苹果浊汁加工技术进展

龚梅芳，王建中，曲映红*

（1熙可食品科技（上海）有限公司，上海 201807；2上海海洋大学食品学院，上海 201306）

苹果、柑橘、香蕉、葡萄为全球四大水果。全球苹果种植面积约500万hm2，2012年，世界苹果总产量为7 637.9 万 t，位居柑橘之后，成为世界第二大水果[1，2]。这些苹果中，71%用于鲜食，20%加工成高附加值产品，其中有65%加工成各种苹果汁、苹果酒、苹果泥、苹果酱及苹果干制品。由于气候、地域不同，以及苹果品种的不同，各种苹果的甜度、酸度、香味及口感各不相同。一般鲜食的苹果，要求甜度高，酸度低；而作为加工用的苹果，如果是作为苹果汁、苹果酒、发泡苹果酒等的原料，一般用高酸性低果胶的品种。

在亚洲，中国和印度每年各加工大约500万t苹果，生产苹果汁[3，4]；日本年产苹果约 78 万 t，10%～20%用于加工各种苹果产品，其中约90%加工成苹果汁[5]。

1 不同品种苹果的加工适宜性

在日本广泛采用笼式压榨机生产苹果汁，从榨汁率看，果肉硬的‘斯密斯’苹果榨汁率较低；从糖度看，则以主要供鲜食用、有优良甜味特性的‘富士’苹果为最高。‘津轻’苹果由于酸度低，糖酸比非常高。‘富士’苹果与‘津轻’苹果是加工苹果汁的主要原料，常用酸度高的‘斯密斯’苹果和‘红玉’苹果作为调配品种，以增强酸味，改善口感（糖酸平衡）。‘津轻’苹果由于果肉含量高，果汁粘度低、稳定性差，贮存中容易生成浆状物的沉淀[6]。不同品种苹果汁成分及物性分析结果如表1。不同品种苹果汁的色调如表2。‘津轻’苹果与其他苹果比较，表示黄色的b值非常低，是淡色的果汁。

‘富士’苹果汁有优良的甜味特性，具有苹果汁特有的鲜黄色，是风味（香气成分）良好及酸味低的果汁。‘津轻’苹果果汁由于易产生沉淀，且色调及风味与其他品种苹果汁相比较差，因此该品种苹果加工果汁的适性较低。‘红玉’苹果汁因为风味优异、富酸性，受到喜好酸性苹果汁消费者的青睐。根据市场需求，不同品种的苹果可以搭配用于苹果汁的生产。

表1 不同品种苹果浊汁成分及物性分析结果

表2 不同品种苹果浊汁的色调

2 苹果香气成分的特性

苹果的香气成分极为复杂，已经确认的有数十种之多，不同品种的苹果香气成分各不相同。一般根据其化学结构可分为醇、酯、醛、酸四大类。表3显示，‘红玉’苹果的各种呈香成分含量均较高，是风味良好的苹果品种。风味独特的‘王林’苹果则因为戊醇、反式-2-己醇、1-辛醇含量较其他品种高而成为显著的特征。‘富士’苹果的呈香成分与‘红玉’苹果相比大为减少。‘津轻’苹果的呈香成分与其他苹果相比含量甚低，是风味较差的品种[7]。

3 苹果褐变的特性

在加工的过程中，苹果中的多酚类化合物在多酚氧化酶的作用下与接触的氧反应生成醌类化合物，然后进一步聚合或与蛋白质反应生成褐色物质。苹果中的多酚化合物主要存在于果皮中，在组成苹果多酚的化合物中，绿原酸占有较高的比例。利用从苹果中提取的多酚氧化酶对各种苹果做多酚氧化特异性研究，确定绿原酸有高度的氧化特异性，苹果的褐变与苹果中绿原酸含量有很大的关联[8]。对不同品种苹果的研究发现，有的苹果多酚氧化酶的活性高但褐变速度低，而有的品种多酚氧化酶的活性低但褐变速度高，因此，多酚氧化酶活性与绿原酸含量是影响褐变速度的两个重要因素。

研究发现，苹果汁在贮存中的褐变与多种反应有关，如多酚氧化酶和金属离子配位导致酶活性增强产生的褐变，绿原酸与蛋白质及氨基酸发生的类似于美拉德反应的反应，羟甲基-2-呋喃醛与2-呋喃醛和氨基化合物结合生成褐变物质等。贮存中苹果汁的非酶二次褐变的机制还有待进一步研究。

表3 不同品种苹果的香气成分与含量 （μg/kg）

4 传统苹果汁加工

影响苹果榨汁率的因素有原料的品种、原料的成熟度、贮存时间及压榨的方法等。过熟的苹果与长期贮存的苹果，由于果胶的降解溶化及果肉的软化导致榨汁率下降。当然，由于不同品种苹果贮存性的差异对榨汁率也有影响。果肉是影响果汁在贮存中的沉淀问题与浑浊稳定性及外观的主要因素，同样也受到原料品质（品种、成熟度）和压榨方法的影响，往往通过过筛或离心分离调节果肉含量。占苹果加工制品大半的苹果汁，在加工中为了防止褐变，一般在苹果破碎时通过定量泵均匀地加入维生素C水溶液（每100g苹果原料加入60mg维生素C）。为使添加的维生素C的量最小，并足以防止苹果汁贮存中的二次褐变，抑制影响果汁品质（褐变、浑浊稳定性及沉淀问题）的酶类（多酚氧化酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶等）活性，在实际生产中往往用热交换器把压榨后的苹果汁直接加热到95℃使酶失活。装瓶时，苹果汁温度控制在85℃以上，充氮，密封，冷却。

表4 不同品种苹果褐变速度与多酚氧化酶的活性

5 苹果充氮破碎榨汁法

苹果汁制备时，一般添加维生素C作为褐变抑制剂。添加了维生素C的苹果汁，受维生素C的还原作用及对酶作用的影响，与不添加维生素C的苹果汁相比风味有所降低。添加的维生素C氧化后生成脱氢抗坏血酸，再进一步分解成2，3-二氧代-L-古洛糖酸，这种维生素C代谢产物是苹果汁贮存中二次褐变的重要原因。因此，添加最低有效量的维生素C、榨汁后迅速加热使酶失活、装瓶时充氮控制氧的含量、通过抑制维生素C的氧化来防止苹果汁贮存中的褐变等，都是必要的工艺步骤。当然，维生素C的成本也是一个应该考虑的问题。

为了避免使用维生素C，日本开发了苹果充氮破碎榨汁法。整个苹果的破碎、榨汁、过筛都在密闭的充氮环境下进行。对于多酚氧化酶等与褐变相关的酶，氧的清除使酶催化的褐变反应无法进行，充氮环境下的苹果汁快速加热使酶失活。苹果充氮破碎榨汁法制备的苹果汁与添加维生素C制备的苹果汁比较，在香气成分中，代表未成熟苹果青涩气味的反式-2-己醇减少，而由于氧化生成的与久定相关的气味成分也较低。挥发性香气中的醛类则保留较多，保持了苹果汁的新鲜感[9]。相比之下，添加维生素C使苹果汁的风味劣化。苹果充氮破碎榨汁法的生产工艺见图1。

6 超高压（HPP）技术在苹果汁生产中的应用

超高压是上世纪80年代开创并发展起来的一种新型食品冷杀菌保藏技术，500MPa左右的压力所具有的强杀菌与灭酶作用，使超高压成为极具潜力的非热加工技术，有“冷巴氏杀菌技术”之誉。超高压技术的独特之处是仅作用于非共价键，共价键不被破坏，因此加工对象的色、香、味及营养成分几乎不受影响。自1991年HPP技术处理的果酱在日本上市以来，HPP技术在世界上广泛研究与应用于包括苹果汁在内的众多领域。

赵光远等[10]将超高压技术用于研究抑制鲜榨苹果汁的褐变，发现在400 MPa，50°C以上处理时，鲜榨苹果汁中的PPO失去60%以上的活性；750MPa、50°C以上处理时，鲜榨苹果汁中的PPO失去90%以上的活性。超高压应用于酸度较高的果蔬汁其效果优于中性果蔬汁。如超高压对低pH的鲜榨苹果汁的杀菌效果优于pH偏中性的鲜榨胡萝卜汁，经过400MPa，15min处理的苹果汁在4°C下贮藏7d仍保持食用安全性；而鲜榨胡萝卜汁经400MPa、45min处理， 仅能在4°C下贮藏3d。虽然苹果汁与胡萝卜汁的物性、各种酶的活性及菌群的组成有很大的不同，但超高压处理对低pH苹果汁的效果是明显的。

热协同高压处理苹果汁能在相对较低的压力条件下获得较好的处理效果，50°C协同高压处理后，酶促褐变被抑制，苹果汁的色泽变化幅度不大，且单宁、绿原酸、总酚和表儿茶素的保留率分别为64.2%、38.3%、61.4%、66.9%，保持了较高的含量。55°C，320MPa保持10min后，苹果汁风味未下降，且愉悦感官的酯类物质含量增加。相比于传统热加工造成风味物质的损失，55°C、320 MPa、10 min处理对苹果汁的风味起到了加强作用且保持了苹果汁原汁的色、香、味[11]。

[1]崔家升，李晓萍.世界苹果种植概况与我国苹果生产前景展望[J].北方果树，2012（4）：1-3.

[2]李志霞，聂继云，李静，等.我国苹果产业发展分析与建议[J].中国果树，2014（9）：81-84.

[3]杨杰，沙立勋，辛力.2012-2013年中国苹果市场调研分析[J].落叶果树，2013，45（3）：1-5.

[4]Manoj mahawar.Utility of apple pomace as a substrate for various products：A review [J].Food and Bioproducts Processing，2012，90：597-605.

[5]境健治.リンゴ榨汁殘渣からの機能性成分の抽出に関すゐ研究開發事業，BIOINDUSTRY，2009，26（2）：72-76.

[6]竹内正彦.リンゴ果汁の高品質化に関すゐ研究 （第2報）[J].果汁協会報，1994，441：39-42.

[7]松澤恒友.リンゴの品種別香気の分析と調查につぃて[J].果汁協会報，1986，345：30-33.

[8]竹内正彦.リンゴ果汁の高品質化に関すゐ研究[J].果汁協会報，1992，418：13-21.

[9]竹内正彦.リンゴの加工—品種別加工適性ぉょび高品質化—[J].食品と容器，2014，55（6）：340-345.

[10]赵光远，邹青松，孙鹃，等.超高压加工鲜榨苹果汁过程中的主要理化变化[J].食品与发酵工业，2007，33（11）：142-145.

[11]刘文聪.超高压技术在食品加工中的应用[J].福建轻纺，2010（5）：28-32.