不同氣體成分對橙汁胞貯藏品質的影響

劉 奕，程麗萍，蔣和體（西南大學食品科學學院，重慶400716）

不同氣體成分對橙汁胞貯藏品質的影響

劉 奕，程麗萍，蔣和體*
（西南大學食品科學學院，重慶400716）

為掌握不同氣體成分對橙汁胞貯藏期間品質的影響，本實驗以72-1錦橙汁胞為原料，采用充氣（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）貯藏橙汁胞6個月，以-18℃冷凍貯藏橙汁胞作為對照，對品質相關指標的變化進行監測。結果表明：充氣貯藏期間，橙汁胞VC含量均在保質期含量范圍內；pH和可溶性固形物含量變化均不顯著；還原糖含量均先上升后下降；橙汁胞菌落總數符合果汁飲料的衛生標準。充氣與冷凍貯藏期間，橙汁胞總黃酮含量的變化較小。充氣貯藏前期（0～2月），橙汁胞色澤變化不顯著。3種充氣貯藏方式中，充CO2貯藏抑菌效果較好；充N2貯藏更有利于橙汁胞VC和總黃酮含量的維持，且對橙汁胞的褐變和色差變化抑制效果也較好；充50%N2+50%CO2貯藏的橙汁胞還原糖含量變化最小。

橙汁胞，貯藏，氮氣，二氧化碳，品質

果粒飲料是近年來市場上比較流行的一種飲品，橙汁胞飲料作為果粒飲料的主流產品，占有一定的市場份額。汁胞的品質直接影響汁胞飲料的質量。目前汁胞半成品的保藏主要靠冷藏和化學防腐劑的添加來實現，其中冷藏會破壞汁胞組織結構，且產生較大的能量損耗，化學防腐劑有較強的異味，導致汁胞飲料風味變差［1-2］。要獲得高品質的汁胞懸浮飲料，開發研究汁胞的貯藏工藝迫在眉睫。Gvozdenovic及Haugaard等［3-4］研究發現氧氣和光照會加快橙汁中類胡蘿卜素和維生素C等物質的降解。Kennedy等［5］研究指出維生素C的降解與橙汁中的溶氧量密切相關。充氣貯藏改變了包裝體系中的氣體環境，降低了氧氣含量，以抑制好氧微生物的生長及橙汁胞的品質變化，從而延長橙汁胞的保質期。研究橙汁胞的貯藏工藝，有利于減少汁胞在加工過程中受到的損失，提高汁胞品質，增強我國橙汁加工業的競爭力。

目前，有關橙汁胞的加工工藝研究較多，而關于橙汁胞的貯藏技術研究相對較少。本實驗以72-1錦橙汁胞為研究對象，其種植面積大，產量較高且穩定，具備汁胞飲料加工的基本條件。本文研究了在一定溫度貯藏條件下，不同氣體成分對汁胞品質的影響，以探索適合汁胞的充氣貯藏條件，為推動充氣貯藏技術的推廣應用提供必要的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

72-1錦橙 重慶江津五中果園提供；戊聚糖復合酶 酶活為100 FBG/g，由諾維信公司提供；葡萄糖、氯化鈉、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、丙酮、亞硫酸鈉 重慶川東化工（集團）有限公司化學試劑廠；五水合硫酸銅、2，6-二氯靛酚、抗壞血酸、草酸、檸檬酸、亞鐵氰化鉀、次甲基藍、一縮二乙二醇、酵母浸膏、胰蛋白胨、瓊脂 成都市科龍化工試劑廠；橙皮苷標準品 含量≥99%；包裝袋 PET/AL/PE復合材料，規格為：14 cm×20 cm×20 mm。

DZKW-4電子恒溫水浴渦 北京中興偉業儀器有限公司；pHS-3C酸度計 上海儀電科學儀器股份有限公司；FA2004A電子天平 上海精天電子儀器廠；78-1磁力加熱攪拌器 金壇市富華儀器有限公司；VD-650桌上式潔凈工作臺 蘇州凈化設備有限公司；CS101-1A電熱鼓風干燥箱 中華人民共和國重慶實驗設備廠；MAP-500袋式氣調保鮮包裝機 上海炬鋼機械制造有限公司；HH.BLL.600-S電熱恒溫培養箱 上海躍進醫療器械廠；800型離心沉淀器 上海手術器械廠；UltraScan Pro測色儀 美國HunterLab公司；BCD-209S/E容聲冰箱 科龍電器制造有限公司；WFJ7200型可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備與處理［6］原料挑選（新鮮無損）→清洗→熱燙1 min→剝皮→分瓣→酶解（戊聚糖復合酶濃度0.35%，酶解溫度50℃，時間40 min）→汁胞備用。將制備好的汁胞，經過90℃、2 min水浴殺菌后，熱灌裝至食品包裝袋內，抽真空充氣密封后冷水快速冷卻至常溫。每袋汁胞200 g，隨機分成4組，每組充入氣體分別為：100%N2；100%CO2；50%N2+50%CO2的混合氣體，對照組（CK）不充氣。包裝條件：預熱30 min，熱封170℃，氣體進氣壓力5 MPa，充氣壓力0.15 MPa，抽氣時間5 s，充氣時間5 s，第二次抽氣時間5 s，第二次充氣時間5 s，熱封時間15 s。

1.2.2 實驗設計 充氣包裝的樣品置于4℃條件下，對照組置于-18℃條件下，貯藏6個月。期間每間隔1個月取一次樣，將樣品研磨，過濾取汁，測定其pH、可溶性固形物、維生素C、還原糖、褐變指數、菌落總數以及總黃酮的含量，并進行色差分析，然后進行相關性分析。所有數據均為三次檢測的平均值。

1.2.3 分析測定方法 菌落總數的測定：GB 4789.2-2010食品微生物學檢驗方法。

1.2.3.1 VC、還原糖的測定 分別按照GB/T 8210-2011《柑橘鮮果檢驗方法》中的2，6-二氯靛酚滴定法及直接滴定法測定VC損失率計算公式：VC損失率（%）= （VC初-VC末）/VC初×100，VC保存率計算公式：VC保存率（%）=VC末/VC初×100；其中VC初表示貯藏0 d時VC含量，VC末表示貯藏結束VC含量。

1.2.3.2 褐變指數的測定［7］取5 mL樣品，加入等量丙酮，振蕩后，4000 r/min離心15 min，經過濾紙過濾得到上清液，在420 nm處測定吸光度A420 nm。A420 nm即褐變指數，值越大，表明褐變越嚴重。

1.2.3.3 pH的測定 采用pH計直接測定。

1.2.3.4 可溶性固形物的測定 采用手持折光儀測定。

1.2.3.5 總黃酮含量的測定 依照GB/T 12143-2008《飲料通用分析方法》測定。以橙皮苷標樣質量濃度x為橫坐標，紫外分光光度計測得的吸光度y為縱坐標繪制工作曲線，得到回歸方程y=0.0066x-0.0013，相關系數R2=0.9987。總黃酮含量的降解率計算公式為：總黃酮降解率（%）=（1-處理后總黃酮質量分數/處理前總黃酮質量分數）×100。

1.2.3.6 色澤分析 用UltraScan Pro測色儀測定L*、a*、b*值。其中L*值表示亮度；a*值表示紅綠值，正值代表紅色，負值代表綠色；b*值表示黃藍值，正值代表黃色，負值代表藍色。色差（ΔE*）表示貯藏樣品與原汁色度差，ΔE*值由L*、a*和b*值推導出，計算公式如下：

1.2.4 數據統計 利用Excel 2007，SPSS 11.0對實驗數據進行處理分析，并采用Origin 8.1軟件建立相應模型。

2 結果與分析

2.1 不同氣體成分對橙汁胞菌落總數的影響

表1列出了3種充氣貯藏（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）及對照組各貯藏階段中橙汁胞的菌落總數，結果表明橙汁胞中的菌落總數均未超過標準GB 19297-2003《果、蔬汁飲料衛生標準》中規定的最低衛生要求（100 cfu/g）。由表1可知，經過熱力殺菌后的橙汁胞菌落總數為4 cfu/g，在充氣貯藏過程中，充100%CO2組橙汁胞的菌落總數最低，其次是充50%N2+50%CO2組，這可能是由于CO2具有抑菌作用［8-9］。貯藏1～6月期間，充100%N2、100%CO2、50% N2+50%CO2組與對照組CK相比較，抑菌效果均差異顯著（p＜0.05）。總體而言，充氣貯藏的抑菌效果不及冷凍貯藏。

表1 不同貯藏期橙汁胞的菌落總數Table1 Colony forming unit of orange juice sacs during storage

2.2 不同氣體成分對橙汁胞理化指標的影響

2.2.1 不同氣體成分對橙汁胞維生素C含量的影響

維生素C的含量是評估橙汁貨架期的一個重要指標，VC含量高于20 mg/100 mL時被認為橙汁處于貨架期內［10］。由圖1可以看出橙汁胞經過6個月貯藏后，其VC含量均高于20 mg/100 mL，由此可知，四種處理方式均能較好地保存橙汁胞的VC。

圖1 貯藏期間橙汁胞維生素C含量的變化Fig.1 Change in VCcontent of orange juice sacs during storage

由圖1可知，4種貯藏方式處理的橙汁胞VC含量均隨著貯藏時間的延長而降低，并且對照組樣品在貯藏前期（0～2月），VC損失率高于貯藏中后期（3～6月），而充氣貯藏樣品的VC含量變化恰好與之相反。這是因為在凍藏前期樣品中的溶氧和包裝頂系氣體造成維生素的有氧降解，當貯藏環境中的氧氣消耗到一定程度時，VC開始進行無氧降解，但無氧降解的速度比有氧降解小得多［11］，而充氣貯藏降低了包裝環境中的氧氣濃度，但可能由于實驗所用包裝材料的阻隔性較差，使充氣包裝內外的氣體透過薄膜進出，從而加速VC的降解［12］。

貯藏6個月后，3種充氣（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）貯藏的橙汁胞VC含量保存率分別為62.5%、55.2%、61.1%。經過顯著性分析，凍藏的樣品VC含量（35.11 mg/100 mL）顯著高于充氣貯藏的樣品（p＜0.05）；充N2貯藏的樣品VC含量略高于充50%N2+50%CO2貯藏的樣品，充CO2貯藏的樣品VC含量最低，但含量差異均不顯著（p＞0.05）。實驗結果表明，在三種充氣貯藏方式中，充N2貯藏對橙汁胞的VC保存效果較好。

2.2.2 不同氣體成分對橙汁胞還原糖含量的影響

糖類是影響果汁風味和品質的重要物質。如圖2所示，在4℃貯藏期間，充入3種不同氣體貯藏的橙汁胞的還原糖含量均先上升后下降，這與王華等［13］研究的哈姆林橙汁在貯藏過程中還原糖的變化趨勢一致。橙汁胞在貯藏前期（0～1月），充100%N2、100% CO2、50%N2+50%CO2處理組以及對照組的橙汁胞還原糖含量分別上升了6.4%、7.5%、7.1%、5.7%，可能是由于蔗糖和花色苷等裂解生成了一部分還原糖［14］；貯藏6個月后與貯藏1個月相比，充100%N2、100% CO2、50%N2+50%CO2組以及對照組還原糖含量分別下降了7.2%、8.7%、7.1%、3.3%，說明充50%N2+50%CO2貯藏對橙汁胞還原糖保存效果優于充N2貯藏，充N2貯藏對橙汁胞還原糖保存效果優于充CO2貯藏。實驗結果表明，三種充氣貯藏方式中，充50%N2+50%CO2貯藏對橙汁胞還原糖保存效果最好。

圖2 貯藏期間橙汁胞還原糖含量的變化Fig.2 Change in reducing sugar content of orange juice sacs during storage

2.2.3 不同氣體成分對橙汁胞褐變指數的影響 橙汁胞貯藏期間的褐變指數（A420 nm）變化情況見圖3，在4℃下，4種不同貯藏方式的橙汁胞A420 nm均隨貯藏時間的延長而增大。就整體水平而言，-18℃冷凍貯藏的橙汁胞A420 nm顯著低于其他三種充氣貯藏的樣品（p＜0.05）；充氣貯藏橙汁胞的A420 nm由低到高依次為：50%N2+50%CO2＜100%N2＜100%CO2。四種貯藏方式下的A420 nm在貯藏前期（0～3月）差異不顯著（p＞0.05），在貯藏后期差異顯著（p＜0.05）。實驗結果表明，在三種充氣貯藏方式中，充50%N2+50%CO2貯藏對橙汁胞的褐變抑制效果較好。

圖3 貯藏期間橙汁胞褐變指數的變化Fig.3 Change in browning index of orange juice sacs during storage

圖4 貯藏期間橙汁胞pH的變化Fig.4 Change in pH of orange juice sacs during storage

2.2.4 不同氣體成分對橙汁胞pH的影響 由圖4可知，在貯藏0～4月期間，3種充氣貯藏的橙汁胞pH隨貯藏時間的延長而整體呈上升趨勢。pH由低到高依次為：100%CO2＜50%N2+50%CO2＜100%N2。這可能是由于充入CO2，使樣品發生碳酸化，導致pH降低［15］。在貯藏后期（4～6月），充氣貯藏的橙汁胞pH整體呈下降趨勢，但降低較少（p＞0.05）。實驗結果表明，3種充氣貯藏對橙汁胞pH的影響不顯著（p＞0.05）。

2.2.5 不同氣體成分對橙汁胞可溶性固形物含量的影響 由圖5可知，貯藏期間，4種不同方式貯藏的橙汁胞可溶性固形物含量變化較小，貯藏6個月后橙汁胞可溶性固形物含量的保存率在97%以上。

圖5 貯藏期間橙汁胞可溶性固形物含量的變化Fig.5 Change in soluble solids content of orange juice sacs during storage

2.2.6 不同氣體成分對橙汁胞總黃酮含量的影響

表2顯示了4種不同貯藏方式下橙汁胞的總黃酮含量。貯藏期間，充50%N2+50%CO2貯藏的橙汁胞總黃酮含量整體趨勢逐漸減小；貯藏前期（0～2月），充100%N2、充100%CO2、充50%N2+50%CO2組貯藏的橙汁胞總黃酮含量顯著下降（p＜0.05），降解率分別為23.38%、22.15%、19.71%，隨后總黃酮含量的變化趨于穩定，這與劉春芝等［16］的研究結果一致，黃酮類物質的降解可能與多酚氧化酶（PPO）及過氧化物酶（POD）的殘余活性有關［17］。貯藏6個月后，3種不同氣體成分貯藏的橙汁胞總黃酮含量的降解率分別為21.9%、22.16%、23.26%。由表2可知，在貯藏3～6月期間，充N2貯藏的橙汁胞總黃酮含量相對較高。經顯著性分析，貯藏6個月后，不同氣體成分貯藏的橙汁胞總黃酮含量差異不顯著（p＞0.05）；在貯藏第1、4、6月時，三種充氣方式（100%N2、100%CO2、50%N2+50% CO2）貯藏的橙汁胞總黃酮含量與對照組相比具有顯著差異（p＜0.05）。在第3月和5月，充100%CO2和50% N2+50%CO2貯藏的橙汁胞總黃酮含量與對照組相比差異顯著（p＜0.05）。Igual等［18］研究發現貯藏溫度（4℃和-18℃）對熱處理后的西柚汁總黃酮含量影響不顯著。實驗結果表明，在3種充氣貯藏方式中，充N2對橙汁胞總黃酮含量的保存效果較好。

2.3 不同氣體成分對橙汁胞色澤的影響

色澤的變化指標主要是L*、a*、b*和ΔE值。

2.3.1 不同氣體成分對橙汁胞L*值的影響 如圖6所示，隨著貯藏時間的延長，4種不同方式貯藏的橙汁胞L*值均逐漸升高，表明貯藏過程中橙汁胞的亮度增加；此外，與對照組相比，3種充氣貯藏方式對橙汁胞L*值影響差異不顯著（p＞0.05）。L*值的升高可能是由于樣品緩沖體系遭到破壞，導致部分物質沉淀［19］。

圖6 貯藏期間橙汁胞L*值的變化Fig.6 Change in L*values of orange juice sacs during storage

2.3.2 充氣貯藏對橙汁胞a*值和b*值的影響 如圖7所示，隨著貯藏時間的延長，4種不同方式貯藏的橙汁胞a*值和b*值均逐漸降低，表明貯藏過程中橙汁胞的紅色度和黃色度均逐漸減小。此外，與對照組相比，3種充氣貯藏方式對橙汁胞a*值和b*值的影響差異不大（p＞0.05）。

圖7中b*值變化趨勢與王華等［13］對哈姆林橙汁貯藏期間色澤穩定性b*值的變化趨勢一致，但與一些國內外學者研究橙汁在貯藏過程中色澤變化的趨勢不同，如M H Choi等［20］研究的血橙汁在4.5℃貯藏時b*值總體呈增加趨勢。研究發現，橙汁的b*值與類胡蘿卜素含量有關［21］，由于不同品種甜橙中類胡蘿卜素的結構差異，導致其貯藏穩定性具有差異。因此，不同品種橙汁在貯藏過程中，b*值的變化不同。

表2 不同貯藏期橙汁胞的總黃酮含量Table2 The flavonoids content of orange juice sacs under different storage

圖7 貯藏期間橙汁胞a*值和b*值的變化Fig.7 Change in a*values and b*values of orange juice sacs during storage

2.3.3 充氣貯藏對橙汁胞ΔE值的影響 色差ΔE值是橙汁胞色澤變化的指標之一。ΔE值越大，表示貯藏前后橙汁胞的色差越大。研究表明，當ΔE≥2時，可以通過視覺觀察到色澤的變化［22］，即可認為橙汁胞色澤已經發生較大變化。為了研究經充氣處理后橙汁胞的色澤與時間的變化關系，對色差ΔE數據進行模型擬合，發現ΔE值隨時間的增加呈S型變化，并得到ΔE變化與時間的關系模型分別為充N2：y=14.09/ ［1+e-0.92×（t-3.56）］，R2=0.9752；充CO2：y=13.99/［1+e-0.98×（t-3.48）］，R2=0.9955；充50%N2+50%CO2：y=14.53/［1+e-0.98×（t-3.62）］，R2=0.9934；CK：y=11.47/［1+e-0.6×（t-4.38）］，R2=0.9649。從圖8可以看出，貯藏2個月內，樣品色澤變化較小，貯藏6個月后，樣品色澤變化較大。隨貯藏時間的延長，4種不同方式貯藏的橙汁胞ΔE值均逐漸增加，與對照組相比，三組充氣貯藏的橙汁胞色差變化不存在顯著性差異（p＞0.05）。貯藏6個月后，充100%N2對橙汁胞的色差變化抑制作用稍優于充100%CO2和50% N2+50%CO2貯藏的樣品，但差別不顯著（p＞0.05）。實驗結果表明，在3種充氣貯藏方式中，充N2貯藏對橙汁胞色差變化抑制作用較好。

圖8 不同貯藏條件下橙汁胞色差隨時間變化的擬合曲線Fig.8 Simulation curves of chromatic aberration for storage time under different storage

3 結論

充氣貯藏6個月后，橙汁胞的菌落總數均小于100 cfu/g，符合果汁飲料的衛生標準；橙汁胞VC含量均高于20 mg/100 mL，在橙汁保質期范圍內；pH和可溶性固形物變化較小，可溶性固形物含量的保存率在97%以上；總黃酮含量與-18℃冷凍貯藏相比含量變化不顯著（p＞0.05）。充氣貯藏2個月內，橙汁胞色澤變化不顯著，故充氣貯藏能較好地保存橙汁胞的理化性質。

3 種不同氣體組分在橙汁胞品質保存上各有優劣，但整體水平上保存效果差異不顯著。在3種不同充氣方式中，貯藏6個月后，充CO2貯藏抑菌效果較好；充N2貯藏的橙汁胞VC含量保存率為62.5%，保存效果最好；充50%N2+50%CO2貯藏的橙汁胞還原糖含量變化最小；充N2貯藏對橙汁胞的褐變抑制效果較好，對總黃酮含量的保存效果最好，對橙汁胞色差變化的抑制作用也最好。綜上，不同氣體對橙汁胞品質的保存效果各有優劣，應根據工業需求選擇相應的貯藏方式。

本實驗中4℃充氣貯藏對橙汁胞品質的保存效果總體上不及-18℃冷凍貯藏，部分原因可能是包裝材料的阻隔性較差，使充氣包裝內的氣體透過薄膜溢出，隨著貯藏時間的延長，貯藏效果逐漸降低。為此，在以后的研究中可采用阻隔性較好的貯藏罐進行貯藏，期望能更好地改善充氣貯藏橙汁胞的效果。

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Effects of different gas compositions on the quality of orange juice sacs during modified atmosphere storage

LIU Yi，CHENG Li-ping，JIANG He-ti*
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400716，China）

An experimental platform with different gas compositions was applied to study the effects of different storage time on the storage quality of orange juice sacs.Glorious orange juice sacs 72-1 as the materials stored in different conditions of modified atmosphere storage（100%N2，100%CO2，50%N2+50%CO2）for 6 months were compared with the control group which stored with frozen storage at-18℃ and changes of relevant quality indices were recorded.The results indicated that the content of VCin the orange juice sacs were within the normal range of shelf life.pH and soluble solids had no significant changes.Reducing sugar content initially increased and then decreased.The total plate count met the hygiene standards of fruit juice.Modified atmosphere storage and frozen storage both benefitted the keeping of flavone in the orange juice sacs.Before 2 months，there was no significant changes in the color of orange juice sacs stored in modified atmosphere.In details，100%CO2had the best antibacterial effect during storage while 100%N2could help the keeping of VCand flavone and inhibite the browning and changing of the color.On the other hand，reducing sugar content kept the most significantly unchanged in the orange juice sacs stored at 50%N2+50%CO2.

orange juice sacs；storage；nitrogen；carbon dioxide；quality

TS255.3

A

1002-0306（2016）06-0308-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.054

2015－06－30

劉奕（1991-），女，碩士研究生，研究方向：食品質量與安全，E-mail：liuyi615366414@163.com。

蔣和體（1963-），男，博士，教授，研究方向：農產品加工，E-mail：jheti@126.com。

“十二五”農村領域國家科技支撐計劃項目（2012BAD31B10-5）。