莫念丹，劉玉秋，費(fèi)建軍,2*，邱樹(shù)毅

（1.貴州恒力源天然生物科技有限公司，貴州黔南 558000；2.貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550000；3.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550000）

刺梨是貴州省特色植物資源，具有藥食同源屬性。刺梨的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含有豐富的維生素C、多酚、多糖、有機(jī)酸、黃酮、β-谷甾醇等物質(zhì)[1-2]，其中維生素C 含量高達(dá)2 704 mg/100 g[3]，是蘋(píng)果、梨的500 倍，柑橘的100 倍，獼猴桃的30 倍，在水果界中被稱為“維生素C 之王”[4]。維生素C 參與體內(nèi)細(xì)胞氨基酸代謝、神經(jīng)遞質(zhì)的合成、膠原蛋白細(xì)胞間質(zhì)的合成，同時(shí)阻止亞硝胺的合成、刺激白細(xì)胞吞噬活性、促進(jìn)抗體的形成，具有降低毛細(xì)血管通透性、刺激凝血功能、增加對(duì)感染的抵抗作用以及預(yù)防癌癥、提高機(jī)體免疫功能等作用[5]。維生素C 又稱為抗壞血酸，是一種水溶性維生素，化學(xué)式為C6H8O6，其分子結(jié)構(gòu)中具有烯二醇結(jié)構(gòu)，具有內(nèi)酯環(huán)，且有2 個(gè)手性碳原子，因此，抗壞血酸不僅性質(zhì)活潑且具有旋光性[6]，其L(+)-抗壞血酸對(duì)人體具有生物活性，而D(-)-抗壞血酸，對(duì)人體基本無(wú)生理活性[7]。維生素C（L(+)-抗壞血酸）是刺梨營(yíng)養(yǎng)成分中的重要組成部分，刺梨及其產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著食品的pH 值調(diào)整、高溫殺菌等過(guò)程，造成了維生素C 的損耗。

2016 年李亞等[8]對(duì)L(+)-抗壞血酸的消耗進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，探討了其非酶褐變的化學(xué)行為；2017 年林揚(yáng)棟等[9]進(jìn)行了堿性條件下L(+)-抗壞血酸自降解的非酶褐變的研究；2019 年余科等[10]進(jìn)行了中、堿性條件下L(+)-抗壞血酸自降解非酶褐變過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究。他們對(duì)于L(+)-抗壞血酸自降解的研究條件和生產(chǎn)環(huán)境差距較大，這些研究體現(xiàn)了L(+)-抗壞血酸的不穩(wěn)定性，說(shuō)明其易受到外界條件的影響，發(fā)生氧化降解反應(yīng)。本試驗(yàn)以工業(yè)化生產(chǎn)條件為前提，對(duì)刺梨果汁及其飲料中維生素C在不同溫度、不同pH 值條件處理后的含量和損失率變化進(jìn)行了探究，為生產(chǎn)應(yīng)用中更好地保留刺梨產(chǎn)品中的維生素C 提供試驗(yàn)依據(jù)，擴(kuò)大刺梨果汁及其飲料在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

刺梨果汁，原榨果汁，可溶性固形物8.0%，pH 值3.50，貴州恒力源天然生物科技有限公司；刺梨飲料，屬果蔬汁飲料類，可溶性固形物5.6%，pH 值3.31，貴州恒力源天然生物科技有限公司；白砂糖（一級(jí)），孟連昌裕糖業(yè)有限公司；果葡糖漿，純度為92%，廣州雙橋股份有限公司；低聚果糖，純度為95.0%，山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司；氫氧化鈉、草酸、碳酸氫鈉，分析純，重慶萬(wàn)盛川東化工有限公司；2,6-二氯靛酚（ACS 級(jí)），如吉生物科技有限公司；抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品，湖南省婁底市南化化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

立式壓力蒸汽滅菌器，YW50，上海三申醫(yī)療器械有限公司；恒溫水浴鍋，PST-10DI，天津市泰斯特儀器有限公司；蒸餾水器，DZ-5LⅢ，天津市泰斯特儀器有限公司；電子分析天平，F(xiàn)A1004N，上海箐海儀器有限公司；密封實(shí)驗(yàn)儀，SKMFY-01，安徽雙科測(cè)控技術(shù)有限責(zé)任公司；pH 計(jì)，PHS-3C，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；棕色玻璃瓶（50 mL），山東省藥用玻璃股份有限公司；金色鋁蓋（50 mL），臺(tái)山市新建業(yè)藥用五金包裝有限公司；滴定管（50 mL），博美玻璃有限公司。

1.3 樣品處理方法

用氫氧化鈉調(diào)整刺梨果汁/刺梨飲料的pH 值分別為3.70、4.50、7.00、9.00、11.50 的樣液，采用2,6-二氯靛酚滴定法分別測(cè)定各pH 值下的維生素C 含量，將樣液分裝于棕色玻璃瓶中，裝載量為50 mL，擰緊鋁蓋，做好標(biāo)簽，進(jìn)行密封性測(cè)試，在-60 kPa 條件下保壓≥5 min 無(wú)滲漏現(xiàn)象，將樣品分為3 組，每組每個(gè)梯度分別做3 個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，以未調(diào)pH 值和未進(jìn)行加熱處理的樣液作為對(duì)照組；處理1 為在94 ℃水浴條件下保溫30 min；處理2：放在高壓滅菌鍋121 ℃條件下保溫20 min。處理1、2 的樣品保溫結(jié)束后取出迅速放入50 ℃溫水中過(guò)渡冷卻至20℃后測(cè)定維生素C含量，對(duì)照組直接測(cè)量維生素C含量。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 維生素C 含量的測(cè)定

（1）試劑的配制

草酸溶液（20 g/L）：稱取20 g 草酸，用蒸餾水溶解并定容至1 L。

2,6-二氯靛酚溶液：稱取碳酸氫鈉52 mg 溶解于200 mL 熱蒸餾水中，稱取2,6-二氯靛酚50 mg 溶解于碳酸氫鈉溶液中，冷卻用蒸餾水定容至250 mL，用標(biāo)準(zhǔn)抗壞血酸溶液標(biāo)定滴定度[11]。

（2）L(+)-抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

稱取100 mg（精確至0.1 mg）L(+)-抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品溶于草酸溶液（20 g/L）并定容至100 mL，備用。

（3）維生素C 含量測(cè)定

采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定樣品維生素C 含量，試驗(yàn)原理是用藍(lán)色的堿性染料2,6-二氯靛酚標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)含L(+)-抗壞血酸的試樣酸性浸出液進(jìn)行氧化還原滴定，2,6-二氯靛酚被還原為無(wú)色，當(dāng)?shù)竭_(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，多余的2,6-二氯靛酚在酸性介質(zhì)中顯淺紅色，由2,6-二氯靛酚的消耗量計(jì)算樣品中L(+)-抗壞血酸的含量[11]。根據(jù)試樣中維生素C 含量確定樣液的稀釋倍數(shù)，準(zhǔn)確吸取稀釋后的樣液于50 mL 錐形瓶中，用標(biāo)定過(guò)的2,6-二氯靛酚溶液滴定，直至溶液呈粉紅色且15 s 不褪色為止，記錄2,6-二氯靛酚溶液的消耗量，同時(shí)做空白試驗(yàn)。L(+)-抗壞血酸含量按照式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中，X為試樣中L(+)-抗壞血酸含量，mg/100 mL；V為滴定試樣所消耗的2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；V0為滴定空白所消耗的2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；T為2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，即每毫升2,6-二氯靛酚溶液相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù)，mg/mL；A 為樣液稀釋倍數(shù)；V1為準(zhǔn)確吸取稀釋后樣液的體積，mL。

1.4.2 維生素C 最大損耗量

1.4.3 維生素C 最大損耗率

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2010 進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺梨果汁在不同溫度和pH 值處理后的維生素C 含量變化

從表1～2 變化趨勢(shì)分析得出，刺梨果汁在pH 值3.70～9.00 的同一pH 條件下，經(jīng)94 ℃保溫30 min 和121 ℃保溫20 min 處理后維生素C 含量變化梯度不顯著，而在pH 值9.00～11.50，經(jīng)94 ℃保溫30 min 和121℃保溫20 min 處理后維生素C 含量變化梯度較大，且在pH 11.50 維生素C 含量顯著降低，說(shuō)明當(dāng)pH 值為11.50時(shí)，維生素C 更容易發(fā)生降解。刺梨果汁在pH 值3.70～9.00、未做加熱處理的空白對(duì)照和保溫溫度94 ℃（保溫30 min）、121 ℃（保溫20 min）處理中，刺梨果汁維生素C含量損耗率波動(dòng)幅度不大，經(jīng)計(jì)算維生素C 損耗率最大為6.00%（維生素C 損失93 mg/100 mL）；當(dāng)pH 值在11.50 時(shí)，空白對(duì)照、94 ℃保溫30 min、121 ℃保溫20 min條件下的維生素C 含量損耗率都明顯增大，特別是pH值11.50、121 ℃保溫20 min 時(shí)損耗率最大為15.29%（維生素C 損失237 mg/100 mL）。

表1 刺梨果汁在不同溫度、不同pH 值處理后的維生素C 含量變化Table 1 Vitamin C content of chestnut rose juice treated with different temperature and pH單位：mg/100 mL

表2 刺梨果汁不同pH 值、不同溫度處理后維生素C 最大損耗量和最大損耗率Table 2 Maximum loss and loss rate of vitamin C in chestnut rose juice treated at different pH and temperatures

表4 刺梨飲料不同pH 值、不同溫度處理后維生素C 最大損耗量和最大損耗率Table 4 The maximum vitamin C loss and the maximum vitamin C loss rate of chestnut rose beverage treated at different pH and temperatures

2.2 刺梨飲料在不同溫度、不同pH 值處理后的維生素C 含量變化

從表3～4 變化趨勢(shì)分析得出，在不同溫度、不同pH值條件處理后，刺梨飲料在pH 值3.70～9.00，未做加熱處理的空白對(duì)照和溫度94 ℃（保溫30 min）時(shí)，刺梨飲料的維生素C 含量損耗率的變化趨勢(shì)和刺梨果汁相似，波動(dòng)范圍不大。維生素C 損耗率最大為16.07%（維生素C損失45 mg/100 mL），當(dāng)pH 值達(dá)到11.50 時(shí)，空白對(duì)照、94 ℃保溫30 min、121 ℃保溫20 min 條件下的維生素C含量損耗率都明顯增大，特別是pH 值11.50、121 ℃保溫20 min 時(shí)損耗率最大為47.86%（維生素C 損失134 mg/100 mL）。

表3 刺梨飲料在不同溫度、不同pH 值處理后的維生素C 含量Table 3 Vitamin C content of chestnut rose beverage treated with different temperature and pH單位：mg/100 mL

3 討論

從表1～4 綜合分析對(duì)比可以得出，刺梨果汁初始時(shí)的維生素C 含量最高達(dá)到1 550 mg/100 mL，刺梨飲料初始時(shí)的維生素C 含量最高達(dá)到280 mg/100 mL，在王樂(lè)樂(lè)等[12]對(duì)刺梨果汁殺菌方式的研究中，超聲波殺菌方式效果最佳，維生素C 僅損耗1 g/kg。由于超聲波殺菌方式在飲料大批量生產(chǎn)中不適用，本試驗(yàn)采用巴氏殺菌法對(duì)刺梨果汁及其飲料采取高溫殺菌，試驗(yàn)得出在pH 11.50、121 ℃的強(qiáng)堿高溫條件下，刺梨果汁最大損失量237 mg/100 mL，刺梨飲料最大損耗量134 mg/100 mL，說(shuō)明強(qiáng)堿高溫條件使刺梨果汁及其飲料中維生素C 的保留率極大降低，刺梨果汁的維生素C 初始含量遠(yuǎn)高于刺梨飲料，經(jīng)過(guò)不同溫度、不同pH 值條件處理后，刺梨果汁的維生素C 損耗率明顯低于刺梨飲料的維生素C 損耗率，顯示出刺梨果汁及其飲料中的維生素C 損耗率與其初始維生素C 含量成反比例關(guān)系。

常規(guī)飲料以pH 值作為分界線，采用超高溫殺菌保證一年的貨架期，當(dāng)飲料pH 值低于4.6，通常采用超高溫殺菌（105～115 ℃、15～30 s）后充填，當(dāng)飲料pH 值大于4.6，通常采用超高溫殺菌（137～140 ℃、15～30 s）后充填；對(duì)于50 mL 玻璃瓶裝常規(guī)酸性飲料，在保證12 個(gè)月貨架期的情況下，滅菌條件一般選用88～90 ℃、10～15 min，對(duì)于50 mL 玻璃瓶裝常規(guī)中性飲料，為了達(dá)到12個(gè)月貨架期，滅菌條件一般選用121 ℃、15～18 min。本試驗(yàn)設(shè)置條件和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程相比，滅菌溫度更高，保溫時(shí)間更長(zhǎng)，美拉德反應(yīng)會(huì)很嚴(yán)重，對(duì)產(chǎn)品感官影響很大，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中一般不會(huì)采用本試驗(yàn)的條件進(jìn)行生產(chǎn)，因此刺梨產(chǎn)品的維生素C 的損耗率與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比還會(huì)更低。

4 結(jié)論

由于刺梨果汁的維生素C 起始含量遠(yuǎn)高于刺梨飲料，對(duì)于在不同溫度、不同pH 值處理后，刺梨飲料的維生素C 損耗率明顯比含維生素C 量更高的刺梨果汁大，這兩組樣品對(duì)于在不同溫度及不同pH 值條件下維生素C 損失率都有相似的變化趨勢(shì)，都表明pH 值3.70～9.00、溫度94 ℃條件下，刺梨果汁及其飲料維生素C 含量較穩(wěn)定，當(dāng)pH 值或（和）溫度都高于這個(gè)范圍，刺梨果汁及其飲料維生素C 含量損失明顯，結(jié)果還顯示刺梨果汁及其飲料中的維生素C 損耗率與其初始維生素C 含量成反比例關(guān)系。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，本試驗(yàn)樣品處理?xiàng)l件與刺梨果汁及其飲料實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程相比，滅菌溫度更高，滅菌時(shí)間更長(zhǎng)，因此實(shí)際生產(chǎn)的刺梨產(chǎn)品的維生素C 的損耗率和本試驗(yàn)結(jié)果相比還會(huì)更低。本試驗(yàn)結(jié)果可以對(duì)以刺梨作為主料或者輔料，以刺梨天然維生素C 為主要營(yíng)養(yǎng)成分研究對(duì)象的研究提供參考，但此結(jié)論僅限于目前的研究，后續(xù)將會(huì)繼續(xù)做跟蹤試驗(yàn)進(jìn)一步探究刺梨果汁及其飲料在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中維生素C 含量在更窄的溫度、pH值范圍內(nèi)的損耗率變化，探究灌裝量、滅菌時(shí)間、不同包材、不同貨架期及不同保存條件下的刺梨產(chǎn)品維生素C含量的變化，為實(shí)際生產(chǎn)提供詳實(shí)的理論依據(jù)。