冷破碎工藝對獼猴桃果漿品質(zhì)的影響

李 涵,楊天歌,向珈慧,鄧 紅,孟永宏,郭玉蓉

(陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院,陜西西安 710119)

冷破碎工藝對獼猴桃果漿品質(zhì)的影響

李 涵,楊天歌,向珈慧,鄧 紅*,孟永宏,郭玉蓉

(陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院,陜西西安 710119)

以海沃德、華優(yōu)、紅陽三個不同品種的獼猴桃為原料,利用冷破碎專利設備制取獼猴桃果漿。采用化學方法分析其營養(yǎng)特性指標(包括可滴定酸、總糖和還原糖、果膠、蛋白質(zhì)、維生素C及多酚含量),同時與經(jīng)傳統(tǒng)工藝制取的果漿相比較,探討冷破碎技術的優(yōu)劣。實驗結果表明,冷破碎工藝使海沃德、華優(yōu)、紅陽獼猴桃果漿酸度分別提高了69.9%、105%、34.2%,多酚及多酚氧化酶含量下降了49.4%、30.5%、43.8% 和42.3%、48.3%、51.7%;總糖和還原糖變化不大,果膠、蛋白質(zhì)含量變化顯著。所以,采用冷破碎工藝獲得的果漿比較好地保留了獼猴桃原果的營養(yǎng)品質(zhì),從防止營養(yǎng)品質(zhì)劣變的角度看,冷破碎工藝是值得推廣應用的果品加工先進技術。

獼猴桃,冷破碎,工藝,營養(yǎng)指標

獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch)又名藤梨、奇異果等,其果實營養(yǎng)價值高,尤其富含維生素C等,風味獨特,經(jīng)濟價值高,被譽為“水果之王”,深受人們歡迎[1-2]。獼猴桃不僅含有豐富的Ca、P、K等礦物質(zhì)以及糖、酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì),而且具有預防心血管病、防癌、抗癌等多種藥理活性,是一種集食用與藥用為一體的風味獨特、經(jīng)濟價值高的營養(yǎng)保健水果[3-4]。

目前全世界有30多個國家種植獼猴桃,其種植面積已超過33.3萬公頃,年產(chǎn)量近220萬噸[5-6]。在中國獼猴桃資源極其豐富,其主要分布于陜西、四川、河南、湖南等省區(qū)。其中,陜西是獼猴桃種植最集中分布的省區(qū),獼猴桃種植面積和年產(chǎn)量均居全國第一位[7-8]。伴隨著獼猴桃種植面積和市場的不斷擴大,成長出一大批從事獼猴桃種植和栽培生產(chǎn)、采收、貯藏、加工及市場銷售相關的企業(yè)。

目前,我國獼猴桃產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展時期,是獼猴桃生產(chǎn)大國但非生產(chǎn)強國,產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展水平不高,加工能力和技術水平較低。而獼猴桃屬于呼吸躍變型果實[9],大量鮮果同時上市極易腐爛變質(zhì),不能及時大量加工會造成很大的經(jīng)濟損失和資源浪費。

冷破碎技術是一種利用新型打漿專利設備與果汁工藝相結合的創(chuàng)新提汁方法,在水果榨汁前完成果肉漿與影響產(chǎn)品品質(zhì)的不良成分(例如果皮、果梗、果籽)的分離,使果漿可保留較多芳香營養(yǎng)成分及原有色澤,亦可降低加工產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留,簡化果渣利用工藝過程,提高成品的品質(zhì)[10-11]。

本實驗利用冷破碎技術制取獼猴桃果漿(可作為中間原料,冷藏或凍藏保鮮),分析陜西主栽的海沃德、華優(yōu)、紅陽三個不同品種獼猴桃果漿的營養(yǎng)品質(zhì),比較冷破碎(可將獼猴桃皮、籽、果肉同時分離,僅用果肉打漿)工藝與傳統(tǒng)的全果打漿工藝的優(yōu)缺點,為提高獼猴桃的精深加工技術水平,豐富高品質(zhì)獼猴桃產(chǎn)品提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

海沃德獼猴桃、華優(yōu)獼猴桃、紅陽獼猴桃 于2015年8月中旬至10月中下旬(早熟品種紅陽8月底采樣、中熟品種華優(yōu)9月底采樣、晚熟品種海沃德10月底采樣)采自陜西周至獼猴桃創(chuàng)新實驗園(陜西佰瑞獼猴桃研究院獼猴桃基地),于1～3 ℃冷藏庫保存;無水乙醇、丙酮、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、無水碳酸鈉、酚酞、硫酸、磷酸、檸檬酸、草酸、鄰苯二甲酸氫鉀、沒食子酸 天津天力化學試劑有限公司,分析純;咔唑、無水半乳糖醛酸、抗壞血酸、鄰苯二酚、PVPP、2.6-二氯靛酚 天津光復精細化工研究所,分析純;福林酚 Sigma Chemical Co,分析純。

冷破碎設備 西安鼎合機械制造公司;Panda plus高壓均質(zhì)機 意大利帕爾瑪公司;WYT(0～80%)手持糖度儀 上海儀電物理光學儀器公司;877全自動電位滴定儀 瑞士萬通科學儀器有限公司;MTZW-A4高精度兩用全自動熱量儀 上海密通機電科技有限公司;TDL-5A離心機 上海安亭科學儀器廠;KQ-200 KDE超聲振蕩器 昆山市超聲儀器有限公司;722可見分光光度計 上海市光譜儀器有限公司;PHS-3CT酸度計 北京啟宏瑞達科技有限公司;800B低速臺式離心機 上海市安亭科學儀器廠;HPP600MPa-20L 超高壓處理裝置 包頭科發(fā)高壓科技有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 兩種工藝果漿的制備流程

1.2.1.1 傳統(tǒng)工藝 獼猴桃→清洗揀選→整果破碎濾去皮渣→果漿→巴殺滅酶(90 ℃ 60 s)→膠體磨→超高溫瞬時滅菌(121 ℃,30 s)→冷藏貯存待用。

1.2.1.2 冷破碎工藝 獼猴桃→清洗揀選→冷破碎(果肉與果皮果籽分離)→果漿→巴殺滅酶(85 ℃ 60 s)→膠體磨→超高壓滅菌(500 MPa,25 min,27 ℃)→冷藏貯存待用。

1.2.2 獼猴桃果漿營養(yǎng)指標測定

1.2.2.1 可滴定酸的測定 采用全自動電位滴定儀直接測定樣品的酸度。準確稱量3.00 g的果漿于100 mL燒杯,加入40.00 g蒸餾水,將滴定儀所帶轉子放置于燒杯中,上機直接測定果漿的酸度。重復上述操作三次,取平均值。

1.2.2.2 總糖和還原糖的測定 參照文獻[12]制備樣品,采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定總糖含量。重復三次,取平均值。葡萄糖標準曲線的回歸方程為 y=1.8816x-0.0383,該曲線R2值為0.99。

1.2.2.3 多酚含量的測定 采用福林酚法[13]測定總酚含量,結果以沒食子酸含量計算。沒食子酸標準曲線如圖3所示,得到的回歸方程為 y=0.0047x+0.0023,R2為0.995。

1.2.2.4 蛋白質(zhì)的測定 采用考馬斯亮藍法測定蛋白質(zhì)含量[14]。重復三次,取平均值。蛋白質(zhì)的標準曲線的回歸方程為y=2.5526x-0.0055,R2為0.992。

1.2.2.5 果膠的測定 參照NY/T 2016-2011(分光光度法)[15]測定樣品中果膠的含量。重復操作三次,取平均值。半乳糖醛酸標準曲線的回歸方程為 y=0.4002x-0.0111,R2為0.993。

1.2.2.6 維生素C的測定 參照國標[16]測定果漿的VC含量。重復操作三次,取平均值。

1.2.3 獼猴桃果漿酶活性指標測定

1.2.3.1 多酚氧化酶的測定 參照文獻[17],首先制備多酚氧化酶粗酶液,其次對其活力進行測定,每一分鐘記錄一次吸光值OD值。重復測定三次,取平均值。

1.2.3.2 過氧化物酶的測定 參考文獻[18],制備過氧化物酶粗酶液后,測定其酶活力,從加入酶液開始,記錄每隔1 min的OD值。重復測定三次,取平均值。

1.2.3.3 果膠酶的測定 參考文獻[18],制備果膠酶粗酶液后,測定其酶活力。重復測定三次,取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個實驗均重復三次,結果以均值±標準差表示。采用DPS軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析。

2 結果與分析

2.1 兩種工藝下三種獼猴桃果漿主要營養(yǎng)成分分析

2.1.1 總酸含量 兩種工藝下三種不同品種獼猴桃果漿的總酸分析結果如表1所示。由表1可知,與原果果漿相比,海沃德和紅陽獼猴桃的冷破碎果漿的總酸含量升高顯著,含量升高值達到了69.9%、105%;而華優(yōu)的冷破碎果漿酸度也有升高,但升高不如海沃德和紅陽顯著,僅為34.2%?？偹岷可叩脑蚴抢淦扑榧夹g設備去除了果皮、果梗、果籽等含酸量較低的部位,而這些部分中含有能夠分解酸的物質(zhì),故去除后可提高整體果漿的含酸量。由于微生物在高酸度果漿中難以滋生,而且果漿的酸度越高,VC等營養(yǎng)成分在加工過程中的損失就越少,果漿的營養(yǎng)價值就越高,故高酸度果漿對于果漿的儲存和進一步加工具有積極意義[19]。

2.1.2 總糖和還原糖含量 兩種工藝下三個品種果漿的總糖和還原糖分析結果如表1所示。由表1可知,海沃德獼猴桃的冷破碎果漿的總糖和還原糖含量與傳統(tǒng)工藝比較變化不大,但均小于全果破碎;與傳統(tǒng)工藝比較,華優(yōu)的總糖含量及還原糖含量顯著下降;紅陽的冷破碎果漿的總糖和還原糖含量均出現(xiàn)上升的趨勢,但變化不顯著。三個不同品種表現(xiàn)出不一樣的變化趨勢,說明品種對總糖和還原糖的影響大于加工工藝?？偟膩砜?冷破碎果漿與全果果漿相比含糖量變化不大,說明冷破碎技術可以基本保留果實的總糖。

表1 兩種工藝下果漿的總酸、總糖和還原糖含量(g/100 g)Table 1 Total acid,total sugar and reducing sugar content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

注:同列肩標小寫字母不同,表示差異顯著(p<0.05);表2～表4同。

2.1.3 果膠含量 兩種工藝下三個品種果漿的果膠分析結果如表2所示。由表2可知,海沃德、華優(yōu)、紅陽三個品種獼猴桃冷破碎果漿的果膠含量均出現(xiàn)了明顯下降,含量下降值分別為16.3%、31.6%、20.4%。這是因為冷破碎技術去除了獼猴桃的果皮、果籽,但未破壞果肉本身含有的果膠酶活性,果膠酶繼續(xù)發(fā)揮作用使得冷破碎果漿的果膠含量降低,果膠物質(zhì)本身不利于產(chǎn)品保持穩(wěn)定性,因此,這種影響更適宜于果漿后續(xù)的加工。

表2 兩種工藝下果漿的果膠、多酚含量(g/100 g)Table 2 Pectin and polyphenols content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

2.1.4 多酚含量 兩種工藝下三個品種果漿的多酚分析結果如表2所示。由表2可知,海沃德、華優(yōu)、紅陽三個品種獼猴桃冷破碎果漿中的多酚含量顯著下降,分別為49.4%、30.5%、43.8%。這是因為冷破碎設備去除了果皮和果籽,從而避免了榨汁階段皮籽中的多酚對果漿所造成的不良影響。果漿中多酚含量的下降可以在一定程度上改善果漿口感和色澤,非常有利于進一步獲得高品質(zhì)的獼猴桃果汁、果粉等產(chǎn)品[20]。

2.1.5 蛋白質(zhì)含量 兩種工藝下三個品種獼猴桃果漿的蛋白質(zhì)分析結果如表3所示。由表3可知,海沃德、華優(yōu)、紅陽三個品種獼猴桃冷破碎果漿的蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)顯著性下降,分別為7.8%、28.5%、7.6%。主要是冷破碎技術除去了果籽,使得果籽中的蛋白沒有進入打漿階段,從而降低了果漿的蛋白質(zhì)含量。

2.1.6 維生素C含量 兩種工藝下三個品種獼猴桃果漿的維生素C分析結果如表3所示。由表3可知,三種獼猴桃冷破碎果漿的VC含量有下降,但與全果果漿相比顯著下降,分別為12.7%、2.7%、2.2%,由于傳統(tǒng)工藝破碎時VC會大量被破壞,故在破碎時會加入部分VC。而冷破碎工藝對VC破壞小,故加工時無需加入VC。傳統(tǒng)工藝最終果漿的VC含量顯著高于冷破碎工藝最終果漿的VC含量(p<0.05)?，F(xiàn)在果品加工倡導新鮮、添加劑種類及含量盡量少,所以使用冷破碎技術可以實現(xiàn)破碎過程中不添加VC而最終產(chǎn)品的VC含量與添加了VC的傳統(tǒng)工藝果漿含量基本一致。說明冷破碎果漿能較好地保留果肉中的VC營養(yǎng)成分。

表3 兩種工藝下果漿的蛋白質(zhì)、VC含量(g/100 g)Table 3 Protein and vitamin C content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

2.2 兩種工藝下三種獼猴桃果漿的酶活分析

2.2.1 多酚氧化酶活力比較 兩種工藝下三種果漿的多酚氧化酶活力分析結果如表4所示,冷破碎工藝下海沃德、華優(yōu)、紅陽三個不同品種的獼猴桃多酚氧化酶與傳統(tǒng)工藝相比分別下降了42.3%、48.3%、51.7%,說明果皮、果籽中多酚氧化酶含量比較多。所以,冷破碎技術可以顯著降低果漿中的多酚氧化酶的含量,從而避免了傳統(tǒng)工藝中果漿易發(fā)生氧化和褐變的不良結果,有利于提高后續(xù)加工產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2.2 果膠酶活力 兩種工藝下三種果漿的果膠酶活力分析結果如表4所示。由表4可知,除華優(yōu)的果膠酶酶活顯著下降之外,其余兩種獼猴桃冷破碎果漿中的果膠酶酶活顯著上升,可能是冷破碎去除的果皮、果籽中的果膠酶含量很少,提高了果漿中果膠酶的百分比。果膠酶含量的穩(wěn)定可以保證在后續(xù)的榨汁過程中順利分解果漿里的果膠物質(zhì),提高果汁出汁率和澄清度。

2.2.3 過氧化物酶活力 兩種工藝下三種果漿的過氧化物酶活力分析結果如表4所示。由表4可知,冷破碎技術可以顯著降低冷破碎果漿中的過氧化物酶的含量,海沃德、紅陽、華優(yōu)分別下降了67.9%、63.6%、1.8%,分析認為是華優(yōu)成熟度較高,果肉中含有較多的活性酶,果皮、果籽中的過氧化物酶含量很少。過氧化物酶是導致酶促褐變的關鍵酶,而過氧化物酶活力下降可降低果汁加工過程中酶促褐變對果汁色值的影響。

3 結論

兩種工藝下三個不同品種的獼猴桃果漿的還原糖和總糖含量基本不變,果膠含量、蛋白質(zhì)含量、維生素C含量變化顯著。冷破碎工藝提高了海沃德、華優(yōu)、紅陽獼猴桃果漿的酸度(提高值分別為69.9%、105%、34.2%)。冷破碎工藝降低了獼猴桃果漿中多酚及多酚氧化酶的含量(降低量分別為49.4%、30.5%、43.8% 和42.3%、48.3%、51.7%)。冷破碎工藝獲得的三個品種獼猴桃果漿能夠較好地保留原果的品質(zhì),從防止營養(yǎng)品質(zhì)劣變的角度看,冷破碎工藝是值得推廣應用的果品加工先進技術。

表4 兩種工藝下果漿的多酚氧化酶活力、果膠酶活力、過氧化物酶活力比較(U)Table 4 The comparison of polyphenol oxidase activity,pectic enzyme activity,peroxidase activity of fruit pulp under two different process(U)

[1]朱春華,龔琪,李進學,等. 獼猴桃果實加工綜合利用研究進展[J]. 保鮮與加工,2013,13(1):57-62.

[2]張美芳,何玲,張美麗,等. 獼猴桃鮮果貯藏保鮮研究進展[J]. 食品科學,2014,35(11):343-347.

[3]Zhang Li hua,Li Shunfeng,Liu Xinghua,et al. Effects of ethephon on physicochemical and quality properties of Kiwifruit during ripening[J]. Postharvest Biology and Technology,2012,65:69-75.

[4]A Fernández-Sestelo,R S D Saá,C Pérez-Lamela,et al. Overall quality properties in pressurized kiwi purée:Microbial,physicochemical,nutritive and sensory tests during refrigerated storage[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2013,20(3):349-359.

[5]A Peticila,G V Scaeteanu,R Madjar,et al. Fertilization Effect on Mineral Nutrition of Actinidia Deliciosa(kiwi)Cultivated on Different Substrates[J]. Chemical Communications,2015,6(33):132-138.

[6]王岸娜,吳立根,王曉曦. 獼猴桃加工、研究現(xiàn)狀[J]. 食品與機械,2006,22(3):67-70.

[7]翟金良. 我國獼猴桃產(chǎn)業(yè)存在的問題及發(fā)展對策[J]. 科技促進發(fā)展,2015(4):521-529.

[8]劉旭,陜西省獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 咸陽:西北農(nóng)林科技大學,2014.

[9]李曉紅. 陜西獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展及對策研究[D]. 咸陽:西北農(nóng)林科技大學,2010.

[10]孫嬌嬌,郭玉蓉. 蘋果營養(yǎng)化全果利用技術創(chuàng)新及產(chǎn)品開發(fā)[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術:農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè),2014(4):23-26.

[11]DENG Hong,YOU Yina,XIA Qiumin,et al. A crushing separation machine(CSM)for producing apple juice with low enzymatic browning[J]. Fruit Processing,2015,Sep/Oct:182-188.

[12]趙光遠. 混濁蘋果汁的研制及其儲藏穩(wěn)定性的研究[D]. 無錫:江南大學,2005.

[13]S P Yong,K S Ham,Y K Park,et al. The effects of treatment on quality parameters of smoothie-type ‘Hayward’ kiwi fruit beverages[J].Food Control,2016,70:221-228.

[14]黃婉玉,曹煒,李菁,等. 考馬斯亮藍法測定果汁中蛋白質(zhì)的含量[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2009,35(5):160-162.

[15]方金豹,龐榮麗,何為華,等. NY/T 2016-2011 《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準 水果及其制品中果膠含量的測定 分光光度法》[P]. 北京:中華人民共和國農(nóng)業(yè)部,2011.

[16]江蘇省農(nóng)科院綜合實驗室. GB 6195-86 《中華人民共和國國家標準 水果、蔬菜維生素C含量測定法(2,6-二氯靛酚滴定法)》[P]. 北京:國家標準局,1986.

[17]胡月英,李玲玲,陳文學. 黃燈籠辣椒中多酚氧化酶和過氧化物酶的性質(zhì)研究[J].中國調(diào)味品,2015(7):21-25.

[18]張飛,岳田利,費堅,等. 果膠酶活力的測定方法研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)學報,2004,13(4):134-137.

[19]郝志芹. 果品制漿冷藏保鮮探討[J]. 科學種養(yǎng),2008(3):55.

[20]王白鷗. 果汁中的多酚物質(zhì)及測定[J]. 中國果菜,2001(5):27.

Effects of cold crushing process on the fruit pulp quality of kiwi fruit

LI Han,YANG Tian-ge,XIANG Jia-hui,DENG Hong*,MENG Yong-hong,GUO Yu-rong

(College of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal University,Xi’an 710119,China)

Three different varieties of kiwi fruits(Hayward,Hua You,Hong Yang)were used as raw materials,and cold crushing equipment was used to prepare the kiwi fruit pulp. The nutrition characteristic parameters of kiwi fruit pulp (including titratable acid,total sugar and reducing sugar,pectin,protein,VCand polyphenols content)were analyzed with methods of chemical analysis to compare the advantages and disadvantages between cold crushing process and traditional process. The results showed that the acidity of Hayward,Hua You,Hong Yang increased by 69.9%,105%,34.2%,respectively. The content of polyphenol and polyphenol oxidase decreased by 49.4%,30.5%,43.8% and 42.3%,48.3%,51.7% respectively. While the total sugar and reducing sugar,pectin,protein and VCcontent had no great changes. So the cold crushing process was an excellent way to keep the nutritional qualities of kiwi fruit and benefit to the subsequent processing of the Kiwi fruit products. It was worth to widely applied to fruit industry.

kiwi fruit;cold crushing;process;nutritional characteristic parameters

2016-08-09

李涵(1992-)，女，碩士研究生，研究方向:食品工程,E-mail：360300576@qq.com。

*通訊作者:鄧紅(1967-)，女，博士，副教授，研究方向:食品科學,E-mail:hongden@snnu.edu.cn。

農(nóng)業(yè)部產(chǎn)業(yè)體系建設項目(CARS-28)；中央高?？蒲袠I(yè)務專項經(jīng)費項目(GK201405005)。

TS255.3

B

:1002-0306(2017)04-0259-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.040