光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁品質(zhì)的影響

閻然，張靜，朱玉燕，張俊超，余岳芳，林鑫勰，沈淑鈴，鄭小林*

1(浙江工商大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，浙江 杭州，310018)2(德清秋水果汁有限公司，浙江 德清，313216)

橙汁是柑橘產(chǎn)業(yè)的主要加工產(chǎn)品，其色澤鮮亮、酸甜可口、香氣誘人而深受全世界消費(fèi)者歡迎[1]。橙汁富含抗壞血酸(維生素C)、葉酸(維生素B9)、鉀、鎂和鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有增強(qiáng)免疫力、降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)、保護(hù)心血管系統(tǒng)、降低膽固醇水平和預(yù)防脫發(fā)等功效[2]。非濃縮還原(not from concentrate，NFC)橙汁，是將成熟橙子直接榨汁后進(jìn)行殺菌，無(wú)菌灌裝后在冷鏈條件下運(yùn)輸和銷售的無(wú)任何添加的橙汁[3]。NFC鮮榨橙汁指在加工制作過(guò)程中采用巴氏殺菌(<100 ℃)或者非熱殺菌技術(shù)，因而能夠最大限度保留原果汁的風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)，符合市場(chǎng)和消費(fèi)需求。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)NFC橙汁的研究主要集中于橙汁營(yíng)養(yǎng)和功能性評(píng)價(jià)，不同殺菌方式及包裝材料對(duì)果汁特性以及品質(zhì)的影響等方面。例如KLIMCZAK等[4]研究了貯藏時(shí)間和溫度對(duì)橙汁中酚類物質(zhì)、維生素C和抗氧化能力的影響。ZHANG等[5]研究了貯藏條件和熱處理對(duì)橙汁中橙皮苷含量的影響。黃曉玲等[6]研究了超高壓和高溫短時(shí)殺菌對(duì)NFC橙汁品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)超高壓殺菌處理相比于高溫短時(shí)殺菌更有助于保持果汁營(yíng)養(yǎng)和感官品質(zhì)。張曉雨等[7]研究發(fā)現(xiàn)高阻隔包裝能夠抑制NFC橙汁的褐變，減少維生素C和類胡蘿卜素含量損失，進(jìn)而有助于延長(zhǎng)橙汁的貨架期。目前，NFC鮮榨果汁在企業(yè)生產(chǎn)、銷售和流通過(guò)程中均采用透光包裝材料。雖然這類透光包裝材質(zhì)較輕、價(jià)格低廉，但使NFC鮮榨果汁不可避免接受光照，導(dǎo)致產(chǎn)品的某些營(yíng)養(yǎng)成分的降解，進(jìn)而影響果汁的品質(zhì)[8]。然而，光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨果汁品質(zhì)影響的研究報(bào)道很少。因此，本文以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)透明包裝的NFC鮮榨橙汁成品為試驗(yàn)材料，重點(diǎn)研究光照對(duì)4 ℃貯藏條件下NFC鮮榨橙汁品質(zhì)的影響，以期為NFC鮮榨橙汁品質(zhì)控制及包裝改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以哈姆林、瓦倫西亞和Pera等橙子品種混榨而成的NFC橙汁冷凍原料(每185 kg裝入無(wú)菌袋中，然后放進(jìn)鐵桶，在-18 ℃下凍藏)由德清秋水果汁有限公司從巴西進(jìn)口，到達(dá)公司后放置在0～6 ℃冷庫(kù)中解凍30 d，然后巴氏殺菌(85 ℃，30 s)，用PET透明材料分裝(300 mL/瓶)后全程冷鏈運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

乙腈(色譜純)、甲醇(色譜純)，德國(guó)Meker公司；5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethyl furfuraldehyde，5-HMF)、檸檬苦素、乳酸、L-抗壞血酸、琥珀酸、奎尼酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸，阿拉丁試劑(上海)有限公司。其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AB135-S電子天平，METTLER TOLEDO公司；AGILENT 1100高效液相色譜分析儀、7890A-5975C GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司。

1.3 處理方法

將NFC鮮榨橙汁成品分為2組，分別放入光照(冷白熒光燈管，光照強(qiáng)度為1.51×106Lux)和避光(對(duì)照)的人工氣候箱的每層隔板中部進(jìn)行4 ℃貯藏，每隔7 d取樣并測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，每個(gè)取樣點(diǎn)隨機(jī)取3瓶果汁。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 維生素C含量測(cè)定

NFC鮮榨橙汁維生素C含量的測(cè)定參考SN/T 0869—2017《出口飲料中抗壞血酸的測(cè)定》。

1.4.2 5-HMF含量的測(cè)定

參考楊毅[9]的方法略有修改。5.0 mL果汁樣品在12 000 r/min條件下離心5 min，吸取2.0 mL上清液經(jīng)0.45 μm的水系濾膜過(guò)濾后采用HPLC測(cè)定5-HMF含量。

色譜柱：Agilent C18色譜柱；流動(dòng)相：體積分?jǐn)?shù)10%的甲醇水溶液，流速1.0 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量5.0 μL，檢測(cè)波長(zhǎng)284 nm，運(yùn)行時(shí)間10 min。

1.4.3 檸檬苦素含量測(cè)定

參考張朝暉等[10]的方法并稍作修改。吸取20.0 mL樣品，加入20.0 mL二氯甲烷，25 ℃下超聲波處理30 min后轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，重復(fù)3次后，將收集的下層萃取液合并后轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，旋蒸至近干，加入1.5 mL乙腈溶解，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾后備用。吸取5.0 μL注入色譜柱Agilent C18中，柱溫30 ℃，以V(1.0 mL/min乙腈)∶V(0.1%磷酸水溶液)=45∶55為流動(dòng)相，在210 nm下進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.4 有機(jī)酸含量測(cè)定

參考閆師杰[11]的方法略有修改。吸取2.0 mL樣品，用0.1%(體積分?jǐn)?shù)，下同)的甲酸水溶液稀釋至10 mL，在4 ℃下避光靜置1 h后離心20 min(4 ℃，12 000×g)，收集上清液，用0.45 μm的水系濾膜過(guò)濾，采用HPLC-MS測(cè)定有機(jī)酸含量。

色譜柱：Water T3色譜柱(3 μm，3.0 mm×150 mm)；流動(dòng)相：0.1%的甲酸水溶液，流速0.4 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量2 μL，運(yùn)行時(shí)間10 min。

質(zhì)譜條件：ESI離子源，負(fù)離子形式；離子源氣體溫度350 ℃，干燥氣流量9 L/min，霧化氣壓力45 psi，毛細(xì)管電壓3 500 V，碎裂電壓125 V，質(zhì)量數(shù)掃描范圍30～1 500m/z。

1.4.5 主要揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定

(1)樣品處理

頂空樣品瓶置于40 ℃恒溫水浴鍋中30 min，用SPME萃取頭(萃取頭每天使用前要經(jīng)過(guò)老化處理)在40 ℃恒溫水浴中吸附30 min后迅速插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口，在250 ℃條件下解析15 min后進(jìn)行分析[12]。

(2)氣相色譜與質(zhì)譜條件

采用DB-WAX色譜柱；進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱流速1 mL/min；升溫程序：35 ℃保持4 min，以2 ℃/min升到120 ℃，然后以4 ℃/min升到250 ℃，保持15 min。

質(zhì)譜條件：EI離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；質(zhì)量數(shù)掃描范圍33～500 m/z。

(3)揮發(fā)性物質(zhì)分析

定性分析：通過(guò)計(jì)算機(jī)檢索與NIST/WILLEY標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行匹配，選擇有較高匹配度的檢索結(jié)果，按照各成分的出峰保留時(shí)間進(jìn)行人工解譜，確定揮發(fā)性化合物的各個(gè)物質(zhì)成分。

定量分析：選取7種特征性揮發(fā)性物質(zhì)(β-月桂烯、D-檸檬烯、丁酸乙酯、己酸乙酯、己醛、壬醛和癸醛)，利用外標(biāo)法作標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行精確定量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 繪圖，SPSS Statistics 17.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件中單因素方差分析(ANOVA)和鄧肯檢驗(yàn)(Duncan’s test)進(jìn)行差異顯著性分析，P<0.05時(shí)為差異顯著。數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁5-HMF和檸檬苦素含量的影響

在低溫貯藏過(guò)程中，光照和避光條件下的5-HMF含量總體差異較小(圖1-a)，表明光照對(duì)NFC鮮榨橙汁中5-HMF含量影響較小。5-HMF主要通過(guò)2種途徑形成：(1)通過(guò)葡萄糖和果糖在酸性條件下脫水降解形成；(2)通過(guò)美拉德反應(yīng)和抗壞血酸氧化分解產(chǎn)生[13]。5-HMF含量的高低反映了果汁非酶褐變的程度[14]。吳敏[15]研究發(fā)現(xiàn)低溫條件下光照與避光處理的荔枝汁中5-HMF含量沒(méi)有顯著差異，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似。

a-5-HMF；b-檸檬苦素圖1 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁5-HMF和 檸檬苦素含量的影響Fig.1 Effect of light on 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) and limonin content of NFC fresh orange juice during storage at low temperature注：小寫(xiě)字母表示同一貯藏時(shí)間不同處理間差異顯著 (P<0.05)(下同)

胥欽[16]研究發(fā)現(xiàn)濃縮柑橘汁中檸檬苦素含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而上升。在低溫條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，NFC鮮榨橙汁檸檬苦素含量整體呈上升趨勢(shì)。但在14～28 d，避光NFC鮮榨橙汁中檸檬苦素含量均顯著低于光照條件下的含量。在貯藏至第21天時(shí)，避光處理的橙汁中檸檬苦素含量比光照條件下減少了14.47%(圖1-b)。檸檬苦素在榨汁過(guò)程中從果實(shí)中溶出，在酸性或熱處理下極易被檸檬苦素-D-環(huán)內(nèi)酯水解酶催化快速生成有苦味的檸檬苦素，嚴(yán)重影響了果汁的口感[17]。本研究結(jié)果表明光照促進(jìn)了低溫貯藏NFC鮮榨橙汁檸檬苦素的生成。

2.2 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁有機(jī)酸含量的影響

在低溫貯藏條件下，NFC鮮榨橙汁中維生素C含量隨著時(shí)間的不斷增加而下降。除7、28 d外，避光條件下橙汁維生素C含量均顯著高于光照條件下的含量(圖2-a)，貯藏至21 d時(shí)，避光處理橙汁中維生素C含量為17.12 mg/100 g，比光照處理橙汁中維生素C含量增加了12.56%。說(shuō)明避光能夠緩解NFC鮮榨橙汁低溫貯藏期間維生素C的降解速率，從而有助于NFC鮮榨橙汁維生素C的保持。這與吳敏[15]研究結(jié)果一致，避光貯藏荔枝汁維生素C含量高于不同熒光和紫外光處理。

a-維生素C；b-檸檬酸；c-蘋(píng)果酸；d-奎尼酸；e-琥珀酸；f-乳酸圖2 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁有機(jī)酸含量的影響Fig.2 Effect of light on organic acid content of NFC fresh orange juice during storage at low temperature

NFC鮮榨橙汁的有機(jī)酸以檸檬酸為主，其次為蘋(píng)果酸、奎尼酸和琥珀酸，乳酸含量最低(圖2-b～圖2-f)。在低溫貯藏條件下，NFC鮮榨橙汁有機(jī)酸含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈下降趨勢(shì)。在貯藏至14～28 d時(shí)，避光條件下果汁中的奎尼酸和蘋(píng)果酸含量平均比光照條件下增加了20.57%和15.97%(圖2-c和圖2-d)，表明避光有利于保持果汁中奎尼酸和蘋(píng)果酸含量，但對(duì)于檸檬酸含量變化無(wú)顯著影響(P>0.05)(圖2-b)。有機(jī)酸是果汁酸味的主要成分，其種類和含量的高低與果汁品質(zhì)密切相關(guān)[18-19]。因此，避光有利于保持低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁的品質(zhì)。

2.3 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響

目前，橙汁中已發(fā)現(xiàn)了200多種揮發(fā)性化合物，主要包括酯類、醛類、酮類、萜烯類和醇類。結(jié)合文獻(xiàn)[20-21]選取7種柑橘典型的香氣化合物，分別為β-月桂烯、D-檸檬烯、壬醛、己醛、癸醛、丁酸乙酯和己酸乙酯。其中，D-檸檬烯是橙汁中含量最高的香氣化合物，具有微弱的橘子香氣；β-月桂烯有令人愉悅的柑橘香氣，對(duì)橙汁的風(fēng)味也有積極的貢獻(xiàn)；壬醛、己醛、癸醛、丁酸乙酯和己酸乙酯具有水果香氣[22-24]。

在低溫貯藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，NFC鮮榨橙汁中β-月桂烯含量逐漸降低，而D-檸檬烯含量逐步上升(圖3-a和圖3-b)。低溫貯藏第7天時(shí)，避光處理的NFC鮮榨橙汁中β-月桂烯含量為181.45 μg/L，比光照處理增加了25.11%；但在貯藏至21 d時(shí)，避光處理的橙汁中β-月桂烯含量明顯下降。與之相反，低溫貯藏第14天時(shí)，避光處理的橙汁中D-檸檬烯含量顯著低于光照處理，在貯藏后期，避光處理的橙汁中D-檸檬烯含量明顯上升。說(shuō)明光照是影響冷藏NFC鮮榨橙汁β-月桂烯和D-檸檬烯含量的重要因子。

低溫貯藏NFC鮮榨橙汁己醛、壬醛和癸醛隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其含量變化基本一致，總體呈下降趨勢(shì)(圖3-c～圖3-e)。在低溫條件下，避光處理NFC鮮榨橙汁的己醛、壬醛和癸醛含量在14 d顯著低于光照處理(P< 0.05)。說(shuō)明避光不利于維持冷藏NFC鮮榨橙汁的己醛、壬醛和癸醛含量(圖3-c～圖3-e)。丁酸乙酯和己酸乙酯變化趨勢(shì)相類似，總體呈下降趨勢(shì)(圖3-f和圖3-g)。在貯藏第14天時(shí)，光照處理的橙汁中丁酸乙酯和己酸乙酯均顯著高于避光處理(P< 0.05)。說(shuō)明光照更有利于保持低溫貯藏NFC鮮榨橙汁中丁酸乙酯和己酸乙酯含量。

a-β-月桂烯；b-D-檸檬烯；c-己醛；d-壬醛；e-奎醛；f-丁酸乙酯；g-己酸乙酯圖3 光照對(duì)低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響Fig.3 Effect of light on the content of volatile organic compounds of NFC fresh orange juice during storage at low temperature

3 結(jié)論

NFC鮮榨果汁采用透光包裝材料，在生產(chǎn)、銷售流通中不可避免接受光照。本試驗(yàn)主要研究了光照對(duì)低溫貯藏NFC鮮榨橙汁維生素C、有機(jī)酸、檸檬苦素以及揮發(fā)性成分等品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，光照降低了低溫貯藏NFC鮮榨橙汁中維生素C濃度，促進(jìn)了檸檬苦素生成，也改變了幾種特征揮發(fā)性物質(zhì)的濃度，但不影響檸檬酸含量變化。特別是NFC鮮榨橙汁維生素C含量降低，不僅降低果汁的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，而且加劇果汁的褐變從而降低其感官品質(zhì)。另外，苦味物質(zhì)的形成也降低NFC鮮榨橙汁的風(fēng)味和口感。因此，避光條件有利于保持低溫貯藏NFC鮮榨橙汁的品質(zhì)。為給予企業(yè)實(shí)質(zhì)性技術(shù)指導(dǎo)，后續(xù)可研究設(shè)計(jì)一款既能凸顯橙汁視覺(jué)感官品質(zhì)又能避免光照影響果汁品質(zhì)的新型包裝。