不同品種和成熟度蘋果汁品質及貯藏穩定性研究

張春嶺，劉慧，劉杰超，陳大磊，呂真真，楊文博，黃紀念，焦中高

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州450009）

不同品種和成熟度蘋果汁品質及貯藏穩定性研究

張春嶺，劉慧，劉杰超，陳大磊，呂真真，楊文博，黃紀念，焦中高*

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州450009）

以秦冠、華冠、新紅星、喬納金、富士、澳洲青蘋六種蘋果作為研究對象，分別在生理成熟和完全成熟時進行采摘。對其蘋果汁的pH、酸度、總酚、黃烷醇、原花青素、可溶性固形物含量、蘋果汁酶促褐變和非酶促褐變進行測定，結果得到：秦冠蘋果汁酶促褐變率最低，華冠、喬納金非酶促褐變率最低，澳洲青蘋最高。相比生理成熟的蘋果，完全成熟的蘋果更適合用于制作果汁。

生理成熟；完全成熟；總酚；黃烷醇；原花色素；酶促褐變；非酶促褐變

蘋果汁生產是蘋果加工的主要方向，發展前景樂觀。果汁加工和貯藏過程中的穩定性主要指色澤穩定性和混濁穩定性。我國現行的蘋果汁的生產中常出現隨著存放時間的延長，果汁色澤加深的現象，這使產品的穩定性受到了一定的影響。果汁褐變和澄清果汁的穩定性差，嚴重影響果汁的質量，制約著我國果汁產業的發展[1]。酚類物質是引起果汁褐變的主要因素，如何控制褐變以提高果汁的色值、透光率等指標是目前果汁行業亟待解決的問題[2]。

現在研究多集中在不同處理方式對果汁褐變的影響，而對起到關鍵作用的品種及成熟度的研究較少。本研究對不同品種及不同成熟度的蘋果進行加工，制成蘋果汁，比較它們的品質及貯藏穩定性，以期找出適當的加工品種及成熟度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗原料全部采自中國農業科學院鄭州果樹研究所蘋果資源圃，分兩次取樣，共采6個品種，分別為秦冠、華冠、新紅星、喬納金、富士、澳洲青蘋。第一次采樣時間為2015年9月5日，第二次采樣時間為2016年9月15日。

綠原酸（chlorogenic acid）、咖啡酸（caffeic acid）、表兒茶素（epicatechin）、蘆丁（lutin）、槲皮素（quercetin）5種酚類標準品：購自Sigma公司，純度95%以上；甲醇、磷酸為色譜純試劑：分別購自山東禹王集團和美國迪馬公司；其他試劑均為國產分析純試劑。

1.2 儀器與設備

SPECORD 50型紫外/可見分光光度計：德國Analytic Jena AG；BS214D電子天平：德國賽多利斯；KQ3200DE型數控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；RE52A旋轉蒸發器：上海亞榮生化儀器廠；pHS-3C型數字酸度計：上海精密科學儀器有限公司；Waters高效液相色譜儀（含2487雙通道檢測器、色譜管理軟件等）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 蘋果汁的制備

分別取各供試蘋果經洗滌、破碎、沸水浴5min滅酶、壓榨制汁，之后加入0.1%的果膠酶、淀粉酶放置30min，離心澄清（5 000 r/min，10min），裝瓶后滅菌鍋內105℃，15 s滅菌（測定酶促褐變時不需沸水浴以及滅菌處理）。

1.3.2 蘋果汁品質測定（包括總酚、黃烷醇、原花色素含量的測定）

總酚含量的測定：采用Folin-Ciocalteu試劑法，將2.5mL FD試劑加入盛有0.5mL稀釋至合適濃度的樣品溶液的具塞試管中，然后加入75g/L碳酸鈉溶液2mL，塞上塞子于50℃恒溫水浴中保持5min，取出冷卻，然后用分光光度計測定760 nm處的吸光度。用綠原酸作標樣于同樣條件下繪制標準曲線，根據標準曲線計算蘋果多酚提取液中總酚含量。蘋果果肉中總酚含量以綠原酸計。

黃烷醇含量的測定：黃烷醇類含量用香草醛-鹽酸法測定。取樣品溶液0.5mL加入裝有1mL 95%乙醇的具塞刻度試管中搖勻，然后向其中加入1%香草醛-鹽酸溶液5mL，加塞搖勻后現出紅色。放置40min后，用分光光度計測定500 nm處的吸光度。同時以兒茶素為標樣繪制標準曲線，根據標準曲線計算蘋果多酚提取液中黃烷醇的含量。蘋果果肉中黃烷醇的含量以兒茶素計。

原花色素含量的測定：原花色素的測定用正丁醇-鹽酸法。取蘋果多酚乙醇提取液1mL加入具塞刻度試管中，然后向其中加入6mL正丁醇/鹽酸（體積比為95∶5）溶液及0.2mL硫酸鐵銨溶液（24.1克硫酸鐵銨溶于水，定容至1 000mL），搖勻后加塞，于沸水浴中加熱40min后取出迅速冷卻，以試劑空白作參比，用分光光度計測定546 nm處吸光值Abs。每一個樣品測定3次，取平均值。并按下式計算樣品中原花色素含量：

酚類單體組成的測定：稱取蘋果汁20mL，加入100mL乙酸乙酯，超聲提取30min，共提取兩次，合并乙酸乙酯相，38℃減壓蒸干，然后用甲醇溶解并定容至2mL，測試前用0.45μm濾膜過濾。色譜柱C18柱（4.6mm×150 mm，5μm），紫外檢測波長280 nm和320 nm，柱溫30℃，進樣量10μL，流速0.6mL/min，流動相A為甲醇，B為超純水（用磷酸調pH為2.6）。梯度洗脫程序：0min：15%A；15min 25%A；25min 25% A；60min 55%A；70min 15%A，梯度均為線性變化。此法可測定其中的沒食子酸、原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸、兒茶素、表兒茶素、肉桂酸、鞣花酸、槲皮素、蘆丁、根皮苷等12種酚類物質。

酸度和pH的測定：按照國標《食品中總酸的測定》（GB/T 12456-2008）測定。酸度以蘋果酸計。pH計測定pH值。

1.3.3 果汁褐變情況的測定

酶促褐變的測定：在室溫下，對制備的澄清蘋果汁立即測定其在420 nm處的吸光值，隨后取50mL澄清蘋果汁倒入培養皿，開口放置于室溫下以便充分氧化褐變，6 h后將供試樣品定容至50mL，并測定其在420 nm處的吸光值，以兩次吸光值之差表示蘋果汁的褐變能力。

貯藏過程中褐變情況的測定：澄清蘋果汁經殺菌后密封保存，每隔兩周取樣一次，測定其在420 nm下的吸光值，以吸光值的增大表示褐變程度。

2 結果與討論

2.1 蘋果汁品質分析

蘋果品質指標見表1。

從表1中可以看出，9月5日采摘的6個品種的蘋果pH值無明顯區別。澳洲青蘋的酸度和總酚含量低于其它5個品種，其中秦冠的酸度和總酚含量最高。而秦冠的黃烷醇含量在6個品種中為最低。華冠的原花青素和可溶性固形物含量最低。9月15日采摘的蘋果pH值、酸度、總酚和黃烷醇含量均低于5日采樣。

依照酚類單體組成的測定方法對秦冠、華冠、新紅星、喬納金、富士、澳洲青蘋6種蘋果汁進行酚類物質組成的測定，得到各種蘋果汁的HPLC譜圖，通過對比，綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、蘆丁、槲皮素的出峰時間相同，證明為6種蘋果的共有酚類組成物質。其中，以秦冠蘋果汁HPLC譜圖為例，如圖1所示。蘋果汁中酚類單體含量見表2。

表1 蘋果汁pH、酸度、總酚、黃烷醇、原花青素、可溶性固形物含量Table1 pH，Acidity，total phenols，flavanols，proanthocyanidins，soluble solids content of apples juice

圖1 秦冠蘋果汁液相色譜圖Fig.1 HPLC of Qinguan apple juice

表2 蘋果汁中酚類單體的含量Table2 Apple juice content of phenolic monomers

從表2中可以看出，所有品種蘋果中含量最高的酚類為綠原酸（其中以秦冠和新紅星最高，達到0.401mg/mL和0.389mg/mL），其次為槲皮素和表兒茶素，蘆丁和咖啡酸含量較低。9月15日采樣的各種酚類單體含量均低于5日采樣。

2.2 蘋果汁貯藏穩定性測定

果汁酶促褐變情況見表3。

從表3中可以看出，蘋果汁放置前后秦冠蘋果酶促褐變率最低，其它5個品種發生了明顯的褐變。而對于不同成熟度的蘋果，完全成熟的秦冠和華冠蘋果汁的酶促褐變情況要高于生理成熟果實，新紅星則相反。酶促褐變是某些酚類物質，在多酚氧化酶的催化作用下氧化成醌類，醌類再進一步氧化聚合形成黑色素的結果。成熟度高的果實內具有更高的多酚氧化酶活性，因此完全成熟蘋果汁酶促褐變率更高[3]。綠原酸是蘋果中內源多酚氧化酶的主要作用底物。綠原酸含量較低時（＜0.55mg/g），蘋果汁中多酚氧化酶不再僅以綠原酸為唯一作用底物，也對其他一些酚類底物開始作用。綠原酸含量越低，多酚氧化酶對蘋果汁其它酚類底物作用越強[4]。單酚間的氧化互有影響，原花青素、黃酮醇類和二氫查爾酮類對褐變也有影響[5]。

表3 果汁酶促褐變情況Table3 The case of enzymatic browning on apple juice

蘋果汁非酶褐變情況見表4。

表4 蘋果汁非酶褐變情況Table4 The case of non-enzymatic browning of apple juice

表4表明，不同品種的蘋果汁褐變能力不同。蘋果汁初始A420值富士較高。但隨著蘋果汁放置時間的延長，非酶促褐變情況均有明顯加劇。其中以澳洲青蘋最為明顯，A420從初期的0.135增長到后期0.792，褐變率相對較低的為新紅星，從0.154增長為0.334。而華冠和喬納金蘋果汁在初期和末期均保持較低的吸光值。這一結果表明：澳洲青蘋極易褐變，不宜作為制汁使用。華冠和喬納金是較適宜品種。周會玲研究也證實喬納金抗褐變能力較強，可以用作制汁原料[5]。結果同時表明，9月15日采樣非酶促褐變均低于9月5日，完全成熟蘋果更宜制作果汁。

果汁非酶促褐變有4種類型：美拉德反應、焦糖化反應、抗壞血酸氧化分解和多元酚氧化縮合反應[6]。一般來說，濃縮蘋果汁非酶促褐變反應的主要機制是美拉德反應，加熱時間、溫度和可溶性固形物含量都會影響非酶促褐變[8-9]。華冠和喬納金蘋果在采收初期具有較低的可溶性固形物含量，這可能是其果汁具有較低褐變率的主要原因。

酸度對褐變也有很重要的影響，澳洲青蘋的酸度含量最低。蘋果汁含多元酚類化合物越多者，非酶促褐變越嚴重[10]。

3 結論

褐變一直是蘋果汁加工過程中影響其營養和品質的主要生化反應之一，不同品種因其所含氧化底物和多酚氧化酶活性不同，褐變能力各異[4]。生產高質量的蘋果汁應選用適宜成熟度、酚類物質含量低的品種。本研究結果表明，秦冠蘋果汁酶促褐變率最低，華冠、喬納金非酶促褐變率最低，澳洲青蘋最高。完全成熟的蘋果褐變率低于生理成熟的蘋果，制作果汁應該選用完全成熟度的蘋果。

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Study of Storage Stability and Quality of Apple Juice of Different Varieties and Maturity

ZHANG Chun-ling，LIU Hui，LIU Jie-chao，CHEN Da-lei，Lü Zhen-zhen，YANG Wen-bo，HUANG Ji-nian，JIAO Zhong-gao*
（Zhengzhou Fruit Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450009，Henan，China）

Qinguan，Huaguan，the new Red Star，Jonagold，Fuji，Granny Smith apple six kinds of apples were used to do research which were harvested respectively in the physiological maturity and complete maturity.Different kinds of apple juices pH，acidity，total phenols，flavanols，proanthocyanidins，soluble solids content，apple juice enzymatic browning and non-enzymatic browning of were detected and the results obtained：enzymatic browning rate of Qinguan apple juice was lowest.non-enzymatic browning rate of Huaguan，Jonagold juice was lowest and the rate of Granny Smith apple juice was the highest.Complete maturity apples were better suited for producing juice than physiological maturity apples.

physiological maturity；complete maturity；total phenols；flavanols；proanthocyanidins；enzymatic browning；non-enzymatic browning

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.03.045

2016-05-11

中國農業科學院科技創新工程專項經費項目（CAAS-ASTIP-2016-ZFRI）；河南省基礎前沿與基礎研究項目（152300410139）

張春嶺（1983—），男（漢），助理研究員，碩士，研究方向：果品營養與加工。

*通信作者：焦中高（1972—），男（漢），副研究員，博士，研究方向：果品營養與保鮮加工。