高色值脱农残浓缩苹果汁的生产工艺*

夏秋敏，王小宏，孟永宏，刘颖平，贺小化，郭玉蓉，邓红

1(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安，710062)2(天水长城果汁集团有限公司，甘肃天水，741024)

近年来，世界苹果年贸易量大约维持在600万t，年贸易额约30亿美元左右;世界浓缩苹果汁的消费逐年上升。我国苹果及其浓缩汁生产呈快速发展趋势，2007年苹果鲜果价格走高，浓缩苹果汁及原料价也攀至顶峰［1－3］。据统计，目前我国的苹果年产量达到2 500多万t，苹果汁的产量也居世界首位，达116万t。但果汁的质量却不尽如人意，常因微生物污染、农药残留和添加剂使用过量等原因而使出口受阻，严重影响了浓缩苹果汁的经济效益和社会效益［4－6］。特别是入世后，随着果蔬汁在国际贸易中份额和全球消费量的增加，各国对其质量和安全的关注与日俱增，欧美各国对浓缩苹果汁的质量要求更高。这就使得我国苹果汁生产企业必须提高工艺技术水平，加强质量监测和诊断环节，减少影响浓缩苹果汁产品质量的因素。

研究表明［7－9］，生产原料是影响浓缩苹果汁品质的一个重要因素，所以把鲜果可能引入的有害因素降至最低是个关键。本研究应用陕西师范大学食品学院与西安鼎合机械公司共同研制的冷破碎设备，在常温下把经过清洗分捡过的苹果输送至特别设计的涡轮式冷提取设备料斗中进行削皮、去籽、打浆，即在苹果加工的初始阶段起就彻底去除那些对果汁产品后续质量有严重影响的成分，如果皮、果柄、果籽、木质素等，实现了榨汁前苹果皮与苹果肉的分离，这样榨汁后苹果汁的色泽将更加清亮，并且能把引起苹果汁褐变和后浑浊的一些物质隔离开，极大地提高了苹果汁的质量。这种能够在榨汁前同时分离苹果皮、果核及果肉工艺，称之为“榨前分离工艺”。

目前，中国苹果汁加工行业各个工厂均出现产品滞销，产量下降现象，急需更新工艺开发新产品，冷破碎设备的应用将给企业带来新思路，帮助企业走出困境，具有良好的产业化前景。正是在这样的前提背景下，本文研究了传统工艺与榨前分离工艺对浓缩苹果汁品质的影响。

1 材料与方法

1.1 实验原材料

红富士苹果，市售(洗净后低温冰箱贮藏备用)。

1.2 实验设备、仪器与试剂

冷破碎设备，由陕西师范大学食品学院和西安鼎合机械公司共同研制。

电热恒温水浴锅，北京科伟永鑫实验仪器设备厂;可见分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司;光电浊度仪，上海珊科仪器厂;电子天平，上海精密科学仪器有限公司;WAY-80阿贝折光仪，上海光学仪器五厂有限公司;精密pH计，上海精密科学仪器有限公司;磁力搅拌恒温槽，北京惠城嘉仪科技有限公司;气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司。

试验中所用的标准品半乳糖醛酸，由美国Sigma公司生产;咔唑、盐酸羟胺、吡啶、氢氧化钠、醋酸酐、盐酸、冰乙酸、愈创木酚、乙醇、没食子酸、抗坏血酸、Folin-Ciocalten试剂、无水碳酸钠等，均为分析纯。果浆酶SEB MASH(酶相对活力231U/mL)、果胶酶DP 200(酶相对活力207450AJDU/gm)、淀粉酶 AG 300(酶相对活力345U/gm)，印度 Advanced enzymes公司提供。

1.3 工艺流程

苹果→拣选→清洗→破碎(传统工艺与榨前分离工艺)→酶解→榨汁→过滤→苹果汁

所有果汁样品均稀释至11.5°Brix进行指标分析。

1.4 分析方法

1.4.1 苹果汁色值、透光率等指标的测定

苹果汁的色值、透光率、可滴定酸等指标的测定方法均参照国家标准GB/T 18963－2003［10］进行。

1.4.2 果胶的测定

果胶含量的测定采用比色法，参照文献［11］。

1.4.3 总酚的测定

总酚含量测定:将得到的苹果汁样品在3 000 r/min条件下离心15 min，然后取5mL的上清液加甲醇定容至50 mL后振摇5 min，再用滤纸过滤，滤液用Folin-酚法［12］测定果汁中的总酚含量，结果以没食子酸含量计算。

1.4.4 农残的测定

本实验主要测定了2种农药残留敌百虫和敌敌畏的含量。敌百虫含量和敌敌畏含量的测定均采用气相色谱法参照文献［13］进行测定。

2 结果与分析

2.1 分析用标准曲线

按照1.4.2和1.4.3中方法分别绘制了测定果胶含量和总酚含量的标准曲线，见图1和图2。

图1 果胶测定用半乳糖醛酸标准曲线Fig.1 Standard curve for galacturonic acid

以半乳糖醛酸的浓度为横坐标，测得的吸光值为纵坐标，制得果胶测定用标准曲线，得到回归方程为y=0.006 2x+0.058 1，R2=0.996。

以没食子酸标准溶液的浓度为横坐标，测得的吸光值为纵坐标，制得测定总酚含量标准曲线，得到回归方程为y=0.078 4x+0.019 3，R2=0.996 4。

图2 总酚测定标准曲线Fig.2 Standard curve for total Polyphenols determination

2.2 苹果汁透光率、色值、可滴定酸测定结果

按照1.4.1的方法分别测定了不同工艺下苹果汁的的透光率、色值、可滴定酸，结果如图3所示。

图3 不同工艺果汁的透光率、色值、可滴定酸对比Fig.3 Comparison diagram of transmittance，color value and titratable acidity in different apple juice concentrate

如图3所示，榨前分离工艺对果汁色值的影响比较显著，对可滴定酸含量的影响较小，对果汁透光率的影响不显著。

从试验结果可以看出，2种工艺生产的果汁透光率都比较高，果汁样品的澄清度均在合格范围内，证明了果皮、果核等物质不是影响果汁透光率的主要因素。根据文献报道，果汁的澄清度主要与澄清的方式有关，由于试验采取超滤膜过滤的方式进行果汁的澄清工艺，因此榨前分离果汁的澄清度与传统果汁无显著差异。

图3结果同时显示，榨前分离浓缩苹果汁的色值比传统工艺浓缩苹果汁的色值高出97.4%，说明榨前分离工艺可以明显提高果汁的色值;而榨前分离浓缩果汁和传统工艺浓缩果汁的酸度分别为2.36和2.61，榨前分离工艺使有机酸含量减少了10.6%，分析原因可能是果皮当中含有的很多有机酸，如柠檬酸、苹果酸、富马酸等，在加工过程中随果皮被分离，因此降低了果汁的酸度。

2.3 果胶和多酚含量的测定结果

果汁生产中前巴氏杀菌之后要进行酶解工艺，主要是在果浆中加入果胶酶和淀粉酶，目的是分解果胶和淀粉等物质，减轻果汁的浊度，抑制果汁的二次浑浊［14］，果胶和多酚物质作为果汁中的特征成分，其含量的多少对果汁品质存在一定影响。

按照1.4.2和1.4.3所述的测定方法，不同工艺下苹果汁中果胶和多酚含量的测定结果如图4、图5所示。

图4 不同工艺浓缩苹果汁中果胶含量对比Fig.4 Comparison diagram of pectin content in different apple juice concentrate

图5 不同工艺浓缩果汁中多酚含量对比Fig.5 Comparison diagram of polyphenol content in different apple juice concentrate

从图4可以看出，榨前分离浓缩果汁比传统工艺浓缩果汁中的果胶含量少34.8%。分析其原因可能有:(1)果胶主要分布在果皮中，而果皮等物质随着榨前分离不能参与榨汁，从源头上减少了果胶的含量;(2)果汁加工工艺过程中有酶解过程，通过果胶酶将果浆中的果胶物质降解为半乳糖醛酸单体和其低聚物，因此存在于果汁中果胶被分解了。Sorrivas等人［15］发现，果胶分子可促进果胶和蛋白絮凝，会导致果汁出现浑浊和胶态悬浮的不稳定现象，所以榨前分离工艺对果汁中果胶含量的降低有益于提高果汁的贮藏稳定性。

从图5可以看出，2种果汁中多酚含量都较高，传统工艺浓缩果汁的多酚含量比榨前分离果汁多3.4%，Marinova等人报道了苹果果皮中含有丰富的多酚类物质［16］，Lea等人的研究表明，苹果中得酚类化合物对于苹果的颜色、味道、风味等都有着重要影响，酚类物质是果汁的重要营养成分［17］。大量研究也表明，果汁的褐变和后混浊均与多酚物质的氧化有关。榨前分离工艺虽然减少了总酚含量，部分降低了果汁的营养，但是可以通过从果皮中提取多酚再添加到果汁中，强化其营养，也可避免加工过程中造成多酚损失的不良影响。

2.3 两种农残的测定结果

目前有很多文献报道了农药残留对人类健康造成了威胁，许多人类疾病和中毒事件都是由农药残留引发的，因此，控制和去除果汁中残留的农药，是我国果汁加工企业必须解决的重大课题［18］。

按照1.4.4的方法即参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 761－2008［13］，采用气相色谱法进行测定了2种农药残留敌百虫和敌敌畏的含量，见表1。

表1 不同工艺浓缩苹果汁中2种农药残留的测定结果Table 1 Determination results of two pesticide residue in different apple juice concentrate

从表1可以看出，苹果汁中检测出了敌百虫和敌敌畏2种，这与原料苹果生长期间所使用的农药有关。表1中数据显示，传统工艺浓缩果汁中的农药残留为1.560 mg/kg，榨前分离浓缩苹果汁中的农药残留为0.234 mg/kg，比传统工艺浓缩果汁农药残留降低了85%，其中敌百虫残留降低了61.7%，敌敌畏残留降低了86.9%。从食品安全的角度看，榨前分离浓缩果汁的食用安全性高于传统工艺果汁，这说明榨前分离工艺可有效地降低果汁中的农药残留。

3 结论

(1)榨前分离工艺与传统工艺比较，苹果汁的色值升高了97.41%;且苹果汁的果胶含量减少了34.8%，可缓解后混浊问题，使果汁后期的贮藏稳定性提高。

(2)榨前分离工艺与传统工艺比较，果汁的多酚含量减少了3.4%，可避免果皮中的多酚物质对果汁品质造成影响，缓解浓缩果汁酶促褐变、非酶褐变等现象。

(3)榨前分离工艺使苹果汁中的农药残留大大降低，极大地提高了苹果汁的食用安全性。

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