蘋果濁汁加工技術(shù)進展

龔梅芳，王建中，曲映紅*

（1熙可食品科技（上海）有限公司，上海 201807；2上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

蘋果、柑橘、香蕉、葡萄為全球四大水果。全球蘋果種植面積約500萬hm2，2012年，世界蘋果總產(chǎn)量為7 637.9 萬 t，位居柑橘之后，成為世界第二大水果[1，2]。這些蘋果中，71%用于鮮食，20%加工成高附加值產(chǎn)品，其中有65%加工成各種蘋果汁、蘋果酒、蘋果泥、蘋果醬及蘋果干制品。由于氣候、地域不同，以及蘋果品種的不同，各種蘋果的甜度、酸度、香味及口感各不相同。一般鮮食的蘋果，要求甜度高，酸度低；而作為加工用的蘋果，如果是作為蘋果汁、蘋果酒、發(fā)泡蘋果酒等的原料，一般用高酸性低果膠的品種。

在亞洲，中國和印度每年各加工大約500萬t蘋果，生產(chǎn)蘋果汁[3，4]；日本年產(chǎn)蘋果約 78 萬 t，10%～20%用于加工各種蘋果產(chǎn)品，其中約90%加工成蘋果汁[5]。

1 不同品種蘋果的加工適宜性

在日本廣泛采用籠式壓榨機生產(chǎn)蘋果汁，從榨汁率看，果肉硬的‘斯密斯’蘋果榨汁率較低；從糖度看，則以主要供鮮食用、有優(yōu)良甜味特性的‘富士’蘋果為最高?！蜉p’蘋果由于酸度低，糖酸比非常高?！皇俊O果與‘津輕’蘋果是加工蘋果汁的主要原料，常用酸度高的‘斯密斯’蘋果和‘紅玉’蘋果作為調(diào)配品種，以增強酸味，改善口感（糖酸平衡）?！蜉p’蘋果由于果肉含量高，果汁粘度低、穩(wěn)定性差，貯存中容易生成漿狀物的沉淀[6]。不同品種蘋果汁成分及物性分析結(jié)果如表1。不同品種蘋果汁的色調(diào)如表2。‘津輕’蘋果與其他蘋果比較，表示黃色的b值非常低，是淡色的果汁。

‘富士’蘋果汁有優(yōu)良的甜味特性，具有蘋果汁特有的鮮黃色，是風(fēng)味（香氣成分）良好及酸味低的果汁?！蜉p’蘋果果汁由于易產(chǎn)生沉淀，且色調(diào)及風(fēng)味與其他品種蘋果汁相比較差，因此該品種蘋果加工果汁的適性較低?！t玉’蘋果汁因為風(fēng)味優(yōu)異、富酸性，受到喜好酸性蘋果汁消費者的青睞。根據(jù)市場需求，不同品種的蘋果可以搭配用于蘋果汁的生產(chǎn)。

表1 不同品種蘋果濁汁成分及物性分析結(jié)果

表2 不同品種蘋果濁汁的色調(diào)

2 蘋果香氣成分的特性

蘋果的香氣成分極為復(fù)雜，已經(jīng)確認(rèn)的有數(shù)十種之多，不同品種的蘋果香氣成分各不相同。一般根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為醇、酯、醛、酸四大類。表3顯示，‘紅玉’蘋果的各種呈香成分含量均較高，是風(fēng)味良好的蘋果品種。風(fēng)味獨特的‘王林’蘋果則因為戊醇、反式-2-己醇、1-辛醇含量較其他品種高而成為顯著的特征?！皇俊O果的呈香成分與‘紅玉’蘋果相比大為減少。‘津輕’蘋果的呈香成分與其他蘋果相比含量甚低，是風(fēng)味較差的品種[7]。

3 蘋果褐變的特性

在加工的過程中，蘋果中的多酚類化合物在多酚氧化酶的作用下與接觸的氧反應(yīng)生成醌類化合物，然后進一步聚合或與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成褐色物質(zhì)。蘋果中的多酚化合物主要存在于果皮中，在組成蘋果多酚的化合物中，綠原酸占有較高的比例。利用從蘋果中提取的多酚氧化酶對各種蘋果做多酚氧化特異性研究，確定綠原酸有高度的氧化特異性，蘋果的褐變與蘋果中綠原酸含量有很大的關(guān)聯(lián)[8]。對不同品種蘋果的研究發(fā)現(xiàn)，有的蘋果多酚氧化酶的活性高但褐變速度低，而有的品種多酚氧化酶的活性低但褐變速度高，因此，多酚氧化酶活性與綠原酸含量是影響褐變速度的兩個重要因素。

研究發(fā)現(xiàn)，蘋果汁在貯存中的褐變與多種反應(yīng)有關(guān)，如多酚氧化酶和金屬離子配位導(dǎo)致酶活性增強產(chǎn)生的褐變，綠原酸與蛋白質(zhì)及氨基酸發(fā)生的類似于美拉德反應(yīng)的反應(yīng)，羥甲基-2-呋喃醛與2-呋喃醛和氨基化合物結(jié)合生成褐變物質(zhì)等。貯存中蘋果汁的非酶二次褐變的機制還有待進一步研究。

表3 不同品種蘋果的香氣成分與含量 （μg/kg）

4 傳統(tǒng)蘋果汁加工

影響蘋果榨汁率的因素有原料的品種、原料的成熟度、貯存時間及壓榨的方法等。過熟的蘋果與長期貯存的蘋果，由于果膠的降解溶化及果肉的軟化導(dǎo)致榨汁率下降。當(dāng)然，由于不同品種蘋果貯存性的差異對榨汁率也有影響。果肉是影響果汁在貯存中的沉淀問題與渾濁穩(wěn)定性及外觀的主要因素，同樣也受到原料品質(zhì)（品種、成熟度）和壓榨方法的影響，往往通過過篩或離心分離調(diào)節(jié)果肉含量。占蘋果加工制品大半的蘋果汁，在加工中為了防止褐變，一般在蘋果破碎時通過定量泵均勻地加入維生素C水溶液（每100g蘋果原料加入60mg維生素C）。為使添加的維生素C的量最小，并足以防止蘋果汁貯存中的二次褐變，抑制影響果汁品質(zhì)（褐變、渾濁穩(wěn)定性及沉淀問題）的酶類（多酚氧化酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶等）活性，在實際生產(chǎn)中往往用熱交換器把壓榨后的蘋果汁直接加熱到95℃使酶失活。裝瓶時，蘋果汁溫度控制在85℃以上，充氮，密封，冷卻。

表4 不同品種蘋果褐變速度與多酚氧化酶的活性

5 蘋果充氮破碎榨汁法

蘋果汁制備時，一般添加維生素C作為褐變抑制劑。添加了維生素C的蘋果汁，受維生素C的還原作用及對酶作用的影響，與不添加維生素C的蘋果汁相比風(fēng)味有所降低。添加的維生素C氧化后生成脫氫抗壞血酸，再進一步分解成2，3-二氧代-L-古洛糖酸，這種維生素C代謝產(chǎn)物是蘋果汁貯存中二次褐變的重要原因。因此，添加最低有效量的維生素C、榨汁后迅速加熱使酶失活、裝瓶時充氮控制氧的含量、通過抑制維生素C的氧化來防止蘋果汁貯存中的褐變等，都是必要的工藝步驟。當(dāng)然，維生素C的成本也是一個應(yīng)該考慮的問題。

為了避免使用維生素C，日本開發(fā)了蘋果充氮破碎榨汁法。整個蘋果的破碎、榨汁、過篩都在密閉的充氮環(huán)境下進行。對于多酚氧化酶等與褐變相關(guān)的酶，氧的清除使酶催化的褐變反應(yīng)無法進行，充氮環(huán)境下的蘋果汁快速加熱使酶失活。蘋果充氮破碎榨汁法制備的蘋果汁與添加維生素C制備的蘋果汁比較，在香氣成分中，代表未成熟蘋果青澀氣味的反式-2-己醇減少，而由于氧化生成的與久定相關(guān)的氣味成分也較低。揮發(fā)性香氣中的醛類則保留較多，保持了蘋果汁的新鮮感[9]。相比之下，添加維生素C使蘋果汁的風(fēng)味劣化。蘋果充氮破碎榨汁法的生產(chǎn)工藝見圖1。

6 超高壓（HPP）技術(shù)在蘋果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用

超高壓是上世紀(jì)80年代開創(chuàng)并發(fā)展起來的一種新型食品冷殺菌保藏技術(shù)，500MPa左右的壓力所具有的強殺菌與滅酶作用，使超高壓成為極具潛力的非熱加工技術(shù)，有“冷巴氏殺菌技術(shù)”之譽。超高壓技術(shù)的獨特之處是僅作用于非共價鍵，共價鍵不被破壞，因此加工對象的色、香、味及營養(yǎng)成分幾乎不受影響。自1991年HPP技術(shù)處理的果醬在日本上市以來，HPP技術(shù)在世界上廣泛研究與應(yīng)用于包括蘋果汁在內(nèi)的眾多領(lǐng)域。

趙光遠(yuǎn)等[10]將超高壓技術(shù)用于研究抑制鮮榨蘋果汁的褐變，發(fā)現(xiàn)在400 MPa，50°C以上處理時，鮮榨蘋果汁中的PPO失去60%以上的活性；750MPa、50°C以上處理時，鮮榨蘋果汁中的PPO失去90%以上的活性。超高壓應(yīng)用于酸度較高的果蔬汁其效果優(yōu)于中性果蔬汁。如超高壓對低pH的鮮榨蘋果汁的殺菌效果優(yōu)于pH偏中性的鮮榨胡蘿卜汁，經(jīng)過400MPa，15min處理的蘋果汁在4°C下貯藏7d仍保持食用安全性；而鮮榨胡蘿卜汁經(jīng)400MPa、45min處理， 僅能在4°C下貯藏3d。雖然蘋果汁與胡蘿卜汁的物性、各種酶的活性及菌群的組成有很大的不同，但超高壓處理對低pH蘋果汁的效果是明顯的。

熱協(xié)同高壓處理蘋果汁能在相對較低的壓力條件下獲得較好的處理效果，50°C協(xié)同高壓處理后，酶促褐變被抑制，蘋果汁的色澤變化幅度不大，且單寧、綠原酸、總酚和表兒茶素的保留率分別為64.2%、38.3%、61.4%、66.9%，保持了較高的含量。55°C，320MPa保持10min后，蘋果汁風(fēng)味未下降，且愉悅感官的酯類物質(zhì)含量增加。相比于傳統(tǒng)熱加工造成風(fēng)味物質(zhì)的損失，55°C、320 MPa、10 min處理對蘋果汁的風(fēng)味起到了加強作用且保持了蘋果汁原汁的色、香、味[11]。

[1]崔家升，李曉萍.世界蘋果種植概況與我國蘋果生產(chǎn)前景展望[J].北方果樹，2012（4）：1-3.

[2]李志霞，聶繼云，李靜，等.我國蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與建議[J].中國果樹，2014（9）：81-84.

[3]楊杰，沙立勛，辛力.2012-2013年中國蘋果市場調(diào)研分析[J].落葉果樹，2013，45（3）：1-5.

[4]Manoj mahawar.Utility of apple pomace as a substrate for various products：A review [J].Food and Bioproducts Processing，2012，90：597-605.

[5]境健治.リンゴ榨汁殘渣からの機能性成分の抽出に関すゐ研究開發(fā)事業(yè)，BIOINDUSTRY，2009，26（2）：72-76.

[6]竹內(nèi)正彥.リンゴ果汁の高品質(zhì)化に関すゐ研究 （第2報）[J].果汁協(xié)會報，1994，441：39-42.

[7]松澤恒友.リンゴの品種別香気の分析と調(diào)查につぃて[J].果汁協(xié)會報，1986，345：30-33.

[8]竹內(nèi)正彥.リンゴ果汁の高品質(zhì)化に関すゐ研究[J].果汁協(xié)會報，1992，418：13-21.

[9]竹內(nèi)正彥.リンゴの加工—品種別加工適性ぉょび高品質(zhì)化—[J].食品と容器，2014，55（6）：340-345.

[10]趙光遠(yuǎn)，鄒青松，孫鵑，等.超高壓加工鮮榨蘋果汁過程中的主要理化變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33（11）：142-145.

[11]劉文聰.超高壓技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用[J].福建輕紡，2010（5）：28-32.