牛燦杰，張 慧，王 爽，黃 誠，裴 華，方郁野，陳小珍，*

（1.浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，浙江杭州310014；2.浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院，浙江杭州310013；3.浙江天辰新材料科技有限公司，浙江嘉興314500）

濃縮還原橙汁飲料中果汁含量快速檢測方法探究

牛燦杰1，2，張 慧2，王 爽2，黃 誠2，裴 華2，方郁野3，陳小珍1，2，*

（1.浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，浙江杭州310014；2.浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院，浙江杭州310013；3.浙江天辰新材料科技有限公司，浙江嘉興314500）

果汁含量是濃縮還原橙汁的主要質(zhì)量指標(biāo)，也是判定其是否摻假的重要依據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)：不同產(chǎn)地、不同果汁含量的濃縮還原橙汁飲料中，可溶性物質(zhì)在325nm紫外波長處有特征吸收，并且與22種常用添加劑溶液的紫外吸收有明顯區(qū)分；采用自主研制的快速檢測設(shè)備，將橙汁中可溶性物質(zhì)按分子量大小分離，325nm下連續(xù)檢測，得到橙汁可溶性物質(zhì)按分子量大小分布的紫外特征吸收峰，其峰面積與橙汁含量呈現(xiàn)正相關(guān)；以100%巴西濃縮還原橙汁為標(biāo)準(zhǔn)參照，用外標(biāo)法計算果汁含量。該方法樣品前處理簡單，只需過濾、超聲，即可經(jīng)凝膠色譜柱分離、檢測；色譜柱分離和325nm的檢測波長，有效避免了22種常用添加劑對果汁含量檢測的干擾；該方法精密度高（RSD＜6.0%）、線性關(guān)系好（R2=0.9988）、抗干擾性強，可用于果汁含量大（等）于10%的橙汁飲料中原果汁含量的快速、大批量檢測。

濃縮還原橙汁，可溶性物質(zhì)，果汁含量，快速檢測

隨著人們生活水平的提高，果汁的需求量及消費量逐年增長。橙汁因其口感好、營養(yǎng)豐富等特點，成為國際市場上消費量最大的果汁，其銷量約占世界果汁銷量的三分之二。目前，市場上銷售的橙汁主要有濃縮還原橙汁（FC）和鮮榨橙汁（NFC），因濃縮還原橙汁（FC）具有貯藏期長、運輸方便、調(diào)配簡單、成本低等優(yōu)點，占世界橙汁銷量的75%［1］。由于市場誘惑力巨大，一些不法生產(chǎn)商為牟取暴利而摻雜使假，為維護(hù)消費者的合法權(quán)益保證食品安全，已發(fā)展了諸多相關(guān)摻假鑒別檢測技術(shù)（如表1）。但已有報道大多針對鮮榨橙汁中摻入低價物質(zhì)的鑒別檢測，關(guān)于果汁含量的快速檢測方法及相關(guān)研究仍然匱乏。已有的橙汁中原果汁含量的檢測方法為GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》，該方法需測定六項指標(biāo)，耗時、耗力，且需經(jīng)復(fù)雜的計算。針對這一現(xiàn)實情況，本研究以當(dāng)前市場主導(dǎo)產(chǎn)品濃縮還原橙汁（FC）為研究對象，采用凝膠色譜柱將橙汁中可溶性物質(zhì)按分子量大小分離，紫外光譜連續(xù)檢測，外標(biāo)法計算果汁含量，為大批量濃縮還原橙汁飲料的現(xiàn)場快速初篩提供了技術(shù)參考。

表1 常用橙汁摻假方式及鑒別方法歸納Table 1 The summaries of common ways of orange juice adulteration and detection technologies

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

濃縮橙汁 分別購自美國（66.0Brix）、巴西（64.9Brix）、江西（64.9Brix）、四川（64.9Brix）、以色列（63.6Brix），均儲存于－18℃；商品橙汁 購自當(dāng)?shù)厥袌?，分別編號為a、b、c（標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥100%），d（標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥40%），e（標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥20%），f、g、h（標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥10%），i、j（標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥5%）；檸檬黃、苯甲酸鈉等22種常用添加劑 均為食品級，購自上海金錦樂實業(yè)有限公司。

TC-B型果汁含量快速檢測儀 浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院和浙江天辰新材料科技有限公司聯(lián)合研制；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；AL204型萬分位分析天平 上海梅特勒-托利多儀器有限公司；APV-2000型高壓均質(zhì)機 德國APV設(shè)備公司；ABBE-3L型折光儀 美國賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 TC-B型果汁含量快速檢測儀原理 樣品注入凝膠柱之后，根據(jù)分子篩原理按分子量大小進(jìn)行分離，分離的物質(zhì)用微型泵自動進(jìn)入到紫外光譜儀（固定其檢測波長為325nm）。經(jīng)工作站軟件處理后，由電腦自動完成圖形記錄、全積分、數(shù)據(jù)換算等（見圖1）。

圖1 果汁含量快速檢測儀器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 The structure diagram of the detecting instrument

1.2.2 不同原果汁含量濃縮還原橙汁的制備 將五個主產(chǎn)區(qū)［10］的高倍濃縮橙汁加水稀釋為11.5Brix的濃縮還原橙汁，均質(zhì)后85℃巴氏殺菌0.5h，冷卻保存于-4℃（15d內(nèi)使用完畢）。取10g果汁并采用國標(biāo)GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》檢測其橙汁含量，并根據(jù)檢測值進(jìn)一步精確確定各主產(chǎn)區(qū)濃縮橙汁調(diào)制成100%濃縮還原橙汁時需加入的水的比例。

根據(jù)100%純正濃縮還原橙汁的制備方法，依次制備原果汁含量分別為90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%、1%的濃縮還原橙汁。

表2 濃縮還原橙汁常用添加劑溶液配制Table 2 The commonly used additives and usage in refrigerated orange juice from concentrated（ROJFC）

1.2.3 常用添加劑溶液的制備 濃縮還原橙汁的常用添加劑按其最大使用量制備成溶液（見表2），其使用量參見GB 2760-2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，國標(biāo)中標(biāo)示“按生產(chǎn)需要適量使用”的均按3.0g/kg制備。

1.2.4 掃描波長的選擇實驗 取1.2.2制備的不同果汁含量的濃縮還原橙汁、1.2.3制備的常用添加劑溶液、100%商品橙汁，依次過濾、稀釋100倍、脫氣后，采用普析TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計在190～800nm進(jìn)行圖譜掃描。

1.2.5 TC-B型果汁含量快速檢測儀檢測 樣品過濾、脫氣后，經(jīng)TC-B型果汁含量快速檢測儀，325nm定波長檢測，進(jìn)樣量1m L。

1.2.6 定量特征峰的選擇及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別取1m L 1.2.2中制備的五個主產(chǎn)區(qū)的100%濃縮還原橙汁，及不同原果汁含量（100%、80%、60%、40%、20%、10%、5%、1%）的巴西濃縮還原橙汁（未添加任何添加劑），經(jīng)TC-B型果汁含量快速檢測儀測定其紫外圖譜。

1.2.7 精密度和穩(wěn)定性實驗 取按1.2.2制備并保存于-4℃的100%巴西濃縮還原橙汁，按1.2.5的方法平行進(jìn)樣六次，對六次所得圖譜的定量峰進(jìn)行積分，計算其峰面積值的RSD值；取100%巴西濃縮還原橙汁分別在1、3、6、12、24h進(jìn)樣，并對定量特征峰積分，計算峰面積值的RSD值。

1.2.8 干擾實驗 分別取表2所列的常用果汁添加劑的水溶液，按1.2.5的方法進(jìn)行檢測，測定其紫外圖譜。

1.2.9 對比實驗 取市場上隨機購買的標(biāo)簽標(biāo)注為100%、40%、20%、10%、5%的果汁，按GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》檢測其果汁含量與本方法測定結(jié)果進(jìn)行比較。

1.3 圖譜及數(shù)據(jù)分析軟件

采用自主研制的TCDB-1工作站軟件，進(jìn)行圖譜分析及數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳波長的選擇

五個自制100%濃縮還原橙汁及五個不同產(chǎn)地商品100%濃縮還原橙汁190～800nm的波長掃描圖譜見圖2，10個100%橙汁樣品均呈現(xiàn)出共同的光譜吸收特征，在260～400nm波長范圍內(nèi)吸收值明顯，并且隨波長增加吸收值先增加后減少，約在0.2～0.9之間變化，290nm處紫外吸收達(dá)到最高，吸光值最大。

圖2 不同地區(qū)自制及商品100%濃縮還原橙汁掃描圖譜Fig.2 The spectra of homemade and commercial juices from concentrated（FC）with 100%raw juice content in differentorgins

22種常用添加劑及不同果汁含量濃縮還原橙汁在190～800nm的掃描圖譜如圖3所示，260～600nm間，大多數(shù)添加劑均有吸收，且在290nm左右吸收最強；290～325nm，大多數(shù)添加劑的吸光度值逐漸減小，在隨后的325～600nm范圍，部分添加劑（如β-胡蘿卜素、檸檬黃、日落黃等）的吸光度值隨波長的增加表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，橙汁樣品和大多數(shù)添加劑在290nm均顯示出較強的吸收特性，但在325nm左右，不同果汁含量的橙汁仍有較強的光譜吸收特征，而添加劑的紫外吸收則明顯減弱，表明325nm的波長下，添加劑對橙汁紫外吸收的影響較小。綜合考慮，選擇325nm作為橙汁紫外吸收的檢測波長。

圖3還可看出，在325nm波長處，橙汁吸光度值隨果汁含量的增加而增加，但是與果汁含量不呈線性關(guān)系，可能由于果汁體系成分復(fù)雜，在325nm處有吸收的物質(zhì)較多，彼此之間互有干擾造成的。

圖3 22種常用添加劑及不同果汁含量濃縮還原橙汁的掃描圖譜Fig.3 The scannedmaps of 22 kinds of common additives and refrigerated orange juices from concentrated（ROJFC）with different content

2.2 凝膠色譜柱分離、檢測方法的建立與方法學(xué)驗證

橙汁體系是多種物質(zhì)共存的混合體系，為尋求與果汁含量有關(guān)的特征信息，并能準(zhǔn)確反映果汁含量的指標(biāo)，本研究利用凝膠色譜的分子篩原理，將橙汁中可溶性物質(zhì)按分子量大小分離，325nm檢測波長連續(xù)檢測，觀察其紫外吸收峰的光譜特征狀態(tài)及變化規(guī)律。

2.2.1 定量特征峰和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇 對不同產(chǎn)區(qū)100%濃縮還原橙汁檢測所得圖譜見圖4，圖4顯示，經(jīng)凝膠色譜柱分離后，不同產(chǎn)地濃縮還原橙汁均有兩個峰。對五個產(chǎn)區(qū)100%濃縮還原橙汁的兩個峰分別進(jìn)行面積積分，其積分值如表3。

由表3發(fā)現(xiàn)，五個產(chǎn)區(qū)100%濃縮還原橙汁圖譜中，峰1的峰面積值相差很大，即產(chǎn)區(qū)不同對其峰面積值影響很大；峰2的峰面積值也不同，但其峰面積值差別較小，即產(chǎn)地對峰2的峰面積值影響較小。同時，由于巴西是世界上最大的濃縮還原橙汁生產(chǎn)國和出口國，且其峰2的面積值與五個產(chǎn)區(qū)峰2面積的平均值相近，因此，研究采用經(jīng)GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》檢測驗證的自制100%巴西濃縮還原橙汁，作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，采用峰2作為定量峰進(jìn)行研究。

圖4 五個主產(chǎn)區(qū)100%濃縮還原橙汁圖譜Fig.4 The chromatograms of 100%refrigerated orange juice from concentrated（ROJFC）in fivemain production area

表3 不同產(chǎn)區(qū)100%濃縮還原橙汁峰面積值的檢測（n=3）Table 3 The detection of peak area values of 100%refrigerated orange juice from concentrated（ROJFC）in differentorigns（n=3）

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定 對不同果汁含量的橙汁圖譜進(jìn)行檢測，分別對圖譜中峰1、峰2進(jìn)行面積積分，所得積分值如表4所示。

由表4發(fā)現(xiàn)，峰1的峰面積值與果汁含量無明顯關(guān)系，峰2的峰面積值則隨果汁含量的減少呈現(xiàn)遞減趨勢，以峰2的峰面積值為縱坐標(biāo)，橙汁含量為橫坐標(biāo)考察方法線性，線性回歸方程為Y=1810.4X+16.611（R2=0.9988），表明在無添加劑的條件下，該方法在果汁含量為1%～100%范圍內(nèi)線性良好。

綜上所述，不同產(chǎn)區(qū)峰1的峰面積值相差較大，同一產(chǎn)區(qū)不同濃度橙汁的果汁含量與峰1的峰面積值之間沒有明顯的關(guān)系；不同產(chǎn)區(qū)峰2的峰面積值較為相近，且同一產(chǎn)區(qū)不同濃度橙汁的果汁含量與峰2的峰面積值具有良好的線性關(guān)系（圖5）。因此，本實驗進(jìn)一步確定以峰2作為定量峰，采用外標(biāo)法進(jìn)行橙汁含量的定量檢測。

圖5 濃縮還原橙汁含量-峰面積值線性關(guān)系Fig.5 The linear relationship between the contentof raw orange juice and peak area

2.2.3 精密度實驗 100%巴西濃縮還原橙汁六針定量峰面積值的RSD值為5.87%，表明精密度好。

2.2.4 穩(wěn)定性實驗 100%巴西濃縮還原橙汁不同時間進(jìn)樣，其定量峰面積值的RSD為5.94%，表明穩(wěn)定性好。

2.3 干擾實驗

對常用添加劑溶液檢測所得圖譜分析發(fā)現(xiàn)，干擾物質(zhì)的色譜圖分兩種情況：在325nm處無吸收，或相對于橙汁吸收值很小不影響測量，如甜蜜素、安賽蜜、山梨酸鉀、三氯蔗糖、檸檬黃、果膠、阿拉伯膠、抗壞血酸、卡拉膠、苯甲酸鈉、檸檬酸鈉等；在325nm處有吸收但干擾物質(zhì)的出峰位置與定量峰的出峰位置相差較遠(yuǎn)，即可以完全分離，不影響測量（如黃原膠、β-胡蘿卜素等）。圖6顯示，黃原膠出峰時間（20～45m in）早于定量峰的出峰時間（60～120m in），而β-胡蘿卜素的出峰時間（230～270m in）則晚于定量峰的出峰時間（60～120m in），因此，這兩種物質(zhì)均不影響橙汁果汁含量的定量測定。

圖6 黃原膠、β-胡蘿卜素的色譜圖Fig.6 The chromatogram of xanthan gum andβ-carotene

圖7 100%自制濃縮還原橙汁（A）與不同果汁含量商品濃縮還原橙汁色譜圖比較Fig.7 The comparison of chromatographies between 100% homemade ROJFC（A）and commercial ROJFC in different raw juice content

2.4 本方法與國標(biāo)法比較實驗

采用本方法及國標(biāo)法測定商品橙汁的果汁含量，所測果汁含量分別列于表5，不同果汁含量的色譜圖各取一張，見圖7。

表5顯示，兩種方法檢測結(jié)果相近，隨機選取的樣品中，有一個標(biāo)簽標(biāo)注果汁含量≥10%的商品，采用國標(biāo)法并未檢出其橙汁含量，采用本方法檢測其果汁含量＜1%；在果汁含量較大時，兩種方法檢測結(jié)果的相對誤差較??；隨果汁含量減小，兩種方法的相對誤差逐漸增大，當(dāng)果汁含量為5%時，相對誤差值較大。這可能是由于橙汁體系本身就是非常復(fù)雜的體系，非100%的果汁體系中往往又加了很多添加劑，以保持飲料的風(fēng)味和穩(wěn)定性，而這些物質(zhì)可能會和橙汁的成分發(fā)生相互作用，增加了橙汁體系的復(fù)雜程度，影響了測定結(jié)果。在實際樣品的檢測中，該方法無法滿足5%果汁含量樣品的準(zhǔn)確測定，而適用于果汁含量大（等）于10%的濃縮還原橙汁飲料的初篩。

與國標(biāo)方法的比較得出，國標(biāo)法測定橙汁果汁含量時需要2～3d，二十余種檢測試劑，結(jié)果計算過程復(fù)雜，適用范圍廣；本方法測定時前處理簡單，樣品只需經(jīng)過濾、超聲即可檢測，整個檢測過程僅需2h，但只適用于果汁含量大（等）于10%的濃縮還原橙汁飲料中果汁含量的初篩。

表4 不同果汁含量濃縮還原橙汁峰面積值的檢測Table 4 The detection of peak area values of refrigerated orange juice from concentrated（ROJFC）with different content

表5 國標(biāo)法與本方法檢測果汁含量比較表（n=3）Table 5 The comparison table of raw juice content detected bynational standardmethod and thismethod（n=3）

3 結(jié)論

本研究首次以濃縮還原橙汁為研究對象，根據(jù)橙汁可溶性物質(zhì)中多種成分在325nm具有紫外吸收的特點，采用凝膠色譜柱將可溶性物質(zhì)按分子量大小分離，發(fā)現(xiàn)其紫外特征吸收峰峰面積與橙汁含量呈正相關(guān)。利用這一特征，建立了橙汁飲料中原果汁含量快速、準(zhǔn)確的檢測方法。該方法可有效避免常用22種添加劑的干擾，樣品前處理簡單，線性關(guān)系好，精密度高，可用于果汁含量大（等）于10%的橙汁飲料中原果汁含量的現(xiàn)場快速篩選。

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Study on the rapid detection method of determining raw juice content in refrigerated orange juice from concentrated

NIU Can-jie1，2，ZHANG Hui2，WANG Shuang2，HUANG Cheng2，PEIHua2，F(xiàn)ANG Yu-ye3，CHEN Xiao-zhen1，2，*
（1.College of Chemical Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China；2.Zhejiang Institute of Quality Inspection Science，Hangzhou 310013，China；3.Zhejiang Tianchen New Materials Science and Technology Limited Company，Jiaxing 314500，China）

Juice content was one of the main quality indicators of refrigerated orange juice from concentrated（ROJFC）and also the important basis for authenticity assessment.The result showed that the soluble substances in orange juices from different origins and orange juices with different raw juice content had characteristic absorption in the wavelength of 325nm，which had clear distinction with the ultraviolet absorption of 22 kinds of common additives.The soluble substances were separated by self-developed rap id detection equipment and continuously detected in the wavelength of 325nm.By this method，the absorption peaks of soluble substances which were separated according to the molecular weight size were obtained.The peak area was positively related with orange juice content.With 100%Brazil orange juice as standard reference，the raw juice content of orange juices were calculated by the external standard method.The sample pretreatment was simple，samples were detected just after filtration and ultrasonic degassing.Column separation and the 325nm detection wavelength could effectively avoid the interference of 22 kinds of common additives.This method had high precision（RSD＜6.0），good linear relationship（R2=0.9988），strong anti-interference ability and could be used to detect the raw juice content of orange juice（raw juice content≥10%）fast and in large scale.

refrigerated orange juice from concentrated；soluble substances；juice content；rapid detection

TS252.7

A

1002-0306（2015）08-0072-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.006

2014－06－23

牛燦杰（1988-），女，碩士研究生，研究方向：食品安全與檢測。

*通訊作者：陳小珍（1960-），女，教授級高級工程師，主要從事食品安全與檢測方面的研究。

國家科技部質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項（201310150）。