柑橘在貯藏加工過程中酚類化合物的變化

敖淼，李福香，趙吉春,2，李富華,2，曾凱芳,2，明建,2*

1(西南大學 食品科學學院，重慶，400715) 2(西南大學，食品貯藏與物流研究中心，重慶，400715)

圖1 柑橘中常見酚類化合物種類Fig.1 Common phenolic compounds in citrus

我國柑橘產量居世界首位，但深加工比例小，果品供應局限于冬春兩季，與世界柑橘生產強國相比存在較大差距[2]。大多數研究集中在貯藏過程中柑橘外觀品質的變化，而對功能成分多酚化合物的變化并未重視；同樣柑橘加工過程也會導致多酚化合物大量損失，因此通過改善貯藏條件和加工方式，保證柑橘產品的功能營養是我國柑橘產業發展的關鍵。本文從營養角度，綜述了柑橘果實在貯藏、加工過程中多酚化合物的變化規律，為探索保持果實、產品營養與品質的合理貯藏和加工方式的研究提供參考。

圖2 柑橘中常見酚類化合物的結構Fig 2 Structure of common phenolic compounds in citrus

1 影響貯藏過程中柑橘多酚變化的因素

1.1 原料及采收期

柑橘品種、采收期等決定其品質與成熟度，體現在糖酸比、維生素C、糖類、多酚物質等的差異。從營養價值的角度來說，不同品種和采收期的柑橘果實在貯藏期間多酚化合物的變化非常值得關注。

RAPISARDA等[3]研究發現5種不同基因型柑橘在冷藏期間黃烷酮含量變化趨勢不同，其中血橙(Citrussinensiscv. Tarocco Messina, T. Messina)、血橙(C.sinensiscv. Tarocco Meli, T. Meli)、血橙(C.sinensiscv. Moro, Moro)和夏橙(C.sinensiscv. Ovale, Ovale)在整個貯藏期間先增后減，而夏橙(C.sinensiscv. Valencia late, Valencia)則呈現出逐步降低。據報道，類黃酮物質在果蔬采后可能會繼續合成，因此貯藏后含量有所增加，而貯藏后期果實衰老、失水則導致其減少[4]。就花青素而言，Ovale和Valencia不含花青素，而T. Messina、T. Meli和Moro花青素含量在貯藏中均有所增加，增量分別為9.17、18.94、72.47 mg/L，這可能與羥基肉桂酸在花青素生物合成中的參與有關，Moro中羥基肉桂酸含量最大[3]。總酚含量除Moro呈持續增加外，其余4種柑橘幾乎都呈先升后降趨勢，這可能是由于多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)活性的差異[5]和花青素的合成所引起，并且有機酸可以為酚類物質的合成提供碳骨架，包括花色素和非花青素酚類物質[3]。

對于不同采收期的蜜柑(C.unshiuMarc. cv. Owari)，11月采收的果實中阿魏酸、橙皮苷和柚皮蕓香苷含量在貯藏過程中顯著高于12月份采收的果實[4]。早采收果實中總黃酮和酚類物質含量較晚采收果實高，且采收時間對多酚物質的影響大于貯藏時間，從而使早采果實的酚類物質含量在貯藏期間均高于晚采果實[4]。因此，適當早采在一定程度上可保持柑橘果實貯藏過程中較高的酚類物質水平。

1.2 物理化學處理

柑橘果實在貯藏過程中，由于后熟衰老致使柑橘品質出現不同程度的降低，對柑橘果實進行一定的物理/化學處理能在一定程度上緩解其在貯藏期間的品質劣變，保持柑橘優良的品質。

采前通過不同濃度水楊酸處理的臍橙(C.sinensiscv. Cara cara)果實總酚含量在貯藏各個時期均顯著高于對照[6]，而在采后進行水楊酸處理的蜜桔(C.unshiucv. Satsuma)在貯藏過程中也發現了相似的現象[7]，果實中黃酮含量明顯增加，主要有圣草次苷、橙皮苷、橙黃酮、蕓香柚皮苷等，作為防御相關代謝物，對柑橘貯藏品質保持起非常重要的作用。采后53 ℃熱水-鉬(molybdenum, Mo)復合浸漬有助于檸檬(C.limon)在貯藏期間果皮中酚類物質及抗壞血酸等抗氧化劑濃度的增加[8]。這是由于兩者復合激活熱休克蛋白的產生，使參與生物活性化合物生成的酶得以活化；鉬浸漬也增加了檸檬氧化應激過程中黃嘌呤脫氫酶的活性，從而增加了活性氧的產生，進而引發抗氧化劑的生成；同時，貯藏期間檸檬皮中抗壞血酸大量增加，而氧化應激過程中抗壞血酸向酚類物質、黃烷酮(柚皮苷和橙皮苷)轉化導致多酚物質改變[8]。另外，據報道乙烯處理可以使成熟臍橙果皮中苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase, PAL)活性增加，導致總酚含量增加，但多酚含量的變化更容易受到品種、溫度的影響而呈現差異[9]。

1.3 貯藏溫度

常溫貯藏面臨周期短、腐敗率高、品質差等問題；采后冷藏，是延長保質期、保持果實品質的常用方法[10]，溫度是決定柑橘貯藏品質的關鍵因素。因此，尋找延緩果實衰老、促進果實多酚積累的貯藏溫度尤為重要。

對Julius使用單詞內部與單詞之間音素識別的影響。在對實驗語料庫開發集進行了大量實驗之后，發現采用單詞之間的音素識別是更好的選擇。

研究發現4 ℃和9 ℃均能刺激Moro果肉中花青素的生物合成和積累，含量分別從原來的72.4 mg/L增加至124.5 mg/L和196.4 mg/L[10]。這主要依賴于苯丙烷代謝相關酶的激活，如PAL、查爾酮合成酶(chalcone synthase, CHS)、二氫黃酮醇還原酶(dihydroflavonol4-reductase, DFR)和類黃酮葡糖基轉移酶(UDP-glucose-flavonoid 3-O-glucosyltransferase, UFGT)[11]；在9 ℃時,類黃酮途徑的基因上調比4 ℃時更高，二氫黃酮醇向花青素合成的通道被增強，從而向下游的酶提供更多的無色花青素[10]，有利于花青素的生物合成和積累(如圖3所示)。

下劃線表示在9 ℃儲存期間比在4 ℃時上調更高的基因圖3 柑橘中花青素的類黃酮生物合成途徑Fig.3 A schematic representation of the flavonoid biosynthe-tic pathway leading to anthocyanins

另外，HAMEDANI等[12]發現血橙(C.sinensiscv. Tarocco)在8、15 ℃條件下貯藏，多酚含量從521.6 mg/L分別增加至631.6、553.7 mg/L，而在22 ℃常溫條件下貯藏，多酚含量則呈遞減狀態。冷藏過程中總酚的增加可能是由于乙烯[13]生成導致PAL活性增加，PAL是酚酸代謝中的關鍵酶，通過莽草酸和丙二酸途徑產生酚類化合物[14]。而高溫則可能抑制相關酶的激活與活性導致多酚在貯藏過程不斷分解氧化而減少。因此，促進血橙多酚、花青素積累的最適溫度約為8～10 ℃。

1.4 貯藏周期

柑橘貯藏周期長短與果實品質密切相關，貯藏期短，果實可能表現出糖酸比不協調、成熟度欠佳等現象，而貯藏期過長，會直接導致果實脫水、枯萎，甚至無法食用。因此，貯藏周期是保持柑橘品質的關鍵因素之一。

Valencia在7 ℃貯藏中，果皮中橙皮苷含量隨貯藏時間的延長呈急增驟減趨勢，貯藏21～42 d時，橙皮苷含量從0.11%增加至0.22%，而在42～63 d時，含量由0.22%驟減到0.07%，果實總酚則在21～42 d時明顯增加，隨后到貯藏84 d時增加趨勢變緩[5]，這與HAMEDANI等[12]的研究一致。另外，SABERI等[15]研究發現，Valencia在5 ℃條件下貯藏4周，總酚、總黃酮逐漸減少，而花青素略有增加。貯藏過程中可能形成一些與福林酚試劑反應的物質，從而顯著增加多酚化合物含量[16]， HUANG等[17]研究的結果也支持這一觀點；同時，貯藏期間苯丙烷代謝途徑相關酶的激活以及柑橘中檸檬酸的還原為酚類物質(尤其是花青素)的合成提供所需的碳骨架，從而促進了多酚物質的積累，貯藏期間總黃酮的減少可能是由于負責黃酮類化合物生物合成的甘露糖基轉移酶的活性所致[15]。而總酚的降低則可能是貯藏期間呼吸速率增加、細胞結構衰老和降解以及PPO活性變化導致酚類化合物的損失[15,18]。因此，為了得到更高的多酚含量和更好的柑橘品質，貯藏時間不宜過長，合理的貯藏周期為40 d左右。

2 加工工藝對柑橘多酚變化的影響

柑橘加工是柑橘產業鏈的重要延伸，發展柑橘加工業對我國柑橘產業競爭力的提升具有重要意義[19]。我國柑橘綜合加工利用系統程式如圖4所示，柑橘加工過程中涉及的處理方式主要有熱燙、干燥、發酵、殺菌和濃縮，另外脫苦處理也是柑橘果醋、果酒等生產中的必要步驟。

圖4 柑橘綜合加工程式Fig.4 Citrus comprehensive processing program

2.1 熱燙工藝

在柑橘加工中，熱燙作為預處理工序，可降低果實硬度、鈍化酶活、便于果皮與果肉分離，而熱燙也會造成營養物質的降解與溶出，降低食用品質[20]。

隨熱水燙漂溫度升高、時間增加，柑橘果肉中總酚和總黃酮含量呈增加趨勢，鄭平等[20]研究發現當熱燙溫度為100 ℃，時間為180 s時，柑橘總酚和總黃酮增加量較大，達19.15%和45.20%。主要是由于共軛的酚類物質(單寧等)在熱處理過程的氧化聚合作用中降解成單個的酚類物質[21]；同時加熱處理可使PPO失活，其活性顯著降低，從而使酚類物質有所增加[20]。

柑橘果皮經85 ℃熱水燙漂5 min后，苦味黃烷酮(如柚皮苷，新橙皮苷等)的去除率達48%；相比之下，蒸汽燙漂5 min則顯示出良好的苦味化合物保留性[22]。熱水燙漂導致黃烷酮溶解，被輸送到固體基質的外部，然后從表面移動到溶液中從而導致黃烷酮的減少[22]。而蒸汽熱燙不會引起黃烷酮的熱降解，這與DHUIQUE-MAYER等[23]的研究結果一致。

2.2 干燥工藝

干燥是食品工業中使用率極高的加工手段，主要涉及日曬、熱風干燥、真空冷凍干燥、微波和紅外干燥等[24]。其中干燥方式、干燥溫度是影響柑橘加工過程中多酚化合物變化的重要因素，適宜的干燥條件是保證柑橘產品營養價值的關鍵。

干燥方法對柑橘果實總黃酮含量影響顯著，柑橘經冷凍干燥后總黃酮含量最高，依次是烘箱干燥、微波干燥，空氣干燥含量最低?？梢娎鋬龈稍锸潜３止ぁ⒎N子總酚含量最適的干燥方法，加工中應考慮到冷凍干燥對其生理活性的潛在影響。相比果皮，果肉中總酚和總黃酮最大保留率則體現在微波干燥過程中[25]。酚類化合物通常存在于植物液泡中，干燥工藝會破壞細胞壁結構，從而釋放出酚類物質，導致更多的酚類化合物被提取[25-26]。同時，干燥對于總酚、總黃酮含量的影響還取決于原料中酚類化合物類型及鍵連接位置[27]。紅外干燥能夠破壞共價鍵并釋放出小分子抗氧化物質，如來自聚合物的黃酮和多酚化合物[24]。其他形式的熱處理也會破壞多酚化合物的化學鍵，釋放更多的酚類化合物[22]，同時可以顯著降低PPO、過氧化物酶(peroxidase, POD)活性[28]，多酚含量因此增加。

2.3 脫苦工藝

脫苦工藝可以降低柑橘中類黃酮和檸檬苦素類似物等苦味物質的含量，解決柑橘果汁的“后苦”問題，保證果汁良好口感和風味，促進柑橘產品商業化發展。

與未處理甜橙(C.sinensiscv. Salustiana)果汁相比，樹脂吸附脫苦后，橙汁羥基肉桂酸、黃酮和黃烷酮含量分別降低32%、28%和41%，總酚含量減少24%，其中柚皮苷衍生物降低60%，橙皮苷衍生物降低55%，芥子酸減少36%，阿魏酸減少33%[29-30]。紅葡萄柚汁經XAD-16吸附柱濃縮后，苦味物質去除量超78%，但一些非苦味類黃酮，如柚皮蕓香苷和橙皮苷也幾乎完全被除去[29]。柚皮苷酶具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性，可以特異性地將苦味柚皮苷水解為非苦味柚皮素，有效去除柑橘汁中的柚皮苷，0.4 U/g的柚皮苷酶足以使柚子汁達到脫苦目的[31]。另外，提高果汁pH值，破壞檸檬苦酸-A-環內酯((limonoate A-ring lactone, LARL)的作用環境阻止其向檸檬苦素轉化；添加甜味劑抑制苦味；添加β-環糊精單體形成檸檬苦素包合物以及通過固定化細菌的作用將苦味成分轉化為非苦味成分[32]，都能在一定程度上降低苦味類黃酮與檸檬苦素的含量，解決柑橘果汁強烈的苦味現象。

2.4 發酵工藝

發酵是柑橘果酒、果醋生產必備的工藝流程，通過微生物和酶的一系列反應產生新的營養物質、風味物質和生理活性物質，使產品具有更好的風味和品質。

在胡柚醋的生產中，胡柚醬到胡柚酒發酵階段，體系類黃酮、總酚含量顯著增加，并產生一些新的化合物。在發酵過程中，果膠酶的酶解作用促進了胡柚醬中營養素的釋放[34]，有利于胡柚酒階段細胞的生長和微生物代謝；同時隨著微生物的呼吸代謝，體系乙醇含量不斷上升，乙醇的累積增加了黃酮類化合物和酚類物質的提取率[33]，從而導致多酚含量的增加。此外，在醬油釀造前階段的制曲過程中添加橘皮，總酚和總黃酮含量持續增加[35]，比PENG等[36]報道的高0.5～1倍，這與YANG等[37]的結果相似，并且在醬油的醪發酵期間，多甲氧基黃酮含量持續增加，其中橙皮苷和柚皮蕓香苷不斷積累，而川陳皮素逐漸減少[35]。微生物和酶的作用協助發酵過程中多甲氧基黃酮的生物轉化，促進橙皮苷和柚皮苷的合成以及川陳皮素轉變為其他未知代謝物[35]。通常高發酵溫度和長發酵時間不會導致多甲氧基黃酮含量的急劇增加，然而制曲過程中添加橘皮卻能改變此現象，利于醬油中橙皮苷和柚皮苷的合成[35]。同時，橘皮中的纖維素、果膠在纖維素酶和果膠酶的作用下被分解，許多具有高度生物活性的酚類化合物被釋放到醪液中[38]，導致體系中多酚含量的增加。

2.5 殺菌工藝

殺菌是柑橘加工中的關鍵工藝之一[39]。柑橘產品中多酚含量受產品類型和殺菌方法的影響，多酚化合物屬于熱敏性物質，傳統熱殺菌工藝極易造成多酚化合物損失，產品營養價值降低；而冷殺菌工藝能降低熱效應，殺菌效果較好，較大程度上可以保持產品品質和營養價值。

在熱殺菌中，隨著殺菌溫度的增加，時間延長，熱量不斷累積，柑橘罐頭中黃酮含量不斷下降[40]。相同時間下，溫度越高，黃酮損失越大，100 ℃ 30 min熱殺菌黃酮的損失率是80 ℃ 30 min的2.5倍，高溫條件下活性成分降解從而含量減少[40]。而橙汁經巴氏殺菌后，總酚含量顯著增加，可能是由于殺菌后，酚類化合物的溶解度更高；細胞組織在低熱過程中分解，促進了酚類化合物的釋放[41-42]。相比巴氏殺菌，冷殺菌(低頻超聲技術)在達到理想殺菌效果的同時，對溫州蜜柑果汁總酚含量分別提高3.3%，抗氧化能力提升9.69%[43]。低頻超聲技術的破壁及空化效應引發細胞內含物流出及結合態酚類化合物的釋放；同時超聲的熱效應與空穴效應能顯著抑制PPO與POD的活性從而導致總酚含量上升；另外聲化學效應產生的OHˉ在多酚苯環結構的羥基鄰位或對位添加使其抗氧化能力增強[43]。

2.6 濃縮工藝

果汁加工過程中營養素損耗和芳香物質逸散是果汁濃縮工藝的難點，為了減少營養功能成分的損耗、全面提高果汁品質，濃縮工藝的選擇至關重要[44]。

研究發現柑橘汁真空低溫濃縮后，總酸、總糖、VC等含量均高于膜濃縮，檸檬苦素含量也明顯降低。因此，真空低溫濃縮工藝更有利于提高柑橘汁的品質與口感[45]。而真空低溫濃縮程度不同，濃縮汁復原后多酚含量也有所不同。當金柑汁濃縮度為10～30 °Brix時，復原后多酚含量不斷降低，這是因為前期濃縮蒸發水分所需時間較長，多酚類物質發生了一定的氧化分解；隨著濃縮度的升高，濃縮過程中細胞受熱釋放出酚酸，多酚含量逐漸增加；而濃縮度大于50 °Brix后，較高溫度狀態使多酚氧化分解加劇，導致復原后多酚含量再次減少[46]。

POLIDORI等[47]以微濾與滲濾相結合濃縮、凈化柑橘類果汁中的主要類胡蘿卜素和類黃酮，微濾使橙皮苷濃縮8～10倍，在微濾過程中協同滲濾作用，使橙皮苷純度進一步增加，保留率達到97%，這主要是因為橙皮苷在水中的溶解度極低，以及其與不溶性固體之間的強烈結合所致[47]。而相較于橙皮苷，柚皮苷純度只增加了2～3倍，即使柚皮苷的結構、分子量與橙皮苷非常相似，但柚皮苷的保留率明顯較低[47]。這兩者間區別僅在于類黃酮骨架B環的C-4'位置，橙皮苷與柚皮苷分別為甲氧基和羥基，基團的差異使得橙皮苷非極性更強且水溶性更低，有利于其通過疏水相互作用與內膜保留的不溶性部分結合[47]從而得以保留。

3 展望

影響柑橘果實在貯藏、加工過程中酚類化合物變化的因素很多，主要有柑橘品種及采收期、物理/化學處理、溫度、貯藏周期等貯藏條件，以及熱燙、干燥、脫苦、發酵、濃縮、殺菌等加工工藝。許多研究揭示了柑橘果實采后處理、貯藏條件與柑橘品質、色澤、病害等之間的關系，為柑橘果實的貯藏保鮮及商品化處理提供了很好的研究成果。但對于貯藏加工過程中柑橘多酚化合物的變化研究較少，許多變化機制尚不完全清楚，因此，柑橘果實加工貯藏過程中多酚化合物的變化有待開展深入研究，為柑橘果實(及制品)功能營養品質的穩態化保持技術開發，尋找柑橘果實合適的貯藏加工條件的選擇提供理論依據；與此同時，對于系統研究柑橘果實貯藏加工過程中有害物質的變化規律，通過貯藏及加工工藝去除(減緩)柑橘果實中有害成分等都是非常有必要的，這將有利于促進柑橘產業化、商品化的綠色發展。