超高压处理对甜橙果肉品质的影响

魏 炜，王 华,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.中国农业科学院柑桔研究所，重庆 400712）

超高压处理对甜橙果肉品质的影响

魏 炜1,2，王 华1,2,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.中国农业科学院柑桔研究所，重庆 400712）

对精制后的甜橙果肉进行不同压力（100～500 MPa）的超高压处理，结果表明：处理前后果肉色泽变化不明显（ΔE*＜2）。用电子鼻测得保压10 min时压力对挥发性成分的影响很小，而在保压20 min、压力大于400 MPa条件下影响则较为明显。VC含量随着压力和保压时间的增加逐渐降低，500 MPa时其保留率分别为95.27%（10 min）和85.92%（20 min）。总类胡萝卜素得率及总酚、总黄酮、橙皮柑和芸香柚皮苷含量随着压力和时间的增加均呈不同的增加趋势，分别提高了66.53%、36.04%、32.74%、25.61%和8.74%。结论：超高压处理对甜橙果肉感官品质影响很小，能最大限度降低VC的损失率，且能显著提高其总类胡萝卜素得率和总酚、总黄酮、橙皮苷及柚皮苷的含量。

甜橙果肉；超高压；品质

甜橙果肉是橙汁加工中的主要副产物之一，按产品的生产工艺及产品的组织形态不同，将柑橘类果肉分为柑橘汁胞、柑橘果肉和柑橘细浆三类。研究发现果肉中富含VC、类胡萝卜素、酚类及黄酮类化合物等活性成分[1-4]，已广泛应用于生产果肉饮料、甜橙果酱、果糕、果丹皮、膳食纤维等多种产品，同时也是制作糖浆和发酵产品的基质。果肉的回收可实现原料的分层次资源化利用，减少环境污染。

超高压是在100～1 000 MPa的极高静压环境中保压一定时间，使细胞形态和氢键、离子键、疏水键等非共价键发生变化，达到杀菌、钝化以及物料改性的目的[5-6]。近来已有研究学者将超高压用于蓝莓、草莓、橙汁等果蔬及其制品的灭菌处理，发现超高压可有效减小处理过程中色泽、营养成分等品质的变化，最大限度的保留食品天然风味[7-11]。但超高压处理柑橘果肉的研究鲜有报道，本研究以夏橙果肉为研究对象，分析其色泽、挥发性成分及类胡萝卜素、黄酮等功能性成分在不同压力和保压时间下的变化，从而为甜橙果肉的贮藏提供科学的超高压处理条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

夏橙采购自重庆市长寿区长寿湖果园，果肉经螺旋精制机过滤后获得。

抗坏血酸、没食子酸、甲醇、石油醚、一缩二乙二醇（均为分析纯） 成都科龙化工试剂厂；氯化钠、草酸 重庆川东化工有限公司；丙酮 上海化学试剂公司；冰乙酸 重庆化学试剂公司；碳酸钠 上海虹光化工厂；氢氧化钠 西陇化工股份有限公司；2,6-二氯靛酚 庄信万丰集团；福林酚 北京索莱宝科技有限公司；橙皮苷、芸香柚皮苷（纯度均≥95%） 德国Dr. Ehrenstorfer公司；甲醇（色谱纯） 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

2L-5L移动框架式全自动超高压处理设备 温州贝诺机械有限公司；Color i5色差仪 美国Gretag Macbeth公司；α-gemini电子鼻系统 法国Alpha.Mos公司；超声波清洗设备 上海超声波仪器厂；UltiMateTM3000高效液相色谱仪 美国戴安公司；TU1901紫外分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司；VFD-2000真空冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司；Unicen MR台式高速冷冻离心机 德国Herolab公司；R152旋转蒸发仪瑞士Buchi公司。

1.3 方法

1.3.1 超高压处理

将包装好的样品（80 g鲜果肉/袋，真空包装）置于高压容器内，采用100、200、300、400、500 MPa压力分别处理10 min和20 min，以常压下未处理的样品为空白组，所有样品贮藏于4 ℃条件下，尽快完成各项指标检测。

1.3.2 色泽分析

采用色差分析仪，测定10组平行。色泽是橙汁和果肉的一项重要感官指标，测定色泽的参数主要有亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*、饱和度C*值以及通过公式（1）计算得到的总色差（ΔE*）。

1.3.3 电子鼻检测挥发性物质

以高纯度干燥空气为载体，流速150 μL/min，数据采集时间100 s，清洗时间300 s，进样体积1 000 μL，注射针温度40 ℃，样品1.2 g，测定12组平行。

1.3.4 VC含量的测定

参考国家标准GB 8210－1987《出口柑橘鲜果检验方法》中的2,6-二氯靛酚滴定法[12]。

1.3.5 总类胡萝卜素的提取与含量测定

称取0.3 g甜橙果肉冻干粉（经冷冻干燥并粉碎的果肉粉，以下简称冻干粉），加入15 mL的提取剂（石油醚与丙酮体积比1∶2），置于超声清洗器中，保持提取温度35 ℃，提取3～4次至提取液无色，每次提取6 min。合并提取液后经旋转蒸发仪（40 ℃）旋转至尽干，用石油醚重新溶解并定容，于波长440 nm处用紫外分光光度计比色，利用公式（2）计算果肉总类胡萝卜素的含量。

1.3.6 总酚与总黄酮的提取与含量测定

1.3.6.1 标准曲线的绘制

总酚：准确称取没食子酸标准品0.020 0 g，精确至0.000 1 g，用水溶解并定容到100 mL，得0.2 mg/mL的母液。精密吸取母液0.25、0.50、0.75、1.0、1.25、2.5 mL于10 mL容量瓶中，加入0.5 mL福林-酚试剂，摇匀后加入4 mL 4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，并用蒸馏水定容，室温下反应2 h后于波长765 nm处测吸光度，得线性方程和相关系数见表1。

总黄酮：参考国家标准 GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》附录G[13]。所得线性方程及相关系数见表1。

表1 几种物质的线性方程及相关系数Table1 Linear equations and correlation coefficients of several compounds

1.3.6.2 样品中总酚与总黄酮的提取与测定

提取：称取0.5 g冻干粉，加入20 mL的80%甲醇，在45 ℃条件下超声提取40 min，4 500 r/min离心10 min后取上清液，提取3～4次后合并上清液，并旋转蒸发（40 ℃）至1 mL左右，再用蒸馏水洗涤定容至50 mL。

总酚的测定：采用福林-酚法。在0.2 mL提取液中加入0.5 mL福林试剂，再加入4.0 mL的4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，混匀后室温反应2 h，同时用等量蒸馏水作空白调零，波长765 nm处测吸光度。从标准曲线中查出提取液中的总酚含量。

总黄酮的测定：取5.0 mL提取液于具塞试管中，加5.0 mL一缩二乙二醇，摇匀后加入0.1 mL的4 mol/L NaOH溶液，同时取一份等量的提取液，按上述步骤不加NaOH溶液，作为空白调零。将上述试管置于40 ℃水浴保温10 min，冷却后波长420 nm处测吸光度。从标准曲线中查出提取液中总黄酮的含量。

1.3.7 液相检测橙皮苷与芸香柚皮苷

检测条件：色谱柱为艾杰尔Venusil MP C18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱温30 ℃，流动相为1%冰乙酸与甲醇体积比为60∶40，流速1.000 mL/min，进样量20.000 μL，紫外检测波长为283 nm。

标准曲线的绘制：分别准确称取0.018 0 g和0.001 8 g的橙皮苷和芸香柚皮苷，溶于10 mL纯甲醇中备用。将以上母液分别稀释成0.5、5、20、40、80、100 μg/mL和0.5、5、20、40、60 μg/mL的稀释液，其中溶剂配成的最终比例为40%甲醇。以质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制工作曲线，其线性方程和相关系数见表1。

样品准备：将1.3.6节合并后的提取液直接用80%甲醇定容至100 mL，再用高速冷冻机10 000 r/min离心10 min，取2.0 mL上清液，同时加入2.0 mL纯水，过0.45 μm滤膜于进样瓶中，按以上检测条件进行定量测量。记录峰面积并分别从标准曲线中查出提取液的橙皮苷和芸香柚皮苷含量。

1.4 数据处理

电子鼻数据由附带的Alpha Soft V12.42软件进行处理分析，其余数据均采用Excel软件统计处理，采用Turkey法进行显著性分析（P＜0.05），结果用 ±s表示。

2 结果与分析

2.1 色泽分析

表2 不同超高压处理条件下果肉的色泽参数值Table 2 Color parameter values of orange pulp under different UHP treatmennttss

由表2可知，在此压力范围内其总体变化趋势是随着压力的增大，亮度值L*、黄蓝值b*和饱和度C*值稍有增加，而红绿值a*则有所降低。Francis等[14]以ΔE*=2作为分辨界限，当ΔE*≤2时，色泽的变化在视觉上无法察觉。只有500 MPa（20 min）的ΔE*＞2，说明此压力范围内的超高压处理对果肉色泽几乎没有影响。

韩燕等[15]对橙汁色泽参数与其主要成分进行了相关性分析，发现类胡萝卜素和VC与色泽参数呈显著正相关。而高压处理会一定程度的降解VC和类胡萝卜素，这可能因为超高压的物理作用会使类胡萝卜素异构体发生顺式异构化，甚至降解为小分子片段，因此果肉色泽的红色值会降低[16]。

2.2 电子鼻检测挥发性成分的变化

图1 电子鼻检测不同处理条件下PCA、SQC数据分析Fig.1 PCA, DFA and SQC data analyses of orange pulp under different UHP treatments based on electronic nose

超高压处理会降低或激活某些酶的活性，而且通过体积减小会导致香气反应前体物浓度加大，进而改变香气物质的种类和浓度，但是对不同品种的果蔬有不同的影响效果[17]。由图1可知，分别是0～500 MPa处理10、20 min后基于电子鼻检测的PCA和SQC分析图。从PCA图可看出，各压力处理10 min后与空白组不能很好的区分，而保压20 min、压力大于200 MPa时样品组与空白组的区分度为39～61，能有效分开。同时经以空白组为标准的SQC分析发现，保压10 min的各个样品组均在可接受范围（灰色区域内），保压20 min时除了400 MPa和500 MPa投影在灰色区域外，其余样品组也均在可接受范围。说明此压力范围内处理10 min对甜橙果肉的挥发性成分影响很小，而处理20 min且压力大于400 MPa时果肉的挥发性成分与空白组差异较大。

2.3 超高压对果肉主要功能性成分的影响

2.3.1 对VC保留率的影响

表3 不同处理条件下甜橙果肉的VC保留率Table 3 VC retention rate of orange pulp under different UHP treatments %

由表3可知，保压时间对VC的降解有较大影响，100～500 MPa处理10 min时VC的保留率在95%以上，这与van den Broeck等[18]研究结果接近。而保压时间为20 min时VC随着压力的增大显著降低，当压力增加到500 MPa时损失率达14%左右。有研究报道，VC含量的减少源于超高压处理将氧气带入物料体系，导致活性氧比例增大，另外高压加速了活性氧与VC的接触，从而使VC更易发生氧化[19-20]。因此选择合适的压力及保压时间可最大限度的降低VC的损失。

2.3.2 对总类胡萝卜素的影响

图2 不同处理条件下总类胡萝卜素含量Fig.2 Contents of total carotenoids under different UHP treatments

一方面，超高压处理会略微降解类胡萝卜素，另一方面，由于超高压破坏细胞结构，改变了细胞通透性从而促进被阻隔的色素成分释放溶出，提高总类胡萝卜素的得率[21-22]。由图2可知，超高压处理可显著提高总类胡萝卜素得率，得率增加了14.90%～66.53%。压力为100～300 MPa时，总类胡萝卜素得率随着压力的增加逐步增加，在400 MPa时得率却略有降低，这可能与体系内酶活及细胞结构的变化相关。当采用500 MPa的压力时，得率极显著增加（P＜0.01），分别达到66.53%（10 min）和56.48%（20 min）。保压时间对总类胡萝卜素提取率的影响变化趋势一致。

2.3.3 对总酚及黄酮类化合物的影响

图3 不同处理条件下总酚、总黄酮、橙皮苷和芸香柚皮苷的含量变化Fig.3 Contents of total phenols, flavonoids, hesperidin and naringin under different UHP treatments

甜橙果肉中含有丰富的酚类化合物，超高压处理会影响果肉中总酚的含量，压力和保压时间的不同会引起不一样的变化趋势。由图3可知，100～500 MPa保压10 min后，果肉中的总酚随着压力的增加呈上升趋势，低于200 MPa时提高率不显著（P＞0.05），当压力达到400 MPa时，总酚含量极显著增加（P＜0.01），提高了25.72%（400 MPa）和36.04%（500 MPa）。而保压20 min时总酚含量几乎没有发生变化，此变化规律与Prasad等[22]对龙眼果皮的研究结果有所不同，认为保压时间对总酚含量没有影响，这可能是由于物料及其酶活性变化的差异所导致。

随着压力的增大，总黄酮、橙皮苷和芸香柚皮苷的含量均呈上升趋势，且保压时间对其含量的提高率存在一定的影响。保压10 min时，总黄酮与橙皮苷的变化趋势一致。当压力低于400 MPa，两者含量提高率上下波动，500 MPa时极显著增加（P＜0.01），总黄酮和橙皮苷含量分别从33.60、28.62 mg/g提高到44.56、32.92 mg/g。而橙皮苷含量则是逐步上升，500 MPa时提高了8.73%。保压20 min时，总黄酮和芸香柚皮苷的提高率均为先增加后降低，分别在300 MPa（41.10 mg/g，提高了22.4%）和200 MPa（1.66 mg/g，提高了8.74%）条件下达到最高，橙皮苷则在300 MPa后逐步趋于平衡，提高了19.51%～25.61%。高压处理会引起黄酮类化合物的变化，可能与体系中酶的变化相关，如Vialreal等[24]发现160 MPa的高压处理会激活橙汁中的柚皮苷酶，促进柚皮苷向无味柚皮素的转化。

3 结 论

超高压能在保持果肉色泽、挥发性成分和较高VC保留率的同时，提高总类胡萝卜素的得率和总酚、总黄酮含量。尤其在500 MPa条件下保压10 min时，高压对果肉色泽和挥发性成分影响很小且VC保留率达到95.27%。另外，总类胡萝卜素得率提高了66.53%，总酚、总黄酮、橙皮苷和芸香柚皮苷含量也分别提高了36.04%、32.74%、15.04%和8.73%。将超高压应用于果肉生产中既可灭菌和钝化酶活以延长贮藏期，又可最大限度的减少营养物质的流失和提高活性成分的含量，而对于果肉体系内酶活及功能性成分的变化机理有待深入研究。目前，超高压处理在食品加工领域的应用还比较局限，进一步探索超高压技术在果蔬加工中的应用条件对扩大其发展前景具有实际指导意义。

[1] AGOCS A, NAGY V, SZABO Z, et al. Comparative study on the carotenoid composition of the peel and the pulp of different citrus species[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2007, 8: 390-394.

[2] RAMFUL D, TAMNUS E, ARUOMAO I, et al. Polyphenol composition, vitamin C content and antioxidant capacity of Mauritian citrus fruit pulps[J]. Food Research International, 2011, 44: 2088-2099.

[3] ABEYSINGHE D C, LI Xian, SUN Chongde, et al. Bioactive compounds and antioxidant capacities in different edible tissues of citrus fruit of four species[J]. Food Chemistry, 2007, 47(1): 1338-1344.

[4] CANO A, MEDINA A, BERMEJO A, et al. Bioactive compounds in different citrus varieties. Discrimination among cultivars[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2008, 21: 377-381.

[5] 杨小兰, 袁娅, 郭晓辉. 超高压处理对不同品种猕猴桃浆多酚含量及其抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2013, 34(1): 73-77.

[6] 向晨茜. 超高压处理对鲜榨橙汁品质影响研究[D]. 重庆: 西南大学, 2012.

[7] 房子舒, 易俊洁, 张雅洁, 等. 超高压和高温瞬时杀菌对蓝莓汁品质影响的比较[J]. 食品与发酵工业, 2012, 38(12): 7-10.

[8] ZABETAKIS I, KOULENTIANOS A, ORRUNO E, et al. The effect of high hydrostatic pressure on strawberry fl avour compounds[J]. Food Chemistry, 2000, 71(1): 51-55.

[9] 赵玉生, 赵俊芳. 食品工业中超高压灭菌技术[J]. 粮食与油脂, 2006(2): 25-26.

[10] 黄丽, 孙远明, 潘科. 超高压处理对荔枝果汁品质的影响[J]. 农业工程学报, 2007, 23(2): 259-262.

[11] PATRAS A, BRUNTON N P, PIEVE S D, et al. Impact of high pressure processing on total antioxidant activity, phenolic, ascorbic acid, anthocyanin content and colour of strawberry and blackberry purées[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2009, 10: 308-313.

[12] GB 8210—1987 出口柑桔鲜果检验方法[S].

[13] GB/T 12143－2008 饮料通用分析方法[S].

[14] FRANCIS F J, CLYDESDALE F M. Food colorimetry: theory and applications[M]. Westport, US: The Avi Publishing Co, Inc., 1975.

[15] 韩燕, 吴厚玖, 窦华亭. 鲜橙汁冷藏期间色泽变化研究[J]. 食品科学, 2010, 31(2): 269-272.

[16] 马永昆, 徐丽娜, 张佳, 等. 超高压物理能对胡萝卜汁中类胡萝卜素异构体的影响[J]. 食品科学, 2008, 29(10): 105-108.

[17] 顾赛麒, 王锡昌, 刘源, 等. 电子鼻检测不同贮藏温度下猪肉新鲜度变化[J]. 食品科学, 2010, 31(6): 172-176.

[18] van den BROECK I, LUDIKHUYZE L, WEEMAES C, et al. Kinetics for isobaric-isothermal degradation of L-ascorbic acid[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, 46(5): 2001-2006.

[19] POLYDERA A C, STOFOROS N G, TAOUKIS P S. Comparative shelf life study and vitamins C loss kinetics in pasteurised and high pressure processed reconstitued orange juice[J]. Journal of Food Engineering, 2003, 60: 21-29.

[20] 胡友栋, 励建荣, 蒋跃明. 超高压处理影响果蔬品质的研究进展[J].食品科学, 2009, 30(9): 235-240.

[21] 李汴生, 张微, 梅灿辉. 超高压和热灭菌对鲜榨菠萝汁品质影响的比较[J]. 农业工程学报, 2010, 26(1): 359-364.

[22] PRASAD K N, YANG En, YI Chun, et al. Effects of high pressure extraction on the extraction yield, total phenolic content and antioxidant activity of longan fruit pericarp[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2009, 10: 155-159.

[23] VILA REAL H J, ALFAIA A J, CALADO A R T, et al. High pressuretemperature effects on enzymatic activity: naringin bioconversion[J]. Food Chemistry, 2007, 102(3): 565-570.

Effect of Ultra High Pressure on Quality of Sweet Orange Pulp

WEI Wei1,2, WANG Hua1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712, China)

Ultra high pressure (100–500 MPa) (UHP) was used for the treatment of sweet orange pulp. The results showed that the chromatic aberration of fruit fl esh in each group before and after UHP treatment was not signifi cant (ΔE* < 2). There were no obvious differences in the composition of volatile components of orange pulp treated with UHP for 10 min compared to control samples based on the results of electronic nose, while signifi cant effects were found when the pressure was higher than 400 MPa for 20 min. The content of vitamin C (VC) was reduced gradually with increasing pressure and holding time, and under UHP with 500 MPa for 10 min and 20 min, the retention rate reached 95.27% and 85.92%, respectively. The contents of total carotenoids, total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin showed different increasing trends with increasing pressure and holding time, which reached their highest increase rate of 66.53%, 36.04%, 32.74%, 25.61% and 8.74%, respectively. It is concluded that UHP treatment has little effects on the sensory quality of orange pulp but could reduce the loss of VC. Furthermore, it could increase total carotenoids yield and the contents of total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin.

orange pulp; ultra high pressure; quality

TS255.36

A

1002-6630（2014）03-0066-05

10.7506/spkx1002-6630-201403014

2013-07-29

甜橙饮料基质加工关键技术研究与产业化示范项目（2012BAD31B00）；

国家现代农业(柑橘)产业技术体系建设专项（CARS-27-05C）

魏炜（1988—），女，硕士研究生，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：weiweiyoo@yeah.net

*通信作者：王华（1963—），男，研究员，学士，研究方向为柑橘深加工及贮藏。E-mail：wanghua40@126.com