超高壓處理對(duì)甜橙果肉品質(zhì)的影響

魏 煒，王 華,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶 400712）

超高壓處理對(duì)甜橙果肉品質(zhì)的影響

魏 煒1,2，王 華1,2,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶 400712）

對(duì)精制后的甜橙果肉進(jìn)行不同壓力（100～500 MPa）的超高壓處理，結(jié)果表明：處理前后果肉色澤變化不明顯（ΔE*＜2）。用電子鼻測(cè)得保壓10 min時(shí)壓力對(duì)揮發(fā)性成分的影響很小，而在保壓20 min、壓力大于400 MPa條件下影響則較為明顯。VC含量隨著壓力和保壓時(shí)間的增加逐漸降低，500 MPa時(shí)其保留率分別為95.27%（10 min）和85.92%（20 min）。總類胡蘿卜素得率及總酚、總黃酮、橙皮柑和蕓香柚皮苷含量隨著壓力和時(shí)間的增加均呈不同的增加趨勢(shì)，分別提高了66.53%、36.04%、32.74%、25.61%和8.74%。結(jié)論：超高壓處理對(duì)甜橙果肉感官品質(zhì)影響很小，能最大限度降低VC的損失率，且能顯著提高其總類胡蘿卜素得率和總酚、總黃酮、橙皮苷及柚皮苷的含量。

甜橙果肉；超高壓；品質(zhì)

甜橙果肉是橙汁加工中的主要副產(chǎn)物之一，按產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品的組織形態(tài)不同，將柑橘類果肉分為柑橘汁胞、柑橘果肉和柑橘細(xì)漿三類。研究發(fā)現(xiàn)果肉中富含VC、類胡蘿卜素、酚類及黃酮類化合物等活性成分[1-4]，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)果肉飲料、甜橙果醬、果糕、果丹皮、膳食纖維等多種產(chǎn)品，同時(shí)也是制作糖漿和發(fā)酵產(chǎn)品的基質(zhì)。果肉的回收可實(shí)現(xiàn)原料的分層次資源化利用，減少環(huán)境污染。

超高壓是在100～1 000 MPa的極高靜壓環(huán)境中保壓一定時(shí)間，使細(xì)胞形態(tài)和氫鍵、離子鍵、疏水鍵等非共價(jià)鍵發(fā)生變化，達(dá)到殺菌、鈍化以及物料改性的目的[5-6]。近來(lái)已有研究學(xué)者將超高壓用于藍(lán)莓、草莓、橙汁等果蔬及其制品的滅菌處理，發(fā)現(xiàn)超高壓可有效減小處理過程中色澤、營(yíng)養(yǎng)成分等品質(zhì)的變化，最大限度的保留食品天然風(fēng)味[7-11]。但超高壓處理柑橘果肉的研究鮮有報(bào)道，本研究以夏橙果肉為研究對(duì)象，分析其色澤、揮發(fā)性成分及類胡蘿卜素、黃酮等功能性成分在不同壓力和保壓時(shí)間下的變化，從而為甜橙果肉的貯藏提供科學(xué)的超高壓處理?xiàng)l件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

夏橙采購(gòu)自重慶市長(zhǎng)壽區(qū)長(zhǎng)壽湖果園，果肉經(jīng)螺旋精制機(jī)過濾后獲得。

抗壞血酸、沒食子酸、甲醇、石油醚、一縮二乙二醇（均為分析純） 成都科龍化工試劑廠；氯化鈉、草酸 重慶川東化工有限公司；丙酮 上海化學(xué)試劑公司；冰乙酸 重慶化學(xué)試劑公司；碳酸鈉 上海虹光化工廠；氫氧化鈉 西隴化工股份有限公司；2,6-二氯靛酚 莊信萬(wàn)豐集團(tuán)；福林酚 北京索萊寶科技有限公司；橙皮苷、蕓香柚皮苷（純度均≥95%） 德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司；甲醇（色譜純） 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

2L-5L移動(dòng)框架式全自動(dòng)超高壓處理設(shè)備 溫州貝諾機(jī)械有限公司；Color i5色差儀 美國(guó)Gretag Macbeth公司；α-gemini電子鼻系統(tǒng) 法國(guó)Alpha.Mos公司；超聲波清洗設(shè)備 上海超聲波儀器廠；UltiMateTM3000高效液相色譜儀 美國(guó)戴安公司；TU1901紫外分光光度計(jì)北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；VFD-2000真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；Unicen MR臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Herolab公司；R152旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀瑞士Buchi公司。

1.3 方法

1.3.1 超高壓處理

將包裝好的樣品（80 g鮮果肉/袋，真空包裝）置于高壓容器內(nèi)，采用100、200、300、400、500 MPa壓力分別處理10 min和20 min，以常壓下未處理的樣品為空白組，所有樣品貯藏于4 ℃條件下，盡快完成各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。

1.3.2 色澤分析

采用色差分析儀，測(cè)定10組平行。色澤是橙汁和果肉的一項(xiàng)重要感官指標(biāo)，測(cè)定色澤的參數(shù)主要有亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*、飽和度C*值以及通過公式（1）計(jì)算得到的總色差（ΔE*）。

1.3.3 電子鼻檢測(cè)揮發(fā)性物質(zhì)

以高純度干燥空氣為載體，流速150 μL/min，數(shù)據(jù)采集時(shí)間100 s，清洗時(shí)間300 s，進(jìn)樣體積1 000 μL，注射針溫度40 ℃，樣品1.2 g，測(cè)定12組平行。

1.3.4 VC含量的測(cè)定

參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8210－1987《出口柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》中的2,6-二氯靛酚滴定法[12]。

1.3.5 總類胡蘿卜素的提取與含量測(cè)定

稱取0.3 g甜橙果肉凍干粉（經(jīng)冷凍干燥并粉碎的果肉粉，以下簡(jiǎn)稱凍干粉），加入15 mL的提取劑（石油醚與丙酮體積比1∶2），置于超聲清洗器中，保持提取溫度35 ℃，提取3～4次至提取液無(wú)色，每次提取6 min。合并提取液后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（40 ℃）旋轉(zhuǎn)至盡干，用石油醚重新溶解并定容，于波長(zhǎng)440 nm處用紫外分光光度計(jì)比色，利用公式（2）計(jì)算果肉總類胡蘿卜素的含量。

1.3.6 總酚與總黃酮的提取與含量測(cè)定

1.3.6.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

總酚：準(zhǔn)確稱取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品0.020 0 g，精確至0.000 1 g，用水溶解并定容到100 mL，得0.2 mg/mL的母液。精密吸取母液0.25、0.50、0.75、1.0、1.25、2.5 mL于10 mL容量瓶中，加入0.5 mL福林-酚試劑，搖勻后加入4 mL 4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，并用蒸餾水定容，室溫下反應(yīng)2 h后于波長(zhǎng)765 nm處測(cè)吸光度，得線性方程和相關(guān)系數(shù)見表1。

總黃酮：參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》附錄G[13]。所得線性方程及相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 幾種物質(zhì)的線性方程及相關(guān)系數(shù)Table1 Linear equations and correlation coefficients of several compounds

1.3.6.2 樣品中總酚與總黃酮的提取與測(cè)定

提取：稱取0.5 g凍干粉，加入20 mL的80%甲醇，在45 ℃條件下超聲提取40 min，4 500 r/min離心10 min后取上清液，提取3～4次后合并上清液，并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（40 ℃）至1 mL左右，再用蒸餾水洗滌定容至50 mL。

總酚的測(cè)定：采用福林-酚法。在0.2 mL提取液中加入0.5 mL福林試劑，再加入4.0 mL的4.0 g/100 mL Na2CO3溶液，混勻后室溫反應(yīng)2 h，同時(shí)用等量蒸餾水作空白調(diào)零，波長(zhǎng)765 nm處測(cè)吸光度。從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出提取液中的總酚含量。

總黃酮的測(cè)定：取5.0 mL提取液于具塞試管中，加5.0 mL一縮二乙二醇，搖勻后加入0.1 mL的4 mol/L NaOH溶液，同時(shí)取一份等量的提取液，按上述步驟不加NaOH溶液，作為空白調(diào)零。將上述試管置于40 ℃水浴保溫10 min，冷卻后波長(zhǎng)420 nm處測(cè)吸光度。從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出提取液中總黃酮的含量。

1.3.7 液相檢測(cè)橙皮苷與蕓香柚皮苷

檢測(cè)條件：色譜柱為艾杰爾Venusil MP C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流動(dòng)相為1%冰乙酸與甲醇體積比為60∶40，流速1.000 mL/min，進(jìn)樣量20.000 μL，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為283 nm。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分別準(zhǔn)確稱取0.018 0 g和0.001 8 g的橙皮苷和蕓香柚皮苷，溶于10 mL純甲醇中備用。將以上母液分別稀釋成0.5、5、20、40、80、100 μg/mL和0.5、5、20、40、60 μg/mL的稀釋液，其中溶劑配成的最終比例為40%甲醇。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，其線性方程和相關(guān)系數(shù)見表1。

樣品準(zhǔn)備：將1.3.6節(jié)合并后的提取液直接用80%甲醇定容至100 mL，再用高速冷凍機(jī)10 000 r/min離心10 min，取2.0 mL上清液，同時(shí)加入2.0 mL純水，過0.45 μm濾膜于進(jìn)樣瓶中，按以上檢測(cè)條件進(jìn)行定量測(cè)量。記錄峰面積并分別從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出提取液的橙皮苷和蕓香柚皮苷含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

電子鼻數(shù)據(jù)由附帶的Alpha Soft V12.42軟件進(jìn)行處理分析，其余數(shù)據(jù)均采用Excel軟件統(tǒng)計(jì)處理，采用Turkey法進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05），結(jié)果用 ±s表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 色澤分析

表2 不同超高壓處理?xiàng)l件下果肉的色澤參數(shù)值Table 2 Color parameter values of orange pulp under different UHP treatmennttss

由表2可知，在此壓力范圍內(nèi)其總體變化趨勢(shì)是隨著壓力的增大，亮度值L*、黃藍(lán)值b*和飽和度C*值稍有增加，而紅綠值a*則有所降低。Francis等[14]以ΔE*=2作為分辨界限，當(dāng)ΔE*≤2時(shí)，色澤的變化在視覺上無(wú)法察覺。只有500 MPa（20 min）的ΔE*＞2，說明此壓力范圍內(nèi)的超高壓處理對(duì)果肉色澤幾乎沒有影響。

韓燕等[15]對(duì)橙汁色澤參數(shù)與其主要成分進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素和VC與色澤參數(shù)呈顯著正相關(guān)。而高壓處理會(huì)一定程度的降解VC和類胡蘿卜素，這可能因?yàn)槌邏旱奈锢碜饔脮?huì)使類胡蘿卜素異構(gòu)體發(fā)生順式異構(gòu)化，甚至降解為小分子片段，因此果肉色澤的紅色值會(huì)降低[16]。

2.2 電子鼻檢測(cè)揮發(fā)性成分的變化

圖1 電子鼻檢測(cè)不同處理?xiàng)l件下PCA、SQC數(shù)據(jù)分析Fig.1 PCA, DFA and SQC data analyses of orange pulp under different UHP treatments based on electronic nose

超高壓處理會(huì)降低或激活某些酶的活性，而且通過體積減小會(huì)導(dǎo)致香氣反應(yīng)前體物濃度加大，進(jìn)而改變香氣物質(zhì)的種類和濃度，但是對(duì)不同品種的果蔬有不同的影響效果[17]。由圖1可知，分別是0～500 MPa處理10、20 min后基于電子鼻檢測(cè)的PCA和SQC分析圖。從PCA圖可看出，各壓力處理10 min后與空白組不能很好的區(qū)分，而保壓20 min、壓力大于200 MPa時(shí)樣品組與空白組的區(qū)分度為39～61，能有效分開。同時(shí)經(jīng)以空白組為標(biāo)準(zhǔn)的SQC分析發(fā)現(xiàn)，保壓10 min的各個(gè)樣品組均在可接受范圍（灰色區(qū)域內(nèi)），保壓20 min時(shí)除了400 MPa和500 MPa投影在灰色區(qū)域外，其余樣品組也均在可接受范圍。說明此壓力范圍內(nèi)處理10 min對(duì)甜橙果肉的揮發(fā)性成分影響很小，而處理20 min且壓力大于400 MPa時(shí)果肉的揮發(fā)性成分與空白組差異較大。

2.3 超高壓對(duì)果肉主要功能性成分的影響

2.3.1 對(duì)VC保留率的影響

表3 不同處理?xiàng)l件下甜橙果肉的VC保留率Table 3 VC retention rate of orange pulp under different UHP treatments %

由表3可知，保壓時(shí)間對(duì)VC的降解有較大影響，100～500 MPa處理10 min時(shí)VC的保留率在95%以上，這與van den Broeck等[18]研究結(jié)果接近。而保壓時(shí)間為20 min時(shí)VC隨著壓力的增大顯著降低，當(dāng)壓力增加到500 MPa時(shí)損失率達(dá)14%左右。有研究報(bào)道，VC含量的減少源于超高壓處理將氧氣帶入物料體系，導(dǎo)致活性氧比例增大，另外高壓加速了活性氧與VC的接觸，從而使VC更易發(fā)生氧化[19-20]。因此選擇合適的壓力及保壓時(shí)間可最大限度的降低VC的損失。

2.3.2 對(duì)總類胡蘿卜素的影響

圖2 不同處理?xiàng)l件下總類胡蘿卜素含量Fig.2 Contents of total carotenoids under different UHP treatments

一方面，超高壓處理會(huì)略微降解類胡蘿卜素，另一方面，由于超高壓破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，改變了細(xì)胞通透性從而促進(jìn)被阻隔的色素成分釋放溶出，提高總類胡蘿卜素的得率[21-22]。由圖2可知，超高壓處理可顯著提高總類胡蘿卜素得率，得率增加了14.90%～66.53%。壓力為100～300 MPa時(shí)，總類胡蘿卜素得率隨著壓力的增加逐步增加，在400 MPa時(shí)得率卻略有降低，這可能與體系內(nèi)酶活及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化相關(guān)。當(dāng)采用500 MPa的壓力時(shí)，得率極顯著增加（P＜0.01），分別達(dá)到66.53%（10 min）和56.48%（20 min）。保壓時(shí)間對(duì)總類胡蘿卜素提取率的影響變化趨勢(shì)一致。

2.3.3 對(duì)總酚及黃酮類化合物的影響

圖3 不同處理?xiàng)l件下總酚、總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷的含量變化Fig.3 Contents of total phenols, flavonoids, hesperidin and naringin under different UHP treatments

甜橙果肉中含有豐富的酚類化合物，超高壓處理會(huì)影響果肉中總酚的含量，壓力和保壓時(shí)間的不同會(huì)引起不一樣的變化趨勢(shì)。由圖3可知，100～500 MPa保壓10 min后，果肉中的總酚隨著壓力的增加呈上升趨勢(shì)，低于200 MPa時(shí)提高率不顯著（P＞0.05），當(dāng)壓力達(dá)到400 MPa時(shí)，總酚含量極顯著增加（P＜0.01），提高了25.72%（400 MPa）和36.04%（500 MPa）。而保壓20 min時(shí)總酚含量幾乎沒有發(fā)生變化，此變化規(guī)律與Prasad等[22]對(duì)龍眼果皮的研究結(jié)果有所不同，認(rèn)為保壓時(shí)間對(duì)總酚含量沒有影響，這可能是由于物料及其酶活性變化的差異所導(dǎo)致。

隨著壓力的增大，總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷的含量均呈上升趨勢(shì)，且保壓時(shí)間對(duì)其含量的提高率存在一定的影響。保壓10 min時(shí)，總黃酮與橙皮苷的變化趨勢(shì)一致。當(dāng)壓力低于400 MPa，兩者含量提高率上下波動(dòng)，500 MPa時(shí)極顯著增加（P＜0.01），總黃酮和橙皮苷含量分別從33.60、28.62 mg/g提高到44.56、32.92 mg/g。而橙皮苷含量則是逐步上升，500 MPa時(shí)提高了8.73%。保壓20 min時(shí)，總黃酮和蕓香柚皮苷的提高率均為先增加后降低，分別在300 MPa（41.10 mg/g，提高了22.4%）和200 MPa（1.66 mg/g，提高了8.74%）條件下達(dá)到最高，橙皮苷則在300 MPa后逐步趨于平衡，提高了19.51%～25.61%。高壓處理會(huì)引起黃酮類化合物的變化，可能與體系中酶的變化相關(guān)，如Vialreal等[24]發(fā)現(xiàn)160 MPa的高壓處理會(huì)激活橙汁中的柚皮苷酶，促進(jìn)柚皮苷向無(wú)味柚皮素的轉(zhuǎn)化。

3 結(jié) 論

超高壓能在保持果肉色澤、揮發(fā)性成分和較高VC保留率的同時(shí)，提高總類胡蘿卜素的得率和總酚、總黃酮含量。尤其在500 MPa條件下保壓10 min時(shí)，高壓對(duì)果肉色澤和揮發(fā)性成分影響很小且VC保留率達(dá)到95.27%。另外，總類胡蘿卜素得率提高了66.53%，總酚、總黃酮、橙皮苷和蕓香柚皮苷含量也分別提高了36.04%、32.74%、15.04%和8.73%。將超高壓應(yīng)用于果肉生產(chǎn)中既可滅菌和鈍化酶活以延長(zhǎng)貯藏期，又可最大限度的減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失和提高活性成分的含量，而對(duì)于果肉體系內(nèi)酶活及功能性成分的變化機(jī)理有待深入研究。目前，超高壓處理在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用還比較局限，進(jìn)一步探索超高壓技術(shù)在果蔬加工中的應(yīng)用條件對(duì)擴(kuò)大其發(fā)展前景具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

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Effect of Ultra High Pressure on Quality of Sweet Orange Pulp

WEI Wei1,2, WANG Hua1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712, China)

Ultra high pressure (100–500 MPa) (UHP) was used for the treatment of sweet orange pulp. The results showed that the chromatic aberration of fruit fl esh in each group before and after UHP treatment was not signifi cant (ΔE* < 2). There were no obvious differences in the composition of volatile components of orange pulp treated with UHP for 10 min compared to control samples based on the results of electronic nose, while signifi cant effects were found when the pressure was higher than 400 MPa for 20 min. The content of vitamin C (VC) was reduced gradually with increasing pressure and holding time, and under UHP with 500 MPa for 10 min and 20 min, the retention rate reached 95.27% and 85.92%, respectively. The contents of total carotenoids, total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin showed different increasing trends with increasing pressure and holding time, which reached their highest increase rate of 66.53%, 36.04%, 32.74%, 25.61% and 8.74%, respectively. It is concluded that UHP treatment has little effects on the sensory quality of orange pulp but could reduce the loss of VC. Furthermore, it could increase total carotenoids yield and the contents of total phenols, fl avonoids, hesperidin and naringin.

orange pulp; ultra high pressure; quality

TS255.36

A

1002-6630（2014）03-0066-05

10.7506/spkx1002-6630-201403014

2013-07-29

甜橙飲料基質(zhì)加工關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目（2012BAD31B00）；

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(柑橘)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-27-05C）

魏煒（1988—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)。E-mail：weiweiyoo@yeah.net

*通信作者：王華（1963—），男，研究員，學(xué)士，研究方向?yàn)楦涕偕罴庸ぜ百A藏。E-mail：wanghua40@126.com