超高壓處理對鮮榨橙汁品質(zhì)的影響

王孝榮，羅佳麗，潘年龍，蔣和體

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715)

甜橙是蕓香科柑橘屬植物，是世界柑桔中產(chǎn)量最大的水果。橙汁在加工過程中易發(fā)生不同程度的顏色及香氣成分的變化，影響其品質(zhì)［1－3］。目前鮮榨橙汁滅菌技術(shù)主要采用熱處理，相關(guān)研究表明熱處理相比超高壓處理會使橙汁的香氣、營養(yǎng)成分損失嚴(yán)重，即風(fēng)味品質(zhì)下降［4－5］。超高壓技術(shù)是一種新型食品加工技術(shù)，具有良好的殺菌鈍酶作用，并能有效減小加工過程中色澤、營養(yǎng)成分、香氣等品質(zhì)變化，最大限度的保留食品天然風(fēng)味［6－8］。滿足消費(fèi)市場對新鮮健康食品品質(zhì)的需求，具有廣闊的加工應(yīng)用前景。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對超高壓加工果蔬汁的品質(zhì)變化進(jìn)行了相關(guān)研究。程磊晶等人［9］采用200～600MPa壓力對天然椰子汁處理10min。研究結(jié)果表明:經(jīng)高壓處理后椰子汁的pH、可溶性固形物、總酸、總糖及總酚含量與對照相比無顯著差異(p＞0.05);VC保存率為87.9%～97.6%;氨基酸在500、600MPa處理后含量顯著增加(p＜0.05)。Ioannis Zabetakis等人［10］研究發(fā)現(xiàn)用 400MPa，15min 處理草莓，其香氣成分破壞程度較小。本文研究超高壓處理前后鮮榨橙汁的色澤、營養(yǎng)成分及香氣的變化，并與熱處理進(jìn)行比較，為超高壓在鮮榨橙汁加工中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紐荷爾臍橙 購于重慶北碚永輝超市。

抗壞血酸、2，6－二氯靛酚 分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;草酸、甲醛、福林酚、無水硫酸鈉 分析純，成都市科龍化工試劑公司;沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品 山海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;環(huán)己酮、正戊烷 色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

QP－2010氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司;RE－52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;98－1－B電子調(diào)溫電熱套 天津市泰斯特儀器有限公司;GL－20G－II高速離心機(jī) 上海圣科儀器設(shè)備有限公司;FA2004A電子天平 上海精天電子儀器廠;HPP－L3超高壓處理設(shè)備 天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;TC－P2A色差計(jì) 北京奧依克光電儀器有限公司;HH－1數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司;HR2027榨汁機(jī) 飛利浦電子香港有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 果汁制備 臍橙→清洗→榨汁→過濾→橙汁→尼龍聚乙烯復(fù)合袋真空包裝→低溫保藏(4℃)待超高壓處理(保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不受實(shí)驗(yàn)取材的影響，全部鮮榨橙汁均一次性制作)。

表1 處理方式對鮮榨橙汁色澤的影響Table 1 Effect of treatment on the colour of fresh orange juice

表2 不同處理方式對鮮榨橙汁主要營養(yǎng)成分損失的影響Table 2 Comparisons of loss of main nutrients in fresh orange juice sterilized by UHP and thermal treatments

1.2.2 超高壓處理對鮮榨橙汁色澤的影響 采用臍橙在室溫(18～22℃)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。超高壓400MPa處理、處理時(shí)間為 15min。熱處理 90℃、30s［11］。進(jìn)行色澤分析。

1.2.3 超高壓處理對鮮榨橙汁主要成分的影響 采用臍橙在室溫(18～22℃)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。熱處理90℃、30s，超高壓處理 400MPa、處理時(shí)間 15min［11］。進(jìn)行主要營養(yǎng)成分:總糖、總酸、氨基態(tài)氮、可溶性固形物、總酚及VC的測定。

1.2.4 超高壓處理對橙汁香氣成分的影響 采用臍橙在室溫(18～22℃)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。熱處理90℃、30s，超高壓處理 400MPa、處理時(shí)間 15min［11］。對不同處理鮮榨橙汁的香氣成分進(jìn)行檢測。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)均為平行3次實(shí)驗(yàn)的平均值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003和DPS 7.05進(jìn)行分析。

1.2.6 分析測定

1.2.6.1 色澤分析 用TC－P2A色差計(jì)測定L*、a*、b*。其中，L*表亮度，值越大亮度越大;a*表紅綠值，正值絕對值越大，偏紅程度越大，負(fù)值絕對值越大，偏綠程度越大;b*表黃藍(lán)值，正值絕對值越大，偏黃程度越大，負(fù)值絕對值越大，偏藍(lán)程度越大。色差ΔE*表示處理橙汁與鮮榨橙汁色度差。

1.2.6.2 總糖、總酸、氨基態(tài)氮及可溶性固形物的測定 總糖、總酸、氨基態(tài)氮采用果汁行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SB/T 10203－94進(jìn)行檢測;可溶性固形物采用阿貝折光儀測定。

1.2.6.3 總酚的測定 采用福林－肖卡法測定［12］。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:精確稱取0.01g沒食子酸蒸餾水溶解并定容至100mL。準(zhǔn)確量取標(biāo)準(zhǔn)液 0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL 于 50mL 容量瓶中，分別加30mL水，再加2.5mL福林試劑，搖勻。1min后加入7.5mL碳酸鈉溶液(20%)，混勻并定容。水浴75℃下反應(yīng)10min后，760nm波長下測定吸光度。以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程 y=0.1158x－0.0039，R2=0.9991，以此計(jì)算樣品中總酚含量。

1.2.6.4 維生素C的測定 按GB 8210－1987中2，6－二氯酚靛酚法測定。

1.2.6.5 香氣成分提取 橙汁的香氣成分采用同時(shí)蒸餾提取法提取(SDE)［13］。取鮮榨橙汁150mL于500mL圓底燒瓶中，加 0.6μL內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮(0.947g/mL);再取100mL正戊烷于另外一個(gè)500mL圓底燒瓶中，兩燒瓶分別接入SDE裝置兩端。用電熱套加熱橙汁至沸，40℃恒溫水浴加熱萃取液，保持沸騰狀態(tài)提取2h。萃取液過無水硫酸鈉，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑。濃縮至5mL時(shí)停止加熱，靜置。濃縮液供GC－MS分析鑒定。

1.2.6.6 橙汁香氣成分分析 采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用分析法［14］色譜條件:Rtx－5MS石英毛細(xì)管柱(0.25mm×30m，0.25μm);采用分流方式進(jìn)樣，分流比10∶1;載氣:氦氣，流量1mL/min;進(jìn)樣量1μL;進(jìn)樣口溫度250℃;升溫程序:初始溫度40℃，保持3min，以10℃/min升溫速率升至150℃，以4℃/min升至170℃，保持2min，再以8℃/min的升溫速率升至230℃，保持5min。

質(zhì)譜條件:電離方式EI，電子能源70eV，燈絲發(fā)熱電流0.25mA，電子倍增器1000V，質(zhì)量掃描范圍40～400AMU。

2 結(jié)果與分析

2.1 處理方式對鮮榨橙汁色澤的影響

由表1可知，鮮榨橙汁經(jīng)處理后，L*值及b*值上升，a*值降低。超高壓處理對L*值影響較小，而熱處理對L*有顯著影響(p＜0.05)。超高壓及熱處理對a*值及b*值均有顯著影響(p＜0.05)，但相比熱處理，超高壓處理對鮮榨橙汁a*值及b*值影響較小。由色差ΔE*可知，超高壓處理鮮榨橙汁前后色差值小于熱處理，說明超高壓能夠更大限度地保護(hù)橙汁色澤。相關(guān)研究表明，超高壓處理對鮮榨橙汁色澤起到一定的改善作用，主要是因?yàn)楦邏簩w系中內(nèi)源酶的鈍化作用及高壓均質(zhì)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)呈色物質(zhì)溶出［15］。

2.2 不同處理方式對鮮榨橙汁主要營養(yǎng)成分的影響

比較熱處理與超高壓處理前后鮮榨橙汁主要成分變化，結(jié)果如表2。由表可知，經(jīng)過處理后，橙汁的主要成分都呈現(xiàn)不同程度的損失，但超高壓處理效果優(yōu)于熱處理。

橙汁經(jīng)熱處理后VC損失率達(dá)4.88%、總酚的損失率達(dá)2.48%，而超高壓處理后VC損失率達(dá)3.39%、總酚的損失率達(dá)1.77%;對總酸、總糖、可溶性固形物及氨基態(tài)氮的作用效果不明顯。

2.3 不同處理方式對鮮榨橙汁香氣成分的影響

不同處理方式對鮮榨橙汁香氣成分的總離子流色譜圖如圖1～圖3所示。

圖1 鮮榨橙汁總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatogram of fresh orange juice

圖2 超高壓處理鮮榨橙汁總離子流色譜圖Fig.2 Total ion current chromatogram of UHP treated fresh orange juice

圖3 熱處理鮮榨橙汁香氣成分總離子流色譜圖Fig.3 Total ion current chromatogram of heat treated fresh orange juice

通過譜庫檢索，資料分析，再結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，確定了臍橙橙汁中主要香氣成分，采用峰面積歸一法和內(nèi)標(biāo)法定量分析，鑒定出不同處理橙汁中主要香氣成分并計(jì)算出各組分的相對含量，結(jié)果見表3。

由表3可知，鮮榨橙汁經(jīng)GC－MS分析鑒定出41種化合物，其中烯烴類 19種，含量 49.44μg/mL(65.48%);酮類 3 種，3.92μg/mL(5.19%);酯類 5種，2.47μg/mL(3.27%);醛 類 2 種，1.93μg/mL(2.56%);醇類5種，含量2.86μg/mL(3.79%);其它物質(zhì)7種，14.88μg/mL(19.71%)。經(jīng)處理后，橙汁中揮發(fā)性風(fēng)味組成成分發(fā)生變化。熱處理與鮮橙汁相比，新增了3種，減少了16種，其總組成成分為28種，而超高壓處理橙汁與鮮橙汁相比，新增加了5種，減少了8種，其總組成成分為38種。

表3 不同處理橙汁主要香氣成分種類和含量Table 3 Main aroma compounds and contents of different treatments in orange juice

Selli等人研究鮮榨橙汁中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)表明，對其香氣成分起主要作用的是芳樟醇、檸檬烯、α－松油醇、己酸乙酯［16］。經(jīng)超高壓處理、熱處理與鮮榨橙汁比較，芳樟醇分別減少8.70%、43.78%，檸檬烯分別減少13.68%、22.68%，己酸乙酯分別減少57.89%、100%，α－松油醇經(jīng)超高壓處理增加了63.26%、而經(jīng)熱處理減少66.67%。

圖4 不同處理方式對鮮榨橙汁主要香氣成分含量影響Fig.4 Effect of treatment on content of main aroma contents in fresh orange juice

由圖4可知，與鮮榨橙汁相比，經(jīng)超高壓處理后酯類、醇類含量有所增加，酮類含量有所降低;醛類經(jīng)熱處理及超高壓處理后與鮮榨橙汁比較有所降低，降低比例都在4倍以上;烴類及其它類物質(zhì)含量與鮮榨橙汁比較也有所下降，熱處理與鮮榨橙汁比較，烴類物質(zhì)減少 45.35%，其它類香氣物質(zhì)減少79.91%。

3 結(jié)論

3.1 通過比較熱處理與超高壓處理前后鮮榨橙汁主要成分變化表明:經(jīng)過處理后，橙汁主要成分都呈現(xiàn)不同程度的損失，但超高壓處理效果較優(yōu)于熱處理，且對色澤影響較小。橙汁經(jīng)熱處理后VC損失率達(dá)4.88%、總酚的損失率達(dá)2.48%，而超高壓處理后VC損失率為3.39%、總酚的損失率為1.77%;對總酸、總糖、可溶性固形物及氨基態(tài)氮的作用效果不明顯。

3.2 鮮榨橙汁經(jīng)GC－MS分析鑒定出41種化合物，其中烯烴類19種，含量49.44μg/mL(65.48%);酮類3種，3.92μg/mL(5.19%);酯類 5 種，2.47μg/mL(3.27%);醛類2 種，1.93μg/mL(2.56%);醇類5 種，含量2.86μg/mL(3.79%);其它物質(zhì) 7 種，14.88μg/mL(19.71%)。

3.3 分析不同處理方式對鮮榨橙汁香氣成分的影響，其結(jié)果表明:與鮮榨橙汁相比，經(jīng)超高壓處理后酯類、醇類含量有所增加，酮類含量有所降低;醛類經(jīng)熱處理及超高壓處理后與鮮橙汁比較有所降低，降低比例都在4倍以上;烴類及其它類物質(zhì)含量與鮮榨橙汁比較也有所下降，熱處理與鮮榨橙汁比較，烴類物質(zhì)減少45.35%，其它類香氣物質(zhì)減少79.91%。

［1］曹秋旭，郭麗瓊，吳厚玖.超高壓在柑橘類果汁加工中的應(yīng)用及其研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)科技，2012，33(12):414－421.

［2］Petersen M A，Tender D，Poll L.Comparison of normal and accelerated storage of commercial orange juice－changes in flavour and content of volatile compounds［J］.Food Quality and Preference，1998，9(1/2):43－51.

［3］潘見，王海翔，謝慧明，等.超高壓處理對鮮榨橙汁中主要香氣成分的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25(5):239－243.

［4］Dalmadi I，Polyak－Feher K，F(xiàn)arkas J.Effects of pressure and thermal pasteurization on volatiles of some berry fruits［J］.High Pressure Research，2007，27(1):169－172.

［5］李汴生，張微，梅燦輝.超高壓和熱滅菌對鮮榨菠蘿汁品質(zhì)影響的比較［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(1):359－364.

［6］曾慶梅，潘見，謝慧明，等.超高壓處理對碭山梨汁中過氧化物酶活性的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20(4):199－202.

［7］Butz P，García A F，Lindauer R，et al.Influence of ultra high pressure processing on fruit and vegetable products［J］.Journal of Food Engineering，2003，56(2/3):233－236.

［8］Matser A M，Krebbers B，Van den Berg R W，et al.Advantages of high pressure sterilisation on quality of food products［J］.Trends in Food Science ＆ Technology，2004，15(2):79－85.

［9］程磊晶，馬永昆，嚴(yán)蕊，等.超高壓加工對天然椰子汁品質(zhì)的影響［J］.食品科學(xué)，2011，32(21):62－65.

［10］Zabetakis I，Koulentianos A，Orruno E，et al.The effect of high hydrostatic pressure on strawberry flavour compounds［J］.Food Chemistry，2000，71(1):51－55.

［11］蔣和體，鐘林.超高壓處理對橙汁品質(zhì)影響研究［J］.食品科學(xué)，2009，30(17):24－29.

［12］徐輝艷，孫曉東，張佩君，等.紅棗汁中總酚含量的福林法測定［J］.食品研究與開發(fā)，2009，30(3):126－128.

［13］Cadwailader K R，Macleod A J.Instrumental methods for analyzing the flavor of muscle foods［M］.USA，NY:Aspen Publisher Inc，1998:355－377.

［14］Jordan M J，Goodner K L，Laencina J.Deaeration and pasteurization effects on the orange juice aromatic fraction［J］.LWT－Food Science and Technology，2003，36(4):391－396.

［15］張微.超高壓和熱處理對熱帶果汁品質(zhì)影響的比較研究［D］.上海:華南理工大學(xué)，2010.

［16］Selli S，Cabaroglu T，Canbas A.Volatile flavor components of orange juice obtained from the cv Kozan of Turkey［J］.Journal of Food Composition and Analysis，2004，17(6):789－796.