高壓均質(zhì)對(duì)胡蘿卜汁物化特性及類胡蘿卜素含量的影響

劉嘉寧 劉 璇 畢金峰* 易建勇 張佰清 彭 健

（1 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 遼寧沈陽110866 2 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193）

胡蘿卜含有β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素等類胡蘿卜素及其它多種營養(yǎng)成分，是鮮食、菜肴烹飪和加工用重要蔬菜原料。β-胡蘿卜素可以增強(qiáng)機(jī)體免疫力并且降低心血管疾病、老年性黃斑變性和癌癥等疾病的發(fā)病率，胡蘿卜又是β-胡蘿卜素含量最高的蔬菜之一[1]。將其加工成為食用方便、快捷的食品，有利于促進(jìn)人們對(duì)胡蘿卜的攝入。目前，制汁是胡蘿卜主要的加工方式之一，以胡蘿卜漿和濃縮汁為主，鮮榨胡蘿卜汁也逐漸興起。然而，存在破壁困難和加熱后有蒸煮氣味等問題，并且直接榨汁后的產(chǎn)品不穩(wěn)定，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)渾濁，甚至分層等現(xiàn)象，造成產(chǎn)品品質(zhì)降低。

針對(duì)以上一系列問題，通常采用均質(zhì)處理進(jìn)行改善。常規(guī)均質(zhì)壓力通常控制在20～60 MPa 范圍，通常將60 MPa 以上的均質(zhì)稱為高壓均質(zhì)（HPH）。HPH 是利用高壓作用使液體高速通過狹窄縫隙，在這一過程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大剪切力、撞擊力和空穴作用等，受到上述作用后液體中存在的大分子和懸浮顆粒被破壞，懸浮顆粒的粒徑減小[2]。近年來，隨著食品機(jī)械制造技術(shù)的提升，國內(nèi)外關(guān)于高壓均質(zhì)及超高壓均質(zhì)對(duì)果蔬汁品質(zhì)影響的研究越來越多。HPH 可以破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有較好的殺菌效果，可延長貨架期[3]。HPH 也可以改善果蔬汁感官品質(zhì)并且保持果蔬汁中生物活性成分的含量。Maresca 等[4]研究表明在壓力150 MPa 條件下均質(zhì)3 次可以延長果汁的貨架期，并且在28 d 貯藏期內(nèi)，感官品質(zhì)不會(huì)變化。Betoret 等[5]研究表明HPH 可以改善柑橘汁的色澤品質(zhì)，柑橘汁的亮度隨著均質(zhì)壓力的增加而增加。Welti-Chanes等[6]研究結(jié)果表明HPH 處理可以鈍化橙汁中果膠甲酯酶的活性，從而保持橙汁濁度。Kubo 等[7]研究結(jié)果表明HPH 處理番茄汁可以改變粒徑分布，提高番茄汁稠度，從而改善番茄汁的感官特性。Augusto 等[2]研究表明HPH 改善了番茄汁的黏彈性，增加了番茄汁的稠度。HPH 對(duì)提升鮮榨果蔬汁安全、表觀品質(zhì)及穩(wěn)定性具有重要作用。

類胡蘿卜素具有諸多生理活性，然而植物細(xì)胞壁的存在限制了加工過程中類胡蘿卜素的釋放，進(jìn)而影響其有效生物利用率。采用HPH 等方法破壞細(xì)胞壁并減小顆粒粒徑，是探索提高類胡蘿卜素生物利用率的有效途徑之一。Knockaert 等[8]研究表明當(dāng)均質(zhì)壓力大于50 MPa 時(shí)，胡蘿卜細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，胡蘿卜漿中類胡蘿卜素生物利用率顯著提高。在HPH 對(duì)類胡蘿卜素生物利用率的影響方面，研究內(nèi)容主要涉及口腔咀嚼、胃消化階段和小腸消化吸收階段中類胡蘿卜素含量的變化[9-10]，而關(guān)于從食品中釋放階段，HPH 對(duì)類胡蘿卜素含量的影響少見報(bào)道。

本研究基于HPH 對(duì)植物組織破碎和果蔬汁物化性質(zhì)的潛在作用，選取不同均質(zhì)條件（壓力、進(jìn)料溫度、均質(zhì)次數(shù)等）處理鮮榨胡蘿卜汁，比較分析不同處理對(duì)胡蘿卜汁物化特性的影響，包括粒徑分布、Zeta 電位、濁度、懸浮穩(wěn)定性和流變學(xué)特性以及類胡蘿卜素含量，并通過方差及顯著性分析確定HPH 對(duì)胡蘿卜汁物化特性和類胡蘿卜素含量的影響，旨在為后續(xù)研究如何提高胡蘿卜汁穩(wěn)定性和類胡蘿卜素的生物利用率提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

胡蘿卜購于北京市清河小營農(nóng)副產(chǎn)品市場(chǎng)，品種為“黑田五寸”，產(chǎn)地山東；正己烷，丙酮，無水乙醇，氯化鈉，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，以上試劑均為分析純級(jí)；2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT），純度99%，北京依諾凱科技有限公司；正己烷、甲基叔丁基醚（MTBE）、甲醇均為色譜純?cè)噭绹鳷edia 公司；色譜級(jí)β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素標(biāo)品，美國Sigma-Aldrich 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JN-02HC 高壓納米均質(zhì)機(jī)（含加熱/冷卻循環(huán)系統(tǒng)），廣州聚能生物科技有限公司；JYL-C51V 九陽料理機(jī)，九陽股份有限公司；JM-30A 膠體磨，廊坊市廊通機(jī)械有限公司；Microtarc S3500 激光粒度分析儀，美國Microtarc 公司；Zetasizer Nano ZS電位分析儀，英國Malvern 公司；UV-1800 紫外-可見分光光度計(jì)，日本Shimadzu 公司；3K15 離心機(jī)，德國Sigma 公司；Physica MCR301 流變儀，奧地 利Anton Paar 公 司；2100N 濁 度 儀，美 國HACH 公司；RE-3000 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀 器 廠；C30 柱，YMC Carotenoid S-5μm（250 mm×4.6 mm）；HPLC 設(shè)備（Waters 1525 溶劑輸送系統(tǒng)和Waters 2489 紫外-可見光檢測(cè)器），美國Waters 公司；電子天平（精度0.1mg），德國Sartorius 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 胡蘿卜汁的制備 胡蘿卜經(jīng)清洗和切塊，與去離子水1∶2 混合打漿2 min，得到胡蘿卜汁。對(duì)胡蘿卜汁先采用膠體磨處理，后使用（HPH）處理，樣品處理?xiàng)l件及編號(hào)見表1。

表1 樣品編號(hào)和處理?xiàng)l件Table1 Sample coding and processing conditions

1.3.2 胡蘿卜汁粒徑分布的測(cè)定 采用激光粒度分析儀測(cè)定胡蘿卜汁的顆粒粒徑分布，繪制胡蘿卜汁顆粒粒徑分布圖，分析HPH 對(duì)中值粒徑D50，體積平均粒徑D[4，3]和表面積平均粒徑D[3，2]的影響，其中D[4，3]主要受胡蘿卜汁中大顆粒的影響，而D[3，2]主要受胡蘿卜汁中小顆粒的影響[11]。

1.3.3 胡蘿卜汁Zeta 電位的測(cè)定 采用電位分析儀測(cè)定胡蘿卜汁Zeta 電位。Zeta 電位儀直接測(cè)定的是電泳遷移率，而后通過Henry 方程推導(dǎo)出Zeta 電位。將樣品稀釋20 倍，使樣品的Attn 值在6～8 之間，混勻后，取上清液于彎曲式毛細(xì)管樣品池中測(cè)定Zeta 電位。

1.3.4 胡蘿卜汁濁度和懸浮穩(wěn)定性的測(cè)定

1.3.4.1 胡蘿卜汁濁度測(cè)定 參照J(rèn)erome 等[12]的方法稍作修改。取10 mL 胡蘿卜汁，稀釋3 倍后，使用濁度儀測(cè)定其濁度。

1.3.4.2 胡蘿卜汁懸浮穩(wěn)定性的測(cè)定 將胡蘿卜汁于8 000 r/min 離心10 min，稀釋3 倍，測(cè)定濁度。以離心前、后的濁度差作為胡蘿卜汁懸浮穩(wěn)定性指標(biāo)。濁度差的數(shù)值越小，胡蘿卜汁穩(wěn)定性越好。

1.3.5 胡蘿卜汁流變特性的測(cè)定

1.3.5.1 胡蘿卜汁的黏度曲線 采用流變儀，選取平板轉(zhuǎn)子（直徑49.983 mm，間隙1 mm），使用水循環(huán)系統(tǒng)控制測(cè)定溫度為（25±1）℃。取2.3 mL胡蘿卜汁置于夾具和平板轉(zhuǎn)子之間，在穩(wěn)態(tài)剪切模式下，設(shè)置剪切速率從0.01 s-1指數(shù)增加到100 s-1，測(cè)定該剪切速率范圍內(nèi)剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化，以及表觀黏度隨剪切速率的變化[11]。

1.3.5.2 胡蘿卜汁的黏彈性 采用流變儀、平板轉(zhuǎn)子，用水循環(huán)系統(tǒng)控制測(cè)定溫度為（25±1）℃。在振蕩剪切模式下，應(yīng)變振幅為1%，角頻率由1 rad/s 增加到100 rad/s，記錄貯藏模量（G′）和損耗模量（G″）隨角頻率的變化。

1.3.6 胡蘿卜汁中類胡蘿卜素含量的測(cè)定 取1 mL 胡蘿卜汁加35 mL 提取液 （含50%正己烷，25%丙酮，25%乙醇和0.1%BHT）及0.5 g NaCl，攪拌20 min。向上述溶液中加入15 mL 蒸餾水，攪拌10 min。將混合物放入分液漏斗，收集有機(jī)相。有機(jī)相于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上在（30±2）℃的條件下蒸至近干，用正己烷溶解殘?jiān)⒍ㄈ?0 mL。樣品在進(jìn)樣前用0.45 μm 濾膜過濾，在-18 ℃條件下冷藏備用。為了對(duì)類胡蘿卜素單體進(jìn)行定量分析，采用高效液相色譜法，反相C30柱加紫外可見光檢測(cè)器。色譜條件：流動(dòng)相A：V甲醇∶V甲基叔丁基醚（MTBE）∶V水=81∶15 ∶4，流動(dòng)相B：V甲醇∶VMTBE∶V水=6 ∶90 ∶4，梯度洗脫條件為：100%A～44%A（45 min）；流速：1.0 mL/min；檢測(cè)波長為450 nm；進(jìn)樣量：10 μL；柱溫：30℃[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差 （Mean±SD）表示。采用SPSS 19.0 進(jìn)行ANOVA、Ducan 多重比較分析（P＜0.05）。試驗(yàn)分析圖采用origin 9.0 和Excel 2003 繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPH 對(duì)胡蘿卜汁粒徑分布的影響

不同HPH 處理對(duì)胡蘿卜汁顆粒粒徑分布的影響如圖1所示。由圖1a 可知，均質(zhì)與未均質(zhì)處理相比，粒徑分布峰偏左，小顆粒所占比例增加。隨著均質(zhì)壓力的增加，粒徑分布峰向左移動(dòng)，小顆粒所占比例增加。這是由于增加均質(zhì)壓力可以增強(qiáng)對(duì)顆粒的破壞程度，使小顆粒比例增加，此結(jié)果與Lopez-Sanchez 等[14]采用不同壓力的HPH 處理胡蘿卜乳液和Tan 等[15]采用不同壓力的HPH 處理番茄漿后顆粒粒徑變化趨勢(shì)一致。由圖1b 可知，隨著均質(zhì)次數(shù)增加，粒徑分布峰向左移動(dòng)，這是由于均質(zhì)次數(shù)增加對(duì)顆粒破壞作用增強(qiáng)，此結(jié)果與Tan 等[15]采用不同次數(shù)的HPH 處理番茄漿后顆粒粒徑變化趨勢(shì)一致。由圖1c 可知，進(jìn)料溫度為50 ℃與25 ℃相比，粒徑分布峰向左移動(dòng)，小顆粒比例增加。而進(jìn)料溫度為70 ℃與50 ℃相比，粒徑分布峰向右移動(dòng)，這可能是因?yàn)樵?0 ℃條件下蛋白質(zhì)等變性引起顆粒聚集，從而使粒徑分布峰向右移動(dòng)。

HPH 處理對(duì)胡蘿卜汁中值粒徑D50的影響如圖2所示。由圖2a 可知，均質(zhì)與未均質(zhì)處理相比，可以顯著降低D50值。未經(jīng)均質(zhì)處理的胡蘿卜汁D50值為346.7 μm，而經(jīng)20 MPa 均質(zhì)處理后，D50值為165 μm。隨著均質(zhì)壓力增加，D50減小，均質(zhì)壓力超過60 MPa 后，D50值呈不顯著減小趨勢(shì)，180 MPa 處理后的D50值最低（21.1 μm），此結(jié)果與Augusto 等[11]采用不同壓力的HPH 處理番茄汁的變化趨勢(shì)一致。由圖2b 可知，均質(zhì)次數(shù)為3 次與均質(zhì)為1 次和2 次相比，D50值顯著減小。進(jìn)料溫度為50 ℃與25 ℃相比，D50值顯著減小；當(dāng)進(jìn)料溫度為70 ℃時(shí)，D50值顯著增加，這可能是由于較高溫度使果汁中蛋白質(zhì)物質(zhì)等變性，顆粒易發(fā)生聚集，引起D50值增加。HPH 處理后D50變化趨勢(shì)與粒徑分布峰變化趨勢(shì)基本一致。

圖1 HPH 對(duì)胡蘿卜汁顆粒粒徑分布的影響Fig.1 Effect of HPH on particle size distribution of carrot juice

圖2 HPH 對(duì)胡蘿卜汁中值粒徑D50 的影響Fig.2 Effect of HPH on median particle size D50 of carrot juice

HPH 對(duì)胡蘿卜汁體積平均粒徑D[4，3]和表面積平均粒徑D[3，2]的影響如圖3所示。由圖3a可知，均質(zhì)與未均質(zhì)處理相比，可以顯著降低D[4，3]和D[3，2]。不同均質(zhì)壓力處理胡蘿卜汁后，D[4，3]和D[3，2]變化趨勢(shì)相同，都降低。D[4，3]主要受胡蘿卜汁中大顆粒的影響，而D[3，2]主要受胡蘿卜汁中小顆粒的影響。壓力為20 MPa 與未均質(zhì)相比，D[4，3]減小了41.46%，D[3，2]減小了49.48%；壓力為180 MPa 與未均質(zhì)相比，D[4，3]減小了90%，D[3，2]減小了92.17%。較低壓力和較高壓力處理對(duì)大顆粒和小顆粒粒徑的影響程度相差不大。由圖3b 可知，隨著均質(zhì)次數(shù)增加，D[4，3]先增加后減小，D[3，2]減小。由圖3c 可知，隨著進(jìn)料溫度增加，D[4，3]和D[3，2]變化趨勢(shì)相同。進(jìn)料溫度從25℃增加到50℃，D[4，3]和D[3，2]均減小。當(dāng)進(jìn)料溫度從50℃增加到70℃時(shí)，D[4，3]和D[3，2]均增加，這與不同進(jìn)料溫度下D50變化規(guī)律一致。

2.2 HPH 對(duì)胡蘿卜汁Zeta 電位的影響

通過測(cè)定顆粒表面的帶電性質(zhì)即Zeta 電位，來評(píng)估體系中懸浮穩(wěn)顆粒的靜電穩(wěn)定性。一般來說，Zeta 電位的絕對(duì)值越高，顆粒間排斥力越大，從而達(dá)到分散穩(wěn)定狀態(tài)。而Zeta 電位絕對(duì)值低，顆粒間排斥力小，相互聚集，體系不穩(wěn)定[16]。不同處理的Zeta 電位均為負(fù)值，這可能是因?yàn)閹ж?fù)電的果膠包裹在小顆粒外部形成保護(hù)層，使整體的表面帶負(fù)電荷[17]。未均質(zhì)與均質(zhì)處理后胡蘿卜汁的Zeta 電位無顯著差異。HPH 壓力、次數(shù)和進(jìn)料溫度對(duì)胡蘿卜汁的Zeta 電位沒有顯著性影響。從靜電穩(wěn)定性角度看，HPH 對(duì)胡蘿卜汁靜電穩(wěn)定性無顯著性影響，此結(jié)果與Leite 等[18]研究結(jié)果一致。

圖3 HPH 對(duì)胡蘿卜汁體積平均粒徑D[4，3]和表面積平均粒徑D[3，2]的影響Fig.3 Effect of HPH on volume-based diameter and area-based diameter of carrot juice

2.3 HPH 對(duì)胡蘿卜汁濁度和懸浮穩(wěn)定性的影響

由圖4a 所示，均質(zhì)與未均質(zhì)處理相比胡蘿卜汁濁度顯著增加，這是因?yàn)榫|(zhì)處理使胡蘿卜汁中顆粒減小，更多顆粒懸浮在果汁中，使?jié)岫仍黾?。均質(zhì)壓力從20 MPa 升高到60 MPa，濁度增加，而后隨著壓力的升高，濁度下降，當(dāng)均質(zhì)壓力為100，150 MPa 和180 MPa 時(shí)濁度無顯著性差異。這可能是由于均質(zhì)壓力的升高使顆粒變得細(xì)小，從而增加胡蘿卜汁濁度；隨著壓力的增加，擠壓和剪切等作用增強(qiáng)，細(xì)胞破壞程度增加，顆粒變得更加細(xì)小，使更多光線透過[19]。均質(zhì)與未均質(zhì)相比，離心前、后濁度差小，說明均質(zhì)處理可以提高胡蘿卜汁懸浮穩(wěn)定性。隨著均質(zhì)壓力升高，懸浮穩(wěn)定性提高。這是因?yàn)榫|(zhì)處理降低了顆粒粒徑，均質(zhì)壓力越高，對(duì)顆粒破壞程度越高，顆粒粒徑越小。根據(jù)Stokes 公式：v=2r2g（ρp-ρ0）/9η，顆粒越小，沉降速率越小，體系越穩(wěn)定。由圖4b 所示，均質(zhì)次數(shù)的增加會(huì)降低胡蘿卜汁濁度，提高胡蘿卜汁懸浮穩(wěn)定性。由圖4c 所示，進(jìn)料溫度的增加會(huì)降低胡蘿卜汁濁度，而不同進(jìn)料溫度之間無顯著差異。進(jìn)料溫度會(huì)提高胡蘿卜汁懸浮穩(wěn)定性，而不同進(jìn)料溫度之間無顯著性差異。

2.4 HPH 對(duì)胡蘿卜汁流變特性的影響

2.4.1 胡蘿卜汁的流體類型和黏度曲線 HPH處理后胡蘿卜汁的流變曲線如圖5所示。胡蘿卜汁的剪切應(yīng)力隨著剪切速率的增大而增大，有剪切變稀的趨勢(shì)（0＜n＜1），因此胡蘿卜汁屬于假塑性流體。應(yīng)用不同模型對(duì)流變曲線進(jìn)行擬合[20]，發(fā)現(xiàn)Herschel-Bulkley 模型對(duì)流變曲線的擬合效果最好。

表2 HPH 處理對(duì)胡蘿卜汁Zeta 電位的影響Table 2 Effect of HPH on the zeta potential of carrot juice

式中：τ——剪切應(yīng)力，Pa；τ0——屈服應(yīng)力，Pa；K——稠度系數(shù)，Pa·sn；γ——剪切速率，s-1；n——流動(dòng)特性指數(shù)，該模型經(jīng)常作為剪切變稀流體的通用模型使用[21-23]。由表3可知，均質(zhì)壓力越大，K 值越小，黏稠度越小，當(dāng)均質(zhì)壓力在100～180 MPa 范圍時(shí)，K 值變化不大。這可能是由于隨著壓力增加，對(duì)果膠結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，導(dǎo)致胡蘿卜汁黏稠度下降。此結(jié)果與Silva 等[24]一致，該研究表明菠蘿汁的表觀黏度隨著均質(zhì)壓力（0 MPa～70 MPa）增加而降低。均質(zhì)2 次和3 次與均質(zhì)1 次相比，K 值降低程度大。進(jìn)料溫度為50 ℃與25 ℃相比，K 值減小，而當(dāng)進(jìn)料溫度為70 ℃時(shí)，K 值增加。n 值代表體系剪切變稀的難易程度，即假塑性程度。20 MPa 和60 MPa 的HPH 處理相對(duì)于未均質(zhì)處理，n 值減小，假塑性程度增加。當(dāng)壓力達(dá)到100 MPa 時(shí)，假塑性程度下降；當(dāng)均質(zhì)壓力為100～180 MPa 時(shí)，假塑性程度變化不大。n 值的變化可能是由于胡蘿卜汁中存在的大分子物質(zhì)，如果膠等含量及結(jié)構(gòu)的變化引起的。

圖4 HPH 對(duì)胡蘿卜汁濁度和懸浮穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effects of HPH on turbidity and suspension stability of carrot juice

圖5 HPH 處理后胡蘿卜汁的流變曲線Fig.5 Rheological curves by HPH treatment

HPH 處理后的胡蘿卜汁黏度曲線如圖6所示。黏度曲線可以直觀反映黏度隨剪切速率的變化。由圖6a 可知，隨著均質(zhì)壓力的增加，胡蘿卜汁表觀黏度降低，這與模型中的K 值變化規(guī)律一致。根據(jù)傳統(tǒng)理論，隨著均質(zhì)壓力增大，果汁中顆粒粒徑減小，懸浮液的黏度增加。經(jīng)分析，黏度降低可能原因?yàn)椋?）HPH 破壞了果膠結(jié)構(gòu)，使黏度降低。2）由2.1 節(jié)結(jié)果可知，HPH 使小顆粒增多，顆粒與顆粒間相互作用減小，更易流動(dòng)，因此黏度降低。由圖6b 可知，隨著均質(zhì)次數(shù)增加，胡蘿卜汁表觀黏度降低。由圖6c 可知，當(dāng)進(jìn)料溫度為25 ℃時(shí)，胡蘿卜汁表觀黏度比進(jìn)料溫度為50 ℃和70 ℃時(shí)表觀黏度大，這可能是由于溫度的升高，體系中分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距增大，分子間作用力減小，流動(dòng)時(shí)的摩擦力減小，黏度降低[25]。

表3 不同HPH 處理后胡蘿卜汁的Herschel-Bulkley 模型擬合參數(shù)Table 3 Herschel-Bulkley model parameters of carrot juice by different HPH treatments

圖6 HPH 對(duì)胡蘿卜汁表觀黏度的影響Fig.6 Effect of HPH on apparent viscosity of carrot juice

2.4.2 HPH 對(duì)胡蘿卜汁黏彈性的影響 HPH 處理后胡蘿卜汁的貯藏模量G′和損耗模量G″變化如圖7所示。G′表示體系的彈性行為，G″則表示體系的黏性行為。G′＞G″表示體系屬于凝膠體系，而G′＜G″表示體系屬于溶膠體系[13]。由圖7可知，胡蘿卜汁G′＞G″，胡蘿卜汁具有凝膠特性，隨著角頻率的增加，大部分處理的G′呈下降趨勢(shì)，G″呈上升趨勢(shì)。不同處理后G′隨角頻率變化的曲線差距較大，而G″隨角頻率變化的曲線差距不大，曲線相對(duì)集中。由圖7a 可知，隨著均質(zhì)壓力的增加，G′和G″均減小，可能是由于均質(zhì)壓力增大，果膠等物質(zhì)結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，因此G′和G″減小。由圖7b可知，隨著均質(zhì)次數(shù)增加，G′和G″均減小。由圖7c可知，進(jìn)料溫度為50 ℃和70 ℃時(shí)，G′和G″均比進(jìn)料溫度為25 ℃時(shí)的高。

2.5 HPH 對(duì)胡蘿卜汁中類胡蘿卜素含量的影響

通過HPLC 分析可知胡蘿卜汁主要存在兩種類胡蘿卜素，分別是β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素。除了均質(zhì)壓力為20 MPa 外，其它處理后的β-胡蘿卜素和α 胡蘿卜素含量均比未均質(zhì)的高。隨著均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)和進(jìn)料溫度的增加，β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素含量均增加。在進(jìn)料溫度25 ℃，均質(zhì)次數(shù)3 次，均質(zhì)壓力60 MPa 時(shí)β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素含量最高，分別為：44.86 μg/mL 和22.39 μg/mL。將α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素含量相加視為總類胡蘿卜素含量。由表4可知，除了均質(zhì)壓力為20 MPa 外，其它處理后的總類胡蘿卜素含量均比未均質(zhì)的高。隨著均質(zhì)壓力的增加，總類胡蘿卜素含量逐漸增加。均質(zhì)次數(shù)的增加可以顯著增加總類胡蘿卜素含量。進(jìn)料溫度的增加可以增加總類胡蘿卜素含量。

HPH 不會(huì)降低胡蘿卜汁中類胡蘿卜素含量，甚至?xí)龠M(jìn)類胡蘿卜素釋放到胡蘿卜汁中。雖然不同HPH 處理后類胡蘿卜素含量變化不大，但不同HPH 處理對(duì)細(xì)胞壁的破壞程度不同，對(duì)果膠含量和結(jié)構(gòu)等影響也不同。隨著貯藏時(shí)間的變化，由于果膠等物質(zhì)的作用，所以類胡蘿卜素的含量可能會(huì)有明顯變化。另外，果膠等物質(zhì)的包裹作用可能對(duì)光降解有阻礙作用，從而提高類胡蘿卜素穩(wěn)定性。HPH 對(duì)胡蘿卜汁在貯藏期內(nèi)類胡蘿卜素含量的影響以及內(nèi)源果膠與類胡蘿卜素分子相互作用的規(guī)律有待進(jìn)一步研究。

圖7 HPH 對(duì)胡蘿卜汁黏彈性的影響Fig.7 Effect of HPH on elastic and viscous behavior of carrot juice

表4 HPH 對(duì)胡蘿卜汁中類胡蘿卜素單體和總類胡蘿卜素含量的影響Table 4 Effect of HPH on contents of β-carotene，α-carotene and total carotenoids in carrot juice

3 結(jié)論

1） HPH 處理可有效減小胡蘿卜汁中顆粒的粒徑，隨著均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)的增加，粒徑分布峰向粒徑小的方向移動(dòng)，D50、D[4，3]和D[3，2]均減小。均質(zhì)與未均質(zhì)處理相比胡蘿卜汁濁度顯著增加，HPH 可以提高胡蘿卜汁的懸浮穩(wěn)定性。

2） 胡蘿卜汁屬于假塑性流體（0＜n＜1），流變曲線符合Herschel-Bulkley 模型。隨著均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)的增加，胡蘿卜汁表觀黏度降低。胡蘿卜汁有凝膠特性（G′＞G″），隨著均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)的增加，G′和G″均減小。

3） 胡蘿卜汁主要存在兩種類胡蘿卜素，分別是α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素。隨著均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)和進(jìn)料溫度的增加，β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素含量均增加。在進(jìn)料溫度25 ℃，均質(zhì)次數(shù)3次，均質(zhì)壓力60 MPa 時(shí)β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素含量最高，分別為44.86 μg/mL 和22.39 μg/mL。HPH 不會(huì)降低胡蘿卜汁中類胡蘿卜素含量，甚至促進(jìn)類胡蘿卜素釋放到胡蘿卜汁中。

雖然不同HPH 處理后，類胡蘿卜素含量變化不大，但不同HPH 處理對(duì)果膠含量和結(jié)構(gòu)等影響不同，隨著貯藏時(shí)間的變化，由于果膠等物質(zhì)的作用，類胡蘿卜素的含量和存在狀態(tài)可能有明顯變化，因此HPH 對(duì)貯藏期內(nèi)胡蘿卜汁中類胡蘿卜素含量的變化以及內(nèi)源果膠與類胡蘿卜素分子相互作用的規(guī)律有待進(jìn)一步研究。