過優(yōu)化殺菌溫度、時間、壓力等參數,可在保障微生物安全的前提下,很大限度保留果酒的抗氧化物質與抗氧化活性,為果酒的品質穩(wěn)定性提供支撐。
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