冷浸漬工藝對蘋果汁化學成分和揮發性物質的影響

摘要 為探究冷浸漬對蘋果汁化學成分和揮發性物質的影響，以煙富 3 號蘋果為原料，采用低溫浸漬技術處理，對處理后的蘋果汁的理化指標、有機酸和揮發性物質進行分析。結果表明，與對照組相比，處理后的蘋果汁總酚含量提高11.96%，蘋果汁的抗氧化能力增強；總糖基本沒有改變，總酸減少12.73%；草酸、酒石酸、蘋果酸基本沒有發生改變，乙酸降低19.75%；富士蘋果汁的典型芳香化合物正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比顯著增加，“醇香”特征更突出。因此，冷浸漬工藝對富士蘋果汁起著積極的作用。

關鍵詞 冷浸漬；蘋果汁；理化指標；有機酸；典型香氣物質

中圖分類號 TS 255 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2025）05-0156-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.05.033

The Effect of Cold Maceration on Chemical Component and Volatile Substance of Apple Juice

XIE Xiao-lin， ZHANG Qian，LIU Guo-hua et al

（Guizhou Institute of Biology，Guiyang，Guizhou 550025）

Abstract In order to explore the effect of cold maceration on the chemical components and volatile components of apple juice，Yanfu 3 apple was used as raw material to analyze the effects of cold maceration on the physicochemical indexes，organic acids and aroma substances of apple juice. The results showed that compared with the control group， the total phenolic content of treated apple juice increased by 11.96%， and the antioxidant capacity of apple juice was enhanced;total sugar remained basically unchanged， while total acid decreased by 12.73%;oxalic acid， tartaric acid， and malic acid remained largely unchanged， while acetic acid decreased by 19.75%;the peak area percentage of typical aromatic compounds 1-hexanol and 2-methyl-1-butanol in Fuji apple juice significantly increased， and the “alcohols aroma” feature became more prominent. Therefore， the cold soaking process has a positive effect on Fuji apple juice.

Key words Cold maceration;Apple juice;Physicochemical index;Organic acids;Representative aroma substances

蘋果在我國水果種植中具有重要地位，約占所有果品產量的 30%，近年來蘋果出口量也在增長。蘋果加工量占10%，主要的產品有蘋果加工產品鮮蘋果汁、蘋果酒、蘋果醋、蘋果脆片、蘋果粉、速凍蘋果、蘋果脯、功能性飲料等［1］。我國蘋果主栽品種是富士，其種植面積占西北黃土高原、渤海灣、黃河故道、西南冷涼高地4個主產區種植面積超過50%。煙富 3 號是富士芽變品種，具有果形端正、著色好、上色快等特點，已成為蘋果主產區的一個重要富士系品種［2］。煙富 3 號果型好、色澤佳的可以作為鮮食銷售，果型差、上色差、果重小的次果則可以作為果汁、果酒、果醋等飲品加工原料，增加蘋果附加值。

冷浸漬工藝是將原料破碎后降溫，在低溫條件下對原料中的酚類物質和香氣等物質進行浸提的過程［3］。其工藝根據溫度不同主要分為2種：在 5～10 ℃條件下原料適度降溫進行低溫浸漬、在-10～-5 ℃條件下原料結冰進行冷凍浸漬［4］。冷浸漬工藝在葡萄酒釀造［5］、藍莓花青素提?。?］、木瓜果酒［7］與桑葚果酒［8］釀造中都有應用，生產上通常采用低溫浸漬技術。

浸漬工藝在蘋果加工中還未有應用，因此，筆者采用低溫浸漬工藝，研究其對蘋果汁理化指標、有機酸和香氣物質的影響，以期為蘋果加工產業采用該技術提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料。煙富3號：云南省大理白族自治州大理市鳳儀鎮。

1.1.2 試驗試劑。

草酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、乳酸、乙酸、琥珀酸、沒食子酸標準品，北京壇墨質檢科技有限公司；磷酸二氫鉀（優級純），國藥集團化學試劑有限公司；磷酸（優級純）、鹽酸、葡萄糖，天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉、碳酸鈉，重慶川東化工（集團）有限公司；無水乙醇，天津市富宇精細化工有限公司；福林酚，北京索萊寶科技有限公司；次甲基藍，天津奧普升化工有限公司；酒石酸鉀鈉，天津市永大化學試劑有限公司；硫酸銅，天津市致遠化學試劑有限公司；甲醇（色譜純），美國Tedia公司。

1.2 儀器與設備

LC-1260高效液相色譜儀，安捷倫科技（中國）有限公司；7890B/5977A氣質聯用儀，安捷倫科技（中國）有限公司；PHS-3E酸度計，上海佑科儀器儀表有限公司；JY2002電子天平，上海浦春計量儀器有限公司；MS-4500粉碎機，永康市紅太陽機電有限公司；DK-98電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；UV755B紫外可見分光光度計，上海佑科儀器儀表有限公司；TG-15離心機，四川蜀科儀器有限公司；移液槍，大龍興創實驗儀器（北京）股份公司；KQ-800DE數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蘋果冷浸漬工藝。

蘋果清洗瀝干，經粉碎機粉碎至果漿，立即裝入玻璃容器中密封，放入冰柜中迅速降至5 ℃，取出放入冰箱中5 ℃浸漬72 h，取出，200目紗布過濾即得冷浸漬蘋果汁試樣［9］；未經浸漬直接過濾得到的蘋果汁作為對照品。

1.3.2 分析方法。

1.3.2.1 化學成分測定。

總酸和總糖采用GB/T 15038—2006中的分析方法測定［10］；可溶性固形物含量采用手持測糖儀測定；總酚采用T/AHFIA 005—2018中的分析方法測定［11］；有機酸采用高效液相分析法測定［12］。

1.3.2.2 前處理方法。

蘋果汁試樣參照胡小露等［13］的處理方法進行改進。試樣轉移至50 mL離心管中，在轉速為10 000 r/min、溫度15 ℃條件下離心10 min，上清液用于理化指標和揮發性成分測定。上清液經0.45 μm濾頭過濾后用于有機酸測定。

1.3.2.3 標準溶液的制備。

分別精密稱取0.021 4 g草酸、0.030 1 g酒石酸、0.025 3 g蘋果酸、0.100 0 g乳酸、0.100 0 g乙酸、0.041 3 g檸檬酸和0.025 6 g琥珀酸對照品，用超純水定容至10 mL制成標準品儲備液，再稀釋制備成不同質量濃度的對照品溶液確定有機酸的出峰順序。分別吸取0.2 mL草酸、0.5 mL乙酸、2.0 mL乳酸、2.0 mL檸檬酸、2.0 mL酒石酸、2.0 mL蘋果酸、0.5 mL琥珀酸標準品儲備液至10 mL容量瓶，加水至刻度，混勻即得有機酸混標溶液。

色譜條件為：ZORBAX SB-C18色譜柱（21.2 mm× 250 mm，5 μm）；流動相為0.01 mol/L的磷酸二氫鉀溶液（磷酸調節pH至2.5）；二極管陣列檢測器，檢測波長215 nm；流速0.8 mL /min；柱溫40 ℃。

1.3.2.4 揮發性物質測定。

揮發性物質采用氣相色譜-質譜（GC-MS）檢測分析法測定［14］。

處理方法：量取前處理好的試樣10 mL置于20 mL頂空瓶中，于60 ℃水浴平衡30 min，將萃取頭于250 ℃活化30 min后插入已平衡好的試樣，萃取40 min。

儀器條件：儀器配備EI源，50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，VF-WAXMS 60 m×0.25 mm×0.25 μm色譜柱，進樣口溫度為250 ℃。

升溫程序：50 ℃保持2 min；6 ℃/min升至85 ℃，保持2 min；7 ℃/min升至150 ℃，5 ℃/min升至200 ℃，保持15 min；10 ℃/min升至240 ℃，保持10 min；離子源溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃。能量70 eV；全掃描方式，29～350 m/z。

1.3.3 數據分析。

試驗數據采用 Excel 2010 和 IBM SPSS Statistics 27軟件進行處理，利用單因素方差分析進行差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 冷浸漬工藝對蘋果汁化學成分的影響

2.1.1 理化指標測定分析。

由表1可知，蘋果汁經過冷浸漬處理后，可溶性固形物、總糖的含量基本沒有變化，總酸減少0.68 g/L，減少12.73%；pH升高0.09，升高2.21%；總酚增加52.04 mg/L，增加11.96%。

2.1.2 有機酸檢測分析。

在確定有機酸單標出峰順序后，進樣10 μL混標溶液，色譜圖見圖1。由圖1可知，7種有機酸對照品達到基線分離，峰形良好。取對照和冷浸漬蘋果汁樣品溶液，進樣10 μL，色譜圖見圖2、3。由圖2、3可知，蘋果汁中有機酸分離度較好。

由表2可知，試樣中共測出草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸4種有機酸，冷浸漬處理的蘋果汁中草酸、酒石酸、蘋果酸基本沒有發生變化；乙酸降低0.16 g/L，降低19.75%。

2.2 冷浸漬工藝對蘋果汁揮發性物質的影響

2.2.1 冷浸漬工藝對蘋果汁揮發性物質定性分析。

采用氣相色譜-質譜（GC-MS）測定并分析蘋果汁中揮發性物質，揮發性物質相對含量采用峰面積百分比描述表示（表3）。未經冷浸漬處理的蘋果汁共鑒定出 58種化合物，其中，酯類 20種、酸類11種、醇類 16 種、醛類2種、其他類9種。冷浸漬處理的蘋果汁共鑒定出 44種化合物，其中，酯類 11 種、酸類9種、醇類 12 種、醛類2種、其他類10種。由圖4可知，蘋果汁揮發性物質主要是以醇類、酯類化合物為主，其中未經冷浸漬處理的蘋果汁醇類、酯類化合物峰面積百分比分別達到59.26%、24.92%，經冷浸漬處理的蘋果汁醇類、酯類化合物峰面積百分比分別達到72.67%、11.10%；該樣品選取的富士品種煙富3號屬于“醇香”型蘋果［15］，檢測結果與該結論吻合。經對比分析，經冷浸漬處理的蘋果汁酯類化合物峰面積百分比減少55.46%、醇類化合物峰面積百分比增加22.63%、酸類化合物峰面積百分比減少32.35%、醛類化合物峰面積百分比減少64.75%、其他類化合物峰面積百分比減少56.74%。

2.2.2 蘋果汁主要揮發性物質分析。

如表4所示，檢測出蘋果汁中峰面積百分比大于1%的揮發性成分分別為丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸戊酯、2-甲基丁酸丙酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸2-甲基丁酯、異戊酸己酯、2-甲基丁酸、己酸、2-甲基-1-丁醇、正己醇、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛，由此可以推斷這些成分對煙富3號蘋果的呈香起著關鍵作用。通過吳繼紅［19］的研究得知，正己醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸丁酯是富士蘋果中典型芳香成分，這3種芳香成分被描述為“水果芬芳香氣”“愉快的氣味”和“蘋果香味”香氣特征。經冷浸漬處理的蘋果汁主要揮發性成分發生了較大的改變，其中丁酸丙酯、丁酸戊酯、異戊酸己酯未被檢測出；典型芳香成分正己醇峰面積百分比增加37.58%，2-甲基-1-丁醇峰面積百分比增加30.00%、2-甲基丁酸丁酯峰面積百分比降低19.54%；丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛等化合物峰面積百分比明顯減少。

3 討論

該研究采用冷浸漬工藝處理蘋果汁，處理后的蘋果汁理化指標中主要是總酸、pH和酚類物質發生了變化。酚類物質是一類具有抗氧化能力的化合物［20］，冷浸漬蘋果汁總酚含量提高11.96%，蘋果汁的抗氧化能力增強。與對照相比，冷浸漬蘋果汁總酸減少，pH升高，蘋果汁的糖酸比增加，口感更甜。通過有機酸的檢測，共檢測出草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸4種有機酸，結果表明冷浸漬蘋果汁乙酸降低19.75%。由此推斷，冷浸漬蘋果汁總酸減少，pH升高主要是因為乙酸減少所致。

GC-MS 共檢測出102種揮發性物質，其中未經冷浸處理的蘋果汁共鑒定出 58種化合物，冷浸處理的蘋果汁共鑒定出 44種化合物。冷浸處理后，蘋果汁中揮發性物質的種類、數量和峰面積百分比都發生了較大的變化；酯類化合物數量減少9種，峰面積百分比減少55.46%；醇類化合物數量減少4種，峰面積百分比增加22.63%；酸類化合物數量減少

2種，峰面積百分比減少32.35%；醛類化合物峰面積百分比減少64.75%，其他類化合物種類發生較大變化，峰面積百分比減少56.74%。

蘋果汁中峰面積百分比大于1%的揮發性成分除苯甲醛和2-甲基丁酸丙酯外，其香氣特征都令人愉悅、舒適，這些化合物對蘋果汁呈香起關鍵作用。經冷浸漬處理后這些化合物發生了較大的變化，蘋果汁典型芳香成分正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比增加，2-甲基丁酸丁酯峰面積百分比減少；丁酸丙酯、丁酸戊酯、異戊酸己酯未檢測出，丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸、2-甲基丁酸丁醇、順-2-己烯-1-醇、苯甲醛等化合物減少。由此可得出，冷浸漬工藝改變了蘋果汁的香氣物質組成及含量。

4 結論

該研究采用的冷浸漬工藝可以增加蘋果汁總酚含量，提高蘋果汁的抗氧化能力；雖然冷浸漬處理后蘋果汁的總糖基本沒有改變，但總酸的減少提高了蘋果汁的糖酸比。冷浸漬處理的蘋果汁中揮發性物質種類、數量和峰面積百分比都發生了較大的變化，與對照存在顯著性差異。典型芳香化合物正己醇和2-甲基-1-丁醇峰面積百分比分別增加了37.58%和30.0%，更加突出了煙富3號蘋果汁的“醇香型”特征。綜上，冷浸漬工藝對富士蘋果汁起著積極的作用。

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基金項目 貴州省生物研究所科技計劃項目（S2020-13）；貴州省科技計劃項目（黔科合平臺人才〔2017〕5632）。

作者簡介 謝小林（1983—），男，四川射洪人，高級工程師，從事釀酒工程技術研究。

*通信作者，研究員，從事植物營養與精品水果加工研究。

收稿日期 2023-12-25