超高壓處理對甜橙果肉品質的影響

魏 煒，王 華,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.中國農業科學院柑桔研究所，重慶 400712）

超高壓處理對甜橙果肉品質的影響

魏 煒1,2，王 華1,2,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.中國農業科學院柑桔研究所，重慶 400712）

對精制后的甜橙果肉進行不同壓力（100～500 MPa）的超高壓處理，結果表明：處理前后果肉色澤變化不明顯（ΔE*＜2）。用電子鼻測得保壓10 min時壓力對揮發性成分的影響很小，而在保壓20 min、壓力大于400 MPa條件下影響則較為明顯。VC含量隨著壓力和保壓時間的增加逐漸降低，500 MPa時其保留率分別為95.27%（10 min）和85.92%（20 min）。總類胡蘿卜素得率及總酚、總黃酮、橙皮柑和蕓香柚皮苷含量隨著壓力和時間的增加均呈不同的增加趨勢，分別提高了66.53%、36.04%、32.74%、25.61%和8.74%。結論：超高壓處理對甜橙果肉感官品質影響很小，能最大限度降低VC的損失率，且能顯著提高其總類胡蘿卜素得率和總酚、總黃酮、橙皮苷及柚皮苷的含量。

甜橙果肉；超高壓；品質

甜橙果肉是橙汁加工中的主要副產物之一，按產品的生產工藝及產品的組織形態不同，將柑橘類果肉分為柑橘汁胞、柑橘果肉和柑橘細漿三類。研究發現果肉中富含VC、類胡蘿卜素、酚類及黃酮類化合物等活性成分[1-4]，已廣泛應用于生產果肉飲料、甜橙果醬、果糕、果丹皮、膳食纖維等多種產品，同時也是制作糖漿和發酵產品的基質。果肉的回收可實現原料的分層次資源化利用，減少環境污染。

超高壓是在100～1 000 MPa的極高靜壓環境中保壓一定時間，使細胞形態和氫鍵、離子鍵、疏水鍵等非共價鍵發生變化，達到殺菌、鈍化以及物料改性的目的[5-6]。近來已有研究學者將超高壓用于藍莓、草莓、橙汁等果蔬及其制品的滅菌處理，發現超高壓可有效減小處理過程中色澤、營養成分等品質的變化，最大限度的保留食品天然風味[7-11]。但超高壓處理柑橘果肉的研究鮮有報道，本研究以夏橙果肉為研究對象，分析其色澤、揮發性成分及類胡蘿卜素、黃酮等功能性成分在不同壓力和保壓時間下的變化，從而為甜橙果肉的貯藏提供科學的超高壓處理條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

夏橙采購自重慶市長壽區長壽湖果園，果肉經螺旋精制機過濾后獲得。

抗壞血酸、沒食子酸、甲醇、石油醚、一縮二乙二醇（均為分析純） 成都科龍化工試劑廠；氯化鈉、草酸 重慶川東化工有限公司；丙酮 上海化學試劑公司；冰乙酸 重慶化學試劑公司；碳酸鈉 上海虹光化工廠；氫氧化鈉 西隴化工股份有限公司；2,6-二氯靛酚 莊信萬豐集團；福林酚 北京索萊寶科技有限公司；橙皮苷、蕓香柚皮苷（純度均≥95%） 德國Dr. Ehrenstorfer公司；甲醇（色譜純） 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

2L-5L移動框架式全自動超高壓處理設備 溫州貝諾機械有限公司；Color i5色差儀 美國Gretag Macbeth公司；α-gemini電子鼻系統 法國Alpha.Mos公司；超聲波清洗設備 上海超聲波儀器廠；UltiMateTM3000高效液相色譜儀 美國戴安公司；TU1901紫外分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司；VFD-2000真空冷凍干燥機 北京博醫康實驗儀器有限公司；Unicen MR臺式高速冷凍離心機 德國Herolab公司；R152旋轉蒸發儀瑞士Buchi公司。

1.3 方法

1.3.1 超高壓處理

將包裝好的樣品（80 g鮮果肉/袋，真空包裝）置于高壓容器內，采用100、200、300、400、500 MPa壓力分別處理10 min和20 min，以常壓下未處理的樣品為空白組，所有樣品貯藏于4 ℃條件下，盡快完成各項指標檢測。

1.3.2 色澤分析

采用色差分析儀，測定10組平行。色澤是橙汁和果肉的一項重要感官指標，測定色澤的參數主要有亮度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*、飽和度C*值以及通過公式（1）計算得到的總色差（ΔE*）。

1.3.3 電子鼻檢測揮發性物質

以高純度干燥空氣為載體，流速150 μL/min，數據采集時間100 s，清洗時間300 s，進樣體積1 000 μL，注射針溫度40 ℃，樣品1.2 g，測定12組平行。

1.3.4 VC含量的測定

參考國家標準GB 8210－1987《出口柑橘鮮果檢驗方法》中的2,6-二氯靛酚滴定法[12]。

1.3.5 總類胡蘿卜素的提取與含量測定

稱取0.3 g甜橙果肉凍干粉（經冷凍干燥并粉碎的果肉粉，以下簡稱凍干粉），加入15 mL的提取劑（石油醚與丙酮體積比1∶2），置于超聲清洗器中，保持提取溫度35 ℃，提取3～4次至提取液無色，每次提取6 min。合并提取液后經旋轉蒸發儀（40 ℃）旋轉至盡干，用石油醚重新溶解并定容，于波長440 nm處用紫外分光光度計比色，利用公式（2）計算果肉總類胡蘿卜素的含量。

1.3.6 總酚與總黃酮的提取與含量測定

1.3.6.1 標準曲線的繪制

總酚：準確稱取沒食子酸標準品0.020 0 g，精確至0.000 1 g，用水溶解并定容到100 mL，得0.2 mg/mL的母液。精密吸取母液0.25、0.50、0.75、1.0、1.25、2.5 mL于10 mL容量瓶中，加入0.5 mL福林-酚試劑，搖勻后加入4 mL 4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，并用蒸餾水定容，室溫下反應2 h后于波長765 nm處測吸光度，得線性方程和相關系數見表1。

總黃酮：參考國家標準 GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》附錄G[13]。所得線性方程及相關系數見表1。

表1 幾種物質的線性方程及相關系數Table1 Linear equations and correlation coefficients of several compounds

1.3.6.2 樣品中總酚與總黃酮的提取與測定

提取：稱取0.5 g凍干粉，加入20 mL的80%甲醇，在45 ℃條件下超聲提取40 min，4 500 r/min離心10 min后取上清液，提取3～4次后合并上清液，并旋轉蒸發（40 ℃）至1 mL左右，再用蒸餾水洗滌定容至50 mL。

總酚的測定：采用福林-酚法。在0.2 mL提取液中加入0.5 mL福林試劑，再加入4.0 mL的4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，混勻后室溫反應2 h，同時用等量蒸餾水作空白調零，波長765 nm處測吸光度。從標準曲線中查出提取液中的總酚含量。

總黃酮的測定：取5.0 mL提取液于具塞試管中，加5.0 mL一縮二乙二醇，搖勻后加入0.1 mL的4 mol/L NaOH溶液，同時取一份等量的提取液，按上述步驟不加NaOH溶液，作為空白調零。將上述試管置于40 ℃水浴保溫10 min，冷卻后波長420 nm處測吸光度。從標準曲線中查出提取液中總黃酮的含量。

1.3.7 液相檢測橙皮苷與蕓香柚皮苷

檢測條件：色譜柱為艾杰爾Venusil MP C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流動相為1%冰乙酸與甲醇體積比為60∶40，流速1.000 mL/min，進樣量20.000 μL，紫外檢測波長為283 nm。

標準曲線的繪制：分別準確稱取0.018 0 g和0.001 8 g的橙皮苷和蕓香柚皮苷，溶于10 mL純甲醇中備用。將以上母液分別稀釋成0.5、5、20、40、80、100 μg/mL和0.5、5、20、40、60 μg/mL的稀釋液，其中溶劑配成的最終比例為40%甲醇。以質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制工作曲線，其線性方程和相關系數見表1。

樣品準備：將1.3.6節合并后的提取液直接用80%甲醇定容至100 mL，再用高速冷凍機10 000 r/min離心10 min，取2.0 mL上清液，同時加入2.0 mL純水，過0.45 μm濾膜于進樣瓶中，按以上檢測條件進行定量測量。記錄峰面積并分別從標準曲線中查出提取液的橙皮苷和蕓香柚皮苷含量。

1.4 數據處理

電子鼻數據由附帶的Alpha Soft V12.42軟件進行處理分析，其余數據均采用Excel軟件統計處理，采用Turkey法進行顯著性分析（P＜0.05），結果用 ±s表示。

2 結果與分析

2.1 色澤分析

表2 不同超高壓處理條件下果肉的色澤參數值Table 2 Color parameter values of orange pulp under different UHP treatmennttss

由表2可知，在此壓力范圍內其總體變化趨勢是隨著壓力的增大，亮度值L*、黃藍值b*和飽和度C*值稍有增加，而紅綠值a*則有所降低。Francis等[14]以ΔE*=2作為分辨界限，當ΔE*≤2時，色澤的變化在視覺上無法察覺。只有500 MPa（20 min）的ΔE*＞2，說明此壓力范圍內的超高壓處理對果肉色澤幾乎沒有影響。

韓燕等[15]對橙汁色澤參數與其主要成分進行了相關性分析，發現類胡蘿卜素和VC與色澤參數呈顯著正相關。而高壓處理會一定程度的降解VC和類胡蘿卜素，這可能因為超高壓的物理作用會使類胡蘿卜素異構體發生順式異構化，甚至降解為小分子片段，因此果肉色澤的紅色值會降低[16]。

2.2 電子鼻檢測揮發性成分的變化

圖1 電子鼻檢測不同處理條件下PCA、SQC數據分析Fig.1 PCA, DFA and SQC data analyses of orange pulp under different UHP treatments based on electronic nose

超高壓處理會降低或激活某些酶的活性，而且通過體積減小會導致香氣反應前體物濃度加大，進而改變香氣物質的種類和濃度，但是對不同品種的果蔬有不同的影響效果[17]。由圖1可知，分別是0～500 MPa處理10、20 min后基于電子鼻檢測的PCA和SQC分析圖。從PCA圖可看出，各壓力處理10 min后與空白組不能很好的區分，而保壓20 min、壓力大于200 MPa時樣品組與空白組的區分度為39～61，能有效分開。同時經以空白組為標準的SQC分析發現，保壓10 min的各個樣品組均在可接受范圍（灰色區域內），保壓20 min時除了400 MPa和500 MPa投影在灰色區域外，其余樣品組也均在可接受范圍。說明此壓力范圍內處理10 min對甜橙果肉的揮發性成分影響很小，而處理20 min且壓力大于400 MPa時果肉的揮發性成分與空白組差異較大。

2.3 超高壓對果肉主要功能性成分的影響

2.3.1 對VC保留率的影響

表3 不同處理條件下甜橙果肉的VC保留率Table 3 VC retention rate of orange pulp under different UHP treatments %

由表3可知，保壓時間對VC的降解有較大影響，100～500 MPa處理10 min時VC的保留率在95%以上，這與van den Broeck等[18]研究結果接近。而保壓時間為20 min時VC隨著壓力的增大顯著降低，當壓力增加到500 MPa時損失率達14%左右。有研究報道，VC含量的減少源于超高壓處理將氧氣帶入物料體系，導致活性氧比例增大，另外高壓加速了活性氧與VC的接觸，從而使VC更易發生氧化[19-20]。因此選擇合適的壓力及保壓時間可最大限度的降低VC的損失。

2.3.2 對總類胡蘿卜素的影響

圖2 不同處理條件下總類胡蘿卜素含量Fig.2 Contents of total carotenoids under different UHP treatments

一方面，超高壓處理會略微降解類胡蘿卜素，另一方面，由于超高壓破壞細胞結構，改變了細胞通透性從而促進被阻隔的色素成分釋放溶出，提高總類胡蘿卜素的得率[21-22]。由圖2可知，超高壓處理可顯著提高總類胡蘿卜素得率，得率增加了14.90%～66.53%。壓力為100～300 MPa時，總類胡蘿卜素得率隨著壓力的增加逐步增加，在400 MPa時得率卻略有降低，這可能與體系內酶活及細胞結構的變化相關。當采用500 MPa的壓力時，得率極顯著增加（P＜0.01），分別達到66.53%（10 min）和56.48%（20 min）。保壓時間對總類胡蘿卜素提取率的影響變化趨勢一致。

2.3.3 對總酚及黃酮類化合物的影響

圖3 不同處理條件下總酚、總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷的含量變化Fig.3 Contents of total phenols, flavonoids, hesperidin and naringin under different UHP treatments

甜橙果肉中含有豐富的酚類化合物，超高壓處理會影響果肉中總酚的含量，壓力和保壓時間的不同會引起不一樣的變化趨勢。由圖3可知，100～500 MPa保壓10 min后，果肉中的總酚隨著壓力的增加呈上升趨勢，低于200 MPa時提高率不顯著（P＞0.05），當壓力達到400 MPa時，總酚含量極顯著增加（P＜0.01），提高了25.72%（400 MPa）和36.04%（500 MPa）。而保壓20 min時總酚含量幾乎沒有發生變化，此變化規律與Prasad等[22]對龍眼果皮的研究結果有所不同，認為保壓時間對總酚含量沒有影響，這可能是由于物料及其酶活性變化的差異所導致。

隨著壓力的增大，總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷的含量均呈上升趨勢，且保壓時間對其含量的提高率存在一定的影響。保壓10 min時，總黃酮與橙皮苷的變化趨勢一致。當壓力低于400 MPa，兩者含量提高率上下波動，500 MPa時極顯著增加（P＜0.01），總黃酮和橙皮苷含量分別從33.60、28.62 mg/g提高到44.56、32.92 mg/g。而橙皮苷含量則是逐步上升，500 MPa時提高了8.73%。保壓20 min時，總黃酮和蕓香柚皮苷的提高率均為先增加后降低，分別在300 MPa（41.10 mg/g，提高了22.4%）和200 MPa（1.66 mg/g，提高了8.74%）條件下達到最高，橙皮苷則在300 MPa后逐步趨于平衡，提高了19.51%～25.61%。高壓處理會引起黃酮類化合物的變化，可能與體系中酶的變化相關，如Vialreal等[24]發現160 MPa的高壓處理會激活橙汁中的柚皮苷酶，促進柚皮苷向無味柚皮素的轉化。

3 結 論

超高壓能在保持果肉色澤、揮發性成分和較高VC保留率的同時，提高總類胡蘿卜素的得率和總酚、總黃酮含量。尤其在500 MPa條件下保壓10 min時，高壓對果肉色澤和揮發性成分影響很小且VC保留率達到95.27%。另外，總類胡蘿卜素得率提高了66.53%，總酚、總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷含量也分別提高了36.04%、32.74%、15.04%和8.73%。將超高壓應用于果肉生產中既可滅菌和鈍化酶活以延長貯藏期，又可最大限度的減少營養物質的流失和提高活性成分的含量，而對于果肉體系內酶活及功能性成分的變化機理有待深入研究。目前，超高壓處理在食品加工領域的應用還比較局限，進一步探索超高壓技術在果蔬加工中的應用條件對擴大其發展前景具有實際指導意義。

[1] AGOCS A, NAGY V, SZABO Z, et al. Comparative study on the carotenoid composition of the peel and the pulp of different citrus species[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2007, 8: 390-394.

[2] RAMFUL D, TAMNUS E, ARUOMAO I, et al. Polyphenol composition, vitamin C content and antioxidant capacity of Mauritian citrus fruit pulps[J]. Food Research International, 2011, 44: 2088-2099.

[3] ABEYSINGHE D C, LI Xian, SUN Chongde, et al. Bioactive compounds and antioxidant capacities in different edible tissues of citrus fruit of four species[J]. Food Chemistry, 2007, 47(1): 1338-1344.

[4] CANO A, MEDINA A, BERMEJO A, et al. Bioactive compounds in different citrus varieties. Discrimination among cultivars[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2008, 21: 377-381.

[5] 楊小蘭, 袁婭, 郭曉輝. 超高壓處理對不同品種獼猴桃漿多酚含量及其抗氧化活性的影響[J]. 食品科學, 2013, 34(1): 73-77.

[6] 向晨茜. 超高壓處理對鮮榨橙汁品質影響研究[D]. 重慶: 西南大學, 2012.

[7] 房子舒, 易俊潔, 張雅潔, 等. 超高壓和高溫瞬時殺菌對藍莓汁品質影響的比較[J]. 食品與發酵工業, 2012, 38(12): 7-10.

[8] ZABETAKIS I, KOULENTIANOS A, ORRUNO E, et al. The effect of high hydrostatic pressure on strawberry fl avour compounds[J]. Food Chemistry, 2000, 71(1): 51-55.

[9] 趙玉生, 趙俊芳. 食品工業中超高壓滅菌技術[J]. 糧食與油脂, 2006(2): 25-26.

[10] 黃麗, 孫遠明, 潘科. 超高壓處理對荔枝果汁品質的影響[J]. 農業工程學報, 2007, 23(2): 259-262.

[11] PATRAS A, BRUNTON N P, PIEVE S D, et al. Impact of high pressure processing on total antioxidant activity, phenolic, ascorbic acid, anthocyanin content and colour of strawberry and blackberry purées[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2009, 10: 308-313.

[12] GB 8210—1987 出口柑桔鮮果檢驗方法[S].

[13] GB/T 12143－2008 飲料通用分析方法[S].

[14] FRANCIS F J, CLYDESDALE F M. Food colorimetry: theory and applications[M]. Westport, US: The Avi Publishing Co, Inc., 1975.

[15] 韓燕, 吳厚玖, 竇華亭. 鮮橙汁冷藏期間色澤變化研究[J]. 食品科學, 2010, 31(2): 269-272.

[16] 馬永昆, 徐麗娜, 張佳, 等. 超高壓物理能對胡蘿卜汁中類胡蘿卜素異構體的影響[J]. 食品科學, 2008, 29(10): 105-108.

[17] 顧賽麒, 王錫昌, 劉源, 等. 電子鼻檢測不同貯藏溫度下豬肉新鮮度變化[J]. 食品科學, 2010, 31(6): 172-176.

[18] van den BROECK I, LUDIKHUYZE L, WEEMAES C, et al. Kinetics for isobaric-isothermal degradation of L-ascorbic acid[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, 46(5): 2001-2006.

[19] POLYDERA A C, STOFOROS N G, TAOUKIS P S. Comparative shelf life study and vitamins C loss kinetics in pasteurised and high pressure processed reconstitued orange juice[J]. Journal of Food Engineering, 2003, 60: 21-29.

[20] 胡友棟, 勵建榮, 蔣躍明. 超高壓處理影響果蔬品質的研究進展[J].食品科學, 2009, 30(9): 235-240.

[21] 李汴生, 張微, 梅燦輝. 超高壓和熱滅菌對鮮榨菠蘿汁品質影響的比較[J]. 農業工程學報, 2010, 26(1): 359-364.

[22] PRASAD K N, YANG En, YI Chun, et al. Effects of high pressure extraction on the extraction yield, total phenolic content and antioxidant activity of longan fruit pericarp[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2009, 10: 155-159.

[23] VILA REAL H J, ALFAIA A J, CALADO A R T, et al. High pressuretemperature effects on enzymatic activity: naringin bioconversion[J]. Food Chemistry, 2007, 102(3): 565-570.

Effect of Ultra High Pressure on Quality of Sweet Orange Pulp

WEI Wei1,2, WANG Hua1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712, China)

Ultra high pressure (100–500 MPa) (UHP) was used for the treatment of sweet orange pulp. The results showed that the chromatic aberration of fruit fl esh in each group before and after UHP treatment was not signifi cant (ΔE* < 2). There were no obvious differences in the composition of volatile components of orange pulp treated with UHP for 10 min compared to control samples based on the results of electronic nose, while signifi cant effects were found when the pressure was higher than 400 MPa for 20 min. The content of vitamin C (VC) was reduced gradually with increasing pressure and holding time, and under UHP with 500 MPa for 10 min and 20 min, the retention rate reached 95.27% and 85.92%, respectively. The contents of total carotenoids, total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin showed different increasing trends with increasing pressure and holding time, which reached their highest increase rate of 66.53%, 36.04%, 32.74%, 25.61% and 8.74%, respectively. It is concluded that UHP treatment has little effects on the sensory quality of orange pulp but could reduce the loss of VC. Furthermore, it could increase total carotenoids yield and the contents of total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin.

orange pulp; ultra high pressure; quality

TS255.36

A

1002-6630（2014）03-0066-05

10.7506/spkx1002-6630-201403014

2013-07-29

甜橙飲料基質加工關鍵技術研究與產業化示范項目（2012BAD31B00）；

國家現代農業(柑橘)產業技術體系建設專項（CARS-27-05C）

魏煒（1988—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學與營養學。E-mail：weiweiyoo@yeah.net

*通信作者：王華（1963—），男，研究員，學士，研究方向為柑橘深加工及貯藏。E-mail：wanghua40@126.com