热杀菌方式对NFC 冬枣汁品质与香气特征的影响研究

路 遥，李 根，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 jujubacv.Dongzao），又名冻枣、雁来红、苹果枣、冰糖枣，鼠李科枣属植物，是我国特有的晚熟食用枣品种[1]。冬枣主要分布于山东、河北等地，其中以山东滨州的“沾化冬枣”最为出名，在鲜食品种中占有重要地位[2]。冬枣中富含各种营养成分，包括人体所需的天冬氨酸、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[3]。冬枣的维生素C 含量极高，每100 g 果肉中可达380～500 mg，是苹果的70 多倍，柑橘的16 倍[4]。此外，冬枣的膳食纤维、黄酮、类胡萝卜素等生物活性成分含量丰富，对高血压、冠心病、动脉粥样硬化等疾病的防治有很大帮助[5-6]。

目前冬枣多用于鲜食，在贮藏运输过程中每年都会产生约30%的无法作为新鲜水果出售的商品级外果，直接出售价格较低，严重影响果农的收入及种植积极性[7]。目前市面上的冬枣加工制品较少，多以干燥产品和加工饮料为主，产品附加值不高[8-9]。非浓缩还原（NFC）果汁作为一种新兴的果汁类产品，既保留了天然风味，又含有丰富的营养，同时还大大提高了水果产品的附加值，目前在欧美和日本市场盛行[10]。随着居民消费水平的升级，消费结构的改变以及果汁类产品冷链运输、仓储、电商渠道的逐步完善，NFC 果汁将在未来几年快速增长[11]。目前市场上已有NFC 苹果汁、NFC 橙汁等产品，尚未有NFC 冬枣汁，所以NFC 冬枣汁生产具有广阔的前景[12-13]。但由于冬枣汁热敏性较高，传统的杀菌方式极易造成色泽和挥发性成分的变化，使品质降低[14]，目前有关巴氏杀菌参数对冬枣汁品质及香气特征影响的报道较少，鉴于此，本研究探究了巴氏杀菌参数对NFC 冬枣汁理化品质及香气特征的影响，对比了低温长时和高温短时巴氏杀菌NFC 冬枣汁的品质差异，旨在确定更适合NFC 冬枣汁加工的杀菌方式，开发出品质更好的NFC 冬枣汁产品。

1 材料及方法

1.1 材料与试剂

新鲜‘沾冬2 号’冬枣，九成熟，购于山东沾化，4 ℃保存。

福林酚，分析纯，北京索莱宝科技有限公司；2-辛醇，色谱纯，德国默克公司；2,6-二氯靛酚，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醇、浓盐酸、氢氧化钠、一水合没食子酸、草酸、氯化钠，均为分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-4 数显恒温水浴锅，江苏省金坛市正基仪器有限公司；手持糖度计，ATAGO（爱拓）；UM5 破碎机，德国STEPHAN 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；TRACE ISQ 气相色谱-质谱联用仪，美国赛默飞科技公司；C200 嗅闻仪，德国GERSTEL科技公司；TC-PⅡG 型全自动测色色差计，北京光学仪器厂；顶空固相萃取头，SPME Fiber Assembly：DVB/CAR/PDMS，Autosampler，德国默克公司。

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→杀菌→冷却→NFC 冬枣汁

1.3.2 操作要点

挑选成熟、无腐烂、新鲜的冬枣，用流动的清水洗净，放入破碎机中破碎，破碎完的果浆经纱布过滤，得到冬枣汁；后经均质、杀菌、冷却后，置于4 ℃下贮藏备用。

将NFC 冬枣汁的巴氏杀菌条件设置为三组：一组为低温长时杀菌工艺，杀菌温度75 ℃，杀菌时间30 min；另一组为高温短时杀菌，杀菌温度90 ℃，杀菌时间30 s；第三组不经过杀菌处理，作为对照。所有样品一次性制备完成并放于4 ℃冰箱待测。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 常规理化指标

可溶性固形物（SSC）含量采用折射仪法测定；可滴定酸（TA）含量采用酸碱滴定法测定；多酚含量采用福林酚法测定；多糖含量采用NY/T 1676—2008 食用菌中粗多糖含量的测定中苯酚硫酸法进行测定。

1.4.2 色差

采用色差计测定果汁的颜色，获得L*、a*、b*值（CIE表色系统），平行测定3 次[15]。

1.4.3 总酚含量

参考Daniela 等[16]的福林-肖卡法测定。

1.4.4 挥发性成分

采用气相色谱-质谱联用仪对苹果汁的挥发性成分进行测定[17]。

样品处理：量取5 mL 样品于顶空进样瓶中，加入1 g氯化钠，进样瓶40 ℃平衡30 min，将老化处理过的萃取头插入进样瓶中，顶空吸附30 min，解吸。

气相色谱与质谱条件：TG-WAXMS 色谱柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序为起始温度40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min 升温至150 ℃，保持2 min，最后以8 ℃/min 升温至250 ℃，保持5 min；载气为氦气，流速1.2 mL/min，压力7.652 2 psi；进样量1 μL；不分流。电子电离离子源：电子能量70 eV，扫描范围m/z35～450，0.2 scans/s；传输线温度280 ℃，离子源温度280 ℃。

NIST MS search 2.0 负责数据采集及分析，CAS 号及配比度确定风味物质；采用内标法对各挥发性成分进行定量，内标为2-辛醇。

1.4.5 嗅闻分析

使用嗅闻仪对NFC冬枣汁香气成分进行嗅闻分析[18]。

GC-O 条件：TG-WAXMS 色谱柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）；流速1.45 mL/min；输出温度250 ℃；出口温度200 ℃。

嗅闻分析：由10 名工作人员（5 男5 女，年龄范围在20～40 岁之间）组成，提前对其进行培训，掌握操作技能及冬枣汁香气专业词汇描述方式，进行嗅闻分析。香气强弱用4 个等级表示，分别为无、弱、中、强。嗅闻过程中记录保留时间、强度值和香气描述三个指标。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2019 处理数据并做图，每组数据平行测定3 次，结果表示为平均值±标准偏差。利用IBMSPSS Statistics 25 进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁理化性质的影响

由表1 可以看出，不同杀菌方式对NFC 冬枣汁pH、总酸、可溶性固形物及多糖含量均无显著影响（P＜0.05），这是由于NFC 冬枣汁中的pH、总酸、可溶性固形物的成分及多糖成分热稳定性较强，高温处理不会使其含量发生明显变化，这与周笑犁等[19]的研究结果一致。

表1 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁理化性质的影响Table 1 Effect of different sterilization conditions on physical and chemical properties of NFC winter jujube juice

多酚类化合物中有许多成分对高温比较敏感，在灭菌过程中易受高温而分解[20]，进而导致NFC 冬枣汁中总酚含量降低，赵光远等[21]在研究浑浊苹果汁杀菌前后多酚含量变化时也得出相同的规律。在本试验中，与低温长时杀菌方式相比，高温短时杀菌的冬枣汁由于其热处理时间短，多酚类物质受到的破坏较小，因此其多酚含量显著高于低温长时工艺的冬枣汁。

2.2 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁色泽的影响

不同杀菌方式对NFC 冬枣汁的色差值L*、a*、b*的影响如表2 所示。由表知，冬枣汁在经过杀菌之后，其L*值显著降低，a*值及b*显著升高，这表明杀菌会使冬枣汁亮度降低，同时颜色也会发生从绿色向黄色的转变。

表2 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁色泽的影响Table 2 Effect of different sterilization conditions on color of NFC winter jujube juice

ΔE表明了被测样品与对照组的差别，ΔE越大，色差越明显[3]。与低温长时相比，高温短时杀菌的ΔE较小，说明高温短时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[22]的研究结果一致。

2.3 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁挥发性物质的影响

由表3 可知，高温短时杀菌冬枣汁样品中香气成分总含量最高，达到129.01 mg/L，对照组次之，为108.84 mg/L，而低温长时杀菌冬枣汁的香气成分总含量最低，仅有18.95 mg/L。醛类物质是NFC 冬枣汁中含量最高的香气成分，占冬枣汁总香气成分的43%～83%。不同杀菌处理的NFC 冬枣汁中共检测出45 种香气成分，其中低温长时杀菌检测出29 种，高温短时杀菌测出32 种，对照检测出33 种。分析其原因是高温使NFC 冬枣汁中一些香气物质分子运动更加剧烈，从而可以更好地释放出来，导致其含量上升，但高温同时会使一些热稳定性较差的香气物质受到破坏，因而导致杀菌后冬枣汁中香气物质种类降低，与低温长时灭菌相比，高温短时灭菌由于其热处理时间较短，热敏性香气物质受热作用时间相对较少，受到的破坏更少，因此可以更好地保留冬枣汁中原有的香气成分[23]。

表3 不同杀菌方式对NFC 冬枣汁香气成分的影响（mg/L）Table 3 Effect of different sterilization conditions on aroma components of NFC winter jujube juice(mg/L)

续表

与对照相比，经过高温短时灭菌后，冬枣汁中正己醛及2-己烯醛等一些物质得到更好的释放，使其含量有所上升，冬枣汁的典型香气更加浓郁，而苯甲酸乙酯、月桂酸乙酯等一些酯类物质含量则有所下降。而低温长时杀菌工艺由于其热处理时间长，大部分香气物质挥发掉，导致其含量大幅度降低，同时长时间的热处理也会导致枣汁产生一些不良风味，使枣汁品质下降。

目前针对NFC 冬枣汁香气成分的研究鲜有报道，针对冬枣香气成分的研究也相对较少，蒲云峰等[24]发现南疆冬枣的主要香气为酯类及烷烃类物质。沈静[25]对不同干制方式的冬枣香气成分进行了研究，发现干制冬枣中主要的香气成分为挥发酸及醛类物质。本研究表明冬枣汁中主要香气成分为醛类和酯类物质，含量分别为12.38～107.64 mg/L 和0.82～36.25 mg/L，而烷烃类及挥发酸类物质相对较少，与上述研究存在差异之处，分析其原因可能是由于冬枣的种类及处理方式的不同所导致。

2.4 不同杀菌方式的NFC 冬枣汁嗅闻分析结果

不同杀菌方式冬枣汁的嗅闻结果如表4 所示，冬枣汁中共嗅闻到8 种香气物质，归纳其主要香气特征为果香、甜香、青草香3 种，高温短时灭菌的冬枣汁中香气种类最多、强度最高，对照组次之，低温长时灭菌的冬枣汁最差，冬枣汁中呈现青草味的2-己烯醛和正己醛香味较为明显，这与GC-MS 的测定结果一致。

表4 不同杀菌方式冬枣汁嗅闻分析结果Table 4 The result of GC-O in winter jujube juice with different sterilization methods

3 结论

目前国内外关于NFC 冬枣汁的研究相对较少，针对不同热杀菌方式对NFC 冬枣汁品质影响的研究更是罕有报道，本文以沾化冬枣为原料，研究了低温长时与高温短时两种杀菌方式对NFC 冬枣汁品质及香气成分的影响，通过对比两种不同杀菌方式处理后NFC 冬枣汁的理化成分、色泽及香气特征，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会导致NFC 冬枣汁色泽的损失，但高温短时灭菌的ΔE值更小，色泽变化更小。同时对不同杀菌方式的NFC 冬枣汁香气成分进行分析，结果表明NFC 中主要的香气成分为醛类和酯类物质，其中2-己烯醛和正己醛的含量最高，与低温长时灭菌相比，高温短时灭菌可以更好地保留冬枣汁原有的香气特征。因此，通过对其理化指标及香气特征的分析评价得出，NFC 冬枣汁更适合采用高温短时巴氏杀菌工艺，经过高温短时灭菌生产出的冬枣汁更易受到消费者们的喜爱。