超高壓處理對獼猴桃汁品質的影響

謝慧明，王 穎*，周典飛

(合肥工業大學 農產品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009)

超高壓處理對獼猴桃汁品質的影響

謝慧明，王 穎*，周典飛

(合肥工業大學 農產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獼猴桃汁品質的影響，對新鮮獼猴桃進行200～500MPa超高壓處理。結果表明：超高壓獼猴桃汁中可溶性固形物、總酸、pH值等指標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、醛類物質在超高壓處理后增加，酯類、醇類物質減少。超高壓獼猴桃汁4℃條件下貯藏28d時VC損失21.8%，葉綠素損失40.5%，果汁趨于變質；-18℃條件下貯藏120d時，VC損失14.6%，葉綠素損失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養物質。

超高壓；獼猴桃；V C；葉綠素；貯藏

獼猴桃營養豐富全面，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值[1]，獼猴桃汁則是其主要的精深加工產品形式。隨著全球范圍內食品安全等問題的日益突出，消費者對食品的營養價值以及安全屬性方面的要求越來越高，傳統的熱加工技術已不能滿足要求。超高壓處理過程屬于非熱力的物理過程，利用液壓處理物料，進行殺菌和滅酶[2]。經超高壓處理后的新鮮果汁，其顏色、風味、營養成分和未經超高壓處理的新鮮果汁幾乎無任何差別[3]。果汁在低溫條件下保藏會有更好的品質保留效果[4]。本實驗以鮮榨獼猴桃汁為研究對象，經超高壓處理，考察不同壓力下果汁的部分品質指標變化以及香氣成分變化，并考察在冷藏(4℃)和凍藏(-18℃)兩種貯藏過程中的VC和葉綠素含量變化情況，為推進超高壓處理技術在獼猴桃精深加工領域的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮中華獼猴桃購于周谷堆農貿市場，產自陜西眉縣。

抗壞血酸 西安化學試劑廠；無水乙醇 上海振興化學試劑公司；所有化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

YCB630/2.5食品超高壓設備 兵器工業第五二研究所國營四四七廠；JA2003型電子天平 美國西特公司；DZ-400/2S真空包裝機 國營浙江機械廠；MZ-588A1榨汁機；BC/BD-292AZ轉換型冷藏冷凍箱 美菱股份有限公司；SHB-Ⅲ型循環水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司；WYT-Ⅲ型手持式折光儀 成都光晨光學儀器有限公司；UV-1600紫外分光光度計 北京奧生源科技有限責任公司；S-2C精密酸度計 上海雷磁儀器廠；Clarus 600氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS) 美國Perkin Elmer公司；57300-U固相微萃取裝置 美國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，取內部果實，切塊后放入榨汁機，打漿4～5s，用消毒后的醫用紗布過濾，去渣，以裝瓶量40%在-0.1MPa的真空泵條件下脫氣15min，裝實驗室定制的170mL小瓶，封口后裝袋以水為介質封裝后進行超高壓處理。

1.3.2 超高壓處理

將已經封裝好的瓶裝果汁放入1L的超高壓筒體中，調至壓力分別設為200、300、400、500MPa，保壓15min，對獼猴桃汁進行超高壓處理，并與未經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行比較，以考察不同壓力處理對獼猴桃汁部分品質的影響。

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，并將未經超高壓處理的原樣置于4℃冷藏，每隔1d對其進行VC和葉綠素含量的檢測。

1.3.4 理化指標的測定方法

1.3.4.1 可溶性固形物和pH值的測定

可溶性固形物使用手持式折光儀進行測定；pH值測定使用pH計進行測定。

1.3.4.2 總酸含量的測定

采用酸堿滴定法測定，按公式(1)計算。

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

1.3.4.3 VC含量的測定

采用2,6-二氯靛酚(EF)滴定法測定，按公式(2)計算。

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為樣品質量/g；A為稀釋倍數；T為滴定度/(mg/mL)。滴定度按公式(3)計算。

式中：ρ為VC質量濃度/(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 葉綠素含量的測定

采用分光光度法測定，按公式(4)計算。

式中：V為樣品體積/mL；m為樣品質量/g；A645nm為645nm波長處的吸光度；A663nm為663nm波長處的吸光度。

1.3.5 香氣成分檢測[5]

采用固相微萃取與GC-MS聯用。

萃取條件：50℃萃取30min；解析條件：250℃條件下進行3min。

色譜條件：Elite-5MS毛細管色譜柱(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。進樣口溫度250℃，流速為1.0mL/min，分流比20:1，汽化室250℃。

質譜條件：離子源溫度250℃，檢測器電壓350V，掃描質量范圍50～450au。

對采集到的質譜圖采用EZChrom Elite標準軟件進行聯機檢索。并將物質進行匯表。

2 結果與分析

2.1 超高壓處理對獼猴桃汁品質的影響

2.1.1 對可溶性固形物含量的影響

表1 不同處理壓力對獼猴桃汁品質的影響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有發生顯著變化(P＞0.05)。有研究[6]指出：由于過高的壓力破壞植物組織，使內容物溢出，因此可溶性固形物含量隨壓力升高而增加，此研究與本實驗結果一致，說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，包括測定前已解離成H+的濃度，也包括未解離的結合態以及酸式鹽濃度。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，此結果對超高壓的抑菌效果也有一定的證實作用。

2.1.3 對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)，這是因為超高壓處理可能影響溶液中的電離狀態，導致H+的電離程度增強。pH值降低可以抑制微生物生長，有助于果汁的保藏，但是較強的酸性環境會對葉綠素含量有所影響，酸性過強會導致葉綠素脫鎂而褪色明顯[7]。

2.1.4 對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時的損失率僅在5%左右，可見超高壓處理果汁還可以有效保留果汁的營養成分。新鮮果蔬汁中含有豐富的VC等營養成分，經過傳統的加工處理后損失很大，特別是熱敏性的營養成分，VC在經熱處理后損失率高達95%[8]，而超高壓技術就能很好的彌補這一點。另一方面，雖然超高壓可以保留食品中的小分子物質，但是也可能會加速一些生化反應，使部分營養物質間接受到破壞[9]。

2.1.5 對葉綠素含量的影響

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。獼猴桃果實中含有大量的葉綠素，加工過程中容易發生褪色，可能原因是在酸性很高的環境中，葉綠素很容易轉變成脫鎂葉綠素而褪色[7]。超高壓過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，但是較高的壓力會使果汁環境酸性增加，破壞部分葉綠素。

2.1.6 對香氣成分的影響

通過檢測結果發現，出峰的物質主要包括醇類、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行分析，結果見表2。

表2 超高壓處理對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，經過超高壓處理后，獼猴桃果汁中的風味物質在種類、出峰時間、相對峰面積等方面均發生了變化，同時伴隨有原有的風味物質消失，新的風味物質形成的現象發生。風味成分的改變是由于壓力變化引起的[11]。果汁所呈現的特有香氣往往是很多種香氣物質以一定的比例構成的，一種或多種香氣物質含量的變化都可能影響香氣的嗅感[12]。獼猴桃汁主要風味物質中，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。由表2可知，經過超高壓處理之后的酯類物質和醇類物質都有所下降，而酸類、醛類及雜環類物質都有所增加。醛酮類物質增加了10%左右，醛類物質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，并將未經超高壓處理的原樣置于4℃冷藏，比較貯藏過程中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，隨著貯藏時間的延長，未經超高壓處理的樣品VC含量損失較大，在貯藏14d時已損失約50%，此時果汁出現明顯的分層，且搖勻后仍能發現內部出現片狀以及粒狀的果肉，說明果汁已出現品質的敗壞。這是由于果汁未經滅菌處理，微生物逐漸繁殖，破壞果汁的營養物質，導致果汁已經變質[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程可能未完全，而導致部分VC被氧化，但VC在貯存了近4個月后含量仍大于80mg/100g，說明超高壓處理雖然在開始階段對有少量VC破壞，但是由于其本身的作用機理，并不會破壞處理樣品的小分子物質。-18℃凍藏狀態下的樣品VC含量雖然也逐漸下降，但是在4個月的貯藏期間的損失率均沒有超過15%，可能與氧在凍結狀態下不能輕易與VC發生作用有關。

2.2.2 貯藏過程中葉綠素含量的變化

由于果汁在貯藏期間，會發生不同程度的美拉德反應，有時會有縮合反應形成類黑精色素[14]，從而使得果汁在貯藏后期出現顏色變化，有時甚至會成團而影響品質。由圖2可知，葉綠素含量隨著貯藏時間的延長逐漸下降，雖然在4℃貯藏時的含量略比原樣含量高，但是由于時間延長，果汁中分層現象較嚴重，在28d時，葉綠素含量損失40%以上，綠色損失較嚴重。-18℃貯藏條件下，內部分子不再發生變化，可以更好的保留葉綠素成分，解凍后仍呈現出較好的色澤，在120d時，-18℃條件下，葉綠素損失為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 論

獼猴桃果汁經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、酯類物質有所減少，而酸類、醛類等物質有所增加，說明超高壓處理可保證果汁原汁原味，對營養成分及色澤沒有產生明顯影響。

通過貯藏實驗結果發現，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VC損失21.8%，葉綠素損失40.5%，果汁已失去綠色；-18℃貯藏120d時VC損失14.6%，葉綠素損失為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養成分。

[1]黃誠, 周長春, 李偉. 獼猴桃的營養保健功能與開發利用研究[J]. 食品科技, 2007(4): 51-55.

[2]趙玉生, 姚二民, 趙俊芳. 超高壓處理對獼猴桃汁品質的影響[J]. 食品科學, 2008, 29(1): 60-63.

[3]林向陽, 陳金海, 鄭丹丹, 等. 超高壓殺菌技術在食品中的應用[J].農產品加工, 2005(1): 9-12.

[4]MANOLOPOULOU H, PAPADOPOULOU P. A study of respiratory and physico-chemical change of four kiwi fruit cultivars during coolstorage[J]. Food Chemistry, 1998, 63(4): 529-534.

[5]方亮. 超高壓處理對獼猴桃果汁殺菌鈍酶效果和品質的影響[D]. 無錫: 江南大學, 2008.

[6]尹琳琳, 宋麗軍, 姜海榮, 等. 超高壓處理對哈密瓜汁品質的影響[J].食品科技, 2009, 34(12): 56-59.

[7]李忠宏, 陳香維, 史亞歌. 獼猴桃加工過程中變色機理及護色方法探討[J]. 西北農業學報, 2004, 13(1): 124-127.

[8]閆雪峰, 趙有斌, 韓清華. 超高壓處理對果蔬汁殺菌效果和品質影響的研究現狀[J]. 食品研究與開發, 2010, 31(11): 204-208.

[9]張微, 李汴生. 超高壓處理對菠蘿汁品質的影響[J]. 飲料研究, 2009, 35(10): 181-185.

[10]豐利. 軟棗獼猴桃果汁保綠技術研究[J]. 特產研究, 2004, 4(4): 14-17.

[11]梁茂雨, 縱偉, 趙光遠, 等. 超高壓處理對獼猴桃香氣成分的影響[J].食品工業科技, 2007, 28(3):72-75.

[12]陳朸為, 喬宇, 潘思軼. 固相微萃取-氣質聯用分析塔羅科血橙汁香氣成分[J]. 食品科學, 2007, 28(7): 396-399.

[13]曾楊, 曾新安, 彭酈. 冰溫貯藏對荔枝品質的影響[J]. 食品科技, 2010, 35(4): 51-53.

[14]徐程, 余小林, 胡卓炎, 等. 3個品種荔枝果汁貯藏過程中的非褐變機理研究[J]. 貯存與保藏, 2010, 36(9): 175-180.

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

國家“863”計劃項目(2011AA100801-05)

謝慧明(1955—)，女，教授，碩士，研究方向為農產品加工及貯藏。E-mail：xiehuiming-6@163.com

*通信作者：王穎(1985—)，女，碩士研究生，研究方向為農產品加工及貯藏。E-mail：tongtong00318@163.com