張 龍，許 穎，馬 輝，白 潔，馬永昆

(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013)

超高壓處理對鮮榨黑莓清汁品質(zhì)的影響

張 龍，許 穎，馬 輝，白 潔，馬永昆*

(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013)

研究了鮮榨黑莓清汁經(jīng)300～600MPa處理15min后其品質(zhì)的變化。研究結(jié)果表明:黑莓清汁經(jīng)超高壓處理后，pH隨處理壓力升高而顯著降低(p＜0.05)，總酸顯著增加(p＜0.05)，超高壓處理后其可溶性固形物、總糖含量無顯著變化(p＞0.05);花色苷、多酚含量保留率達(dá)90%以上，且還原能力顯著增強(qiáng);300MPa處理15min后黑莓清汁清除DPPH·能力顯著下降，而其余壓力下黑莓清汁清除DPPH·能力均隨壓力升高顯著增強(qiáng)。

超高壓，鮮榨，黑莓清汁，品質(zhì)

黑莓(Blackberry)屬薔薇科(Rosaceae)懸鉤子屬(Rubus)植物，果實(shí)呈卵圓形，黑紅色，味酸甜，果香怡人，含有果糖、葡萄糖、有機(jī)酸、VC、VE、花色苷、鞣花酸等多種成分，具有良好的抗氧化、抗癌及防止心血管疾病等功能，屬第三代功能性小漿果［1－4］。黑莓屬熱敏性水果，其內(nèi)含有的營養(yǎng)物質(zhì)穩(wěn)定性極差，采用熱加工技術(shù)處理黑莓，會使其感官品質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生變化［5－6］，影響產(chǎn)品風(fēng)味及其抗氧化性。采用超高壓技術(shù)殺菌鈍酶，對風(fēng)味、色澤等感官品質(zhì)的破壞程度?。?］，并能較好地保留食品中的營養(yǎng)成分。Ankit Patras等［8］發(fā)現(xiàn)超高壓處理(400、500、600MPa，15min，10～30℃)后草莓和黑莓醬的抗壞血酸和花色苷含量無顯著變化，抗氧化活性顯著高于經(jīng)熱處理的樣品;ángela等［9］采用100～300MPa處理蘋果清汁，發(fā)現(xiàn)VC、多酚含量及抗氧化性較空白樣無顯著變化。Y.Lambert［10］研究發(fā)現(xiàn)與草莓原汁相比，經(jīng)200和500MPa高壓處理20min的草莓汁其香氣成分無顯著變化，經(jīng)800MPa處理20min的草莓產(chǎn)品，可形成一些新物質(zhì)，如γ－內(nèi)酯，使其風(fēng)味得到改善。當(dāng)前，國內(nèi)還未見關(guān)于超高壓處理對黑莓清汁品質(zhì)影響的報(bào)道，本文研究了超高壓處理對其主要品質(zhì)的影響，以期為超高壓非熱加工技術(shù)在黑莓清汁中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑莓 品種為Hull，購于江蘇溧水縣白馬鎮(zhèn)(可溶性固形物為 9.0%，pH為 2.9，無腐爛變質(zhì)); Pectinex XXL果膠酶 北京諾維信生物公司;其余試劑均為分析純 上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

3L、800MPa智能化超高壓殺菌設(shè)備 江蘇大學(xué)與包頭科發(fā)機(jī)械公司共同研制;UV－1600紫外可見分光光度計(jì) 北京瑞利分析儀器有限公司; TGL－20M高速冷凍離心機(jī) 湘儀離心機(jī)高速臺式冷凍離心機(jī)廠;HR－1843飛利浦打漿機(jī) 飛利浦有限公司;手動(dòng)式塑料薄膜封口機(jī) 浙江省永嘉水電機(jī)械廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鮮榨黑莓清汁樣品制備 黑莓→自然解凍→打漿、破碎→果膠酶酶解(40℃，1.5h)→離心(6000r/min，15min)→300目篩過濾→聚乙烯袋包裝→置于冰箱備用(4℃)

1.2.2 超高壓處理?xiàng)l件 超高壓處理?xiàng)l件為:壓力300、400、500、600MPa，保壓時(shí)間為 15min，溫度25℃，對應(yīng)樣品編號為 A300、A400、A500、A600，空白樣品編號為 A0.1。超高壓設(shè)備有效體積3L，升壓速率100MPa/min，溫度升高3℃/100MPa，解壓時(shí)間2s，保壓過程中壓力波動(dòng)不超過10MPa，高壓腔內(nèi)油溫25～27℃。處理后的樣品置于4℃下保藏，待檢，時(shí)間不超過12h。

1.2.3 理化指標(biāo)測定 參照果汁行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SB/T 10203－1994測定，可溶性固形物采用手持式折光儀測定;總糖、還原糖采用斐林試劑直接滴定法，以葡萄糖計(jì);總酸用酸堿滴定法測定，以蘋果酸計(jì);電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定。

1.2.4 花色苷含量的測定 采用pH示差法測定花色苷含量［1］。取1.0mL樣品分別用pH1.0的緩沖液(0.2mol/L KCl∶0.2mol/L HCl=25∶67(V/V))和pH4.5的緩沖液(1mol/L NaAc∶1mol/L HCl∶H2O= 100∶60∶90(V/V/V))定容到10mL容量瓶中，混勻，在冰箱中靜置2h，分別測定pH1.0和pH4.5緩沖液中樣品在510nm和700nm波長的吸光度，采用式(1)計(jì)算黑莓清汁中的花色苷含量。

黑莓汁花色苷含量(mg/L)

式中:DF為稀釋倍數(shù);ε為摩爾吸光度(26900L/mol·cm);L=1.0cm;Mw為分子量，以矢車菊－3－葡萄糖苷計(jì)算，Mw=449.2g/mol。

1.2.5 黑莓清汁中多酚含量的測定

1.2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作［11］準(zhǔn)確稱取0.0595g焦性沒食子酸溶解定容至 100mL，再取上述溶液10.0mL稀釋定容至200mL，焦性沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.0119mg/L。實(shí)驗(yàn)時(shí)分別取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于10mL具塞試管中，用去離子水(超聲10min排氣)定容至5mL，搖勻。加入福林酚試劑各1.0mL，搖勻，靜置2min后加入10%Na2CO3溶液(10g無水碳酸鈉定容至100mL)各2.0mL，搖勻。去離子水定容至10mL，然后50℃水浴5min，取出后常溫避光放置2h，于765nm下測定吸光值。

1.2.5.2 黑莓清汁中多酚含量的測定 取稀釋20倍后的黑莓清汁1.0mL，按標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法測定待測樣的吸光度，根據(jù)回歸方程計(jì)算多酚含量，每個(gè)樣品平行測定三次，用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.6 超高壓處理黑莓清汁抗氧化性評價(jià)

1.2.6.1 還原能力的測定［12］采用普魯士蘭法測定還原能力，取不同濃度(50～250μg/mL)的原溶液0.5mL于具塞試管中，加入2.5mL 0.2mol/L，pH為6.6的磷酸鹽緩沖液和2.5mL 1%K3Fe(CN)6，于50℃水浴中保溫30min后冰水浴冷卻至常溫，加入2.5mL 10%三氯乙酸(TCA)。混勻后以4000r/min離心10min。取上清液2.5mL，加2.5mL水，加1mL 0.1% FeCl3，靜置10min后于700nm下測定吸光值。吸光值越大，還原能力越強(qiáng)。

1.2.6.2 DPPH·清除率測定 參考Robert［13］方法，分別取2.0mL樣品及等體積0.2mmol/L DPPH溶液，4.0mL 96%無水乙醇加入同一具塞試管中搖勻，密閉靜置30min后，用96%無水乙醇作參比，在517nm下測定其吸光度Ai，同時(shí)測定0.2mmol/L DPPH·溶液與6.0mL 96%無水乙醇混合液的吸光度Ac以及待測液與6.0mL 96%無水乙醇混合液的吸光度Aj。據(jù)式(3)計(jì)算清除率:

2 結(jié)果與分析

2.1 多酚含量標(biāo)準(zhǔn)曲線

以多酚濃度為橫坐標(biāo)X(mg/mL)，吸光值為縱坐標(biāo)Y作標(biāo)準(zhǔn)曲線(如圖1所示)，得回歸方程y= 163.1x+0.005，R2=0.999，以此計(jì)算樣品中多酚含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。

圖1 多酚濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of polyphenol concentration

2.2 超高壓對黑莓清汁理化指標(biāo)的影響

由表1可知，超高壓處理后黑莓清汁的可溶性固形物、電導(dǎo)率、總糖含量無顯著差異(p＞0.05)，pH、總酸含量差異顯著(p＜0.05)。經(jīng)超高壓處理后黑莓清汁總酸含量顯著上升，pH顯著降低(p＜0.05)，這可能是由于超高壓處理可能影響溶液的電離平衡，隨著壓力的升高，弱酸的電離反應(yīng)將更多的向生成H+的方向進(jìn)行，致使受壓介質(zhì)的pH改變［14］，也可能是由于高壓使細(xì)胞膜破裂，一部分有機(jī)酸釋放出來，導(dǎo)致黑莓清汁的總酸含量升高［15］。黑莓清汁的電導(dǎo)率為4600μs/cm，隨著壓力升高或處理時(shí)間延長，電導(dǎo)率均上升，這種變化趨勢可能與超高壓處理后黑莓清汁中H+濃度的變化有關(guān)［16］，隨著壓力升高，由于弱酸的電離平衡方向發(fā)生改變，從而使電導(dǎo)率升高［14，17］。

2.3 超高壓處理對黑莓清汁花色苷含量的影響

超高壓處理對黑莓清汁花色苷含量的影響如圖2所示，只有600MPa、15min處理使花色苷含量顯著降低(p＜0.05)，其它處理?xiàng)l件對花色苷含量均無顯著影響(p＞0.05)，且花色苷的保留率達(dá)99%。Torres B［18］等研究發(fā)現(xiàn)血橙經(jīng)400、500、600MPa處理15min后，其花色苷保留率均在99%以上。超高壓處理能使降解花色苷的多酚氧化酶、糖苷酶等失活［12］，但特定壓力處理下可能短時(shí)間激發(fā)酶的活性促使花色苷降解。

圖2 超高壓處理對黑莓清汁花色苷含量的影響Fig.2 Effect of HPP on the contents of anthocyanins from blackberry clear juice

2.4 超高壓處理對黑莓清汁多酚含量的影響

超高壓處理對黑莓清汁多酚含量的影響如圖3所示，400、600MPa處理15min黑莓清汁多酚含量分別下降8.8%和10.36%，300、500MPa處理15min后多酚含量變化不顯著(p＞0.05)。這種現(xiàn)象的可能原因是，降解多酚的酶處理過程中的某一階段被激活，或高壓條件下果汁中溶解氧的活性增強(qiáng)。

圖3 超高壓處理對黑莓清汁多酚含量的影響Fig.3 Effect of HPP on the contents of polyphenols from blackberry clear juice

2.5 超高壓處理對黑莓清汁抗氧化性的影響

2.5.1 還原能力 超高壓處理對黑莓清汁還原能力的影響如圖4所示。黑莓清汁的鐵還原能力隨處理壓力增加顯著增強(qiáng)(p＜0.05)。這可能是因?yàn)槌邏禾幚砗?，黑莓清汁中有些生物活性物質(zhì)，如花色苷、多酚等的提取率增加，從而影響抗氧化活性［8］。Sánchez－Moreno［19］曾研究發(fā)現(xiàn)橙汁經(jīng)400MPa處理后，其總黃酮和橙皮素含量分別增加20.16%和39.88%。Mcinerney［20］等在600MPa壓力下處理胡蘿卜和綠豆碎屑2min，樣品的FARP值提高，抗氧化性增強(qiáng)，這些例子都表明超高壓處理可促使細(xì)胞破裂，使得胞內(nèi)多酚、花色苷等溶出，進(jìn)而影響抗氧化性。

圖4 超高壓處理對黑莓清汁還原力的影響Fig.4 Effect of HPP on reducing power of blackberry juice

2.5.2 清除DPPH·能力 超高壓處理對黑莓清汁清除DPPH·效果的影響見圖5，由圖可知，超高壓處理能使黑莓清汁DPPH·清除能力發(fā)生顯著變化，其中300MPa下降較顯著(p＜0.05)，這可能是因?yàn)槟承I養(yǎng)成分自身不穩(wěn)定，容易受多種因素的影響［21］; 500、600MPa處理后均顯著提高(p＜0.05)，且600MPa提高最多，達(dá)23.25%。這可能是由于高壓使得組織基質(zhì)發(fā)生改變，例如細(xì)胞壁被破壞，從而使具有抗氧化作用的化合物釋放到細(xì)胞外［20］。

圖5 超高壓處理對黑莓清汁清除DPPH·的影響Fig.5 Effect of HPP on DPPH·scavenging activities of blackberry clear juice

3 結(jié)論

超高壓處理后，黑莓清汁可溶性固形物、電導(dǎo)率、總糖含量無顯著差異;pH隨處理壓力升高而顯著降低，總酸經(jīng)超高壓處理后顯著增加;花色苷保留率達(dá)99%，多酚保留率為90%左右;還原能力隨壓力升高顯著增強(qiáng);300MPa處理15min，黑莓清汁的DPPH·清除率顯著下降(p＜0.05)，其余條件下的清除率隨處理壓力升高顯著增強(qiáng)(p＜0.05)。

［1］Dai J，Gupte A，Gates L，et al.A comprehensive study of anthocyanin－containing extracts from selected blackberry cultivars:Extraction methods，stability，anticancer properties and mechanisms［J］.Food and Chemical Toxicology，2009，47(4): 837－847.

［2］Kafkas E，Kosar M，Turemis N，et al.Analysis of sugars，organic acids and vitamin C contents of blackberry genotypes from Turkey［J］.Food Chemistry，2006，97:732－736.

［3］Zafra－Stone S，Yasmin T，Bagchi M，et al.Berry anthocyanins as novel antioxidants in human health and disease prevention［J］.Molecular Nutrition and Food Research，2007，51:675－683.

［4］王衛(wèi)東.黑莓清汁的制備［D］.無錫:江南大學(xué)，2008.

［5］Morse Fred W.Effect of heat on malic acid［J］.Journal of the American Chemical Society，1929，51(4):1276－1279.

［6］Kentaro M，Nami G－Y，Masahiko K，et al.Loss of anthocyanins in red wine grape under high temperature［J］.Journal of Experimental Botany，2007，58:1935－1945.

［7］Yuste J，Capellas M，Pla R，et al.High pressure processing for food safety and preservation:a review［J］.Rapid M ethods and Automation in Microbioligy，2001，9(1):1－10.

［8］Ankit Patras，Nigel P Bruntona，Sara Da Pieve，et al.Impact of high pressure processing on total antioxidant activity，phenolic，ascorbic acid，anthocyanin content and colour of strawberry and blackberry purées［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2009，10:308－313.

［9］àngela Suárez－Jacoboa，Corinna E Rüferb，Ramón Gervilla，et al.Influence of ultra－h(huán)igh pressure homogenisation on antioxidant capacity，polyphenol and vitamin content of clear apple juice［J］.Food Chemistry，2011，127(2):447－454.

［10］Y Lambert，Demazeau.Changesin aromaticvolatile composition of strawberry after high pressure treatment［J］.Food Chemistry，1999，67:7－16.

［11］田文禮，孫麗萍，董捷，等.Folin－Ciocaileu比色法測定蜂花粉中的總酚［J］.食品科學(xué)，2007，28(2):258－260.

［12］Dorman H J，Kosar M，Kahlos K，et al.Antioxidant properties and composition of aqueous extracts from Mentha Species，hybrids，varieties and cultivars［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51(16):4563－4569.

［13］Robert Lo Scalzo.Organic acids influence on DPPH· scavenging by ascorbic acid［J］.Food Chemistry，2008，107: 40－43.

［14］Stippl V M，Delgado A，Becker T M.Ionization equilibria at high pressure［J］.European Food Research and Technology，2005， 221:151－156.

［15］趙玉生，姚二民，趙俊芳.超高壓處理對獼猴桃汁品質(zhì)的影響［J］.食品科學(xué)，2008，29(1):60－63.

［16］段旭昌，李紹峰，楊公明，等.超高壓技術(shù)處理對白酒物理特性和風(fēng)味的影響［J］.中國食品學(xué)報(bào)，2006，6:78－81.

［17］Tamaoka T，Itoh N，Hayashi R.High pressure effect on Maillard reaction［J］.Agricultural and Biological Chemistry，1991，55:2071－2074.

［18］Torres B，Tiwari B K，Patras A，et al.Stability of anthocyanins and ascorbic acid of high pressure processed blood orange juice during storage［J］.Innovative Food Science ＆ Emerging Technologies，2011，12(2):93－97.

［19］Sánchez－Moreno C，Plaza L，DeAncos B，et al.Impact of high pressure and pulsed electric fields on bioactive compounds and antioxidant activity of orange juice in comparison with traditional thermal processing［J］.Journal of Agriculture and Food Chemistry，2005，53:4403－4409.

［20］Mcinerney J K，Seccafien C A，Stewart C M，et al.Effects of high pressure processing on antioxidantactivity and total carotenoid content and availability in vegetables［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2007，8(4):543－548.

［21］Ioannis Z，Athanasios K，Estibalitz O.The effect of high hydrostatic pressure on strawberry flavour compounds［J］.Food Chemistry，2000:71:51－55.

Effect of high pressure processing on the qualities of fresh blackberry juice

ZHANG Long，XU Ying，MA Hui，BAI Jie，MA Yong－kun*
(School of Food and Biological Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China)

The effects of high pressure processing(HPP)(300～600MPa for 15min)on the quality changes of blackberry juice were studied.The results showed that compared with the control sample，pH values significantly decreased(p＜0.05)，the total acids significantly increased(p＜0.05)，while total sugars and soluble solids in blackberry juice had no significant change.Anthocyanins and polyphenols in blackberry juice were well retained and all the retention rates were high above 90%.The scavenging activity on DPPH· were significantly enhanced with increasing pressure except being treated at 300MPa，15min.

high pressure;fresh;blackberry juice;quality

TS255.44

A

1002－0306(2012)21－0122－04

2012－03－28 *通訊聯(lián)系人

張龍(1985－)，男，碩士研究生，研究方向:食品與發(fā)酵工程、超高壓非熱加工。

江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)。