超高压处理对苹果-黑果腺肋花楸复合果汁品质影响研究

崔艳敏 王铭悦 佟宇奇 韩金宏 孟宪军 李丽

摘要：采用对比试验的方法，选用不同条件（压力、时间）的超高压处理苹果-黑果腺肋花楸复合果汁（AACJ），以色泽、pH、可滴定酸、可溶性固形物、花色苷、总黄酮、抗氧化活性（TAOC值）等为指标，研究超高压处理对AACJ品质的影响。试验结果表明：超高压处理对AACJ品质的影响不大，400 MPa处理15 min的效果最佳。

关键词：超高压;苹果汁;黑果腺肋花楸;花色苷;总黄酮;抗氧化活性

中图分类号：TS255.3    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）06-0041-06

苹果风味浓厚，含有大量的酚类物质、矿物质、有机酸等活性成分，但苹果汁易褐变一直是加工中的难题。黑果腺肋花楸富含多酚类物质，其花青素含量是目前已知的浆果中最高的。但其果实中含有大量单宁物质，鲜食及鲜榨果汁口感酸涩。将苹果和黑果腺肋花楸搭配制造复合果汁，色泽鲜亮、风味独特，再经过超高压处理，不仅能较好地保持原有的营养品质、风味、色泽等，而且能减少加工能耗。采用对比试验的方法，选用不同条件（压力、时间）的超高压处理苹果-黑果腺肋花楸复合果汁（AACJ），以色泽、pH、可滴定酸、可溶性固形物、花色苷、总黄酮、抗氧化活性（TAOC值）等为指标，研究超高压处理对AACJ品质的影响，以期为AACJ的发展提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

寒富苹果采自辽宁省沈阳农业大学苹果种植地，-4 ℃冷库贮藏;黑果腺肋花楸采自辽宁省海城市，

-18±2 ℃冷冻贮藏。

1.2 仪器与设备

PK-S26型恒温水浴锅;上海精宏实验设备有限公司;分光光度计：美国安捷伦公司;HPP-600-L型超高压杀菌机：温州滨一机械有限公司;P8000-M型真空保鲜机：东莞市伊米利雅电器有限公司;WSC-S型色差仪：上海仪电物光有限公司;Starter-2100型pH计：上海奥豪斯仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 AACJ的制备 苹果→挑选→清洗→去柄、去核→切片→榨汁→粗滤。粗滤时，用三层肉纱布过滤去除苹果原汁中较大的果肉颗粒。

黑果→解冻→挑选→去涩→打浆→抽滤→黑果清汁。解冻：放在常温下解冻。去涩：清洗后，在2～4 s时间内用喷头对果皮表面喷射90～95 ℃的水，至果皮变软

将苹果汁与黑果腺肋花楸汁按4︰1的比例混合（经过对比试验，此比例的混合果汁颜色最佳），加入0.02%草酸与1%抗坏血酸抑制酶促褐变，密封保存在4 ℃冰箱内。

1.3.2 AACJ的超高压处理 将果汁装入真空包装袋中，每份50 mL，排除空氣后采用真空包装机密封，再放入高压容器内处理。选择处理压力为100，200，300，

400，500 MPa，处理时间为10，15，20 min。

1.3.3 AACJ的热处理 前期预试验表明，在65 ℃处理20 min可使杀菌效果达到行业标准的要求，且不出现蒸煮味。

1.4 测定方法

1.4.1 色泽测定 采用色差仪测定AACJ的颜色坐标空间值（L*，a*，b*）。其中L*表示亮度，L*=0时表示黑色，L*=100时表示白色;a*表示颜色从红色到绿色，+a*表示红色，其值越大红色越深，-a*表示绿色，负值越小绿色越深;b*表示颜色从黄到蓝，+b*表示黄色，其值越大黄色越深，-b*表示蓝色，负值越小蓝色越深。

总色差（ΔE*）表示两种颜色之间的差异，数据范围表示的差异程度为：ΔE<0.2，无可察觉的差异;0.2<ΔE<0.5，非常小的差异;0.5<ΔE<2，小差异;2<ΔE<3，稍有可察觉差异;3<ΔE<6，可察觉差异。

褐变指数反映果汁的褐变程度。总色差和褐变指数公式分别为：

ΔE=    （1）

BI=

-0.31÷0.17×100 （2）

1.4.2 理化性质测定 pH值采用pH计在室温下测定。可溶性固形物使用阿贝折光仪测定。可滴定酸用氢氧化钠标准溶液滴定。总酸以每kg样品中苹果酸的克数表示，即：

X=[（c×V×K×F）/m] ×1 000            （3）

式中：X为每公斤样品中酸的克数，g/kg;c为氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L;V为滴定样液时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL;m为样品的质量，g;F为样液的稀释倍数;K为酸的换算系数，苹果酸为0.067。

1.4.3 花色苷含量测定 采用pH示差法测定。取30 μL的待测样品于96孔酶标板中，每个待测样品分别用0.12 mL的pH1.0（KCl与HCl按比例混合配制）和pH 4.5（NaAc与HCl按比例混合配制）的缓冲溶液稀释，混匀后，分别在520 nm和700 nm处测量其吸光值。吸光值A=A520-A700。花色苷含量的计算公式为：

C=[A0-A1] ×Mw×DF×1 000/ε            （4）

式中：A0为pH1.0时的吸光值;A1为pH4.5时的吸光值;Mw为以矢车菊素-3-葡萄糖苷为标准，为449.2;ε为26900;DF为样品稀释倍数。

1.4.4 总黄酮含量的测定

1） 标准曲线的制作。精确称取0.25g芦丁标准品，用V/V为60%的乙醇溶液配制成浓度为5.0 mg/mL的芦丁标准溶液。准确吸取0.00、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00 mL芦丁标准溶液，配制成浓度梯度为0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 mg/mL的芦丁样品溶液。分别吸取芦丁样品溶液，置于10 mL比色管中，加入50 g/L亚硝酸钠溶液1 m，摇匀，放置6 min，加入100 g/L硝酸铝溶液1.5 mL，摇匀，放置6 min，加入0.1 mol/L的氢氧化钠溶液4 mL，用V/V为60%的乙醇溶液定容至刻度，摇匀，放置15 min。用1 cm比色皿，在波长510 nm处测定吸光度。以芦丁样品溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，见图1。

2） 试样的测定。吸取2.0 mL样品溶液，置于10 mL比色管中，步骤与上述相同。用1 cm比色皿，在波长510 nm处测定吸光度，根据标准曲线算出试样溶液总黄酮（以芦丁计）含量。

1.4.5 抗氧化活性测定 采用南京建成生物工程研究所总抗氧化能力（T-AOC）试剂盒。TAOC值为处理组抗氧化能力与对照组抗氧化能力的百分比。

1.4.6 数据处理  每个实验做3次平行，数据以平均值±标准差（SD）的形式表示。运用Microsoft Excel应用程序进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 超高压处理对AACJ色泽的影响

超高压处理对AACJ色泽的影响见表1和图2-6。

如图2—4所示，同一压力下，保压时间对AACJ的L*值、a*值、b*值影响不显著且无规律（P>0.05）;同一保压时间，压力对AACJ的L*值、a*值、b*值的影响不显著（P>0.05），但随着压力的增加，L*值增大，a*值没有明显的变化规律，b*值在100～200 MPa内增大，在200～500 MPa内减小;超高压处理过的AACJ较对照组红色更弱，黄色更强。

如表1所示，超高压处理后AACJ的ΔE值明显小于热处理，不同处理压力和处理时间对AACJ的ΔE值影响不显著（P>0.05），说明超高压处理能较好地保持果汁色泽;超高压处理后AACJ的BI值均小于未处理组且远小于热处理组，不同处理压力和处理时间对AACJ的BI值影响不显著（P>0.05），说明超高压处理可以有效地抑制AACJ褐变。

经分析，不同处理压力和处理时间对AACJ色泽的影响不显著。有文献表明，热处理和超高压处理均导致混浊苹果汁色彩饱和度减小，但苹果汁经超高压处理后未呈现肉眼可见的颜色变化，而热处理后颜色变化明显，这是因为超高压一般只破坏维持生物大分子高级结构的非共价键，而对其共价键几乎没有影响。

2.2 超高压处理对AACJ理化性质的影响

超高压处理对AACJ理化性质的影响见图2及图7-9。

数据分析结果表明：相比于对照组，超高压处理对果汁的pH值、可溶性固形物没有显著影响（P>0.05），说明超高压处理能很好的维持AACJ的理化指标;可滴定酸含量有逐渐下降的趋势，而多数文献表明超高压处理对果汁的总酸含量无显著影响。这可能是因为该AACJ中水果细胞数较多，在较高的压力下细胞膜破裂，细胞内的有机酸释放出来，使可滴定酸含量升高。

2.3 超高压处理对AACJ花色苷、总黄酮含量的影响

超高压处理对AACJ花色苷、总黄酮含量的影响见表3及图10-11。

如图10所示，花色苷含量在200 MPa的压力处理下最低，在200～400MPa的范围内逐渐升高，当压力超过400 MPa时，花色苷含量又有略微下降。一些研究成果曾报道常温下花色苷含量在超高压处理中保持稳定。因此通过查阅资料来推测此次试验误差产生的原因。已知影响花色苷稳定性的因素有很多，如较高的pH值、较高的温度、氧气的存在等。Kouniaki等认为坏血酸不仅是一种抗氧化剂，还会加速花色苷的降解。该复合果汁加入1%的抗坏血酸用于抑制褐变，可能造成花色苷含量的下降。Garcia-Palazon等曾得出結论，一系列酶（β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）的钝化与花色苷的稳定性存在关联，因此还有可能是因为在超高压作用下，这些酶的钝化导致花色苷降解。姜彦光发现，抗坏血酸、蔗糖和葡萄糖能加速蓝莓花色苷在超高压处理过程中的降解，且浓度越高影响越大。此外，根据文献分析，果汁中含有一些能使花色苷降解的酶类物质，超高压处理能钝化这些酶活性，使花色苷含量较稳定。比较来看，热处理组的果汁花色苷含量略小于对照组和超高压组。

如图11所示，较低压力下（100 MPa，200 MPa）总黄酮的含量较低，但在较高压力下（300 MPa，400 MPa）总黄酮的含量有所上升，这可能是因为只有一定的压力处理才能使与细胞膜连结在一起的疏水性基团部分暴露出来，从而改变膜的通透性，使膜内一些黄酮物质在后续过程中被提取出来。

如表3所示，热处理的花色苷含量和总黄酮含量明显小于对照组和超高压组的含量。综合分析，400 MPa/15 min的处理条件花色苷与总黄酮含量相对最高，选择400 MPa和15 min为最佳处理压力和保压时间。

2.4 超高压处理对AACJ抗氧化活性的影响

超高压处理对AACJ抗氧化活性的影响见图12。

如图12可知，在100～300 MPa内，TAOC值随着压力的增大而加强，压力大于300 MPa后有下降趋势。热处理的TAOC值为47.9%，超高压处理的TAOC最大值为95.1%，最小值为50.4%，说明适当的超高压处理能够有效抑制抗氧化能力降低。

3 结论

通过研究超高压（100～500 MPa）处理（10～20 min）对AACJ的品质影响，得到以下结论：1） 超高压处理组比热处理与对照组的果汁色泽更接近，与传统的热处理相比，超高压更能有效保持AACJ原有色泽。2） 超高压处理对AACJ的pH值、可滴定酸、可溶性固形物无显著影响。3） 400 MPa处理15 min为最佳处理条件，总黄酮和花色苷含量相对最高。4）适当的超高压处理能够抑制抗氧化能力降低。

试验未对复合果汁进行感官评价、生物学试验、贮藏试验，有待进一步研究以完善超高压处理对AACJ品质的影响。

收稿日期：2019-10-23

基金项目：沈阳市科技计划项目（Z18-3-018）

作者简介：崔艳敏（1995—），女，硕士，从事果蔬加工方面的研究。

通信作者：李 丽（1985—），女，讲师，博士，从事果蔬加工方面的研究。

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Study on the Effect of Ultra-high Pressure Treatment on the

Compound Juice's Quality of Apple–aronia Melanocarpa

CUI Yanmin， WANG Mingyue， TONG Yuqi， HAN Jinhong， MENG Xianjun， LI li*

（Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China）

Abstract： Using the method of comparative experiment， The effect of ultrahigh pressure treatment on AACJ quality was studied by using ultrahigh pressure treatment under different conditions （pressure and time）， including color， pH， titratable acid， soluble solid， anthocyanin， total flavonoids， and antioxidant activity （TAOC value）. The test results showed that： The effect of ultrahigh pressure treatment on AACJ quality is not significant， and the best effect is achieved by 400 MPa treatment for 15 min.

Key words： ultrahigh pressure; apple juice; aronia melanocarpa; anthocyanins; general flavone; antioxidant activity