超高压处理对猕猴桃汁品质的影响

谢慧明，王 颖*，周典飞

(合肥工业大学 农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009)

超高压处理对猕猴桃汁品质的影响

谢慧明，王 颖*，周典飞

(合肥工业大学 农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009)

为了研究超高压处理对猕猴桃汁品质的影响，对新鲜猕猴桃进行200～500MPa超高压处理。结果表明：超高压猕猴桃汁中可溶性固形物、总酸、pH值等指标随压力升高变化不显著，VC及叶绿素含量有少量降低，香气成分中酸类、醛类物质在超高压处理后增加，酯类、醇类物质减少。超高压猕猴桃汁4℃条件下贮藏28d时VC损失21.8%，叶绿素损失40.5%，果汁趋于变质；-18℃条件下贮藏120d时，VC损失14.6%，叶绿素损失20.8%，因此-18℃贮藏条件能较好保持超高压处理后猕猴桃汁的营养物质。

超高压；猕猴桃；V C；叶绿素；贮藏

猕猴桃营养丰富全面，富含大量VC、多种氨基酸及微量元素，具有良好的保健及药用价值[1]，猕猴桃汁则是其主要的精深加工产品形式。随着全球范围内食品安全等问题的日益突出，消费者对食品的营养价值以及安全属性方面的要求越来越高，传统的热加工技术已不能满足要求。超高压处理过程属于非热力的物理过程，利用液压处理物料，进行杀菌和灭酶[2]。经超高压处理后的新鲜果汁，其颜色、风味、营养成分和未经超高压处理的新鲜果汁几乎无任何差别[3]。果汁在低温条件下保藏会有更好的品质保留效果[4]。本实验以鲜榨猕猴桃汁为研究对象，经超高压处理，考察不同压力下果汁的部分品质指标变化以及香气成分变化，并考察在冷藏(4℃)和冻藏(-18℃)两种贮藏过程中的VC和叶绿素含量变化情况，为推进超高压处理技术在猕猴桃精深加工领域的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜中华猕猴桃购于周谷堆农贸市场，产自陕西眉县。

抗坏血酸 西安化学试剂厂；无水乙醇 上海振兴化学试剂公司；所有化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

YCB630/2.5食品超高压设备 兵器工业第五二研究所国营四四七厂；JA2003型电子天平 美国西特公司；DZ-400/2S真空包装机 国营浙江机械厂；MZ-588A1榨汁机；BC/BD-292AZ转换型冷藏冷冻箱 美菱股份有限公司；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司；WYT-Ⅲ型手持式折光仪 成都光晨光学仪器有限公司；UV-1600紫外分光光度计 北京奥生源科技有限责任公司；S-2C精密酸度计 上海雷磁仪器厂；Clarus 600气相色谱质谱联用仪(GC-MS) 美国Perkin Elmer公司；57300-U固相微萃取装置 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 超高压猕猴桃汁的制备工艺

原料挑选→清洗→去皮→切块→榨汁→过滤→脱气→装瓶→封装→超高压处理→低温贮藏

挑选成熟猕猴桃果，用表面活性剂清洗后，再用清水清洗两遍，用刀一切两半，去皮，取内部果实，切块后放入榨汁机，打浆4～5s，用消毒后的医用纱布过滤，去渣，以装瓶量40%在-0.1MPa的真空泵条件下脱气15min，装实验室定制的170mL小瓶，封口后装袋以水为介质封装后进行超高压处理。

1.3.2 超高压处理

将已经封装好的瓶装果汁放入1L的超高压筒体中，调至压力分别设为200、300、400、500MPa，保压15min，对猕猴桃汁进行超高压处理，并与未经超高压处理样品的可溶性固形物、总酸、pH值、VC、叶绿素含量以及香气成分进行比较，以考察不同压力处理对猕猴桃汁部分品质的影响。

1.3.3 贮藏条件

采用压力450MPa，保压15min的超高压处理后分两组果汁以及未进行超高压处理的原样分别置于4℃冷藏贮存及-18℃冻藏贮存，并将未经超高压处理的原样置于4℃冷藏，每隔1d对其进行VC和叶绿素含量的检测。

1.3.4 理化指标的测定方法

1.3.4.1 可溶性固形物和pH值的测定

可溶性固形物使用手持式折光仪进行测定；pH值测定使用pH计进行测定。

1.3.4.2 总酸含量的测定

采用酸碱滴定法测定，按公式(1)计算。

式中：c为氢氧化钠标准液浓度/(mol/L)；V1为氢氧化钠溶液体积/mL；m为样品质量/g；K为酸的换算系数，柠檬酸0.070。

1.3.4.3 VC含量的测定

采用2,6-二氯靛酚(EF)滴定法测定，按公式(2)计算。

式中：V为滴定样品液消耗的EF体积/mL；V0为滴定空白样消耗的EF体积/mL；m为样品质量/g；A为稀释倍数；T为滴定度/(mg/mL)。滴定度按公式(3)计算。

式中：ρ为VC质量浓度/(mg/mL)；V为VC体积/mL；V1为滴定VC消耗的EF体积/mL；V2为滴定空白消耗的EF体积/mL。

1.3.4.4 叶绿素含量的测定

采用分光光度法测定，按公式(4)计算。

式中：V为样品体积/mL；m为样品质量/g；A645nm为645nm波长处的吸光度；A663nm为663nm波长处的吸光度。

1.3.5 香气成分检测[5]

采用固相微萃取与GC-MS联用。

萃取条件：50℃萃取30min；解析条件：250℃条件下进行3min。

色谱条件：Elite-5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)；升温程序：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。进样口温度250℃，流速为1.0mL/min，分流比20:1，汽化室250℃。

质谱条件：离子源温度250℃，检测器电压350V，扫描质量范围50～450au。

对采集到的质谱图采用EZChrom Elite标准软件进行联机检索。并将物质进行汇表。

2 结果与分析

2.1 超高压处理对猕猴桃汁品质的影响

2.1.1 对可溶性固形物含量的影响

表1 不同处理压力对猕猴桃汁品质的影响Table 1 Effect of UHP on the quality of kiwi fruit juice

鲜榨猕猴桃汁的可溶性固形物含量为11°Brix，由表1可知，超高压处理后猕猴桃汁的可溶性固形物含量没有发生显著变化(P＞0.05)。有研究[6]指出：由于过高的压力破坏植物组织，使内容物溢出，因此可溶性固形物含量随压力升高而增加，此研究与本实验结果一致，说明超高压压力的增加可以增加果汁溶液中的可溶性固形物的含量，但影响并不显著。

2.1.2 对总酸含量的影响

食品中的总酸度是指其所有酸性成分的总量，包括测定前已解离成H+的浓度，也包括未解离的结合态以及酸式盐浓度。由表1可知，随着压力的增加，总酸含量逐渐下降，但变化不显著(P＞0.05)。总酸含量的下降可以使果汁中微生物可利用的酸度减少，此结果对超高压的抑菌效果也有一定的证实作用。

2.1.3 对pH值的影响

由表1可知，随着超高压压力的增加，果汁中的pH值下降不显著(P＞0.05)，这是因为超高压处理可能影响溶液中的电离状态，导致H+的电离程度增强。pH值降低可以抑制微生物生长，有助于果汁的保藏，但是较强的酸性环境会对叶绿素含量有所影响，酸性过强会导致叶绿素脱镁而褪色明显[7]。

2.1.4 对VC含量的影响

由表1可知，猕猴桃果汁中VC含量随压力升高而极显著(P＜0.01)减少，但是VC损失率不大，在500MPa时的损失率仅在5%左右，可见超高压处理果汁还可以有效保留果汁的营养成分。新鲜果蔬汁中含有丰富的VC等营养成分，经过传统的加工处理后损失很大，特别是热敏性的营养成分，VC在经热处理后损失率高达95%[8]，而超高压技术就能很好的弥补这一点。另一方面，虽然超高压可以保留食品中的小分子物质，但是也可能会加速一些生化反应，使部分营养物质间接受到破坏[9]。

2.1.5 对叶绿素含量的影响

由表1可知，随着压力的增加，叶绿素含量极显著(P＜0.01)下降。猕猴桃果实中含有大量的叶绿素，加工过程中容易发生褪色，可能原因是在酸性很高的环境中，叶绿素很容易转变成脱镁叶绿素而褪色[7]。超高压过程中虽然可以钝化某些酶，抑制叶绿素酶活性，防止叶绿素降解失绿[10]，防止果汁色泽的变化，但是较高的压力会使果汁环境酸性增加，破坏部分叶绿素。

2.1.6 对香气成分的影响

通过检测结果发现，出峰的物质主要包括醇类、酸类、酯类、醛类以及一些烷烃类，约有60多种，就其中一些主要成分进行分析，结果见表2。

表2 超高压处理对猕猴桃汁香气成分的影响Table 2 Effect of UHP on aromatic components of kiwi fruit juice

由表2可知，经过超高压处理后，猕猴桃果汁中的风味物质在种类、出峰时间、相对峰面积等方面均发生了变化，同时伴随有原有的风味物质消失，新的风味物质形成的现象发生。风味成分的改变是由于压力变化引起的[11]。果汁所呈现的特有香气往往是很多种香气物质以一定的比例构成的，一种或多种香气物质含量的变化都可能影响香气的嗅感[12]。猕猴桃汁主要风味物质中，酸类包括3-甲基戊酸、2,3,4-三甲基戊酸等，醇类主要是3-甲基环戊醇，酯类含量最大，包括丁酸甲酯、丁酸丁酯、己酸甲酯、苯甲酸甲酯等，醛类包括2-己烯醛、苯甲醛、壬醛、癸醛等，还有一些烷烃类物质。由表2可知，经过超高压处理之后的酯类物质和醇类物质都有所下降，而酸类、醛类及杂环类物质都有所增加。醛酮类物质增加了10%左右，醛类物质的增加使得果汁原有的青草味增加。

2.2 不同贮藏条件下超高压处理对猕猴桃果汁VC和叶绿素含量变化的影响

采用450MPa，保压15min，超高压处理后分两组分别置于4℃冷藏贮存及-18℃冻藏贮存，并将未经超高压处理的原样置于4℃冷藏，比较贮藏过程中VC和叶绿素含量的变化情况。

2.2.1 不同贮藏条件下VC含量的变化

图1 超高压处理和未处理猕猴桃汁在4℃和-18℃贮藏条件下VC含量变化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 ℃

由图1可知，随着贮藏时间的延长，未经超高压处理的样品VC含量损失较大，在贮藏14d时已损失约50%，此时果汁出现明显的分层，且摇匀后仍能发现内部出现片状以及粒状的果肉，说明果汁已出现品质的败坏。这是由于果汁未经灭菌处理，微生物逐渐繁殖，破坏果汁的营养物质，导致果汁已经变质[13]。超高压处理果汁4℃冷藏的样品VC损失比较缓慢，贮藏初期主要是由于脱气过程可能未完全，而导致部分VC被氧化，但VC在贮存了近4个月后含量仍大于80mg/100g，说明超高压处理虽然在开始阶段对有少量VC破坏，但是由于其本身的作用机理，并不会破坏处理样品的小分子物质。-18℃冻藏状态下的样品VC含量虽然也逐渐下降，但是在4个月的贮藏期间的损失率均没有超过15%，可能与氧在冻结状态下不能轻易与VC发生作用有关。

2.2.2 贮藏过程中叶绿素含量的变化

由于果汁在贮藏期间，会发生不同程度的美拉德反应，有时会有缩合反应形成类黑精色素[14]，从而使得果汁在贮藏后期出现颜色变化，有时甚至会成团而影响品质。由图2可知，叶绿素含量随着贮藏时间的延长逐渐下降，虽然在4℃贮藏时的含量略比原样含量高，但是由于时间延长，果汁中分层现象较严重，在28d时，叶绿素含量损失40%以上，绿色损失较严重。-18℃贮藏条件下，内部分子不再发生变化，可以更好的保留叶绿素成分，解冻后仍呈现出较好的色泽，在120d时，-18℃条件下，叶绿素损失为20.8%。

图2 超高压处理和未处理果汁在4℃和-18℃贮藏期内叶绿素含量变化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 结 论

猕猴桃果汁经超高压处理后可溶性固形物、总酸含量和pH值变化不显著，VC及叶绿素含量略有降低。香气成分中，醇类、酯类物质有所减少，而酸类、醛类等物质有所增加，说明超高压处理可保证果汁原汁原味，对营养成分及色泽没有产生明显影响。

通过贮藏实验结果发现，在贮藏期初期，与原样相比，超高压处理样品的VC和叶绿素含量得到了有效保留，4℃贮藏28d时VC损失21.8%，叶绿素损失40.5%，果汁已失去绿色；-18℃贮藏120d时VC损失14.6%，叶绿素损失为20.8%。因此，-18℃的贮藏条件能有效保留超高压处理猕猴桃汁的营养成分。

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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

国家“863”计划项目(2011AA100801-05)

谢慧明(1955—)，女，教授，硕士，研究方向为农产品加工及贮藏。E-mail：xiehuiming-6@163.com

*通信作者：王颖(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏。E-mail：tongtong00318@163.com