丘金輝,胡晗,周美齡,劉清培,曾紹校*,林少玲*

1(福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州，350002) 2(福建省特種淀粉品質(zhì)科學(xué)與加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州，350000) 3(福州大世界橄欖有限公司，福建 福州，350000)

橄欖[Canariumalbum(Lour.)Raeusch]又名青果或白欖，英文名Chinese White Olive，是著名的熱帶、亞熱帶特產(chǎn)果品之一[1]。橄欖營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的藥用價(jià)值和保健價(jià)值，可被加工成橄欖餅干、果脯蜜餞、橄欖飲料、橄欖保健茶和橄欖醋等系列產(chǎn)品[2-5]。橄欖蜜餞是橄欖加工的主要產(chǎn)品，但在其鹽漬過(guò)程中表層易析出一層灰白色物質(zhì)，并會(huì)帶入橄欖蜜餞終產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀品質(zhì)和消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望。

果蔬的內(nèi)源性析出物的產(chǎn)生，不僅降低了產(chǎn)品的感官品質(zhì)及商業(yè)價(jià)值，還會(huì)影響人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。對(duì)食品內(nèi)源性析出物的理化性質(zhì)及成分的分析研究是探索其控制技術(shù)的必不可少的環(huán)節(jié)之一。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于食品中內(nèi)源性析出物的相關(guān)研究主要集中在蘋(píng)果、橙子、胡蘿卜等常見(jiàn)果蔬產(chǎn)品析出物和茶、飲料、酒類(lèi)沉淀析出物等方面。研究表明，大多數(shù)果蔬產(chǎn)品的內(nèi)源性析出物主要是由多酚、蛋白質(zhì)、果膠、淀粉、阿拉伯糖和高價(jià)陽(yáng)離子等引起，其中多酚除了本身極易聚合形成聚多酚外，還常與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)相互作用形成大分子復(fù)合物，是目前果蔬加工中最常見(jiàn)又最難控制的問(wèn)題之一[6-10]。

橄欖鹽胚表層析出物(white sediment on the surface of salted Chinese olive，WSSCO)屬于果蔬產(chǎn)品內(nèi)源性析出物之一。橄欖中存在較多多酚、果膠、有機(jī)酸以及各種金屬離子等成分[11]，加之橄欖蜜餞制作過(guò)程鹽漬中加入CaCl2、NaCl、焦亞硫酸鈉等鹽類(lèi)物質(zhì)，推測(cè)橄欖鹽胚表層析出物的主要成分可能是無(wú)機(jī)鹽沉淀、有機(jī)鹽沉淀或多酚與其他物質(zhì)形成的大分子聚合物。

本文對(duì)橄欖鹽胚表層析出物的理化性質(zhì)及主要成分進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析，通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(field emission scanning electron microscope, FESEM)觀察表層析出物粉末結(jié)構(gòu)并測(cè)定WSSCO的主要成分及常規(guī)理化性質(zhì)；利用IC法、Vario EL元素分析儀和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分別測(cè)定WSSCO中無(wú)機(jī)陰離子、主要有機(jī)元素及主要金屬元素[12]，以期為實(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.2 主要儀器與設(shè)備

TCL-18C型高速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；DZF-6050型真空干燥箱、DK-S23型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；Nova Nano SEM 230型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM),美國(guó)FEI公司；200FS型差示掃描量熱議(DSC)，德國(guó)耐馳(NETZSCH)公司；WGZ-100型散射式光電濁度儀，上海精密儀器廠；PHS-3C型精密pH計(jì)，上海雷磁儀器廠；AL104型精密分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；DX-600型離子色譜儀，美國(guó)戴安公司；VARIO EL型元素分析儀，德國(guó)ELEMENTAR公司；ICP-MS 770X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)AGILENT公司；752Pro型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海棱光技術(shù)有限公司；SX2-12-12型馬弗爐，上海雷韻實(shí)驗(yàn)儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 WSSCO的收集(如圖1)

圖1 WSSCO的收集流程Fig.1 Flow chart for sediment on the surface of saltedChinese olive collecting注：本實(shí)驗(yàn)測(cè)定樣品默認(rèn)是1.3.1中真空干燥后的灰白色粉末(WSSCO)，下同。

1.3.2 掃描電子顯微鏡觀察

取樣品少許，將其輕敷在專(zhuān)用雙面膠上，為確保在雙面膠上留下一層均勻的粉末，可用洗耳球輕輕吹去粘結(jié)不牢固或未粘結(jié)的粉末。噴金60 s后于場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FSSEM)下觀察并拍照記錄。

1.3.3 WSSCO的理化性質(zhì)分析

1.3.3.1 熱特性分析

準(zhǔn)確稱(chēng)樣5.8 mg置于坩堝內(nèi)，密封壓蓋。采用差示掃描量熱儀(differential scanning calorimetry,DSC)進(jìn)行測(cè)定，以空坩堝作為對(duì)照，掃描溫度為20～225 ℃，加溫速率為10 ℃/min，利用DSC配套的NETZSCH-Proteus-6分析處理數(shù)據(jù)，從DSC吸熱曲線上可以得出樣品相變的起始溫度(onset temperature,To)、峰值溫度(peak temperature,Tp)、終止溫度(conclusion temperature,Tc)和熱焓值(enthalpy of gelatinization, ΔH)。

1.3.3.2 溶解性分析

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.010 0 g樣品于1～15號(hào)50 mL的燒杯中，分別加入20 mL未經(jīng)稀釋的有機(jī)溶劑[甲醇、乙醇、丙酮、脲、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)]、雙重蒸餾水、1.0 mol/L的堿溶液(NaOH、氨水)、酸溶液(草酸、醋酸、磷酸、鹽酸、硝酸)、鹽溶液(六偏磷酸鈉、氯化銨)，在室溫下攪拌后觀察WSSCO的溶解情況并測(cè)定其溶液濁度。

濁度測(cè)定：以雙蒸水為“0”度標(biāo)準(zhǔn)液及“100”度標(biāo)準(zhǔn)濁度液分別進(jìn)行調(diào)零與調(diào)百。樣液稀釋一定倍數(shù)在儀器測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。濁度按公式(1)計(jì)算：

T=T1×N-T0

(1)

式中：T,最終濁度(NTU)；T1,溶液的測(cè)定濁度(NTU)；N,溶液稀釋倍數(shù)；T0,純?nèi)軇┑某跏紳岫?NTU)。

1.3.4 無(wú)機(jī)陰離子的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)樣0.200 0 g于100 mL燒杯中,加入50 mL 1 mol/L的HCl,80 ℃水浴加熱5 min,冷至室溫，砂芯漏斗吸濾過(guò)濾,用50 ℃去離子水洗滌過(guò)濾物3次,用3.5 mol/L Na2CO3和1 mol/L NaHCO3混合液定容于100 mL容量瓶,0.45 μm濾膜過(guò)濾,得到待測(cè)樣。將預(yù)處理的待測(cè)樣品，在以下參數(shù)下進(jìn)行測(cè)定：色譜柱IonPac AS14A；淋洗液3.5 mmol/L Na2CO3,1.0 mmol/L NaHCO3緩沖液；流速 0.25 mL/min；進(jìn)樣體積 25 μL；柱溫30 ℃。

1.3.5 元素的測(cè)定

1.3.5.1 礦質(zhì)元素的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Al和Mn標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1 mg/mL)適量，用1%的硝酸溶液配制成1 μg/mL的K、Na、Ca、Mg、Fe和0.1 μg/mL的Cu，Zn、A1、Ba的混合標(biāo)準(zhǔn)液。準(zhǔn)確稱(chēng)樣0.100 0 g于消解罐,加入濃HNO3，冷消解48 h,微波消解(消解程序見(jiàn)表1),待樣品消解完全后，在電爐上蒸發(fā)至近干,2%的硝酸溶解消化產(chǎn)物,用2%的硝酸定容于50 mL的聚四氟乙烯材質(zhì)的容量瓶，備用。同時(shí)，按上述流程做空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)。ICP-MS的工作條件參數(shù)如表2所示。將預(yù)處理的待測(cè)樣品，按表2參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

表1 微波消解儀的消解程序Table 1 Program of microwave digestion

表2 ICP-MS工作條件參數(shù)Table 2 Operating condition of the ICP-MS

1.3.5.2 有機(jī)物主要組成元素的測(cè)定

樣品處理方法：取適量的粉狀樣品，充分混勻后于160 ℃的烘箱中烘1 h以上，然后趁熱將樣品轉(zhuǎn)入干燥器中(內(nèi)置干燥劑)，待樣品自然冷卻至室溫0.5 h后立即測(cè)定。

準(zhǔn)確稱(chēng)取灰白色樣品4.8～5.2 mg，按表3元素分析儀的工作條件，磺胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)計(jì)算當(dāng)天校正因子，按照表3的方法自動(dòng)定量計(jì)算樣品中各元素含量。

表3 元素分析儀的工作條件參數(shù)Table 3 Operating condition of the element analyzer

1.3.6 成分測(cè)定

1.3.6.1 多糖的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)樣0.100 0 g于100 mL三角瓶，加10倍體積的石油醚(30～60 ℃)脫脂去色素，再加入25 mL去離子水，用保鮮膜封口，然后用100 ℃水浴提取2～3 h后倒出上清液，加等量去離子水重復(fù)1次，合并提取液與未溶解物一起倒入離心管,在常溫下4 200 r/min離心20 min后取上清液，測(cè)得490 nm處吸光度。根據(jù)羅永會(huì)等[13]的多糖測(cè)定方法繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線并求得樣品多糖含量。

1.3.6.2 多酚的測(cè)定

參照王振宇等[14]的方法，準(zhǔn)確稱(chēng)0.100 0 g WSSCO于100 mL三角瓶，加10倍體積的石油醚(30～60 ℃)脫脂去色素，然后加入40%丙酮，料液比為1∶40(g∶mL)，塞子封口，搖勻，1 min后置于超聲清洗器中處理60 min(超聲功率100 W、溫度40 ℃)，取出后倒出上清液，重新加入與第1次等量的40%丙酮，再提取1次，合并2次的提取液并與沒(méi)有溶解的物質(zhì)一起倒入離心管，常溫下4 200 r/min離心20 min，取上清液稀釋50倍后，測(cè)765 nm處的吸光度。并根據(jù)謝倩等[15-17]的多酚測(cè)定方法繪制沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線從而得到樣品多酚含量。

1.3.6.3 灰分測(cè)定

參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定方法》的灼燒稱(chēng)重法測(cè)定，按公式(2)計(jì)算：

(2)

式中：m1,坩堝與灰分的質(zhì)量,g；m2,坩堝質(zhì)量,g；m3,坩堝與試樣的質(zhì)量,g。

1.3.7 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均重復(fù)測(cè)定3次，取均值，采用Excel與SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 橄欖鹽胚表層析出物的狀態(tài)及掃描電鏡分析

圖2所示為橄欖鹽胚，橄欖表面的白色斑點(diǎn)，即為橄欖鹽胚表層析出物。

A-浸泡在PC桶中橄欖；B-從浸泡桶中取出的橄欖圖2 橄欖鹽胚上的表面析出物Fig.2 Sediment on surface of salted Chinese olive

由圖3可見(jiàn),其結(jié)構(gòu)較為混亂，顆粒形狀不規(guī)則且大小不均一，并且可以看出這些不規(guī)則形狀主要是由更小的蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)團(tuán)聚形成的聚合物，而不是均一的晶體結(jié)構(gòu)，由此推測(cè)橄欖鹽胚表層析出物的主要組成不是某種單一的無(wú)機(jī)鹽，而是多種伴有或不伴有無(wú)機(jī)金屬離子的大分子的聚合物。

A-干燥后的橄欖鹽胚表層析出物；B-橄欖鹽胚表層析出物的電鏡掃描圖圖3 干燥的WSSCO及其掃描電鏡圖Fig.3 Dry white sediment on the surface of salted Chineseolive and SEM diagram of WSSCO

2.2 橄欖鹽胚表層析出物的理化性質(zhì)分析

2.2.1 WSSCO的熱特性分析

從圖4可知，橄欖鹽胚表層析出物的熔點(diǎn)為142.6 ℃，熔程(ΔT)為20.3 ℃，熱焓值ΔH為221.2 J/g。熔融峰是化合物純度的靈敏標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)范德霍夫方程，高純度且結(jié)晶完善的化合物的DSC熔程(ΔT)極小，熔融峰非常尖銳；當(dāng)熔融峰較寬時(shí)，即可認(rèn)為物質(zhì)純度降低，熔點(diǎn)起始溫度降低[18]。該圖熔融峰比較尖銳，但熔程(ΔT)較大，表明橄欖鹽胚表層析出物并不是單一物質(zhì)，而是混合物，但以某種物質(zhì)為主，且該主要物質(zhì)的熔點(diǎn)大于142.6 ℃。

圖4 WSSCO的DSC曲線Fig.4 DSC curve of sediment on the surface of salted Chinese olive

2.2.2 WSSCO溶解性分析

通過(guò)加入不同的溶劑觀察橄欖鹽胚表層析出物的溶解情況，從而初步判斷橄欖鹽胚表層析出物的類(lèi)型。橄欖鹽胚表層析出物的溶解性如表4及圖5所示，從表4可知，橄欖鹽胚表層析出物不溶于雙蒸水、六偏磷酸鈉鹽溶液與草酸、醋酸、磷酸、鹽酸等酸溶液，如圖5所示，以上幾種溶液的濁度也證實(shí)了這一點(diǎn)，并且通過(guò)肉眼觀察，未發(fā)現(xiàn)析出物在以上幾種溶劑中顏色、狀態(tài)的差異；而圖5顯示橄欖鹽胚表層析出物幾乎完全溶解于NaOH及氨水等堿溶液(濁度由1062±23 NTU降至30 NTU內(nèi))。酸堿溶解結(jié)果表明，產(chǎn)生橄欖鹽胚表層析出物的主要原因可能是多酚與蛋白質(zhì)所引起[19]。并且有機(jī)溶劑的種類(lèi)對(duì)橄欖鹽胚表層析出物的溶解度影響較大，其中，由于丙酮、脲和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是氫鍵阻斷劑，可使得橄欖鹽胚表層析出物在其中幾乎完全溶解[20]；此外，橄欖鹽胚表層析出物在硝酸與氯化銨鹽溶液中也有一定的溶解度，可能與它們共同含有氮元素存在一定關(guān)系，這些結(jié)果進(jìn)一步表明橄欖鹽胚表層析出物的主要成分為有機(jī)大分子。

表4 WSSCO的溶解性Table 4 The solubility of sediment on the surface ofsalted Chinese olive

圖5 WSSCO在不同溶劑中的濁度Fig.5 The turbidity of sediment on the surface of salted Chinese olive in different solvents

2.3 橄欖鹽胚表層析出物中無(wú)機(jī)陰離子分析

2.4 橄欖鹽胚表層析出物中元素分析

2.4.1 橄欖鹽胚表層析出物的礦質(zhì)元素分析

由于Ca、Mg、Al、Ba、Fe、Cu是形成不溶性鹽的常見(jiàn)礦物質(zhì)元素，本研究對(duì)其礦物質(zhì)元素進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，橄欖鹽胚表層析出物的礦物質(zhì)元素Ca、Fe、Mg、Al、Cu、Ba含量分別是(0.76±0.09)、(0.61±0.03)、(0.54±0.06)、(0.28±0.03)、(0.016±0.001)、(0.004 1±0.000 4) mg/g，Ca元素含量雖然相對(duì)其他幾種礦物質(zhì)元素含量稍高，但含量還是極低，不到橄欖鹽胚表層析出物的0.1%，因此，確定無(wú)機(jī)鹽難溶物或有機(jī)鹽難溶物不是橄欖鹽胚表層析出物主要成分，并且推測(cè)其主要成分為有機(jī)大分子聚合物。所以用元素分析儀進(jìn)一步測(cè)定WSSCO中有機(jī)物主要組成元素C、N含量。

2.4.2 WSSCO有機(jī)物主要組成元素分析

經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)橄欖鹽胚表層析出物的組成元素中C元素含量最高，多達(dá)(517.47±11.90)mg/g，占總量的50%左右；其次是N元素，含量為(14.62±0.68) mg/g，占比達(dá)1.46%。由于N主要來(lái)自蛋白質(zhì)，將N含量折算成蛋白質(zhì)含量為(91.25±4.25) mg/g[根據(jù)蛋白質(zhì)中N的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(16%)]。因此可以確定蛋白質(zhì)是橄欖鹽胚表層析出物的主要成分之一，而由于碳元素幾乎是所有有機(jī)物的主要組成元素，所以需對(duì)其具體成分進(jìn)一步分析。

2.5 橄欖鹽胚表層析出物的主要成分分析

前人研究發(fā)現(xiàn)，果蔬析出物主要是由于植物多酚、蛋白質(zhì)及多糖的相互作用引起[7]。結(jié)合橄欖主要成分及溶解性分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)上述碳元素的具體來(lái)源做進(jìn)一步探索。由于蛋白質(zhì)含量已測(cè)，所以本部分主要測(cè)定了多糖、多酚及灰分含量，多糖及多酚濃度分別稀釋到各自標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍內(nèi)測(cè)定，3者根據(jù)1.3.6的公式計(jì)算。結(jié)果表明，多酚含量最高，高達(dá)(308.08±6.13)mg/g，表明多酚是橄欖鹽胚表層析出物的最主要的成分；多糖含量最低，約為1%；而灰分含量?jī)H4.5%左右。

3 結(jié)論與討論

本研究通過(guò)電子顯微鏡圖觀察到橄欖鹽胚表層析出物顆粒形狀不規(guī)則且大小不均一；熔點(diǎn)為142.6℃，熔程較寬，其不溶于水與酸(除硝酸)，但幾乎完全溶解于堿與多種有機(jī)溶劑；橄欖鹽胚表層析出物中常見(jiàn)、易形成難溶性鹽的無(wú)機(jī)陰離子與礦質(zhì)元素含量均較低。這些結(jié)果表明，橄欖鹽胚表層析出物是一種混合物，且主要成分不是難溶性鹽。此外，有機(jī)元素測(cè)定結(jié)果顯示，橄欖鹽胚表層析出物的有機(jī)元素C、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為(51.75±1.19)%、(1.46±0.07)%，根據(jù)蛋白質(zhì)氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.16)換算得到其蛋白質(zhì)含量為(9.13±0.43)%；同時(shí)，具體成分測(cè)定結(jié)果顯示，橄欖鹽胚表層析出物多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.50±0.01)%、多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(30.81±0.61)%及灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(4.5±0.12)%。由此確定橄欖鹽胚表層析出物的主要成分有多酚、蛋白質(zhì)及灰分，質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和達(dá)44.4%。綜合橄欖鹽胚表層析出物的溶解特性及碳元素含量，確定其主成分還包括多酚-蛋白質(zhì)復(fù)合物(目前無(wú)法定量檢測(cè))，這表明橄欖鹽胚表層析出物形成與多酚和蛋白質(zhì)有較大的相關(guān)性。本論文的研究結(jié)果與前人的研究報(bào)導(dǎo)相一致。

本研究對(duì)橄欖鹽胚表層析出物的理化性質(zhì)及主要成分進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析，通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)觀察表層析出物粉末結(jié)構(gòu)并測(cè)定WSSCO的主要成分及常規(guī)理化性質(zhì)；利用IC法、Vario EL元素分析儀和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分別測(cè)定WSSCO中無(wú)機(jī)陰離子、主要有機(jī)元素及主要金屬元素。深入分析了果蔬內(nèi)源性析出物的理化性質(zhì)及成分，為實(shí)際生產(chǎn)中選擇合適有效的控制技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。