冷浸漬工藝對(duì)蘋(píng)果汁化學(xué)成分和揮發(fā)性物質(zhì)的影響

摘要 為探究冷浸漬對(duì)蘋(píng)果汁化學(xué)成分和揮發(fā)性物質(zhì)的影響，以煙富 3 號(hào)蘋(píng)果為原料，采用低溫浸漬技術(shù)處理，對(duì)處理后的蘋(píng)果汁的理化指標(biāo)、有機(jī)酸和揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，處理后的蘋(píng)果汁總酚含量提高11.96%，蘋(píng)果汁的抗氧化能力增強(qiáng)；總糖基本沒(méi)有改變，總酸減少12.73%；草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸基本沒(méi)有發(fā)生改變，乙酸降低19.75%；富士蘋(píng)果汁的典型芳香化合物正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比顯著增加，“醇香”特征更突出。因此，冷浸漬工藝對(duì)富士蘋(píng)果汁起著積極的作用。

關(guān)鍵詞 冷浸漬；蘋(píng)果汁；理化指標(biāo)；有機(jī)酸；典型香氣物質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào) TS 255 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2025）05-0156-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.05.033

The Effect of Cold Maceration on Chemical Component and Volatile Substance of Apple Juice

XIE Xiao-lin， ZHANG Qian，LIU Guo-hua et al

（Guizhou Institute of Biology，Guiyang，Guizhou 550025）

Abstract In order to explore the effect of cold maceration on the chemical components and volatile components of apple juice，Yanfu 3 apple was used as raw material to analyze the effects of cold maceration on the physicochemical indexes，organic acids and aroma substances of apple juice. The results showed that compared with the control group， the total phenolic content of treated apple juice increased by 11.96%， and the antioxidant capacity of apple juice was enhanced;total sugar remained basically unchanged， while total acid decreased by 12.73%;oxalic acid， tartaric acid， and malic acid remained largely unchanged， while acetic acid decreased by 19.75%;the peak area percentage of typical aromatic compounds 1-hexanol and 2-methyl-1-butanol in Fuji apple juice significantly increased， and the “alcohols aroma” feature became more prominent. Therefore， the cold soaking process has a positive effect on Fuji apple juice.

Key words Cold maceration;Apple juice;Physicochemical index;Organic acids;Representative aroma substances

蘋(píng)果在我國(guó)水果種植中具有重要地位，約占所有果品產(chǎn)量的 30%，近年來(lái)蘋(píng)果出口量也在增長(zhǎng)。蘋(píng)果加工量占10%，主要的產(chǎn)品有蘋(píng)果加工產(chǎn)品鮮蘋(píng)果汁、蘋(píng)果酒、蘋(píng)果醋、蘋(píng)果脆片、蘋(píng)果粉、速凍蘋(píng)果、蘋(píng)果脯、功能性飲料等［1］。我國(guó)蘋(píng)果主栽品種是富士，其種植面積占西北黃土高原、渤海灣、黃河故道、西南冷涼高地4個(gè)主產(chǎn)區(qū)種植面積超過(guò)50%。煙富 3 號(hào)是富士芽變品種，具有果形端正、著色好、上色快等特點(diǎn)，已成為蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)的一個(gè)重要富士系品種［2］。煙富 3 號(hào)果型好、色澤佳的可以作為鮮食銷(xiāo)售，果型差、上色差、果重小的次果則可以作為果汁、果酒、果醋等飲品加工原料，增加蘋(píng)果附加值。

冷浸漬工藝是將原料破碎后降溫，在低溫條件下對(duì)原料中的酚類(lèi)物質(zhì)和香氣等物質(zhì)進(jìn)行浸提的過(guò)程［3］。其工藝根據(jù)溫度不同主要分為2種：在 5～10 ℃條件下原料適度降溫進(jìn)行低溫浸漬、在-10～-5 ℃條件下原料結(jié)冰進(jìn)行冷凍浸漬［4］。冷浸漬工藝在葡萄酒釀造［5］、藍(lán)莓花青素提?。?］、木瓜果酒［7］與桑葚果酒［8］釀造中都有應(yīng)用，生產(chǎn)上通常采用低溫浸漬技術(shù)。

浸漬工藝在蘋(píng)果加工中還未有應(yīng)用，因此，筆者采用低溫浸漬工藝，研究其對(duì)蘋(píng)果汁理化指標(biāo)、有機(jī)酸和香氣物質(zhì)的影響，以期為蘋(píng)果加工產(chǎn)業(yè)采用該技術(shù)提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗(yàn)材料。煙富3號(hào)：云南省大理白族自治州大理市鳳儀鎮(zhèn)。

1.1.2 試驗(yàn)試劑。

草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、乳酸、乙酸、琥珀酸、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司；磷酸二氫鉀（優(yōu)級(jí)純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；磷酸（優(yōu)級(jí)純）、鹽酸、葡萄糖，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉、碳酸鈉，重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司；無(wú)水乙醇，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；福林酚，北京索萊寶科技有限公司；次甲基藍(lán)，天津奧普升化工有限公司；酒石酸鉀鈉，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；硫酸銅，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；甲醇（色譜純），美國(guó)Tedia公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-1260高效液相色譜儀，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；7890B/5977A氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；PHS-3E酸度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；JY2002電子天平，上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司；MS-4500粉碎機(jī)，永康市紅太陽(yáng)機(jī)電有限公司；DK-98電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；UV755B紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；TG-15離心機(jī)，四川蜀科儀器有限公司；移液槍，大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器（北京）股份公司；KQ-800DE數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蘋(píng)果冷浸漬工藝。

蘋(píng)果清洗瀝干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎至果漿，立即裝入玻璃容器中密封，放入冰柜中迅速降至5 ℃，取出放入冰箱中5 ℃浸漬72 h，取出，200目紗布過(guò)濾即得冷浸漬蘋(píng)果汁試樣［9］；未經(jīng)浸漬直接過(guò)濾得到的蘋(píng)果汁作為對(duì)照品。

1.3.2 分析方法。

1.3.2.1 化學(xué)成分測(cè)定。

總酸和總糖采用GB/T 15038—2006中的分析方法測(cè)定［10］；可溶性固形物含量采用手持測(cè)糖儀測(cè)定；總酚采用T/AHFIA 005—2018中的分析方法測(cè)定［11］；有機(jī)酸采用高效液相分析法測(cè)定［12］。

1.3.2.2 前處理方法。

蘋(píng)果汁試樣參照胡小露等［13］的處理方法進(jìn)行改進(jìn)。試樣轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，在轉(zhuǎn)速為10 000 r/min、溫度15 ℃條件下離心10 min，上清液用于理化指標(biāo)和揮發(fā)性成分測(cè)定。上清液經(jīng)0.45 μm濾頭過(guò)濾后用于有機(jī)酸測(cè)定。

1.3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。

分別精密稱取0.021 4 g草酸、0.030 1 g酒石酸、0.025 3 g蘋(píng)果酸、0.100 0 g乳酸、0.100 0 g乙酸、0.041 3 g檸檬酸和0.025 6 g琥珀酸對(duì)照品，用超純水定容至10 mL制成標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液，再稀釋制備成不同質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液確定有機(jī)酸的出峰順序。分別吸取0.2 mL草酸、0.5 mL乙酸、2.0 mL乳酸、2.0 mL檸檬酸、2.0 mL酒石酸、2.0 mL蘋(píng)果酸、0.5 mL琥珀酸標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液至10 mL容量瓶，加水至刻度，混勻即得有機(jī)酸混標(biāo)溶液。

色譜條件為：ZORBAX SB-C18色譜柱（21.2 mm× 250 mm，5 μm）；流動(dòng)相為0.01 mol/L的磷酸二氫鉀溶液（磷酸調(diào)節(jié)pH至2.5）；二極管陣列檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)215 nm；流速0.8 mL /min；柱溫40 ℃。

1.3.2.4 揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定。

揮發(fā)性物質(zhì)采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）檢測(cè)分析法測(cè)定［14］。

處理方法：量取前處理好的試樣10 mL置于20 mL頂空瓶中，于60 ℃水浴平衡30 min，將萃取頭于250 ℃活化30 min后插入已平衡好的試樣，萃取40 min。

儀器條件：儀器配備EI源，50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，VF-WAXMS 60 m×0.25 mm×0.25 μm色譜柱，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。

升溫程序：50 ℃保持2 min；6 ℃/min升至85 ℃，保持2 min；7 ℃/min升至150 ℃，5 ℃/min升至200 ℃，保持15 min；10 ℃/min升至240 ℃，保持10 min；離子源溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃。能量70 eV；全掃描方式，29～350 m/z。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2010 和 IBM SPSS Statistics 27軟件進(jìn)行處理，利用單因素方差分析進(jìn)行差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷浸漬工藝對(duì)蘋(píng)果汁化學(xué)成分的影響

2.1.1 理化指標(biāo)測(cè)定分析。

由表1可知，蘋(píng)果汁經(jīng)過(guò)冷浸漬處理后，可溶性固形物、總糖的含量基本沒(méi)有變化，總酸減少0.68 g/L，減少12.73%；pH升高0.09，升高2.21%；總酚增加52.04 mg/L，增加11.96%。

2.1.2 有機(jī)酸檢測(cè)分析。

在確定有機(jī)酸單標(biāo)出峰順序后，進(jìn)樣10 μL混標(biāo)溶液，色譜圖見(jiàn)圖1。由圖1可知，7種有機(jī)酸對(duì)照品達(dá)到基線分離，峰形良好。取對(duì)照和冷浸漬蘋(píng)果汁樣品溶液，進(jìn)樣10 μL，色譜圖見(jiàn)圖2、3。由圖2、3可知，蘋(píng)果汁中有機(jī)酸分離度較好。

由表2可知，試樣中共測(cè)出草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、乙酸4種有機(jī)酸，冷浸漬處理的蘋(píng)果汁中草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸基本沒(méi)有發(fā)生變化；乙酸降低0.16 g/L，降低19.75%。

2.2 冷浸漬工藝對(duì)蘋(píng)果汁揮發(fā)性物質(zhì)的影響

2.2.1 冷浸漬工藝對(duì)蘋(píng)果汁揮發(fā)性物質(zhì)定性分析。

采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）測(cè)定并分析蘋(píng)果汁中揮發(fā)性物質(zhì)，揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量采用峰面積百分比描述表示（表3）。未經(jīng)冷浸漬處理的蘋(píng)果汁共鑒定出 58種化合物，其中，酯類(lèi) 20種、酸類(lèi)11種、醇類(lèi) 16 種、醛類(lèi)2種、其他類(lèi)9種。冷浸漬處理的蘋(píng)果汁共鑒定出 44種化合物，其中，酯類(lèi) 11 種、酸類(lèi)9種、醇類(lèi) 12 種、醛類(lèi)2種、其他類(lèi)10種。由圖4可知，蘋(píng)果汁揮發(fā)性物質(zhì)主要是以醇類(lèi)、酯類(lèi)化合物為主，其中未經(jīng)冷浸漬處理的蘋(píng)果汁醇類(lèi)、酯類(lèi)化合物峰面積百分比分別達(dá)到59.26%、24.92%，經(jīng)冷浸漬處理的蘋(píng)果汁醇類(lèi)、酯類(lèi)化合物峰面積百分比分別達(dá)到72.67%、11.10%；該樣品選取的富士品種煙富3號(hào)屬于“醇香”型蘋(píng)果［15］，檢測(cè)結(jié)果與該結(jié)論吻合。經(jīng)對(duì)比分析，經(jīng)冷浸漬處理的蘋(píng)果汁酯類(lèi)化合物峰面積百分比減少55.46%、醇類(lèi)化合物峰面積百分比增加22.63%、酸類(lèi)化合物峰面積百分比減少32.35%、醛類(lèi)化合物峰面積百分比減少64.75%、其他類(lèi)化合物峰面積百分比減少56.74%。

2.2.2 蘋(píng)果汁主要揮發(fā)性物質(zhì)分析。

如表4所示，檢測(cè)出蘋(píng)果汁中峰面積百分比大于1%的揮發(fā)性成分分別為丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸戊酯、2-甲基丁酸丙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸2-甲基丁酯、異戊酸己酯、2-甲基丁酸、己酸、2-甲基-1-丁醇、正己醇、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛，由此可以推斷這些成分對(duì)煙富3號(hào)蘋(píng)果的呈香起著關(guān)鍵作用。通過(guò)吳繼紅［19］的研究得知，正己醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸丁酯是富士蘋(píng)果中典型芳香成分，這3種芳香成分被描述為“水果芬芳香氣”“愉快的氣味”和“蘋(píng)果香味”香氣特征。經(jīng)冷浸漬處理的蘋(píng)果汁主要揮發(fā)性成分發(fā)生了較大的改變，其中丁酸丙酯、丁酸戊酯、異戊酸己酯未被檢測(cè)出；典型芳香成分正己醇峰面積百分比增加37.58%，2-甲基-1-丁醇峰面積百分比增加30.00%、2-甲基丁酸丁酯峰面積百分比降低19.54%；丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛等化合物峰面積百分比明顯減少。

3 討論

該研究采用冷浸漬工藝處理蘋(píng)果汁，處理后的蘋(píng)果汁理化指標(biāo)中主要是總酸、pH和酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生了變化。酚類(lèi)物質(zhì)是一類(lèi)具有抗氧化能力的化合物［20］，冷浸漬蘋(píng)果汁總酚含量提高11.96%，蘋(píng)果汁的抗氧化能力增強(qiáng)。與對(duì)照相比，冷浸漬蘋(píng)果汁總酸減少，pH升高，蘋(píng)果汁的糖酸比增加，口感更甜。通過(guò)有機(jī)酸的檢測(cè)，共檢測(cè)出草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、乙酸4種有機(jī)酸，結(jié)果表明冷浸漬蘋(píng)果汁乙酸降低19.75%。由此推斷，冷浸漬蘋(píng)果汁總酸減少，pH升高主要是因?yàn)橐宜釡p少所致。

GC-MS 共檢測(cè)出102種揮發(fā)性物質(zhì)，其中未經(jīng)冷浸處理的蘋(píng)果汁共鑒定出 58種化合物，冷浸處理的蘋(píng)果汁共鑒定出 44種化合物。冷浸處理后，蘋(píng)果汁中揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量和峰面積百分比都發(fā)生了較大的變化；酯類(lèi)化合物數(shù)量減少9種，峰面積百分比減少55.46%；醇類(lèi)化合物數(shù)量減少4種，峰面積百分比增加22.63%；酸類(lèi)化合物數(shù)量減少

2種，峰面積百分比減少32.35%；醛類(lèi)化合物峰面積百分比減少64.75%，其他類(lèi)化合物種類(lèi)發(fā)生較大變化，峰面積百分比減少56.74%。

蘋(píng)果汁中峰面積百分比大于1%的揮發(fā)性成分除苯甲醛和2-甲基丁酸丙酯外，其香氣特征都令人愉悅、舒適，這些化合物對(duì)蘋(píng)果汁呈香起關(guān)鍵作用。經(jīng)冷浸漬處理后這些化合物發(fā)生了較大的變化，蘋(píng)果汁典型芳香成分正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比增加，2-甲基丁酸丁酯峰面積百分比減少；丁酸丙酯、丁酸戊酯、異戊酸己酯未檢測(cè)出，丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸、2-甲基丁酸丁醇、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛等化合物減少。由此可得出，冷浸漬工藝改變了蘋(píng)果汁的香氣物質(zhì)組成及含量。

4 結(jié)論

該研究采用的冷浸漬工藝可以增加蘋(píng)果汁總酚含量，提高蘋(píng)果汁的抗氧化能力；雖然冷浸漬處理后蘋(píng)果汁的總糖基本沒(méi)有改變，但總酸的減少提高了蘋(píng)果汁的糖酸比。冷浸漬處理的蘋(píng)果汁中揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)、數(shù)量和峰面積百分比都發(fā)生了較大的變化，與對(duì)照存在顯著性差異。典型芳香化合物正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比分別增加了37.58%和30.0%，更加突出了煙富3號(hào)蘋(píng)果汁的“醇香型”特征。綜上，冷浸漬工藝對(duì)富士蘋(píng)果汁起著積極的作用。

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基金項(xiàng)目 貴州省生物研究所科技計(jì)劃項(xiàng)目（S2020-13）；貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目（黔科合平臺(tái)人才〔2017〕5632）。

作者簡(jiǎn)介 謝小林（1983—），男，四川射洪人，高級(jí)工程師，從事釀酒工程技術(shù)研究。

*通信作者，研究員，從事植物營(yíng)養(yǎng)與精品水果加工研究。

收稿日期 2023-12-25