加工工藝對(duì)荔枝汁風(fēng)味物質(zhì)影響的研究進(jìn)展

林冰君，李湘鑾，張遠(yuǎn)紅，陳椰娜，黃樹雄， 黃桂穎，姜 浩

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣東省嶺南特色食品科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510225；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嶺南特色食品綠色加工與智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510225；3.廣東亨盛維嘉食品工業(yè)有限公司，廣東潮州 515700；4.佛山市順德區(qū)百輝食品有限公司，廣東佛山 528322）

荔枝（Litchi Chinese Sonn）屬無(wú)患子科（Sapindaeeae），廣泛分布于熱帶亞熱帶地區(qū)，是我國(guó)嶺南特色水果之一，素有“果中珍品”之美稱，并且中外聞名[1]。雖然新鮮荔枝營(yíng)養(yǎng)豐富，香氣濃郁，果肉香甜多汁，但荔枝采收后極易出現(xiàn)果皮失水褐變、果肉腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象，常溫貯藏時(shí)間一般少于3 d。因此，將其加工成荔枝汁具有很大的生產(chǎn)潛力，可用于研制飲料、發(fā)酵乳、果醬、果凍等產(chǎn)品[2-6]。既能解決荔枝鮮果保質(zhì)期短的問題，也可以提高其附加值。荔枝汁風(fēng)味除了與其荔枝果實(shí)風(fēng)味有關(guān)，還與其加工工藝密切相關(guān)。因此，概述了荔枝汁風(fēng)味研究現(xiàn)狀，以及酶解、超濾、殺菌、濃縮、發(fā)酵等工序?qū)笾χL(fēng)味影響的研究進(jìn)展，旨為荔枝汁加工提供理論基礎(chǔ)。

1 荔枝汁風(fēng)味的研究現(xiàn)狀

芳香物質(zhì)是果汁風(fēng)味的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。我國(guó)早在20 世紀(jì)90 年代開始研究荔枝的香氣成分，荔枝鮮汁中揮發(fā)性風(fēng)味成分十分豐富，由醇類、醛類、烯類、酯類和酸類化合物等組成，相對(duì)含量較高的主要是醇類、醛類、烯類[7]。香氣成分在一定程度決定了荔枝汁的香氣特征，由表1 可知，荔枝的香味由花香、果香、堅(jiān)果香、酒香等組成，如香葉醇、β -月桂烯、乙酸異戊酯等。

荔枝汁的特征香氣物質(zhì)及其描述見表1。

表1 荔枝汁的特征香氣物質(zhì)及其描述

荔枝品種多樣，有糯米糍、桂味、妃子笑、黑葉等幾十個(gè)品種。荔枝的風(fēng)味組成和含量因其品種不同而有明顯差異，除了共有成分，每個(gè)品種也具有獨(dú)特的香氣成分。郝菊芳等人[17]研究表明，妃子笑、黑葉、白蠟、玉荷包、荔枝王中分別含有58，57，47，39，28 種香氣成分，其中芳樟醇、檸檬烯、1 -甲氧基-2 -丙醇、乙偶姻、3 -甲基-2 -庚醇、1 -庚烯-3 -醇、2 -乙基-2 -丁烯醛、β -蒎烯、巴倫西亞桔烯等是5 個(gè)荔枝品種共有的主要香氣成分。徐禾禮等人[18]研究表明，槐枝、妃子笑、黑葉、桂味、糯米糍、玉荷包、掛綠中鑒定出的香氣成分分別為34，31，25，25，24，23，23 種，其中芳樟醇、檸檬烯是這7 個(gè)荔枝品種的共有的香氣成分。范妍等人[19]研究表明，嶺豐糯、糯米糍、懷枝中分別含有44，34，31 種香氣成分，3 個(gè)品種荔枝共有的香氣成分有13 種，分別是β -香葉烯、傘花烯、D -檸檬烯、β -羅勒烯、2 -蒈烯、β -香茅醇甲醚、橙花醇甲醚、1-甲氧基-3,7-二甲基-2,6 -辛二烯、古巴烯、β -欖香烯、石竹烯、α -石竹烯、δ -杜松烯。由于荔枝的出產(chǎn)地、成熟狀態(tài)、檢測(cè)方法有很大不同。因此，荔枝品種對(duì)荔枝汁風(fēng)味具有一定影響。

2 加工工藝對(duì)荔枝汁風(fēng)味的影響

酶解、超濾、殺菌工序?qū)笾χL(fēng)味有一定的影響。這是因?yàn)槔笾麑?shí)所含的酯類、醇類、醛類、酸類等揮發(fā)性香氣成分，容易在受熱或在酶的作用下分解。尤其在加熱處理過程中，高溫會(huì)破壞果汁中熱敏性物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致荔枝汁香味物質(zhì)大量損失，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的“煮熟味”，導(dǎo)致荔枝果汁的風(fēng)味劣化。熟異味的關(guān)鍵成分主要是二甲基硫、次甲基、二甲基三硫醚、二甲基二硫醚、3 -甲基丁醛和2,4 -二硫戊環(huán)[20]，通常呈現(xiàn)為煮熟的卷心菜、馬鈴薯、洋蔥和大蒜味，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。

2.1 酶解

酶解是現(xiàn)代果汁生產(chǎn)不可或缺的部分。荔枝中含有大量的果膠和纖維素等物質(zhì)，而果汁中風(fēng)味成分除了部分是以游離狀態(tài)存在，還有部分是與糖類鍵合成揮發(fā)性差的糖苷類物質(zhì)，影響其風(fēng)味。通過酶解方式，可有效分解植物細(xì)胞壁，不僅促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)汁液流出，而且促使小分子的揮發(fā)性化合物逸散并釋放糖苷的部分鍵合態(tài)芳香成分，可改善因加工造成的風(fēng)味物質(zhì)損失[21]。然而，不同酶對(duì)荔枝汁的酶解效果有所不同。研究表明，相比于半纖維素酶，β -葡萄糖苷酶對(duì)妃子笑荔枝汁的酶解效果更好，且2 種酶復(fù)配使用釋放的香氣成分的種類和含量顯著多于單一酶的處理，經(jīng)酶解后醇類、烯類、酸類、醛類等化合物的含量都有所增加，酶的復(fù)配使用可提升果汁產(chǎn)量和質(zhì)量[13]。另外，漆酶在果汁澄清中具有較好的應(yīng)用潛能[22]，Yin L 等人[23]將純化的漆酶用于荔枝果汁的澄清，經(jīng)漆酶處理后，荔枝果汁的澄清度顯著增加。除此之外，采用物理技術(shù)輔助酶解逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。范琳琳等人[24]利用超聲與復(fù)合酶產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，加速原料組織結(jié)構(gòu)的破壞，增強(qiáng)酶解效果可提高黑莓清汁的制備效率，改善果汁的風(fēng)味。

2.2 超濾

超濾是果汁工業(yè)加工中的一個(gè)重要步驟。傳統(tǒng)的工藝和設(shè)備獲得的荔枝汁具有煮熟味濃、易褐變、易混濁等缺點(diǎn)。對(duì)此不少學(xué)者采用超濾技術(shù)對(duì)荔枝果汁進(jìn)行澄清，使果汁清澈穩(wěn)定并有較好風(fēng)味，無(wú)外加澄清劑所引入的異味。陳穗等人[25]將荔枝汁通過聚砜中空纖維膜進(jìn)行超濾處理，去除了果汁中的果膠、蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)等易引起褐變及后混濁的成分，使果汁澄清透明還有效去除煮熟味，較大程度地保持原有荔枝的風(fēng)味。何煦等人[26]采用50 kDa 的聚醚砜膜，在壓力0.3 MPa，轉(zhuǎn)速800 r/min 的條件下將荔枝全果（去除果核）勻漿進(jìn)行超濾，經(jīng)白砂糖和檸檬酸鈉進(jìn)行調(diào)配后，得到具有酸甜適中、多酚含量高的荔枝全果功能型飲料。鄭佳俐[27]采用無(wú)機(jī)陶瓷膜超濾荔枝汁，所得荔枝汁風(fēng)味清香純正，無(wú)煮熟味，在提升澄清度的同時(shí)，在保質(zhì)期內(nèi)也無(wú)渾濁和沉淀現(xiàn)象的發(fā)生，具有良好的穩(wěn)定性。但有研究表明，由于隨著超濾膜孔徑的減小，使得孔數(shù)多，表面積大增大且處理時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致超濾膜吸附更多的風(fēng)味物質(zhì)。荔枝汁經(jīng)超濾后香氣成分總含量顯著降低，200 nm 超濾膜對(duì)香氣成分保留率高于50 nm超濾膜[13]。因此，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品要求選擇合適的超濾技術(shù)，防止香氣物質(zhì)的過分流失。

2.3 滅菌

殺菌是荔枝汁加工過程中非常重要的工序之一。傳統(tǒng)的熱力殺菌如超高溫瞬時(shí)滅菌、巴氏滅菌、沸水滅菌等容易使熱敏性的風(fēng)味物質(zhì)受損。其中，巴氏殺菌對(duì)荔枝汁香氣的影響最大，呈現(xiàn)明顯的蒸煮味，并且果肉因熱聚集出現(xiàn)分層現(xiàn)象。此外，郝菊芳[13]研究表明，荔枝汁經(jīng)超高溫滅菌處理后醇類、酯類和烯類化合物的含量均受到不同程度的影響，其中醇類物質(zhì)的損失最大可達(dá)48.06 %，且其中的典型香氣成分香葉醇和香茅醇損失較嚴(yán)重。徐玉娟等人[28]研究表明荔枝汁中烯類物質(zhì)是重要的呈香成分，熱處理后損失22.7%。因此，采用非熱殺菌技術(shù)進(jìn)行處理，既能實(shí)現(xiàn)滅菌的目的，又能最大程度地保留風(fēng)味物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，如高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)、超高壓技術(shù)、超臨界CO2技術(shù)、甲基二碳酸鹽聯(lián)合乳酸鏈球菌素技術(shù)。

非熱殺菌技術(shù)的作用原理見表2。

表2 非熱殺菌技術(shù)的作用原理

高壓脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)與傳統(tǒng)的熱力殺菌相比無(wú)需加熱，具有加工溫度低、加工時(shí)間短、不污染環(huán)境、滅菌效果較好等特點(diǎn)，同時(shí)還對(duì)產(chǎn)品的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分影響較小，可以最大限度地維持果汁的新鮮度，延長(zhǎng)貨架期。郝菊芳[13]研究表明，經(jīng)高壓脈沖電場(chǎng)滅菌后的荔枝汁香氣成分損失僅為20.5%。方婷等人[33]研究表明，冷凍濃縮可以降低體系溫度和電導(dǎo)率，更有利于荔枝汁在高壓脈沖中的滅菌效果。

超高壓技術(shù)不僅可以保證果汁微生物安全性，還能夠保持與鮮汁一致的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味。國(guó)內(nèi)外的研究者也將該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于荔枝汁的殺菌處理。徐玉娟等人[28]研究表明超高壓處理對(duì)于荔枝果汁有很好的殺菌效果，能一定程度地鈍化酶的活性，對(duì)香氣成分影響較小，其中壬醛和香葉醛這2 種荔枝典型的香氣物質(zhì)損失較小，而經(jīng)超高壓處理后芳樟醇含量略有下降，可能與萜甙在熱的作用下進(jìn)一步水解釋放出游離態(tài)萜烯類物質(zhì)有關(guān)。Phanchaisri C 等人[34]利用食品超高壓技術(shù)，在200 MPa 和20 ℃下加壓10 min 不僅能有效殺滅細(xì)菌，還能更有效地保留荔枝汁的果香酯類揮發(fā)性物。李維[35]通過分析對(duì)比氮?dú)庵脫Q聯(lián)合超高壓處理前后的混合果汁的香氣成分，結(jié)果表明超高壓處理后的荔枝混合果汁的香氣種類及含量均顯著增加，且荔枝混合果汁經(jīng)氮?dú)庵脫Q聯(lián)合超高壓處理，使得初始溶解氧量得以高效降低，果汁香氣組分不受影響且在貯藏期間流失較少。

超臨界CO2技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是操作成本較低、安全性較高。其處理的果汁在感官上與鮮果汁相似，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和理化特性非常接近未加工的鮮果汁。Guo M 等人[36]研究表明與傳統(tǒng)的高溫（90 ℃）短時(shí)處理的荔枝汁相比，使用超臨界CO2裝置處理（8 MPa、36 ℃、2 min）可以有效地保護(hù)荔枝汁的色澤和多酚含量，并有效增加總氨基酸的含量，較好地保證荔枝汁的風(fēng)味，超臨界CO2技術(shù)處理可作為傳統(tǒng)熱處理的有效替代方法之一。

DMDC 成本低、操作簡(jiǎn)單安全，且不影響產(chǎn)品的口味、氣味和色澤的特點(diǎn)。但部分乳酸菌對(duì)DMDC 的耐受性較強(qiáng)，單獨(dú)使用DMDC 對(duì)新鮮果汁進(jìn)行滅菌時(shí)，通常達(dá)不到殺菌效果[37]。Nisin 能有效殺死或抑制大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌，尤其對(duì)芽孢桿菌的孢子有強(qiáng)烈的抑制作用[32]。Guo H 等人[38]研究表明，DMDC 聯(lián)合Nisin 對(duì)荔枝汁中常見的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和腸膜狀明串珠菌3 種污染菌有很好的殺菌作用，其殺菌效果近似熱殺菌處理（95 ℃，1 min），且經(jīng)DMDC 聯(lián)合Nisin 處理的荔枝汁的感官效果較好。因此，DMDC 聯(lián)合Nisin 是一種經(jīng)濟(jì)、有效的荔枝汁非熱殺菌技術(shù)。

2.4 濃縮

果汁的濃縮是采用物理分離方法將鮮果汁中一定比例的水分去除。濃縮荔枝汁降低其水分活度，可以抑制微生物的生長(zhǎng)，便于貯運(yùn)。常規(guī)熱加工濃縮工藝如真空薄膜濃縮、普通或高真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮和真空微波干燥濃縮等對(duì)荔枝汁進(jìn)行濃縮，往往會(huì)使荔枝汁喪失大部分揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，產(chǎn)生明顯異味并發(fā)生褐變和營(yíng)養(yǎng)成分的損失[39]。對(duì)此采用非熱加工濃縮技術(shù)，如結(jié)冰解凍濃縮和冷凍干燥濃縮可較好地解決這些問題，有效保持果汁該有的品質(zhì)。其原理是把稀溶液降溫至水的冰點(diǎn)（凝固點(diǎn)）以下，使得部分水凍結(jié)成冰晶，再把冰晶分離出去從而得到濃縮液。與傳統(tǒng)熱濃縮相比，由于冷凍濃縮在低溫下進(jìn)行，主要通過去除體系中結(jié)冰的水而達(dá)到濃縮效果[40]，有效抑制了果汁內(nèi)的生化反應(yīng)，保留了果汁的揮發(fā)性和熱敏性成分，也有效減少微生物的增殖[41]。葉麗珠[42]研究表明，采用冷凍濃縮方法生產(chǎn)的濃縮荔枝汁，既能避免煮熟味，又能更好地保持果汁特有風(fēng)味和顏色。趙芳等人[43]采用結(jié)冰-解凍濃縮法生產(chǎn)濃縮汁，研究發(fā)現(xiàn)該濃縮方法保留了大量的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，有效保持荔枝汁風(fēng)味的穩(wěn)定。此外，濃縮處理也是進(jìn)一步生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。朱云婷等人[44]研究發(fā)現(xiàn)，荔枝汁經(jīng)冷凍濃縮再發(fā)酵釀造出的荔枝酒，果香濃郁甜潤(rùn)、口感醇厚飽滿。因此，采用非熱加工的濃縮技術(shù)對(duì)保持荔枝汁相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要，也將是未來(lái)的研究方向。

2.5 發(fā)酵

發(fā)酵在荔枝汁的生產(chǎn)中也占有重要地位。這是由于荔枝本身含糖量較高，非常適合微生物發(fā)酵和開發(fā)各類風(fēng)味飲品。荔枝果汁進(jìn)行發(fā)酵處理后，不僅提升荔枝果汁的口感和風(fēng)味，也具有益生菌的保健功能。不同接種菌會(huì)影響荔枝汁的風(fēng)味。劉國(guó)明等人[8]分別在黑葉、禾荔、妃子笑荔枝果肉中，接種乳酸菌復(fù)合菌種（如雙歧桿菌BB-12、植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌）生產(chǎn)荔枝發(fā)酵飲料，其研究結(jié)果表明香茅醇、乙醇、及順式玫瑰醚3 種香氣成分在黑葉品種的荔枝發(fā)酵飲料中含量較為豐富，顯著多于禾荔和妃子笑2 個(gè)品種的荔枝發(fā)酵飲料。胡珊等人[45]從荔枝果肉中篩選的荔枝內(nèi)生腸膜明串珠菌接種荔枝果汁，其發(fā)酵果汁具有濃郁的荔枝清香，感官評(píng)分顯著高于植物乳桿菌發(fā)酵的荔枝汁。鄒穎等人[46]以鮮榨荔枝汁為原料，分別對(duì)其進(jìn)行干酪乳桿菌及3 種酵母菌（BO213、D254、EC1118）的復(fù)合發(fā)酵，研究表明相較于單獨(dú)發(fā)酵過程，復(fù)合發(fā)酵過程顯著優(yōu)化荔枝汁的風(fēng)味。因此，未來(lái)應(yīng)根據(jù)荔枝品種和發(fā)酵菌種的特點(diǎn)，選擇合適的復(fù)合菌種生產(chǎn)荔枝發(fā)酵飲料，充分利用荔枝汁的揮發(fā)性香氣成分。

3 結(jié)語(yǔ)

荔枝是我國(guó)南方的特色水果，因其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和特殊風(fēng)味而備受青睞。由于其豐產(chǎn)期集中、貯藏時(shí)間短、果實(shí)極易腐爛等特點(diǎn)，荔枝產(chǎn)品的開發(fā)勢(shì)在必行。荔枝汁可用于制備飲料、果醬、果凍等，從而增加產(chǎn)品的附加值。香氣是影響荔枝汁風(fēng)味的重要因素，也是影響消費(fèi)者接受度的重要品質(zhì)。目前，荔枝的特征揮發(fā)性物質(zhì)已經(jīng)被鑒定和定量，但是對(duì)荔枝揮發(fā)性物質(zhì)的合成途徑和前體驗(yàn)證的研究仍然十分有限。不同加工工藝生產(chǎn)的荔枝汁存在差異，如何通過優(yōu)化加工關(guān)鍵控制點(diǎn)來(lái)提升荔枝汁風(fēng)味和有效避免揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的損失，仍需進(jìn)一步探究。