柑橘屬果汁脫苦方法的研究進展

◎ 楊紅葉

（烏拉特中旗市場監督管理局，內蒙古 巴彥淖爾 015300）

柑橘在我國的產量較大，但食用方法仍然以直接食用為主，只有一小部分加工成其他產品食用，比例僅占總量的5%左右[1]。實際生產過程中，從某些天然產物中提取的產品有時會有苦味，柑橘也存在同樣問題，如何有效使柑橘脫苦是柑橘產業的新興發展方向。

1 苦味物質

柑橘類中的主要苦味物質是柚皮苷和檸檬苦素（亦稱檸堿），其是影響柑橘加工產品口感和品質的重要因素。柚皮苷是一類黃酮類化合物，在果實白皮層中的含量最高，而檸檬苦素是一種三萜烯化合物，通常是柑橘類果汁中最重要的苦味來源[2]。

2 常用的脫苦方法

2.1 吸附法脫苦

吸附法去除柑橘果汁中苦味物質在商業中利用較為廣泛，具備三方面的優點。①帶入雜質少，對本身果汁中營養成分不產生干擾。②工藝溫度低，亦可在室溫下進行。③工藝處理時間短、成本較低，而且還可再生[3]。活性物質可去除臍橙中的檸檬苦素，但是經該種方法處理后的臍橙果汁雖然苦味去除了，但是果汁的口味也發生了變化，出現了極強的硫化味[4]。吸附劑的選擇主要要求吸附劑表面積要大、與苦味物質有較強較快的吸附性、表面孔徑多幾個特點。目前采用的吸附劑主要有活性炭、活化硅酸鎂、硅膠、醋酸纖維、木質吸附劑和吸附樹脂等。

2.2 添加苦味抑制劑脫苦

目前，新地奧明（Nediosmin）是一種應用比較廣泛的苦味抑制劑，其本身沒有苦味，對抑制類檸檬苦素較為有效。蔗糖和環糊精也是目前較為常用的苦味抑制劑。此外，新橙皮苷二氫查爾酮、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯等一些新型甜味劑對檸檬苦素的苦味也有抑制作用[5]。

2.3 酶法脫苦

目前較為有效的脫苦方法還是酶法脫苦，其加工過程中對柑橘的風味、營養成分沒有破壞，而且成本低。目前常用的固定化酶法脫苦材料有醋酸纖維素、卡拉膠、分子篩、殼聚糖和海藻酸鈉[6]，也有用戊二醛包被的蛋清來固定柚皮苷酶[7]。市售的柚皮苷酶產品種類較多，且多是微生物產生的復合酶類。

2.4 改善榨汁方法脫苦

以葡萄柚為例，榨汁時會有微量的柚皮苷進入汁中，原汁中就會出現苦味，所以在榨汁時控制壓力、原汁果肉含量都是脫苦的因素之一。

2.5 加熱脫苦

熱水可以將柚皮苷溶出，洗脫后可以去除一部分苦味，但是溫度的控制是關鍵。

2.6 代謝脫苦

原理是通過采摘前減少柑橘自身的代謝活動，從而減少苦味物質的含量，一般是用三乙胺衍生物來噴灑果樹。

2.7 基因工程脫苦

基因工程的主要機理是將能把苦味物質轉化為無苦味物質的基因引入到目的產品中，也就是柑橘中，以解決產品苦味問題。此法操作簡單、效率較高，便于規模化操作。

2.8 超臨界CO2脫苦

該種方法是將壓力和溫度設置到一定條件下作用于目標溶液。例如，有人嘗試了將溫度設置在30～60 ℃，壓力設置為21～41 MPa，然后對柑橘樹果汁作用4 h，這種方法可以將柑橘屬果汁中的檸檬苦素含量由原來的17.5 mg·L-1降低至7 mg·L-1，而且這種方法作用后的柑橘屬果汁的營養成分沒有明顯變化[8]。結合脫苦效果和營養成分變化來看，超臨界CO2脫苦方法比較符合要求，但是它較其他脫苦方法而言，需要配備超臨界高壓裝置，由于該裝備成本偏高、操作復雜，在一定程度上限制了其廣泛推廣。

2.9 膜分離技術脫苦

膜分離技術的關鍵在于分離膜，按照膜的分離原理不同，可以分為兩種：濾膜、溶解-擴散膜。前者的原理是以膜的孔徑為分界，如果分子大于膜孔徑則會被攔截，反之可以通過。而后者的原理則不同，其主要依靠膜對溶質分子的溶解性和擴散性[9]。有研究表明，后種方法能在25 ℃時，將溶液中的檸檬苦素含量降到原來的1/5，但損失的營養成分卻不超過5%[10]。由此可見，該種方法的脫苦效率比較高，而且營養成分損失也較小，效果也較為理想。但是由于膜的穩定性問題，該方法還停留在實驗室研究階段。

2.10 掩蓋脫苦

去除產品中的苦味，除了通過去除產品中苦味物質以外，還可以將產品中的苦味物質進行掩蓋，這樣既可以保留產品中的苦味物質的營養，又可以解決苦味給人們帶來的困擾。以下是幾種掩蓋脫苦的方法，但這幾種方法主要是應用于脫去氨基酸和肽的苦味的方法，對柑橘中苦味物質的去除是否有效尚不明確。2.10.1 選擇性分離脫苦

該種方法是利用一類疏水性吸附劑（如活性炭）處理產品水解物以達到脫苦的目的。

（1）選擇性沉淀脫苦。選擇性沉淀法可以將10%～15%的大豆水解蛋白中在pH=4.0～4.2難溶的中等長度的苦肽去除，從而減輕水解物的苦味程度。但是這個方法對于調節溶液pH值要求嚴格，因為pH值大小直接影響疏水肽的沉淀量[11]。

（2）吸附分離脫苦。該方法的機理是根據苦味物質具有疏水性特點，然后利用疏水性的吸附劑作用于苦味物質，從而達到去除苦味的目的。對柑橘汁中的苦味物質有明顯效果的吸附物質常用的有活性炭、吸附樹脂、醋酸纖維等。早在2002年，RIBEIRO等人[12]發現Amberlite XAD-7（苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物）對柑橘汁中的檸檬苦素的吸附能力大于柚皮苷，而且發現對檸檬苦素的去除率最高，并且對營養物質的影響最小。

（3）沉淀分離脫苦。沉淀分離法是通過轉肽作用，使大豆蛋白水解液中的一些疏水性氨基酸富集，然后將不溶于水的物質進行沉淀分離，從而達到分離水解液中苦味物質的目的。

（4）萃取分離脫苦。相似相溶原理就是萃取分離技術的關鍵，大豆蛋白中的疏水的苦味物質溶于極性相近的萃取溶劑中，從而達到降低苦味的目的。乙醇、異丙醇等水溶液是目前經常被用到的萃取溶劑。

（5）超濾分離脫苦。超濾分離的機理是利用分子量不同而進行分離的方法將苦味和非苦味肽分離開，從而達到效果。一般情況下，苦味肽的分子量較小，非苦味肽分子量較大。但是該種方法的缺點是會造成蛋白氮的損失，從而降低產品的營養物質和生物活性。

2.10.2 覆蓋脫苦

覆蓋脫苦方法就是通過添加物質掩蓋苦味。例如，蘋果酸及其他一些有機酸可以覆蓋苦味，也有研究表明在水解過程中加入古柯豆膠、果膠、麥芽糊精等物質也可去除苦味。

2.10.3 通過添加物質有效掩蓋苦味

（1）用α-環狀糊精或淀粉脫苦。完全掩蓋苦味需要大量的α-環狀糊精溶液。但是一個當量的α-環狀糊精不能掩蓋肽的苦味，一般添加量為1.5個當量。一是因為對于α-環狀糊精來說肽分子太大了，二是因為α-環狀糊精要包埋的肽的疏水基團多于兩個[13]。

（2）通過脫脂乳、蛋白質和酪蛋白水解物脫苦。因為在蛋白質和氨基酸或肽之間有特殊的親和力，所以通過添加脫脂乳、大豆蛋白、乳清蛋白濃縮物和酪蛋白水解物能形成肽復合物，這些蛋白和蛋白水解物可以有效地減少苦味。

（3）通過添加類脂物質脫苦。分子的疏水性是產生苦味的一個重要因素，而類脂物質對疏水的復合物有親和力。例如乳脂粉，其可以通過形成一種乳化液來包裹苦味氨基酸或肽，進而減少苦味。

（4）通過酸性氨基酸脫苦。有研究用酸性氨基酸、天冬氨酸、谷氨酸和牛磺酸來脫苦。牛磺酸的酸性溶液與天冬氨酸和谷氨酸同樣可以脫苦，但其機理是酸性氨基酸產生的酸味代替了苦味，所以利用酸性氨基酸脫苦并不是理想的脫苦方法[14]。

3 結語

脫苦技術的研究對柑橘的產業化發展，乃至對許多產品的發展都具有重要意義。從目前的脫苦技術來看，掩蓋脫苦方法就是添加一種物質去掩蓋另外一種物質中的苦味物質，雖然能保持營養成分，但是對應用在柑橘中的效果不是很明確，還有待進一步研究。而膜分離技術脫苦方法又因為膜的穩定性問題也停留在實驗室階段，超臨界CO2脫苦因為其臨界高壓裝置成本過高也限制了其廣泛推廣應用。總之，眾多的脫苦方法各存在利弊。目前較為適宜規模化操作的脫苦方法是具有專業性強、高效和高選擇性等優點的生物類脫苦方法，如基因工程脫苦、酶法脫苦，隨著材料科學的不斷發展，它將在各個領域中得到很好的發展，也有廣闊的發展前景。但是在實際操作中，通過聯合使用各種技術達到的效果比單一使用一種技術達到的效果會更好。綜上所述，生物技術脫苦以及多種脫苦技術的聯合使用將是未來柑橘類果汁脫苦研究的重點及方向。