热杀菌条件对NFC冬枣汁成分及抗氧化活性的影响研究

李 根，路 遥，马寅斐，赵 岩，丁 辰，初 乐

（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014）

冬枣（Ziziphus jujubaMill.cv.Dongzao）又名冻枣、雁来红、苹果枣、冰糖枣等，是鼠李科枣属植物，是目前公认的优质鲜食品种[1]。冬枣主要分布于山东、河北等地，其中山东滨州的沾化冬枣较为出名[2]。冬枣营养价值极高，富含人体所需的天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等19种氨基酸，多种维生素和钙、铁、锌等矿物质。其中，VC含量极高，每100 g果肉中VC含量高达380～500 mg，是苹果的70倍、柑橘的16倍，具有延缓衰老和治疗贫血的功效[3]。除此之外，冬枣中的膳食纤维、黄酮、胡萝卜素等生物活性成分也很丰富，能有效防治高血压、冠心病、动脉粥样硬化等疾病[4]。

目前大部分冬枣主要用于鲜食，每年在贮藏运输过程中会产生30%的商品级外果，商品级外果直接出售，价格较低，影响果农的收入及种植积极性[5]。市面上冬枣加工制品较少，多以干燥和饮料加工为主，产品附加值不高[6-7]。随着居民消费水平升级，冷链运输、仓储、电商渠道逐步完善，NFC果汁（not from concentrate）为“非浓缩还原汁”，经过过滤、浓缩还原等工艺，最大程度地保留了水果中的营养成分和风味，NFC果汁将在未来几年实现快速增长[8]。目前市场上已有NFC苹果汁、NFC橙汁等产品，但还未有NFC冬枣汁产品，因此发展NFC冬枣汁产品前景广阔。果汁是热敏性食品，尤其是NFC果汁，巴氏杀菌过程极易造成NFC冬枣汁的色泽、生物活性成分的损失[9]。但目前针对冬枣汁在巴氏杀菌过程中品质变化的研究较少。鉴于此，本研究旨在通过分析在巴氏杀菌过程中NFC冬枣汁理化特性、营养及生物活性成分的变化，确定最适的杀菌强度，以获得高品质的NFC冬枣汁产品，提高冬枣的加工附加值，推动冬枣产业从一产向二产、三产方向延续发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜冬枣，购于山东沾化，1 ℃保存。

福林酚、DPPH、2,4,6-三吡啶基-S-三嗪（2,4,6-tri(2-pyridyl)-s-triazine，TPTZ）、L-抗坏血酸标准品、2,6-二氯靛酚，上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醇、草酸、酒石酸钾钠、浓硫酸、氢氧化钠、一水合没食子酸，上海阿拉丁生化科技股份有限公司，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

手持糖度计，ATAGO（爱拓）；HH-4数显恒温水浴锅，江苏省金坛市正基仪器有限公司；STEPHAN UM5破碎机，德国斯蒂芬公司；pHS-3C雷磁pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；UV-1800型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；色差计，北京光学仪器厂；UHT瞬时杀菌机，上海顺仪实验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

冬枣→挑选→清洗→破碎打浆→压榨→均质→脱气→巴氏杀菌→冷却→冬枣汁（4 ℃贮藏）

1.3.2 操作要点

挑选成熟、无腐烂、新鲜的冬枣，用流动的水清洗干净，放入破碎机中先用低速档破碎30 s，后用高速档破碎60 s，破碎完的果浆用两层80目纱布过滤，得到冬枣汁；倒入均质机中20 MPa均质2次；然后旋转蒸发脱气，防止氧化，真空度为0.080～0.087 MPa。得到的冬枣汁进行巴氏杀菌后冷却，置于4 ℃下贮藏备用。

将NFC冬枣汁的巴氏杀菌条件设置为两组：一组为低温长时杀菌，杀菌温度75 ℃，杀菌时间5、10、15、20、25 min；另一组为高温短时杀菌，杀菌温度90 ℃，杀菌时间0.25、0.50、0.75、1.00、1.50 min。所有样品一次性制备完成并放于4 ℃冰箱待测，同时用不经过杀菌处理的冬枣汁作为对照。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 可溶性固形物含量

参照《GB/T 12143—2008饮料通用分析方法》[10]，将果汁充分混匀，用手持糖度计测定。

1.4.2 pH值

用pH计测定冬枣汁的pH值。

1.4.3 总酸含量参照《GB/T 12456—2008食品中总酸的测定》[11]中的pH电位滴定法测定，折算系数以苹果酸计。

1.4.4 色差采用全自动测色色差计测定果汁的颜色，获得L*、a*、b*，平行测定3次。

1.4.5 VC含量

参照《GB/T 5009.86—2016食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》[12]，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。

1.4.6 总酚含量

采用福林酚法测定。吸取1 mL稀释50倍的样品液，加入5 mL水，1 mL福林酚，3 mL、7.5%碳酸钠溶液，于10 mL比色管中混匀，室温避光显色2 h，测定765 nm下的吸光度。以没食子酸标准溶液为参比绘制标准曲线，计算总酚含量（以没食子酸计）[13]。

1.4.7 多糖含量

参照《NY/T 1676—2008食用菌中粗多糖含量的测定》[14]中的方法测定多糖含量。

1.4.8 DPPH清除率

取待测样品0.6 mL，加入0.1 mmol/L DPPH乙醇溶液3.9 mL，混匀后37 ℃避光水浴1 h，517 nm下测定吸光度值。以0.1 g/LVC、0.05 g/L没食子酸作为阳性对照[15]。DPPH自由基清除率计算公式见式（1）。

式中，A0为用蒸馏水代替样品溶液所测吸光度值；A1为被测样品的吸光度值；A2为用无水乙醇代替DPPH溶液所测吸光度值。

1.4.9 Fe2+还原率

取0.1 mL样品稀释液，加入3.9 mL TPTZ工作液（0.3 mol/L醋酸盐缓冲溶液∶10 mmol/L TPTZ溶液∶20 mmol/L FeCl3溶液=10∶1∶1），充分混匀，室温下放置10 min，在波长593 nm下测吸光度。以不同浓度的FeSO4还原力做标准曲线，果汁抗氧化能力表示为FRAP值（mmol FeSO4/L）[16]。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌条件对NFC冬枣汁理化性质的影响

表1 不同杀菌条件对NFC冬枣汁可溶性固形物、总酸及pH值的影响Table 1 Effect of different sterilization conditions on soluble solids,total acid,pH of NFC "Dongzao" jujube juice

由表1可以看出，与对照组相比，不同杀菌条件对NFC冬枣汁理化特性影响不显著，各条件下NFC冬枣汁的可溶性固形物含量、总酸含量及pH值均无显著性差异，这与周笑犁等[17]的研究一致，可能是由于果汁中的可溶性固形物及总酸等物质热稳定性较强，在高温条件下不会发生分解或变性，因此在不同杀菌条件下NFC冬枣汁的理化特性未呈现出显著差异。

2.2 不同杀菌条件对NFC冬枣汁色泽的影响

不同杀菌条件对NFC冬枣汁的色差值L*、a*、b*的影响如表2（见下页）所示。由表2可知，果汁在杀菌过程中，温度对色值变化影响明显，温度越高，色值变化越快。不同的杀菌温度下，L*值随杀菌时间的延长而降低，a*与b*随着杀菌时间的延长而升高，这是由于高温破坏了冬枣汁中的花青素等物质，导致其颜色发生变化，同时果汁发生了Maillard反应，使果汁的非酶褐变增加，影响色泽。△E表明了被测样品与标准品的差别，△E越大，色差越明显，由表2可知，高温短时杀菌的△E更小，说明与低温长时间灭菌相比，高温短时间杀菌由于加热时间较短，花青素等成分受到的破坏相对较小，可以更好地保留冬枣汁原有的色泽，这与胡盼盼等[18]的研究结果一致，冬枣汁中多含花色苷、叶绿素等，这类成分在杀菌过程中极不稳定，加热时间长导致色素物质含量发生变化，造成色泽损失。

表2 不同热杀菌条件对NFC冬枣汁色泽的影响Table 2 Effect of different sterilization conditions on color of NFC "Dongzao" jujube juice

2.3 不同杀菌条件对NFC冬枣汁生物活性成分的影响

酚类化合物是植物生长过程中产生的次级代谢产物，常以酚酸和黄酮类化合物形式存在[19]。VC、多酚、多糖类物质可以通过阻断自由基侵袭或激活体内抗氧化酶，从而有效减少与衰老相关的疾病（癌症、冠心病及其他老年疾病）发生，并延缓皮肤的氧化损伤[20]。NFC冬枣汁中活性成分主要有多酚、VC及多糖等，杀菌条件对冬枣汁活性成分的影响如表3所示。

由表3可以看出，杀菌温度及时间对NFC冬枣汁中VC含量影响较大，随着杀菌时间的延长，冬枣汁中VC含量显著降低（P＜0.05），与低温长时杀菌相比，高温短时杀菌可以更好地保留冬枣汁中的VC；冬枣汁中多酚含量随着杀菌时间的延长呈现降低趋势，与对照组相比，高温短时杀菌1.5 min后多酚损失率为2.89%，而低温长时杀菌20 min后多酚损失率为6.57%。这与赵光远等[21]对浑浊苹果汁杀菌前后酚类物质变化情况测定的结果一致，万鹏等[22]对荔枝汁总酚含量受热处理的变化情况测定时也得到了相似的结果。在本试验中，与低温长时杀菌相比，高温短时灭菌多酚含量降低较少，冬枣汁中更多的多酚物质被保留了下来；多糖由于其结构较为稳定，受高温影响较小，因此在不同杀菌条件下含量未呈显著差异。

表3 不同杀菌条件对NFC冬枣汁生物活性成分的影响Table 3 Effect of different sterilization conditions on bioactive components of NFC "Dongzao" jujube juice

2.4 不同杀菌条件对NFC冬枣汁抗氧化活性的影响

不同杀菌条件下NFC冬枣汁的DPPH清除能力如表4所示。

表4 不同杀菌条件对NFC冬枣汁抗氧化能力的影响Table 4 Effect of different sterilization conditions on antioxidant capacity of NFC"Dongzao"jujube juice

由表4可以看出，随着杀菌时间的延长，冬枣汁DPPH清除率呈现下降趋势，这是由于冬枣汁中各种抗氧化活性成分在高温下受到了破坏，导致其抗氧化活性降低，这个结果与表3中不同杀菌条件下冬枣汁中活性成分含量的变化相对应，且与Maisuthisakul等[23]的研究结果一致。相较于低温长时杀菌，高温短时杀菌对冬枣汁DPPH清除率的影响相对较小，在90 ℃的温度下DPPH清除率均在70%以上，清除自由基能力更强。

FRAP法测定总抗氧化能力的原理是酸性条件下抗氧化物可以还原Fe3+-TPTZ产生蓝紫色的Fe2+-TPTZ，随后在593 nm下测定吸光度，即可作为样品中的总抗氧化能力的指标。不同杀菌条件下NFC冬枣汁的FRAP还原力值如表4所示。由表4可以看出，NFC冬枣汁的FRAP值随着杀菌时间的延长而降低，低温长时杀菌均低于高温短时杀菌，与DPPH自由基清除率变化趋势相同，高温短时杀菌较低温长时杀菌FRAP值更高，受温度影响更小。这进一步说明总抗氧化能力也是和果汁中的生物活性成分存在显著相关性。

3 结论

通过对比两种杀菌处理后NFC冬枣汁的理化成分、色泽、活性成分及抗氧化能力，发现两种杀菌方式对NFC冬枣汁的可溶性固形物、总酸、pH等基本理化指标的影响不显著，两种杀菌方式处理均造成了NFC冬枣汁色泽的损失，但高温短时杀菌的△E值更小，色泽变化更少。同时，对两种处理后的VC、多酚、多糖等生物活性成分进行了测定，发现高温短时杀菌VC和多酚保留率更高，多糖类物质热稳定性较好，变化不显著。通过对两种处理方式抗氧化活性的评价，发现高温短时杀菌的DPPH清除率和Fe2+还原力均好于低温长时杀菌，果汁的抗氧化能力能高。因此，通过对其品质指标的分析评价得出，NFC冬枣汁更适合高温短时杀菌，而杀菌时间越低，果汁的品质保持越好。后期可针对NFC冬枣汁展开具体的功效分析，以及评价其在贮藏期内的稳定性，进一步促进冬枣产业发展。