謝慧明，王 穎*，周典飛

(合肥工業(yè)大學(xué) 農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009)

超高壓處理對(duì)獼猴桃汁品質(zhì)的影響

謝慧明，王 穎*，周典飛

(合肥工業(yè)大學(xué) 農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009)

為了研究超高壓處理對(duì)獼猴桃汁品質(zhì)的影響，對(duì)新鮮獼猴桃進(jìn)行200～500MPa超高壓處理。結(jié)果表明：超高壓獼猴桃汁中可溶性固形物、總酸、pH值等指標(biāo)隨壓力升高變化不顯著，VC及葉綠素含量有少量降低，香氣成分中酸類、醛類物質(zhì)在超高壓處理后增加，酯類、醇類物質(zhì)減少。超高壓獼猴桃汁4℃條件下貯藏28d時(shí)VC損失21.8%，葉綠素?fù)p失40.5%，果汁趨于變質(zhì)；-18℃條件下貯藏120d時(shí)，VC損失14.6%，葉綠素?fù)p失20.8%，因此-18℃貯藏條件能較好保持超高壓處理后獼猴桃汁的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

超高壓；獼猴桃；V C；葉綠素；貯藏

獼猴桃營(yíng)養(yǎng)豐富全面，富含大量VC、多種氨基酸及微量元素，具有良好的保健及藥用價(jià)值[1]，獼猴桃汁則是其主要的精深加工產(chǎn)品形式。隨著全球范圍內(nèi)食品安全等問(wèn)題的日益突出，消費(fèi)者對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及安全屬性方面的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)已不能滿足要求。超高壓處理過(guò)程屬于非熱力的物理過(guò)程，利用液壓處理物料，進(jìn)行殺菌和滅酶[2]。經(jīng)超高壓處理后的新鮮果汁，其顏色、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)成分和未經(jīng)超高壓處理的新鮮果汁幾乎無(wú)任何差別[3]。果汁在低溫條件下保藏會(huì)有更好的品質(zhì)保留效果[4]。本實(shí)驗(yàn)以鮮榨獼猴桃汁為研究對(duì)象，經(jīng)超高壓處理，考察不同壓力下果汁的部分品質(zhì)指標(biāo)變化以及香氣成分變化，并考察在冷藏(4℃)和凍藏(-18℃)兩種貯藏過(guò)程中的VC和葉綠素含量變化情況，為推進(jìn)超高壓處理技術(shù)在獼猴桃精深加工領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮中華獼猴桃購(gòu)于周谷堆農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，產(chǎn)自陜西眉縣。

抗壞血酸 西安化學(xué)試劑廠；無(wú)水乙醇 上海振興化學(xué)試劑公司；所有化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YCB630/2.5食品超高壓設(shè)備 兵器工業(yè)第五二研究所國(guó)營(yíng)四四七廠；JA2003型電子天平 美國(guó)西特公司；DZ-400/2S真空包裝機(jī) 國(guó)營(yíng)浙江機(jī)械廠；MZ-588A1榨汁機(jī)；BC/BD-292AZ轉(zhuǎn)換型冷藏冷凍箱 美菱股份有限公司；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；WYT-Ⅲ型手持式折光儀 成都光晨光學(xué)儀器有限公司；UV-1600紫外分光光度計(jì) 北京奧生源科技有限責(zé)任公司；S-2C精密酸度計(jì) 上海雷磁儀器廠；Clarus 600氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 美國(guó)Perkin Elmer公司；57300-U固相微萃取裝置 美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 超高壓獼猴桃汁的制備工藝

原料挑選→清洗→去皮→切塊→榨汁→過(guò)濾→脫氣→裝瓶→封裝→超高壓處理→低溫貯藏

挑選成熟獼猴桃果，用表面活性劑清洗后，再用清水清洗兩遍，用刀一切兩半，去皮，取內(nèi)部果實(shí)，切塊后放入榨汁機(jī)，打漿4～5s，用消毒后的醫(yī)用紗布過(guò)濾，去渣，以裝瓶量40%在-0.1MPa的真空泵條件下脫氣15min，裝實(shí)驗(yàn)室定制的170mL小瓶，封口后裝袋以水為介質(zhì)封裝后進(jìn)行超高壓處理。

1.3.2 超高壓處理

將已經(jīng)封裝好的瓶裝果汁放入1L的超高壓筒體中，調(diào)至壓力分別設(shè)為200、300、400、500MPa，保壓15min，對(duì)獼猴桃汁進(jìn)行超高壓處理，并與未經(jīng)超高壓處理樣品的可溶性固形物、總酸、pH值、VC、葉綠素含量以及香氣成分進(jìn)行比較，以考察不同壓力處理對(duì)獼猴桃汁部分品質(zhì)的影響。

1.3.3 貯藏條件

采用壓力450MPa，保壓15min的超高壓處理后分兩組果汁以及未進(jìn)行超高壓處理的原樣分別置于4℃冷藏貯存及-18℃凍藏貯存，并將未經(jīng)超高壓處理的原樣置于4℃冷藏，每隔1d對(duì)其進(jìn)行VC和葉綠素含量的檢測(cè)。

1.3.4 理化指標(biāo)的測(cè)定方法

1.3.4.1 可溶性固形物和pH值的測(cè)定

可溶性固形物使用手持式折光儀進(jìn)行測(cè)定；pH值測(cè)定使用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4.2 總酸含量的測(cè)定

采用酸堿滴定法測(cè)定，按公式(1)計(jì)算。

式中：c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液濃度/(mol/L)；V1為氫氧化鈉溶液體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g；K為酸的換算系數(shù)，檸檬酸0.070。

1.3.4.3 VC含量的測(cè)定

采用2,6-二氯靛酚(EF)滴定法測(cè)定，按公式(2)計(jì)算。

式中：V為滴定樣品液消耗的EF體積/mL；V0為滴定空白樣消耗的EF體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g；A為稀釋倍數(shù)；T為滴定度/(mg/mL)。滴定度按公式(3)計(jì)算。

式中：ρ為VC質(zhì)量濃度/(mg/mL)；V為VC體積/mL；V1為滴定VC消耗的EF體積/mL；V2為滴定空白消耗的EF體積/mL。

1.3.4.4 葉綠素含量的測(cè)定

采用分光光度法測(cè)定，按公式(4)計(jì)算。

式中：V為樣品體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g；A645nm為645nm波長(zhǎng)處的吸光度；A663nm為663nm波長(zhǎng)處的吸光度。

1.3.5 香氣成分檢測(cè)[5]

采用固相微萃取與GC-MS聯(lián)用。

萃取條件：50℃萃取30min；解析條件：250℃條件下進(jìn)行3min。

色譜條件：Elite-5MS毛細(xì)管色譜柱(30m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：起始35℃，保持3min，以10℃/min升至45℃，以4℃/min升至120℃，最后以12℃/min升至230℃，保持5min。進(jìn)樣口溫度250℃，流速為1.0mL/min，分流比20:1，汽化室250℃。

質(zhì)譜條件：離子源溫度250℃，檢測(cè)器電壓350V，掃描質(zhì)量范圍50～450au。

對(duì)采集到的質(zhì)譜圖采用EZChrom Elite標(biāo)準(zhǔn)軟件進(jìn)行聯(lián)機(jī)檢索。并將物質(zhì)進(jìn)行匯表。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓處理對(duì)獼猴桃汁品質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)可溶性固形物含量的影響

表1 不同處理壓力對(duì)獼猴桃汁品質(zhì)的影響Table 1 Effect of UHP on the quality of kiwi fruit juice

鮮榨獼猴桃汁的可溶性固形物含量為11°Brix，由表1可知，超高壓處理后獼猴桃汁的可溶性固形物含量沒(méi)有發(fā)生顯著變化(P＞0.05)。有研究[6]指出：由于過(guò)高的壓力破壞植物組織，使內(nèi)容物溢出，因此可溶性固形物含量隨壓力升高而增加，此研究與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，說(shuō)明超高壓壓力的增加可以增加果汁溶液中的可溶性固形物的含量，但影響并不顯著。

2.1.2 對(duì)總酸含量的影響

食品中的總酸度是指其所有酸性成分的總量，包括測(cè)定前已解離成H+的濃度，也包括未解離的結(jié)合態(tài)以及酸式鹽濃度。由表1可知，隨著壓力的增加，總酸含量逐漸下降，但變化不顯著(P＞0.05)。總酸含量的下降可以使果汁中微生物可利用的酸度減少，此結(jié)果對(duì)超高壓的抑菌效果也有一定的證實(shí)作用。

2.1.3 對(duì)pH值的影響

由表1可知，隨著超高壓壓力的增加，果汁中的pH值下降不顯著(P＞0.05)，這是因?yàn)槌邏禾幚砜赡苡绊懭芤褐械碾婋x狀態(tài)，導(dǎo)致H+的電離程度增強(qiáng)。pH值降低可以抑制微生物生長(zhǎng)，有助于果汁的保藏，但是較強(qiáng)的酸性環(huán)境會(huì)對(duì)葉綠素含量有所影響，酸性過(guò)強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致葉綠素脫鎂而褪色明顯[7]。

2.1.4 對(duì)VC含量的影響

由表1可知，獼猴桃果汁中VC含量隨壓力升高而極顯著(P＜0.01)減少，但是VC損失率不大，在500MPa時(shí)的損失率僅在5%左右，可見(jiàn)超高壓處理果汁還可以有效保留果汁的營(yíng)養(yǎng)成分。新鮮果蔬汁中含有豐富的VC等營(yíng)養(yǎng)成分，經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的加工處理后損失很大，特別是熱敏性的營(yíng)養(yǎng)成分，VC在經(jīng)熱處理后損失率高達(dá)95%[8]，而超高壓技術(shù)就能很好的彌補(bǔ)這一點(diǎn)。另一方面，雖然超高壓可以保留食品中的小分子物質(zhì)，但是也可能會(huì)加速一些生化反應(yīng)，使部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)間接受到破壞[9]。

2.1.5 對(duì)葉綠素含量的影響

由表1可知，隨著壓力的增加，葉綠素含量極顯著(P＜0.01)下降。獼猴桃果實(shí)中含有大量的葉綠素，加工過(guò)程中容易發(fā)生褪色，可能原因是在酸性很高的環(huán)境中，葉綠素很容易轉(zhuǎn)變成脫鎂葉綠素而褪色[7]。超高壓過(guò)程中雖然可以鈍化某些酶，抑制葉綠素酶活性，防止葉綠素降解失綠[10]，防止果汁色澤的變化，但是較高的壓力會(huì)使果汁環(huán)境酸性增加，破壞部分葉綠素。

2.1.6 對(duì)香氣成分的影響

通過(guò)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出峰的物質(zhì)主要包括醇類、酸類、酯類、醛類以及一些烷烴類，約有60多種，就其中一些主要成分進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 超高壓處理對(duì)獼猴桃汁香氣成分的影響Table 2 Effect of UHP on aromatic components of kiwi fruit juice

由表2可知，經(jīng)過(guò)超高壓處理后，獼猴桃果汁中的風(fēng)味物質(zhì)在種類、出峰時(shí)間、相對(duì)峰面積等方面均發(fā)生了變化，同時(shí)伴隨有原有的風(fēng)味物質(zhì)消失，新的風(fēng)味物質(zhì)形成的現(xiàn)象發(fā)生。風(fēng)味成分的改變是由于壓力變化引起的[11]。果汁所呈現(xiàn)的特有香氣往往是很多種香氣物質(zhì)以一定的比例構(gòu)成的，一種或多種香氣物質(zhì)含量的變化都可能影響香氣的嗅感[12]。獼猴桃汁主要風(fēng)味物質(zhì)中，酸類包括3-甲基戊酸、2,3,4-三甲基戊酸等，醇類主要是3-甲基環(huán)戊醇，酯類含量最大，包括丁酸甲酯、丁酸丁酯、己酸甲酯、苯甲酸甲酯等，醛類包括2-己烯醛、苯甲醛、壬醛、癸醛等，還有一些烷烴類物質(zhì)。由表2可知，經(jīng)過(guò)超高壓處理之后的酯類物質(zhì)和醇類物質(zhì)都有所下降，而酸類、醛類及雜環(huán)類物質(zhì)都有所增加。醛酮類物質(zhì)增加了10%左右，醛類物質(zhì)的增加使得果汁原有的青草味增加。

2.2 不同貯藏條件下超高壓處理對(duì)獼猴桃果汁VC和葉綠素含量變化的影響

采用450MPa，保壓15min，超高壓處理后分兩組分別置于4℃冷藏貯存及-18℃凍藏貯存，并將未經(jīng)超高壓處理的原樣置于4℃冷藏，比較貯藏過(guò)程中VC和葉綠素含量的變化情況。

2.2.1 不同貯藏條件下VC含量的變化

圖1 超高壓處理和未處理獼猴桃汁在4℃和-18℃貯藏條件下VC含量變化Fig.1 Changes of vitamin C content in non-treated kiwi juice during storage at 4 ℃ and UHP-treated kiwi juice during storage at 4 ℃ or -18 ℃

由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，未經(jīng)超高壓處理的樣品VC含量損失較大，在貯藏14d時(shí)已損失約50%，此時(shí)果汁出現(xiàn)明顯的分層，且搖勻后仍能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)片狀以及粒狀的果肉，說(shuō)明果汁已出現(xiàn)品質(zhì)的敗壞。這是由于果汁未經(jīng)滅菌處理，微生物逐漸繁殖，破壞果汁的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致果汁已經(jīng)變質(zhì)[13]。超高壓處理果汁4℃冷藏的樣品VC損失比較緩慢，貯藏初期主要是由于脫氣過(guò)程可能未完全，而導(dǎo)致部分VC被氧化，但VC在貯存了近4個(gè)月后含量仍大于80mg/100g，說(shuō)明超高壓處理雖然在開(kāi)始階段對(duì)有少量VC破壞，但是由于其本身的作用機(jī)理，并不會(huì)破壞處理樣品的小分子物質(zhì)。-18℃凍藏狀態(tài)下的樣品VC含量雖然也逐漸下降，但是在4個(gè)月的貯藏期間的損失率均沒(méi)有超過(guò)15%，可能與氧在凍結(jié)狀態(tài)下不能輕易與VC發(fā)生作用有關(guān)。

2.2.2 貯藏過(guò)程中葉綠素含量的變化

由于果汁在貯藏期間，會(huì)發(fā)生不同程度的美拉德反應(yīng)，有時(shí)會(huì)有縮合反應(yīng)形成類黑精色素[14]，從而使得果汁在貯藏后期出現(xiàn)顏色變化，有時(shí)甚至?xí)蓤F(tuán)而影響品質(zhì)。由圖2可知，葉綠素含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降，雖然在4℃貯藏時(shí)的含量略比原樣含量高，但是由于時(shí)間延長(zhǎng)，果汁中分層現(xiàn)象較嚴(yán)重，在28d時(shí)，葉綠素含量損失40%以上，綠色損失較嚴(yán)重。-18℃貯藏條件下，內(nèi)部分子不再發(fā)生變化，可以更好的保留葉綠素成分，解凍后仍呈現(xiàn)出較好的色澤，在120d時(shí)，-18℃條件下，葉綠素?fù)p失為20.8%。

圖2 超高壓處理和未處理果汁在4℃和-18℃貯藏期內(nèi)葉綠素含量變化Fig.2 Changes of chlorophyll content in non-treated kiwi juice during storage at 4 ℃ and UHP-treated kiwi juice during storage at 4 ℃ or-18 ℃

3 結(jié) 論

獼猴桃果汁經(jīng)超高壓處理后可溶性固形物、總酸含量和pH值變化不顯著，VC及葉綠素含量略有降低。香氣成分中，醇類、酯類物質(zhì)有所減少，而酸類、醛類等物質(zhì)有所增加，說(shuō)明超高壓處理可保證果汁原汁原味，對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分及色澤沒(méi)有產(chǎn)生明顯影響。

通過(guò)貯藏實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在貯藏期初期，與原樣相比，超高壓處理樣品的VC和葉綠素含量得到了有效保留，4℃貯藏28d時(shí)VC損失21.8%，葉綠素?fù)p失40.5%，果汁已失去綠色；-18℃貯藏120d時(shí)VC損失14.6%，葉綠素?fù)p失為20.8%。因此，-18℃的貯藏條件能有效保留超高壓處理獼猴桃汁的營(yíng)養(yǎng)成分。

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Effect of UHP Treatment on the Quality of Kiwi Juice

XIE Hui-ming，WANG Ying*，ZHOU Dian-fei
(Engineering Research Center of Bio-process, Ministry of Education, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

In order to explore the effect of ultra-high pressure (UHP) treatment on the quality of kiwi juice, fresh kiwi juice was treated with ultra-high pressure at a pressure level between 200 MPa and 500 MPa. The results showed that the changes in soluble solids, total acid, pH and other quality parameters of kiwi juice were not obvious with increasing pressure. However, the contents of vitamin C and chlorophyll revealed a slight decrease. After UHP treatment, acids and aldehydes (belonging to aroma components) revealed an increase trend, while esters and alcohols exhibited a decrease trend. The losses of vitamin C and chlorophyll in UHP-treated kiwi juice after 28 d of storage at 4 ℃ were 21.8% and 40.5%, respectively, indicating a trend towards deterioration. The losses of vitamin C and chlorophyll after 120 d of storage at -18 ℃ were 14.6% and 20.8%, respectively. Therefore, the nutrients of kiwi juice can be better maintained during storage at -18 ℃.

UHP treatment；kiwi fruit；vitamin C；chlorophyll；storage

TS255.4

A

1002-6630(2012)11-0017-04

2011-05-05

國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2011AA100801-05)

謝慧明(1955—)，女，教授，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。E-mail：xiehuiming-6@163.com

*通信作者：王穎(1985—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。E-mail：tongtong00318@163.com