尤菊 盛康亮 劉長虹

摘要[目的]篩選短波紫外線（UV-C）照射處理鮮榨蘋果汁的最佳時間，為其應用提供理論依據(jù)。[方法]研究了不同UV-C處理時間對鮮榨蘋果汁主要品質指標、抗氧化性能及相關酶活的影響。[結果]10或20 min的UV-C處理能顯著保持鮮榨蘋果汁色澤、降低濁度和總酚含量，同時顯著提高可溶性固形物含量、總黃酮含量和抗氧化能力，且不影響pH和可滴定酸含量，從而較好地保持了果汁的感官品質和營養(yǎng)品質。另外，UV-C處理對多酚氧化酶（PPO）活性無顯著影響，30或40 min處理能顯著降低過氧化物酶（POD）活性。[結論]UV-C照射處理作為蘋果汁的非熱加工技術手段具有潛在的應用前景。

關鍵詞UV-C；鮮榨蘋果汁；品質；抗氧化性能；酶活

中圖分類號TS255文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）16-0109-04

Effect of UVC on the Quality and Antioxidant Activity of Freshsqueezed Apple Juice

YOU Ju， SHENG Kangliang， LIU Changhong*

（School of Food Science and Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009）

Abstract[Objective] To screen out the optimal UVC irradiation time on freshsqueezed apple juice and provide theoretical basis for it application. [Method] Effects of different shortwave ultraviolet light （UVC） processing time on the main quality index， antioxidant capacity and related enzyme activity of fresh apple juice were investigated. [Result] Results showed that UVC treatment for 10 or 20 minutes can markedly keep juice color， reduce the turbidity and total phenol content； meanwhile significantly increase the content of total soluble solid content （TSS）， total flavonoids content and antioxidant capacity， but not affect the pH and titratable acid content； so as to better maintain the sensory quality and nutritional quality of juice. In addition， UVC treatment had no significant effect on PPO activity， while 30 or 40 minutes treatment significantly reduced the activity of POD. [Conclusion] UVC irradiation treatment as a nonthermal technology for apple juice has potential application prospect.

Key wordsUVC；Freshly squeezed apple juice；Quality；Antioxidant capability；Enzyme activity

我國是世界最大的蘋果汁出口國，出口額約占世界出口總額的30%[1]。蘋果汁富含維生素、礦物質、酚類化合物等生物活性物質，因此其作為一種功能性食品在慢性疾病的預防方面具有重要作用，例如心血管疾病、糖尿病、癌癥等[2-5]。果汁品質受加工方式的影響較大，傳統(tǒng)巴氏殺菌處理雖能有效殺滅果汁中的腐敗微生物，但是會造成熱敏性營養(yǎng)成分的破壞和損失，影響口感、色澤和風味[6-7]。為了更大限度地保持果汁天然的色、香、味和一些生理活性成分，滿足現(xiàn)代人的生活要求，超高壓、脈沖電場、超聲波、紫外輻照等非熱加工方式成為食品工業(yè)的研究熱點。

短波紫外線（UV-C）照射技術由于其具有無化學殘留、裝置簡易輕便、能耗低等優(yōu)點，在食品加工過程中得到廣泛應用，如用于牛奶[8]、蛋類[9]和果蔬[10]等的加工處理。UV-C照射技術還可用于多種果汁的滅菌[11-14]、營養(yǎng)成分的保持及抗氧化能力的提升[15-17]，但有關UV-C處理對鮮榨蘋果汁品質及酶活影響的研究鮮有報道。筆者研究不同UV-C處理時間對鮮榨蘋果汁主要品質指標、抗氧化性能及相關酶活的影響，從而篩選最佳照射時間，為UV-C照射處理在蘋果汁加工中的應用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料及處理

蜂王漿富士蘋果（產地山東）于2016年10月7日購于合肥市五星水果超市。選擇大小均一、形狀規(guī)則、色澤紅潤、果體完整、無病蟲害且無機械損傷的果實。將蘋果去皮去核后榨取新鮮果汁，同時加入0.5 g/L的L-抗壞血酸進行護色。過濾、離心后的上清液移入清潔無菌玻璃平皿中進行UV-C（30 W）照射處理，環(huán)境溫度控制在25 ℃。使用手持式紫外線強度計測得距離紫外燈35 cm處的紫外照射強度0.406 mW/cm2，依據(jù)不同的照射時間確定UV-C照射劑量。以沒有經過UV-C輻照處理的作為對照組，將UV-C處理組依據(jù)照射時間分為4組：10、20、30和40 min（即243.5、487.0、730.5和974.1 mJ/cm2）。處理后將果汁樣品分裝到試管中，避光存放于-40 ℃冰箱中備用。

1.2主要儀器設備

JS20A11美的榨汁機（原汁機）；飛利浦紫外殺菌燈（30 W），有效波長254 nm；TN-2254型紫外線強度計；WSC-S申光測色色差儀；ET18 EasyPlus梅特勒滴定儀。

1.3測定指標及方法

1.3.1

濁度。采用文獻[18]的方法，于波長660 nm處測定吸光值，吸光值越大表示果汁濁度越大。

1.3.2可滴定酸含量和可溶性固形物含量。分別采用酸滴定法和折光儀法。

1.3.3色澤。采用WSC-S型色差儀測定果汁的L*、a*和b*值。L*為亮度，a*和b*表示色方向。色差ΔE計算公式如下：

ΔE=[（L*-L*0）2+（a*-a*0）2+（b*-b*0）2]1/2；

其中，L*0、a*0和b*0是未處理果汁的色澤值。

1.3.4

總酚和總黃酮含量?？偡雍繙y定采用福林-酚法[19]稍作修改，以沒食子酸計算總酚含量。總黃酮含量測定采用Al（NO3）3-NaNO2法[20]稍作修改，以蘆丁計算總黃酮含量。

1.3.5

抗氧化能力。分別采用ABTS自由基清除法和DPPH自由基清除法，且分別采用ABTS自由基清除率和DPPH自由基清除率表示抗氧化能力。

1.3.6

酶活。多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性測定采用文獻[21]的方法。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)均采用SPSS軟件進行方差分析，用Duncans法進行顯著性檢驗，P<0.05代表有顯著性差異。

2結果與分析

2.1UV-C照射對蘋果汁色澤的影響

UV-C處理導致蘋果汁色澤發(fā)生改變，除10 min外，其他UV-C處理時間均顯著降低了蘋果汁的L*和a*值，同時b*值顯著增加。依據(jù)人眼的視覺敏感度可將ΔE的數(shù)值分為以下5種程度：不易察覺，0～≤0.5；輕微，0.5～≤1.5；可見，1.5～≤3.0；明顯可見，3.0～≤6.0；非常明顯，6.0～≤12.0[22]。由表1可見，UV-C處理后蘋果汁色差顯著增加，10、20、30和40 min后ΔE 分別為0.38、0.99、1.37和5.79。與對照組相比，蘋果汁經10 min UV-C處理色澤變化不明顯，處理20和30 min稍微有變化，處理40 min色澤變化明顯可見。影響果汁色澤的因素有很多，如水果成熟度、水果中存在的不同種類色素、酶活性和微生物污染等。UV-C處理40 min后，a*值和b*值顯著改變，可能是由于處理時間長導致色素類化合物異構化或與自由基相互作用發(fā)生氧化而破壞或改變，增加了非酶促褐變的程度，使得總色差顯著增加。

2.2UV-C照射對蘋果汁理化品質的影響

不同UV-C處理時間對蘋果汁pH、濁度、可滴定酸和可溶性固形物含量的影響如圖1所示。由圖1可知，各UV-C處理時間對蘋果汁pH和可滴定酸含量無顯著影響（圖1A、1B），這一結果與Bhat等[17]、Bhat[15]和Shamsudin等[12]利用UV-C處理楊桃汁、番茄汁和菠蘿汁的結果一致。

隨著處理時間的延長，可溶性固形物含量呈上升趨勢，各UV-C照射時間均顯著提高了蘋果汁的可溶性固形物含量（P<0.05）（圖1C）。與該試驗不同，Shamsudin等[12]采用10 mJ/cm2 UV-C處理沒有顯著改變菠蘿汁的可溶性固形物含量，這可能是由于果汁處理方式和照射劑量等試驗方法的差異導致的。

濁度是水中可溶性固形物和懸浮顆粒對光散射程度的一種度量，溶液體系中的總懸浮顆粒物含量和濁度直接影響紫外滅菌的有效性。由圖1D可知，短時間（10和20 min）UV-C處理顯著降低了蘋果汁濁度。根據(jù)Canitez[23]的試驗，UV-C處理導致濁度降低的一個可能原因是果汁中酵母菌和霉菌數(shù)量減少。隨著UV-C處理時間增加（30和40 min），濁度略有上升，與未處理組沒有顯著性差異。由圖1可以發(fā)現(xiàn)，此時可溶性固形物含量顯著高于對照組，而濁度與可溶性固形物含量有關，因此，UV-C處理時間延長導致濁度與對照組無差異可能是微生物與可溶性固形物變化的綜合體現(xiàn)。

2.3UV-C照射對蘋果汁抗氧化性的影響

在加工和貯藏過程中，酚類物質發(fā)生降解、氧化和快速聚合，因此總酚含量是果汁品質的重要指標。如圖2A所示，與對照組相比，UV-C處理顯著降低了蘋果汁的總酚含量（P<0.05），但各處理間無顯著差異。關于UV-C處理對果汁酚類含量的影響已有不同的文獻進行過報道。與該研究一致，Shamsudin等[12]和Noci等[13]研究發(fā)現(xiàn)，UV-C處理顯著降低了菠蘿汁和蘋果汁的總酚含量。

紫外處理對總黃酮含量的影響如圖2B所示，除40 min外，UV-C處理顯著提高了蘋果汁的總黃酮含量（P<005），UV-C處理10、20和30 min后，處理組果汁總酚含量分別比對照組高20.76%、19.12%和20.22%。與該研究一致，Bhat等[17]采用平均劑量為2.158 J/m2的UV-C處理增加了楊桃汁的類黃酮含量。Santhirasegaram等[24]采用UV-C處理芒果汁15 min也有相同發(fā)現(xiàn)，且紫外處理芒果汁的總黃酮含量均顯著高于傳統(tǒng)熱處理方式。Alothman等[25]研究發(fā)現(xiàn)，果汁暴露于UV-C環(huán)境下會激發(fā)自由基生成，由此引發(fā)壓力應激反應導致植物抗性毒素累積，結果導致與防御機制有關的黃酮類物質含量增加。然而，UV-C處理40 min后，觀察到總黃酮含量減少，可能是由于長時間的紫外暴露引起過大的壓力反而抑制了黃酮類物質含量的增加。

雖然有很多測定抗氧化能力的方法，但迄今為止沒有一種公認的標準方法。該試驗采用DPPH自由基清除率法和ABTS自由基清除率法2種方法相互印證來測定蘋果汁的抗氧化能力。如圖2C所示，不同UV-C照射時間處理均顯著提高了蘋果汁的ABTS自由基清除率，且UV-C照射30 min后蘋果汁的ABTS自由基清除率最高，達到69.03%。與此類似，Santhirasegaram等[24]對比了熱處理和非熱處理對芒果汁抗氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)UV-C處理15 min可顯著增強ABTS自由基清除率，而傳統(tǒng)的熱處理顯著減少了ABTS自由基清除率。另外，蘋果汁經過10和30 min的UV-C處理后，其DPPH自由基清除率顯著高于未處理組（P<0.05）（圖2D）。綜上所述，UV-C處理對抗氧化能力有積極作用，顯著提高了蘋果汁的抗氧化能力（P<0.05）。

2.4UV-C照射對PPO和POD活性的影響

加工過程中發(fā)生的氧化反應與果蔬固有酶的催化活性相關。果汁中的PPO和POD是參與酶促褐變的主要酶，抑制這2種酶的活性有益于果汁色澤和營養(yǎng)成分的保持。UV-C處理對蘋果汁中PPO和POD活性的影響如圖3所示。除10 min外，UV-C處理對PPO活性無顯著影響。短時間的UV-C處理（10和20 min）對POD活性無顯著影響，但長時間的UV-C處理（30和40 min）可顯著降低蘋果汁的POD活性（P<0.05）。Corrales等[26]采用UV-C處理堅果牛奶也有相同的發(fā)現(xiàn)，不同的是POD的滅活率達到85%以上，大大高于該試驗結果。然而，Noci等[13]研究發(fā)現(xiàn)，UV-C處理對蘋果汁PPO和POD活性并沒有顯著影響。此外，Müller等[14]研究了UV-C對蘋果汁和葡萄汁酶活的影響，發(fā)現(xiàn)100.48 kJ/L的UV-C劑量導致蘋果汁和葡萄汁PPO活性分別下降了84%和39%。Falguera等[27]發(fā)現(xiàn)，400 W波長為250～740 nm的紫外可見光處理4種蘋果汁100 min可以完全滅活PPO，15 min內可以完全滅活POD。

3結論

該研究結果表明，10或20 min UV-C處理能有效保持果汁色澤（ΔE<1.5），降低濁度和總酚含量，同時顯著提高了可溶性固形物含量、總黃酮含量和抗氧化能力，且不影響pH和可滴定酸含量，從而較好地保持了果汁的感官品質和營養(yǎng)品質。另外，UV-C處理對PPO活性無顯著影響，30或40 min處理能顯著降低POD活性。因此，UV-C照射處理作為蘋果汁的非熱加工技術手段具有潛在的應用前景。

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