郭 莉，吳厚玖，王 華，孫志高，黃學(xué)根，談安群

（西南大學(xué)柑桔研究所，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶　400712）

加工單元操作對血橙汁香氣成分的影響

郭 莉，吳厚玖，王 華，孫志高，黃學(xué)根，談安群

（西南大學(xué)柑桔研究所，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶400712）

以塔羅科血橙汁為研究對象，對手榨汁、精濾汁、殺菌汁和還原汁采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定了橙汁香氣成分。結(jié)果表明，4 種血橙汁分別檢出47、55、51 種和14 種香氣成分，總含量分別為459.21、1 436.16、1 194.25、118.72 mg/kg，精濾汁比手榨汁多檢出莰烯、丁酸甲酯、壬醇、癸醛等物質(zhì)，殺菌后果汁多檢出壬醛，壓榨過濾和加熱有助于香氣的形成，但要控制副作用物質(zhì)如α-松油醇等的增加，濃縮還原后橙汁香氣最差，在生產(chǎn)中可利用回填方式提高產(chǎn)品品質(zhì)。

加工單元；香氣成分；固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法

血橙是甜橙的一個(gè)重要品種，主要品系有塔羅科血橙（Tarocco）、路比血橙、紅玉血橙和臍血橙等，塔羅科血橙是我國20世紀(jì)80年代從意大利引入，在重慶、四川、湖北等地有栽培，成熟期為1—2月，豐產(chǎn)耐貯運(yùn)，果實(shí)柔嫩多汁，化渣，酸甜適中，少核或無核［1］。香氣是橙汁品質(zhì)的重要指標(biāo)，加工過程對橙汁香氣成分會產(chǎn)生一定影響，對手工榨和機(jī)械榨甜橙汁進(jìn)行香氣成分分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)械壓榨橙汁由于部分皮精油被混入果汁，香氣成分更為馥郁［2］。在橙汁加工中，巴氏殺菌有2 種作用，一是殺滅微生物，二是抑制果汁中酶活性。巴氏殺菌工藝使新鮮橙汁誘人風(fēng)味受到一些損失，對橙汁新鮮風(fēng)味有貢獻(xiàn)的化合物在果汁熱加工處理時(shí)極易發(fā)生氧化［3］，通過研究脫氣和巴氏殺菌對柑橘汁香氣成分的變化，發(fā)現(xiàn)柑橘汁香氣成分的損失主要來自脫氣工藝，殺菌后沒有大的變化［4-5］。采用超高壓處理對橙汁香氣成分進(jìn)行研究，500 MPa處理15 min后香氣總量下降了75%，檸檬烯發(fā)生水合、氧化反應(yīng)生成α-松油醇等異味物質(zhì)［6］。對鮮榨汁、濃縮還原汁的香氣成分進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明鮮榨汁香氣成分的含量及種類遠(yuǎn)高于濃縮還原汁［7-8］。不同的橙汁加工工藝會影響香氣成分的組成及含量，甚至產(chǎn)生異味物質(zhì)，消減橙汁賦香物質(zhì)的作用［9］。

對未殺菌、巴氏殺菌、非濃縮復(fù)原（not from concentrate，NFC）橙汁和濃縮還原橙汁取樣冷藏，除手工壓榨汁外，其他3 種橙汁均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所中試生產(chǎn)線生產(chǎn)。加工后第2天進(jìn)行香精油檢測及頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）聯(lián)用法香氣成分分析，旨在通過研究操作單元對血橙汁香氣的影響，為改善血橙汁的加工工藝，提高血橙汁產(chǎn)品品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

采用重慶市長壽區(qū)采摘的塔羅科血橙為原料，對各種理化指標(biāo)進(jìn)行測定?？扇苄怨绦挝铩⒖傻味ㄋ?、還原糖含量的測定：參照GB/T 8210—2011《柑桔鮮果檢驗(yàn)方法》；蔗糖含量的測定：參照GB 5009.8—2003《食品中蔗糖的測定》；VC含量的測定：參照GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測定法》；色澤的測定：參照美國農(nóng)業(yè)部和Intercit公司的橙汁色澤測定法，Color i5色差儀測定。

經(jīng)分析檢測取3 次重復(fù)的平均值，塔羅科血橙可溶性固形物含量為12.4%，可滴定酸含量為0.94 g/100 mL，固酸比為13.2，還原糖含量為5.21 mg/100 mL，蔗糖含量為4.54 mg/100 mL，總糖含量（蔗糖+還原糖）為9.75 mg/100 mL，VC含量為51.46 mg/100 mL。可見該血橙可溶性固形物含量已到達(dá)采收標(biāo)準(zhǔn)，酸度略偏高，固酸比偏低。

C5～C20正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2儀器與設(shè)備

FMC全果榨汁機(jī)美國JBT公司；GT6G7螺旋壓汁機(jī)浙江輕工機(jī)械廠；管式殺菌機(jī)天津奔科科技有限公司；三效四體降膜蒸發(fā)器溫州貝諾機(jī)械有限公司；WAY-2S數(shù)字阿貝折射儀上海精密科學(xué)儀器有限公司；7890/5973 GC-單四極桿-MS儀美國安捷倫科技有限公司；二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷共聚物（divinyl-benzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/ CAR/PDMS，50/30 μm）萃取頭美國Supelco公司。

1.3方法

1.3.1樣品準(zhǔn)備

血橙汁加工工藝流程如下：

從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所中試車間揀選點(diǎn)隨機(jī)抽取無腐爛鮮果50 個(gè)，手工錐汁機(jī)榨汁作為手榨汁，從中試生產(chǎn)線精制（螺旋精制機(jī)孔徑0.4 mm）、殺菌關(guān)鍵點(diǎn)（真空0.07 MPa脫氣、95 ℃、30 s殺菌）取橙汁樣品作為精濾汁和殺菌汁樣品，將濃縮（蒸發(fā)溫度為一效90 ℃、二效70 ℃、三效50 ℃，加熱溫度為一效110 ℃、二效90 ℃、三效一體70 ℃，三效二體70 ℃）為65%的橙汁用純凈水還原至12.4%（與濃縮前可溶性固形物含量相等），作為還原汁樣品。

1.3.2香精油含量檢測

參照NY/T 2013—2011《柑桔類水果及制品中香精油含量的測定》。

1.3.3香氣成分檢測

采用頂空-SPME-GC-MS聯(lián)用法對香氣成分檢測。樣品預(yù)處理：精確稱取5.00 g橙汁樣品于20 mL SPME專用樣品瓶中，加入3.00 g氯化鈉及環(huán)己酮2 μL（內(nèi)標(biāo)物），用聚四氟乙烯隔墊密封，啟動儀器自動萃取并采集數(shù)據(jù)。

頂空SPME條件：樣品在恒溫40 ℃條件下熱平衡15 min；活化好的SPME萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/ PDMS）插入樣品瓶，頂空吸附40 min，縮回纖維頭，拔出萃取頭；插入GC進(jìn)樣口解吸5 min。

GC條件：石英毛細(xì)色譜柱DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.2 5 μ m）；載氣為H e，流速1.0 m L/m i n，不分流；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序?yàn)?5 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持2 min。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度280 ℃；四極桿溫度 150℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～400。

1.3.4定性和定量分析

以C5～C20正構(gòu)烷烴作為標(biāo)準(zhǔn)，在相同條件下，通過其保留時(shí)間，計(jì)算樣品各成分的保留指數(shù)，通過儀器所配置的Nist 08.LIB和Flavor 2.LIB譜庫進(jìn)行檢索，結(jié)合相似度并參考有關(guān)文獻(xiàn)色譜保留指數(shù)，進(jìn)行定性，采用內(nèi)標(biāo)法半定量，按下式計(jì)算各香氣成分的含量［10］。

2　結(jié)果與分析

2.1加工單元操作中4 種血橙汁的香精油含量

圖 1　加工單元操作中4 種血橙汁香精油含量Fig.1　Contents of essential oil in four blood orange juices from different processing units

橙類香精油主要存在于外果皮中，很多香氣成分均為脂溶性，故香精油含量與橙汁香氣成分有一定關(guān)系。由圖1可知，精濾汁中香精油含量為手榨汁中香精油含量的15.29 倍，這主要是用FMC榨汁機(jī)進(jìn)行全果壓榨時(shí)，部分精油進(jìn)入果汁。當(dāng)脫氣后，精油含量有所下降，在經(jīng)過三效四體降膜蒸發(fā)器濃縮后，精油含量大大降低至0.000 2%，香氣也大幅度降低。

2.2加工單元操作中4 種血橙汁香氣成分鑒定

加工單元操作對血橙汁香氣成分的總離子流色譜圖如圖2所示。

圖 2　加工單元操作中4 種血橙汁香氣成分總離子流圖Fig.2　Total ionic chromatograms of aromatic components in four blood orange juices from different processing units

為了解橙汁加工單元操作中香氣成分種類及含量的變化，對手榨汁、精濾汁、殺菌汁和還原汁4 個(gè)橙汁樣品進(jìn)行了頂空SPME-GC-MS分析香氣成分，通過譜庫檢索及保留指數(shù)值，再結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)［11-14］，確定了塔羅科血橙汁中主要香氣成分，并采用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算出各組分的含量，見表1。

表1　加工單元操作中4 種血橙汁香氣成分分析TTaabbllee 11 　AArroommaattiicc ccoommppoonneennttss ooff ffoouurr bblloooodd oorraannggee jjuuiicceess pprroodduucceedd bbyy different processing uniittss

從表1可知，4 個(gè)加工單元操作得到的血橙汁共鑒定出59 種香氣成分，其中烯烴類27 種、酯類12 種、醇類10 種、醛類7 種、酮類3 種。塔羅科血橙主要呈香物質(zhì)丁酸甲酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、β-月桂烯等［15-16］特征香氣均有檢測出。不同加工階段的血橙汁香氣成分種類和含量都有變化，手榨、精濾、殺菌和還原汁的香氣成分種類分別為47、55、51 種和14 種，總含量分別為459.21、1 436.16、1 194.25 mg/kg和118.72 mg/kg。香氣成分在加工單元操作中的種類變化與伏令夏橙［1］、錦橙［17］加工過程中變化一致，殺菌和還原后種類和峰面積減少。手榨汁中檢測出的香氣成分在精濾汁中均有檢出，丁酸甲酯、莰烯僅在精濾汁中檢測出，壬醛僅在殺菌汁中檢測出，己醛、3-庚烯、p-傘花烴僅在還原汁中檢測出。4 種橙汁中均檢測到的香氣成分有α-蒎烯、檜烯、β-月桂烯、正己酸乙酯、檸檬烯、γ-松油烯、5-十一烯、芳樟醇、葵醛、古巴烯和巴倫西亞橘烯共計(jì)11 種。

2.3加工單元操作對橙汁香氣的影響

2.3.1榨汁單元操作對香氣的影響

手榨汁為手工錐汁機(jī)壓榨后過濾，精濾汁為機(jī)械全果FMC壓榨后經(jīng)螺旋精制機(jī)過濾。從香氣鑒定結(jié)果可知，手榨汁烯烴類、酯類、醇類、醛類和酮類總量分別為387.07、46.62、15.80、8.89 mg/kg和0.83 mg/kg，精濾汁中烯烴類、酯類、醇類、醛類和酮類總量分別為1 302.39、57.20、54.99、21.10 mg/kg和0.48 mg/kg，手榨汁與精濾汁高沸點(diǎn)物質(zhì)都有檢測到，手榨汁中含有的成分在精濾汁中均有檢測到，但精濾汁中檢測到有8 種物質(zhì)手榨汁中未檢出，他們分別為莰烯（0.16 mg/kg）、α-萜品烯（4.56 mg/kg）、2，6-二甲基-1，3，5，7-辛四烯（0.22 mg/kg）、別羅勒烯（0.17 mg/kg）、丁酸甲酯（0.10 mg/kg）、乙酸葉醇酯（0.23 mg/kg）、1-壬醇（0.91 mg/kg）和癸醛（4.67 mg/kg）。手榨汁中含量高于精濾汁的香氣成分有2-戊酮（高出0.37 mg/kg）、丁酸乙酯（高出0.78 mg/kg）、反式巴豆酸乙酯（高出0.04 mg/kg）、巴豆酸乙酯（高出0.09 mg/kg）、反-2-己烯醛（高出0.65 mg/kg）、順-3-己烯-1-醇（高出1.61 mg/kg）、正己醇（高出1.85 mg/kg）、3-羥基己酸乙酯（高出0.47 mg/kg）、香葉基丙酮（高出0.07 mg/kg），主要集中在低沸點(diǎn)物質(zhì)。

莰烯是一種雙環(huán)單萜烯類化合物，僅在精濾汁中檢測到，它不溶于水，微溶于醇，這可能是由于手榨汁香精油含量（0.001 4%）為精濾汁香精油含量（0.021%）的6.67%，遠(yuǎn)低于精濾汁，而莰烯在橙類香精油中有檢測到［14］。α-萜品烯，又名α-松油烯，為單環(huán)單萜烯類化合物，幾乎不溶于水，能與乙醇混溶，在柑橘等精油中存在，帶有柑橘香味，可由其他物質(zhì)合成，用于配制人造檸檬、薄荷精油和香料等。在伏令夏橙汁（3.04 μg/mL）［18］和無核雪柑汁中（3.71 mg/kg）［19］均檢測到，本實(shí)驗(yàn)中手榨汁未檢出可能是由于它主要存在于皮精油中，手榨汁中幾乎未混入皮精油的緣故。在濃縮復(fù)原汁中香精油含量僅0.000 2%，α-萜品烯亦未檢測出。別羅勒烯又名2，6-二甲基-2，4，6-辛三烯，是羅勒烯的同分異構(gòu)體，兩者可由α-蒎烯熱解產(chǎn)生，難溶于水，能與大多香料混合，有香草、花香并伴有橙花油氣息，在精濾和殺菌汁中檢測到。雖然在手榨汁中檢測出了羅勒烯，但含量低于精濾和殺菌汁，可能這也與精油含量有一定關(guān)系。

丁酸甲酯在手榨汁中未檢測出，僅在精濾汁中有檢出（0.10 mg/kg），這與夏橙汁在加工過程中香氣變化相同［4］，這表明機(jī)榨精濾汁香氣成分更豐富，與榨汁方式應(yīng)該是很有關(guān)聯(lián)的。不過在夏橙汁中，脫氣橙汁和殺菌橙汁仍能檢測到0.01%，是否本實(shí)驗(yàn)殺菌汁含量太低后未檢測出還有待研究。乙酸葉醇酯有強(qiáng)烈的青草香味，是允許使用的一種食用香料，可應(yīng)用于冰淇淋、糖果等食品中。壬醇幾乎不溶于水，能與醇混溶，有強(qiáng)烈的玫瑰和橙花香味［13］主要存在于蕓香科精油中，也是一種允許使用的食用香料，在感染黃龍病的橙汁中含量更高［20］。癸醛極微溶于水，與空氣易氧化，具有強(qiáng)烈的橙香味，是柑橘風(fēng)味的特征香氣成分，也是錦橙和葡萄皮精油的主要醛類香氣成分［21-22］，常用于調(diào)配橘子、檸檬等實(shí)用香精，亦是允許使用的一種食用香料，在以往研究中均有檢測出，此實(shí)驗(yàn)手榨汁中未檢測出可能是它主要存在于皮精油中。

從榨汁方式影響的香氣種類和含量來看，由于大多數(shù)香氣成分均難溶于水，易溶于醇類等物質(zhì)，精濾汁醇類和精油含量均高于手榨汁，這對香氣的保留有正面作用。

2.3.2殺菌對香氣的影響

殺菌汁中烯烴類、酯類、醇類、醛類和酮類總量分別為1 078.66、39.57、59.91、13.90 mg/kg和2.21mg/kg。與精濾汁相比，殺菌后未檢測出的香氣成分有丁酸甲酯、順-3-己烯-1-醇、莰烯、正辛醇、辛酸甲酯，殺菌后含量減少的香氣成分主要有4-松油醇（降低0.99 倍）、檜烯（降低0.96 倍）、乙酸乙酯（降低0.83 倍）等，殺菌后一些酯類、醇類雖然含量降低，有的甚至無法檢測出，但也增加了一些對橙汁風(fēng)味有益的酮類、醇類等。殺菌后香氣成分比精濾汁新增加的為壬醛（0.94 mg/kg），壬醛具備玫瑰、柑橘香氣，為允許使用食用香料用于配制橙子、檸檬等香精，壬醛在夏橙汁殺菌汁中有檢測出，在無核雪柑汁殺菌前后均未檢測出［19］。殺菌后含量比殺菌前增加的香氣成分主要有α-松油醇（高出9.88 倍）、香芹酮（高出5.96 倍）、乙酸葉醇酯（高出2.39 倍）、香葉醇（高出1.03 倍）、α-水芹烯（高出0.92 倍）、2-戊酮（高出0.75 倍）等。增加最顯著的為α-松油醇（增加26.68 mg/kg），這可能是反復(fù)殺菌引起的，應(yīng)注意控制。橘子汁在巴氏殺菌和低溫貯藏期間α-松油醇和4-松油醇含量均呈上升趨勢，檸檬烯和芳樟醇含量均呈下降趨勢［9，23］。α-松油醇本身具有橙香，但其含量超過2×10－6級時(shí)就會給人不愉快的風(fēng)味［24］，芳樟醇和檸檬烯在酸性條件下通過環(huán)化作用或水合水解等反應(yīng)都可以生成α-松油醇，故在橙汁生產(chǎn)中要注意控制它的形成，嚴(yán)格控制殺菌條件，殺菌后立即冷卻。殺菌后含量增加較顯著的為香芹酮（增加1.67 mg/kg），雖然總量僅為1.95 mg/kg，但當(dāng)香芹酮含量0.5 mg/L以上，橙汁便有特征香味［25］，這表明殺菌對香氣也有促進(jìn)作用。過度熱處理會減少柑橘汁的主要風(fēng)味物質(zhì)，降低柑橘汁的品質(zhì)［26］，在殺菌過程中應(yīng)控制對風(fēng)味有副作用的松油醇類的生成，控制殺菌前芳樟醇和檸檬烯的含量，以及殺菌溫度控制及迅速冷卻都有影響。

2.3.3濃縮對香氣的影響

濃縮還原后橙汁香氣成分總量和種類均大大減少，還原汁烯烴類、酯類、醇類、醛類總量分別為111.97、0.21、0.28、6.26 mg/kg。橙汁的特征香氣成分如丁酸乙酯、香芹酮等均未檢測出，故通常感官品嘗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)我國濃縮汁調(diào)配出的橙汁香氣風(fēng)味差，而進(jìn)口的以色列等國家的濃縮汁調(diào)配出的橙汁香氣風(fēng)味較好，這表明要得到較好風(fēng)味的橙汁，對濃縮收集的香氣應(yīng)進(jìn)行收集回填，不過國內(nèi)目前由于濃縮汁主要用于調(diào)配汁，產(chǎn)品添加了香精等掩蓋，故對濃縮汁本身的風(fēng)味要求低。還原汁中新檢測出的香氣成分有己醛（6.11 mg/kg）、3-庚烯（0.13 mg/kg）、p-傘花烴（0.14 mg/kg）。己醛沸點(diǎn)128.7 ℃，有青草及蘋果香味，在夏橙汁、無核雪柑汁中有檢出［18-19］，p-傘花烴在塔羅科血橙中有報(bào)道［15］檢測出。

3　結(jié) 論

采用頂空SPME-GC-MS聯(lián)用法對不同加工單元操作血橙汁香氣成分進(jìn)行分析，手榨汁、精濾汁、殺菌汁和還原汁4 種血橙汁共鑒定出59 種香氣成分，主要為檸檬烯、β-月桂烯、α-蒎烯、芳樟醇、香葉醛、丁酸乙酯和香芹酮等。加工單元操作對橙汁香氣成分的種類和含量有著直接的影響，手榨汁、精濾汁、殺菌汁和還原汁4 種血橙汁的香氣成分種類分別為47、55、51、14 種，4 種血橙汁總含量分別為459.21、1 436.16、1 194.25、118.72 mg/kg。手榨汁及機(jī)榨汁香氣均較馥郁，機(jī)榨后的精濾汁香氣成分種類和含量最豐富，這與Moshonas等［2］的研究結(jié)果一致；殺菌后部分香氣有所下降，但增加了壬醛、香芹酮等香氣含量，殺菌過程要控制α-松油醇等的形成，注意殺菌溫度及快速殺菌、快速冷卻；還原汁在濃縮過程中香氣損失大，可通過濃縮過程中回收的香氣成分，再回填進(jìn)去增加濃縮汁和還原汁香氣。

研究加工單元操作對血橙汁的香氣成分變化，對了解橙汁香氣成分的變化、橙汁調(diào)配及質(zhì)量控制有一定參考意義。

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Impact of Processing Units on Aromatic Components of Blood Orange Juice

GUO Li， WU Houjiu， WANG Hua， SUN Zhigao， HUANG Xuegen， TAN Anqun
（Citrus Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Southwest University， Chongqing400712， China）

The aromatic components of Tarocco blood orange juices possessed by manual squee zing， fine filtration，pasteurization and reconstitution from concentrate were comparatively analyzed by headspace solid phase micro extractiongas chromatography-mass spectrometry （SPME-GC-MS）. The results showed that 47， 55， 51 and 14 aromatic components were detected in the four juice samples， respectively. The total contents of aroma compounds in the four juices were 459.21，1 436.16， 1 194.25， and 118.72 mg/kg， respectively. Camphene， methyl butyrate， nonanol and decanal were detected in fi ltrated juice rather than squeezed juice. Nonanal was exclusively detected in pasteurized juice. These resu lts indicated that both fi ne fi ltration and pasteurization are benefi cial for aroma formation， but it is important to control the formation of offfl avor substances such as α-terpineol. Evaporation can lead to aroma loss. Therefore supplementing some of the lost aroma components to reconstructed juice can improve its fl avor quality.

processing units； aromatic components； solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry （SPME-GC-MS）

TS207.3

A

1002-6630（2015）24-0137-05

10.7506/spkx1002-6630-201524024

2015-03-16

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（XDJK2013C100）；重慶市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（cstc2011jjA80032）

郭莉（1980—），女，助理研究員，博士研究生，研究方向?yàn)楦探奂庸ぜ吧锛夹g(shù)。E-mail：guoli@cric.cn