夏秋敏，王小宏，孟永宏，劉穎平，賀小化，郭玉蓉，鄧紅

1(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安，710062)2(天水長(zhǎng)城果汁集團(tuán)有限公司，甘肅天水，741024)

近年來(lái)，世界蘋果年貿(mào)易量大約維持在600萬(wàn)t，年貿(mào)易額約30億美元左右;世界濃縮蘋果汁的消費(fèi)逐年上升。我國(guó)蘋果及其濃縮汁生產(chǎn)呈快速發(fā)展趨勢(shì)，2007年蘋果鮮果價(jià)格走高，濃縮蘋果汁及原料價(jià)也攀至頂峰［1－3］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)的蘋果年產(chǎn)量達(dá)到2 500多萬(wàn)t，蘋果汁的產(chǎn)量也居世界首位，達(dá)116萬(wàn)t。但果汁的質(zhì)量卻不盡如人意，常因微生物污染、農(nóng)藥殘留和添加劑使用過(guò)量等原因而使出口受阻，嚴(yán)重影響了濃縮蘋果汁的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益［4－6］。特別是入世后，隨著果蔬汁在國(guó)際貿(mào)易中份額和全球消費(fèi)量的增加，各國(guó)對(duì)其質(zhì)量和安全的關(guān)注與日俱增，歐美各國(guó)對(duì)濃縮蘋果汁的質(zhì)量要求更高。這就使得我國(guó)蘋果汁生產(chǎn)企業(yè)必須提高工藝技術(shù)水平，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和診斷環(huán)節(jié)，減少影響濃縮蘋果汁產(chǎn)品質(zhì)量的因素。

研究表明［7－9］，生產(chǎn)原料是影響濃縮蘋果汁品質(zhì)的一個(gè)重要因素，所以把鮮果可能引入的有害因素降至最低是個(gè)關(guān)鍵。本研究應(yīng)用陜西師范大學(xué)食品學(xué)院與西安鼎合機(jī)械公司共同研制的冷破碎設(shè)備，在常溫下把經(jīng)過(guò)清洗分撿過(guò)的蘋果輸送至特別設(shè)計(jì)的渦輪式冷提取設(shè)備料斗中進(jìn)行削皮、去籽、打漿，即在蘋果加工的初始階段起就徹底去除那些對(duì)果汁產(chǎn)品后續(xù)質(zhì)量有嚴(yán)重影響的成分，如果皮、果柄、果籽、木質(zhì)素等，實(shí)現(xiàn)了榨汁前蘋果皮與蘋果肉的分離，這樣榨汁后蘋果汁的色澤將更加清亮，并且能把引起蘋果汁褐變和后渾濁的一些物質(zhì)隔離開，極大地提高了蘋果汁的質(zhì)量。這種能夠在榨汁前同時(shí)分離蘋果皮、果核及果肉工藝，稱之為“榨前分離工藝”。

目前，中國(guó)蘋果汁加工行業(yè)各個(gè)工廠均出現(xiàn)產(chǎn)品滯銷，產(chǎn)量下降現(xiàn)象，急需更新工藝開發(fā)新產(chǎn)品，冷破碎設(shè)備的應(yīng)用將給企業(yè)帶來(lái)新思路，幫助企業(yè)走出困境，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。正是在這樣的前提背景下，本文研究了傳統(tǒng)工藝與榨前分離工藝對(duì)濃縮蘋果汁品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原材料

紅富士蘋果，市售(洗凈后低溫冰箱貯藏備用)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器與試劑

冷破碎設(shè)備，由陜西師范大學(xué)食品學(xué)院和西安鼎合機(jī)械公司共同研制。

電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永鑫實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠;可見(jiàn)分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司;光電濁度儀，上海珊科儀器廠;電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司;WAY-80阿貝折光儀，上海光學(xué)儀器五廠有限公司;精密pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;磁力攪拌恒溫槽，北京惠城嘉儀科技有限公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司。

試驗(yàn)中所用的標(biāo)準(zhǔn)品半乳糖醛酸，由美國(guó)Sigma公司生產(chǎn);咔唑、鹽酸羥胺、吡啶、氫氧化鈉、醋酸酐、鹽酸、冰乙酸、愈創(chuàng)木酚、乙醇、沒(méi)食子酸、抗壞血酸、Folin-Ciocalten試劑、無(wú)水碳酸鈉等，均為分析純。果漿酶SEB MASH(酶相對(duì)活力231U/mL)、果膠酶DP 200(酶相對(duì)活力207450AJDU/gm)、淀粉酶 AG 300(酶相對(duì)活力345U/gm)，印度 Advanced enzymes公司提供。

1.3 工藝流程

蘋果→揀選→清洗→破碎(傳統(tǒng)工藝與榨前分離工藝)→酶解→榨汁→過(guò)濾→蘋果汁

所有果汁樣品均稀釋至11.5°Brix進(jìn)行指標(biāo)分析。

1.4 分析方法

1.4.1 蘋果汁色值、透光率等指標(biāo)的測(cè)定

蘋果汁的色值、透光率、可滴定酸等指標(biāo)的測(cè)定方法均參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18963－2003［10］進(jìn)行。

1.4.2 果膠的測(cè)定

果膠含量的測(cè)定采用比色法，參照文獻(xiàn)［11］。

1.4.3 總酚的測(cè)定

總酚含量測(cè)定:將得到的蘋果汁樣品在3 000 r/min條件下離心15 min，然后取5mL的上清液加甲醇定容至50 mL后振搖5 min，再用濾紙過(guò)濾，濾液用Folin-酚法［12］測(cè)定果汁中的總酚含量，結(jié)果以沒(méi)食子酸含量計(jì)算。

1.4.4 農(nóng)殘的測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定了2種農(nóng)藥殘留敵百蟲和敵敵畏的含量。敵百蟲含量和敵敵畏含量的測(cè)定均采用氣相色譜法參照文獻(xiàn)［13］進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析用標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照1.4.2和1.4.3中方法分別繪制了測(cè)定果膠含量和總酚含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 果膠測(cè)定用半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve for galacturonic acid

以半乳糖醛酸的濃度為橫坐標(biāo)，測(cè)得的吸光值為縱坐標(biāo)，制得果膠測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.006 2x+0.058 1，R2=0.996。

以沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，測(cè)得的吸光值為縱坐標(biāo)，制得測(cè)定總酚含量標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.078 4x+0.019 3，R2=0.996 4。

圖2 總酚測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve for total Polyphenols determination

2.2 蘋果汁透光率、色值、可滴定酸測(cè)定結(jié)果

按照1.4.1的方法分別測(cè)定了不同工藝下蘋果汁的的透光率、色值、可滴定酸，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同工藝果汁的透光率、色值、可滴定酸對(duì)比Fig.3 Comparison diagram of transmittance，color value and titratable acidity in different apple juice concentrate

如圖3所示，榨前分離工藝對(duì)果汁色值的影響比較顯著，對(duì)可滴定酸含量的影響較小，對(duì)果汁透光率的影響不顯著。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，2種工藝生產(chǎn)的果汁透光率都比較高，果汁樣品的澄清度均在合格范圍內(nèi)，證明了果皮、果核等物質(zhì)不是影響果汁透光率的主要因素。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，果汁的澄清度主要與澄清的方式有關(guān)，由于試驗(yàn)采取超濾膜過(guò)濾的方式進(jìn)行果汁的澄清工藝，因此榨前分離果汁的澄清度與傳統(tǒng)果汁無(wú)顯著差異。

圖3結(jié)果同時(shí)顯示，榨前分離濃縮蘋果汁的色值比傳統(tǒng)工藝濃縮蘋果汁的色值高出97.4%，說(shuō)明榨前分離工藝可以明顯提高果汁的色值;而榨前分離濃縮果汁和傳統(tǒng)工藝濃縮果汁的酸度分別為2.36和2.61，榨前分離工藝使有機(jī)酸含量減少了10.6%，分析原因可能是果皮當(dāng)中含有的很多有機(jī)酸，如檸檬酸、蘋果酸、富馬酸等，在加工過(guò)程中隨果皮被分離，因此降低了果汁的酸度。

2.3 果膠和多酚含量的測(cè)定結(jié)果

果汁生產(chǎn)中前巴氏殺菌之后要進(jìn)行酶解工藝，主要是在果漿中加入果膠酶和淀粉酶，目的是分解果膠和淀粉等物質(zhì)，減輕果汁的濁度，抑制果汁的二次渾濁［14］，果膠和多酚物質(zhì)作為果汁中的特征成分，其含量的多少對(duì)果汁品質(zhì)存在一定影響。

按照1.4.2和1.4.3所述的測(cè)定方法，不同工藝下蘋果汁中果膠和多酚含量的測(cè)定結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 不同工藝濃縮蘋果汁中果膠含量對(duì)比Fig.4 Comparison diagram of pectin content in different apple juice concentrate

圖5 不同工藝濃縮果汁中多酚含量對(duì)比Fig.5 Comparison diagram of polyphenol content in different apple juice concentrate

從圖4可以看出，榨前分離濃縮果汁比傳統(tǒng)工藝濃縮果汁中的果膠含量少34.8%。分析其原因可能有:(1)果膠主要分布在果皮中，而果皮等物質(zhì)隨著榨前分離不能參與榨汁，從源頭上減少了果膠的含量;(2)果汁加工工藝過(guò)程中有酶解過(guò)程，通過(guò)果膠酶將果漿中的果膠物質(zhì)降解為半乳糖醛酸單體和其低聚物，因此存在于果汁中果膠被分解了。Sorrivas等人［15］發(fā)現(xiàn)，果膠分子可促進(jìn)果膠和蛋白絮凝，會(huì)導(dǎo)致果汁出現(xiàn)渾濁和膠態(tài)懸浮的不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以榨前分離工藝對(duì)果汁中果膠含量的降低有益于提高果汁的貯藏穩(wěn)定性。

從圖5可以看出，2種果汁中多酚含量都較高，傳統(tǒng)工藝濃縮果汁的多酚含量比榨前分離果汁多3.4%，Marinova等人報(bào)道了蘋果果皮中含有豐富的多酚類物質(zhì)［16］，Lea等人的研究表明，蘋果中得酚類化合物對(duì)于蘋果的顏色、味道、風(fēng)味等都有著重要影響，酚類物質(zhì)是果汁的重要營(yíng)養(yǎng)成分［17］。大量研究也表明，果汁的褐變和后混濁均與多酚物質(zhì)的氧化有關(guān)。榨前分離工藝雖然減少了總酚含量，部分降低了果汁的營(yíng)養(yǎng)，但是可以通過(guò)從果皮中提取多酚再添加到果汁中，強(qiáng)化其營(yíng)養(yǎng)，也可避免加工過(guò)程中造成多酚損失的不良影響。

2.3 兩種農(nóng)殘的測(cè)定結(jié)果

目前有很多文獻(xiàn)報(bào)道了農(nóng)藥殘留對(duì)人類健康造成了威脅，許多人類疾病和中毒事件都是由農(nóng)藥殘留引發(fā)的，因此，控制和去除果汁中殘留的農(nóng)藥，是我國(guó)果汁加工企業(yè)必須解決的重大課題［18］。

按照1.4.4的方法即參照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 761－2008［13］，采用氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定了2種農(nóng)藥殘留敵百蟲和敵敵畏的含量，見(jiàn)表1。

表1 不同工藝濃縮蘋果汁中2種農(nóng)藥殘留的測(cè)定結(jié)果Table 1 Determination results of two pesticide residue in different apple juice concentrate

從表1可以看出，蘋果汁中檢測(cè)出了敵百蟲和敵敵畏2種，這與原料蘋果生長(zhǎng)期間所使用的農(nóng)藥有關(guān)。表1中數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)工藝濃縮果汁中的農(nóng)藥殘留為1.560 mg/kg，榨前分離濃縮蘋果汁中的農(nóng)藥殘留為0.234 mg/kg，比傳統(tǒng)工藝濃縮果汁農(nóng)藥殘留降低了85%，其中敵百蟲殘留降低了61.7%，敵敵畏殘留降低了86.9%。從食品安全的角度看，榨前分離濃縮果汁的食用安全性高于傳統(tǒng)工藝果汁，這說(shuō)明榨前分離工藝可有效地降低果汁中的農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)論

(1)榨前分離工藝與傳統(tǒng)工藝比較，蘋果汁的色值升高了97.41%;且蘋果汁的果膠含量減少了34.8%，可緩解后混濁問(wèn)題，使果汁后期的貯藏穩(wěn)定性提高。

(2)榨前分離工藝與傳統(tǒng)工藝比較，果汁的多酚含量減少了3.4%，可避免果皮中的多酚物質(zhì)對(duì)果汁品質(zhì)造成影響，緩解濃縮果汁酶促褐變、非酶褐變等現(xiàn)象。

(3)榨前分離工藝使蘋果汁中的農(nóng)藥殘留大大降低，極大地提高了蘋果汁的食用安全性。

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