加工工艺对荔枝汁风味物质影响的研究进展

林冰君，李湘銮，张远红，陈椰娜，黄树雄， 黄桂颖，姜 浩

（1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室，广东广州 510225；2.农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室，广东广州 510225；3.广东亨盛维嘉食品工业有限公司，广东潮州 515700；4.佛山市顺德区百辉食品有限公司，广东佛山 528322）

荔枝（Litchi Chinese Sonn）属无患子科（Sapindaeeae），广泛分布于热带亚热带地区，是我国岭南特色水果之一，素有“果中珍品”之美称，并且中外闻名[1]。虽然新鲜荔枝营养丰富，香气浓郁，果肉香甜多汁，但荔枝采收后极易出现果皮失水褐变、果肉腐烂变质的现象，常温贮藏时间一般少于3 d。因此，将其加工成荔枝汁具有很大的生产潜力，可用于研制饮料、发酵乳、果酱、果冻等产品[2-6]。既能解决荔枝鲜果保质期短的问题，也可以提高其附加值。荔枝汁风味除了与其荔枝果实风味有关，还与其加工工艺密切相关。因此，概述了荔枝汁风味研究现状，以及酶解、超滤、杀菌、浓缩、发酵等工序对荔枝汁风味影响的研究进展，旨为荔枝汁加工提供理论基础。

1 荔枝汁风味的研究现状

芳香物质是果汁风味的重要评价指标。我国早在20 世纪90 年代开始研究荔枝的香气成分，荔枝鲜汁中挥发性风味成分十分丰富，由醇类、醛类、烯类、酯类和酸类化合物等组成，相对含量较高的主要是醇类、醛类、烯类[7]。香气成分在一定程度决定了荔枝汁的香气特征，由表1 可知，荔枝的香味由花香、果香、坚果香、酒香等组成，如香叶醇、β -月桂烯、乙酸异戊酯等。

荔枝汁的特征香气物质及其描述见表1。

表1 荔枝汁的特征香气物质及其描述

荔枝品种多样，有糯米糍、桂味、妃子笑、黑叶等几十个品种。荔枝的风味组成和含量因其品种不同而有明显差异，除了共有成分，每个品种也具有独特的香气成分。郝菊芳等人[17]研究表明，妃子笑、黑叶、白蜡、玉荷包、荔枝王中分别含有58，57，47，39，28 种香气成分，其中芳樟醇、柠檬烯、1 -甲氧基-2 -丙醇、乙偶姻、3 -甲基-2 -庚醇、1 -庚烯-3 -醇、2 -乙基-2 -丁烯醛、β -蒎烯、巴伦西亚桔烯等是5 个荔枝品种共有的主要香气成分。徐禾礼等人[18]研究表明，槐枝、妃子笑、黑叶、桂味、糯米糍、玉荷包、挂绿中鉴定出的香气成分分别为34，31，25，25，24，23，23 种，其中芳樟醇、柠檬烯是这7 个荔枝品种的共有的香气成分。范妍等人[19]研究表明，岭丰糯、糯米糍、怀枝中分别含有44，34，31 种香气成分，3 个品种荔枝共有的香气成分有13 种，分别是β -香叶烯、伞花烯、D -柠檬烯、β -罗勒烯、2 -蒈烯、β -香茅醇甲醚、橙花醇甲醚、1-甲氧基-3,7-二甲基-2,6 -辛二烯、古巴烯、β -榄香烯、石竹烯、α -石竹烯、δ -杜松烯。由于荔枝的出产地、成熟状态、检测方法有很大不同。因此，荔枝品种对荔枝汁风味具有一定影响。

2 加工工艺对荔枝汁风味的影响

酶解、超滤、杀菌工序对荔枝汁风味有一定的影响。这是因为荔枝果实所含的酯类、醇类、醛类、酸类等挥发性香气成分，容易在受热或在酶的作用下分解。尤其在加热处理过程中，高温会破坏果汁中热敏性物质，会导致荔枝汁香味物质大量损失，同时会出现明显的“煮熟味”，导致荔枝果汁的风味劣化。熟异味的关键成分主要是二甲基硫、次甲基、二甲基三硫醚、二甲基二硫醚、3 -甲基丁醛和2,4 -二硫戊环[20]，通常呈现为煮熟的卷心菜、马铃薯、洋葱和大蒜味，对产品质量产生显著的负面影响。

2.1 酶解

酶解是现代果汁生产不可或缺的部分。荔枝中含有大量的果胶和纤维素等物质，而果汁中风味成分除了部分是以游离状态存在，还有部分是与糖类键合成挥发性差的糖苷类物质，影响其风味。通过酶解方式，可有效分解植物细胞壁，不仅促进细胞内汁液流出，而且促使小分子的挥发性化合物逸散并释放糖苷的部分键合态芳香成分，可改善因加工造成的风味物质损失[21]。然而，不同酶对荔枝汁的酶解效果有所不同。研究表明，相比于半纤维素酶，β -葡萄糖苷酶对妃子笑荔枝汁的酶解效果更好，且2 种酶复配使用释放的香气成分的种类和含量显著多于单一酶的处理，经酶解后醇类、烯类、酸类、醛类等化合物的含量都有所增加，酶的复配使用可提升果汁产量和质量[13]。另外，漆酶在果汁澄清中具有较好的应用潜能[22]，Yin L 等人[23]将纯化的漆酶用于荔枝果汁的澄清，经漆酶处理后，荔枝果汁的澄清度显著增加。除此之外，采用物理技术辅助酶解逐渐成为新的研究热点。范琳琳等人[24]利用超声与复合酶产生协同效应，加速原料组织结构的破坏，增强酶解效果可提高黑莓清汁的制备效率，改善果汁的风味。

2.2 超滤

超滤是果汁工业加工中的一个重要步骤。传统的工艺和设备获得的荔枝汁具有煮熟味浓、易褐变、易混浊等缺点。对此不少学者采用超滤技术对荔枝果汁进行澄清，使果汁清澈稳定并有较好风味，无外加澄清剂所引入的异味。陈穗等人[25]将荔枝汁通过聚砜中空纤维膜进行超滤处理，去除了果汁中的果胶、蛋白质和酚类物质等易引起褐变及后混浊的成分，使果汁澄清透明还有效去除煮熟味，较大程度地保持原有荔枝的风味。何煦等人[26]采用50 kDa 的聚醚砜膜，在压力0.3 MPa，转速800 r/min 的条件下将荔枝全果（去除果核）匀浆进行超滤，经白砂糖和柠檬酸钠进行调配后，得到具有酸甜适中、多酚含量高的荔枝全果功能型饮料。郑佳俐[27]采用无机陶瓷膜超滤荔枝汁，所得荔枝汁风味清香纯正，无煮熟味，在提升澄清度的同时，在保质期内也无浑浊和沉淀现象的发生，具有良好的稳定性。但有研究表明，由于随着超滤膜孔径的减小，使得孔数多，表面积大增大且处理时间延长，导致超滤膜吸附更多的风味物质。荔枝汁经超滤后香气成分总含量显著降低，200 nm 超滤膜对香气成分保留率高于50 nm超滤膜[13]。因此，应根据产品要求选择合适的超滤技术，防止香气物质的过分流失。

2.3 灭菌

杀菌是荔枝汁加工过程中非常重要的工序之一。传统的热力杀菌如超高温瞬时灭菌、巴氏灭菌、沸水灭菌等容易使热敏性的风味物质受损。其中，巴氏杀菌对荔枝汁香气的影响最大，呈现明显的蒸煮味，并且果肉因热聚集出现分层现象。此外，郝菊芳[13]研究表明，荔枝汁经超高温灭菌处理后醇类、酯类和烯类化合物的含量均受到不同程度的影响，其中醇类物质的损失最大可达48.06 %，且其中的典型香气成分香叶醇和香茅醇损失较严重。徐玉娟等人[28]研究表明荔枝汁中烯类物质是重要的呈香成分，热处理后损失22.7%。因此，采用非热杀菌技术进行处理，既能实现灭菌的目的，又能最大程度地保留风味物质和营养成分，如高压脉冲电场技术、超高压技术、超临界CO2技术、甲基二碳酸盐联合乳酸链球菌素技术。

非热杀菌技术的作用原理见表2。

表2 非热杀菌技术的作用原理

高压脉冲电场杀菌技术与传统的热力杀菌相比无需加热，具有加工温度低、加工时间短、不污染环境、灭菌效果较好等特点，同时还对产品的色、香、味和营养成分影响较小，可以最大限度地维持果汁的新鲜度，延长货架期。郝菊芳[13]研究表明，经高压脉冲电场灭菌后的荔枝汁香气成分损失仅为20.5%。方婷等人[33]研究表明，冷冻浓缩可以降低体系温度和电导率，更有利于荔枝汁在高压脉冲中的灭菌效果。

超高压技术不仅可以保证果汁微生物安全性，还能够保持与鲜汁一致的营养品质和风味。国内外的研究者也将该项技术运用于荔枝汁的杀菌处理。徐玉娟等人[28]研究表明超高压处理对于荔枝果汁有很好的杀菌效果，能一定程度地钝化酶的活性，对香气成分影响较小，其中壬醛和香叶醛这2 种荔枝典型的香气物质损失较小，而经超高压处理后芳樟醇含量略有下降，可能与萜甙在热的作用下进一步水解释放出游离态萜烯类物质有关。Phanchaisri C 等人[34]利用食品超高压技术，在200 MPa 和20 ℃下加压10 min 不仅能有效杀灭细菌，还能更有效地保留荔枝汁的果香酯类挥发性物。李维[35]通过分析对比氮气置换联合超高压处理前后的混合果汁的香气成分，结果表明超高压处理后的荔枝混合果汁的香气种类及含量均显著增加，且荔枝混合果汁经氮气置换联合超高压处理，使得初始溶解氧量得以高效降低，果汁香气组分不受影响且在贮藏期间流失较少。

超临界CO2技术的主要优势是操作成本较低、安全性较高。其处理的果汁在感官上与鲜果汁相似，其营养价值和理化特性非常接近未加工的鲜果汁。Guo M 等人[36]研究表明与传统的高温（90 ℃）短时处理的荔枝汁相比，使用超临界CO2装置处理（8 MPa、36 ℃、2 min）可以有效地保护荔枝汁的色泽和多酚含量，并有效增加总氨基酸的含量，较好地保证荔枝汁的风味，超临界CO2技术处理可作为传统热处理的有效替代方法之一。

DMDC 成本低、操作简单安全，且不影响产品的口味、气味和色泽的特点。但部分乳酸菌对DMDC 的耐受性较强，单独使用DMDC 对新鲜果汁进行灭菌时，通常达不到杀菌效果[37]。Nisin 能有效杀死或抑制大多数革兰氏阳性菌，尤其对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用[32]。Guo H 等人[38]研究表明，DMDC 联合Nisin 对荔枝汁中常见的大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和肠膜状明串珠菌3 种污染菌有很好的杀菌作用，其杀菌效果近似热杀菌处理（95 ℃，1 min），且经DMDC 联合Nisin 处理的荔枝汁的感官效果较好。因此，DMDC 联合Nisin 是一种经济、有效的荔枝汁非热杀菌技术。

2.4 浓缩

果汁的浓缩是采用物理分离方法将鲜果汁中一定比例的水分去除。浓缩荔枝汁降低其水分活度，可以抑制微生物的生长，便于贮运。常规热加工浓缩工艺如真空薄膜浓缩、普通或高真空旋转蒸发浓缩和真空微波干燥浓缩等对荔枝汁进行浓缩，往往会使荔枝汁丧失大部分挥发性风味物质，产生明显异味并发生褐变和营养成分的损失[39]。对此采用非热加工浓缩技术，如结冰解冻浓缩和冷冻干燥浓缩可较好地解决这些问题，有效保持果汁该有的品质。其原理是把稀溶液降温至水的冰点（凝固点）以下，使得部分水冻结成冰晶，再把冰晶分离出去从而得到浓缩液。与传统热浓缩相比，由于冷冻浓缩在低温下进行，主要通过去除体系中结冰的水而达到浓缩效果[40]，有效抑制了果汁内的生化反应，保留了果汁的挥发性和热敏性成分，也有效减少微生物的增殖[41]。叶丽珠[42]研究表明，采用冷冻浓缩方法生产的浓缩荔枝汁，既能避免煮熟味，又能更好地保持果汁特有风味和颜色。赵芳等人[43]采用结冰-解冻浓缩法生产浓缩汁，研究发现该浓缩方法保留了大量的挥发性风味物质，有效保持荔枝汁风味的稳定。此外，浓缩处理也是进一步生产高品质产品的基础。朱云婷等人[44]研究发现，荔枝汁经冷冻浓缩再发酵酿造出的荔枝酒，果香浓郁甜润、口感醇厚饱满。因此，采用非热加工的浓缩技术对保持荔枝汁相关产品的品质至关重要，也将是未来的研究方向。

2.5 发酵

发酵在荔枝汁的生产中也占有重要地位。这是由于荔枝本身含糖量较高，非常适合微生物发酵和开发各类风味饮品。荔枝果汁进行发酵处理后，不仅提升荔枝果汁的口感和风味，也具有益生菌的保健功能。不同接种菌会影响荔枝汁的风味。刘国明等人[8]分别在黑叶、禾荔、妃子笑荔枝果肉中，接种乳酸菌复合菌种（如双歧杆菌BB-12、植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、干酪乳杆菌）生产荔枝发酵饮料，其研究结果表明香茅醇、乙醇、及顺式玫瑰醚3 种香气成分在黑叶品种的荔枝发酵饮料中含量较为丰富，显著多于禾荔和妃子笑2 个品种的荔枝发酵饮料。胡珊等人[45]从荔枝果肉中筛选的荔枝内生肠膜明串珠菌接种荔枝果汁，其发酵果汁具有浓郁的荔枝清香，感官评分显著高于植物乳杆菌发酵的荔枝汁。邹颖等人[46]以鲜榨荔枝汁为原料，分别对其进行干酪乳杆菌及3 种酵母菌（BO213、D254、EC1118）的复合发酵，研究表明相较于单独发酵过程，复合发酵过程显著优化荔枝汁的风味。因此，未来应根据荔枝品种和发酵菌种的特点，选择合适的复合菌种生产荔枝发酵饮料，充分利用荔枝汁的挥发性香气成分。

3 结语

荔枝是我国南方的特色水果，因其营养品质和特殊风味而备受青睐。由于其丰产期集中、贮藏时间短、果实极易腐烂等特点，荔枝产品的开发势在必行。荔枝汁可用于制备饮料、果酱、果冻等，从而增加产品的附加值。香气是影响荔枝汁风味的重要因素，也是影响消费者接受度的重要品质。目前，荔枝的特征挥发性物质已经被鉴定和定量，但是对荔枝挥发性物质的合成途径和前体验证的研究仍然十分有限。不同加工工艺生产的荔枝汁存在差异，如何通过优化加工关键控制点来提升荔枝汁风味和有效避免挥发性风味物质的损失，仍需进一步探究。