曾小峰，商桑，陳爽，曾順德，高倫江*，尹旭敏，刁源

1(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶，401329)2(重慶市萬州食品藥品檢驗(yàn)所，重慶，404000)

橙汁因其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)深受消費(fèi)者喜愛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2018年度全球橙汁產(chǎn)量達(dá)到170萬t，其銷量為全球果汁銷量的46%，中國在該年度生產(chǎn)橙汁4.4萬t，同時(shí)進(jìn)口橙汁5.5萬t[1]，因此，橙汁在中國具有巨大的發(fā)展空間。血橙因其含有豐富的花色苷而使果汁顏色鮮紅，同時(shí)花色苷具有抗氧化、降血脂、預(yù)防心血管疾病、抗癌等保健功能[2-5],另外，血橙汁還含有豐富的維生素C(VC)、總酚、黃酮等營養(yǎng)成分，但這些物質(zhì)都極不穩(wěn)定，易受環(huán)境影響發(fā)生改變，進(jìn)而影響橙汁色澤、風(fēng)味、口感等，嚴(yán)重影響血橙汁的商品價(jià)值。因此，研究血橙汁在加工及貯藏中品質(zhì)的變化對解決血橙汁加工難的問題具有重要意義。

殺菌是橙汁加工過程中必不可少的操作單元，不同的殺菌方式可造成血橙汁營養(yǎng)成分發(fā)生不同程度的改變，尤其是對血橙汁中那些具有保健作用但性質(zhì)極不穩(wěn)定的相關(guān)成分影響更為顯著，因此，選擇良好的殺菌方式對保證血橙汁的品質(zhì)至關(guān)重要。目前橙汁主要采用熱處理殺菌，但其加熱溫度高、時(shí)間長，對果蔬汁這類熱敏性物質(zhì)的色澤、香氣及營養(yǎng)成分具有一定的破壞作用[6]，而微波殺菌是熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果，與傳統(tǒng)加熱相比，其加熱速度是傳統(tǒng)加熱方式的3～5倍，具有時(shí)間短、能耗低、低溫、殺菌徹底的特點(diǎn)[7]，因此，本文采用傳統(tǒng)熱殺菌和微波殺菌2種方式對血橙汁進(jìn)行殺菌處理，研究血橙汁貯藏過程相關(guān)理化指標(biāo)的變化規(guī)律及抗氧化成分與抗氧化能力之間的相關(guān)性，確定較佳的殺菌方式，為血橙汁加工工藝優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試血橙：采摘于重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹基地。

福林酚,合肥巴斯夫生物科技有限公司；橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品,南京森貝伽生物科技有限公司；ABTS，合肥博美生物科技有限責(zé)任公司；DPPH,天津西瑪科技有限公司；沒食子酸、甲醇、二甘醇、檸檬酸、NaOH、乙醇、過硫酸鉀、KCl、HCl、醋酸鈉等,成都市科龍化工試劑廠，且均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

EX324ZH型電子分析天平,上海上天精密儀器有限公司；GL-12A型高速冷凍離心機(jī),山海菲恰爾分析儀器有限公司；紫外可見分光光度計(jì),上海元析儀器有限公司；HH-4型電子恒溫水浴鍋,常州國華電器有限公司；2000E-4橙汁專用全自動榨汁機(jī),南通榮慧機(jī)械有限公司；EG823EC3-NS1微波爐,美的微波電器制造有限公司；BCD-649WADV冰箱,青島海爾股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 材料處理

血橙→清洗→晾干→榨汁(橙汁專用全自動榨汁機(jī))→過濾(200目)→灌裝(250 mL)→殺菌(80 ℃ 15 min、微波800 W、90 s)→冷卻→ 4 ℃貯藏→指標(biāo)測定

1.3.2 指標(biāo)測定

可溶性固形物：采用手持糖度計(jì)直接測定。

還原糖：參照《GB/T 5009.7—2008》；

VC：參照《GB 5009.86—2016》；

可滴定酸：參照《GB/T 12456—2008》；

花色苷：采用pH示差法[8],KCl與HCl配制pH 1.0緩沖液，醋酸鈉與HCl配制pH 4.5緩沖液。移取1 mL血橙汁樣品，分別用pH 4.5和pH 1.0的緩沖液稀釋4倍，平衡20 min后，以蒸餾水做空白分別測定510 nm和700 nm下的吸光度,計(jì)算公式如下。

A=(A510-A700)pH=1-(A510-A700)pH=4.5

(1)

花青素含量T=(A×MW×DF×1000)/ε×l

(2)

式中：吸光值；MW，矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量449.2 g/moL；DF，稀釋倍數(shù)；ε，矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)值26900。

總黃酮測定：參照《NY/T 2010—2011》；

總酚測定：參考《GB/T 8313—2008》和朱玉昌[9]的方法:取2 mL果汁于帶塞試管中，加5 mL含1.2 mol/L鹽酸的V(甲醇)∶V(水)=1∶1提取,旋渦振蕩后于90 ℃處理2 h,每0.5 h振蕩1次，冷卻后用甲醇稀釋至10 mL,待測。分別取工作液、水(空白)各0.3 mL于刻度試管中，分別加入2.5 mL福林酚(10%體積分?jǐn)?shù))，搖勻，加入2 mL 75 g/L NaCO3溶液，用水定容至10 mL，放置1 h后于760 nm下測定吸光度。

(3)

式中：C,從標(biāo)準(zhǔn)曲線查出并計(jì)算樣液中的總多酚質(zhì)量濃度,mg/mL；V1,測定取用樣液體積,mL；V2,取用樣液總體積,mL。

DPPH自由基清除率測定[10]:取稀釋50倍的血橙汁2 mL和0.2 mmol/L DPPH溶液2 mL搖勻，避光放置30 min,于517 nm處測定吸光度Ai。同時(shí)測定稀釋50倍的血橙汁與溶劑乙醇各2 mL混合后的吸光度Aj，以及溶劑乙醇與0.2 mmol/L DPPH溶液各2 mL混合后的吸光度Ac。以乙醇為空白對照。

(4)

ABTS自由基清除率測定[10]:取140 mmol/L過硫酸鉀溶液440 μL，加入到7 mmol/L 25 mL的ABTS+自由基溶液混合，制備ABTS+自由基儲備液溶液，避光反應(yīng)12～16 h。測定前用無水乙醇將ABTS+自由基儲備液溶液稀釋吸光值為0.700±0.002(734 nm)。取ABTS+自由基稀釋液4.8 mL與1.2 mL稀釋50倍的血橙汁混合均勻，在室溫下反應(yīng)10 min后，于734 nm波長下測定吸光值A(chǔ)1。取1.2 mL蒸餾水加4.8 mL ABTS+自由基稀釋液測定吸光值A(chǔ)0為空白。

(5)

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Excel 2010；采用SPSS 22.0做統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析(P<0.05為顯著)；所有試驗(yàn)均做3次重復(fù)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 血橙汁貯藏過程品質(zhì)變化規(guī)律研究

2.1.1 血橙汁相關(guān)指標(biāo)變化規(guī)律

血橙汁在4 ℃貯藏條件下的相關(guān)物質(zhì)含量變化如表1所示。

表1 血橙汁貯藏過程相關(guān)物質(zhì)變化規(guī)律Table 1 Changes of correlative substances in blood orange juice during storage

注：同行中不同小寫字母表示2種方法處理之間有顯著性差異P<0.05。

在整個(gè)貯藏期間，可溶性固形物含量變化較小，基本保持在10.1～10.3，且2種殺菌方式?jīng)]有顯著性差異(P>0.05)；pH值在貯藏第1周時(shí)下降比較明顯，這可能是由于血橙汁中還原糖與氨基態(tài)化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)而形成還原醛酮，它們極易氧化成酸性物質(zhì)[11]，貯藏2周后保持穩(wěn)定，變化較小，且2種殺菌方式整體沒有顯著性差異(P>0.05)；可滴定酸含量在整個(gè)貯藏期變化較小，在0.58～0.59之間，且2種殺菌方式?jīng)]有顯著性差異(P>0.05)；還原糖在貯藏前2周含量基本保持穩(wěn)定，2～4周時(shí)含量急速下降，4～6周時(shí)含量又保持緩慢下降趨勢，在貯藏中期時(shí)還原糖下降較明顯，可能是還原糖因?yàn)閰⑴c美拉德反應(yīng)、焦糖反應(yīng)等而降低的表現(xiàn)，整個(gè)貯藏期，2種殺菌方式基本沒有顯著性差異(P>0.05)。

2.1.2 總酚含量變化規(guī)律

血橙汁在4 ℃貯藏條件下的總酚含量變化如圖1所示，在貯藏前期，總酚含量有所增加，可能是由于滅菌加熱處理，使多酚與果汁中其他大分子結(jié)合的非共價(jià)鍵發(fā)生變化，促使酚類物質(zhì)從結(jié)合態(tài)中游離出來，從而增加了含量[9,12]。隨著貯藏時(shí)間的延長，總酚含量開始下降，這可能是由于樣品中的溶解氧所致，這些氧氣在貯藏期間通過形成氧自由基而使酚類物質(zhì)發(fā)生氧化導(dǎo)致含量下降[13]。從圖1中可明顯看到微波滅菌處理時(shí)，總酚下降速度低于80 ℃處理，且在整個(gè)貯藏過程，微波處理組總酚含量在總體上高于80 ℃處理組，更有利于酚類物質(zhì)的保留。

圖1 貯藏過程總酚變化規(guī)律Fig.1 Changes of total phenols during storage

2.1.3 總黃酮變化規(guī)律

在4 ℃貯藏條件下的血橙汁總黃酮含量變化如圖2所示，總黃酮出現(xiàn)先降低后升高，再降低后再升高的現(xiàn)象，但總黃酮在整個(gè)貯藏期總體呈現(xiàn)出下降趨勢。80 ℃處理時(shí)，總黃酮從貯藏初期到貯藏6 w時(shí)下降了5.80%，而微波處理時(shí)總黃酮下降了3.76%，更有利于總黃酮的保留。目前關(guān)于果蔬汁貯藏過程中總黃酮含量變化情況研究結(jié)論不一致，曾慶帥[14]對荔枝果汁研究表明在4 ℃貯藏條件下總黃酮含量總體下降2.9%，而25 ℃條件下先下降后升高，總體升高15.6%。劉曉輝等[15]研究甜玉米不同類型果汁總黃酮含量均呈現(xiàn)下降趨勢。導(dǎo)致上述不同研究結(jié)果的原因可能是黃酮類物質(zhì)之間的聚合及降解、物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化，以及果蔬自身特性、加工方式、貯藏條件不同等，因此果蔬汁總黃酮含量及單體的變化規(guī)律及機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

圖2 貯藏過程總黃酮變化規(guī)律Fig.2 Changes of total flavonoids during storage

2.1.4 花色苷變化規(guī)律

花色苷是血橙果肉呈色物質(zhì)，是血橙獨(dú)有的生物活性成分，也是決定血橙商品價(jià)值的關(guān)鍵因素，因此，花色苷是血橙鮮果及果汁產(chǎn)品質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。但花色苷很不穩(wěn)定，極易受溫度、光照、pH、金屬離子等影響而發(fā)生降解[16-17]。圖3為4 ℃貯藏條件下花色苷含量變化趨勢，在整個(gè)貯藏期間，花色苷呈現(xiàn)直線下降趨勢，但微波處理組花色苷含量均高于80 ℃處理組，且差異顯著(P<0.05)。貯藏6 w后，80 ℃處理組花色苷下降56.21%，微波處理組花色苷下降36.95%，說明在貯藏過程中花色苷損失嚴(yán)重，但微波損失程度小于80 ℃處理組，能更大限度的保留血橙汁中花色苷的含量。

圖3 貯藏過程花色苷變化規(guī)律Fig.3 Changes of anthocyanins during storage

2.1.5 VC含量變化規(guī)律

VC是評價(jià)橙汁營養(yǎng)成分最主要的指標(biāo)，其對不同的殺菌方式、貯藏時(shí)間、溫度等都極為敏感，極易在加工貯藏環(huán)境下發(fā)生降解[18]。圖4為不同殺菌方式下血橙汁在4 ℃貯藏條件下的VC含量變化，在整個(gè)貯藏期，VC含量呈直線下降趨勢，且微波處理組VC含量一直高于80 ℃處理組，且差異顯著(P<0.05)。在整個(gè)貯藏期間，80 ℃處理組VC含量下降了71.53%，而微波處理組VC含量下降了50.83%，說明在貯藏過程中VC極不穩(wěn)定，損失嚴(yán)重，且高溫長時(shí)熱殺菌方法可加速VC損失，而微波損失程度小于80 ℃熱殺菌，對VC降解有一定的抑制作用。

圖4 貯藏過程維生素C變化規(guī)律Fig.4 Changes of vitamin C during storage

2.2 血橙汁貯藏過程抗氧化能力的變化研究

血橙汁在4 ℃貯藏條件下的DPPH+和ABTS+抗氧化能力變化規(guī)律如圖5所示。

圖5 貯藏過程DPPH+和ABTS+抗氧化能力變化規(guī)律Fig.5 Changes of DPPH+ and ABTS+ antioxidantactivity during storage

在整個(gè)貯藏期間，80 ℃和微波2種殺菌處理中，DPPH+和ABTS+抗氧化能力都呈現(xiàn)出一直不斷下降趨勢，但整個(gè)貯藏期，微波殺菌處理組的抗氧化能力都高于80 ℃熱處理組，可由圖5分析得到，80 ℃、微波2組殺菌處理在整個(gè)貯藏期間DPPH+抗氧化能力分別下降32.73%、23.93%，ABTS+抗氧化能力分別下降25.60%、16.59%，2種抗氧化能力強(qiáng)弱順序均為微波>80 ℃；表明微波殺菌對血橙汁中抗氧化成分破壞較小，抗氧化能力更強(qiáng)，殺菌效果優(yōu)于80 ℃熱處理。

2.3 抗氧化成分與坑氧化能力pearson相關(guān)性分析

由于血橙汁中的VC、總酚、黃酮、花色苷含量與抗氧化活性有關(guān)，進(jìn)一步通過pearson相關(guān)系數(shù)分析，探究血橙汁中抗氧化成分與抗氧化活性之間的關(guān)系，結(jié)果如表2所示，不同殺菌條件下其相關(guān)的抗氧化活性成分與DPPH+、ABTS+抗氧化能力的相關(guān)性有一定差異。2種殺菌處理?xiàng)l件下，花色苷和VC的含量均與DPPH+、ABTS+抗氧化能力呈現(xiàn)出極顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)介于0.910～0.965之間，說明血橙汁中的花色苷和VC具有較強(qiáng)的抗氧化能力，對血橙汁抗氧化能力貢獻(xiàn)較大；總酚和黃酮與DPPH+、ABTS+抗氧化能力也具有一定相關(guān)性，但相關(guān)性不顯著。而國內(nèi)外相關(guān)研究中，發(fā)現(xiàn)水果中的抗氧化能力與多酚含量呈現(xiàn)正相關(guān)[19-20]，這與本研究結(jié)果不同，可能是水果及血橙汁中成分不同所造成，這有待進(jìn)一步研究。

表2 抗氧化成分對ABTS+和DPPH+自由基清除率相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of free radical scavenging ratebetween ABTS+ and DPPH+ by antioxidant components

注：*表示有顯著性差異(P<0.05)；**表示有極顯著性差異(P<0.01)。

2.4 微波殺菌方式抗氧化成分與坑氧化能力通經(jīng)分析

通過分析能夠進(jìn)一步找出自變量對因變量的直接影響和間接影響作用，比簡單相關(guān)性分析更加深入的分析出自變量對因變量的實(shí)際作用效果[21]，因此進(jìn)一步采用通經(jīng)分析微波殺菌方式下4種抗氧化成分，總酚、花色苷、總黃酮、VC分別對ABTS+和DPPH+自由基清除率的影響，結(jié)果見表3。

表3 抗氧化成分對ABTS+和DPPH+自由基清除率的通經(jīng)分析Table 3 DPS analysis of free radical scavenging ratebetween ABTS+ and DPPH+ by antioxidant components

對直接通經(jīng)的絕對值進(jìn)行排序發(fā)現(xiàn)，對ABTS+和DPPH+兩種抗氧化能力的順序都是花色苷(X2)>VC(X4)>總酚(X1)>總黃酮(X3)，從對ABTS+的通經(jīng)分析系數(shù)看，X1表現(xiàn)為正效應(yīng)，對ABTS+主要通過直接作用來表現(xiàn)；X2直接作用系數(shù)大于間接作用系數(shù)總和，主要通過直接作用來表現(xiàn)，也有部分是通過X4間接作用表現(xiàn)；X3直接作用系數(shù)遠(yuǎn)小于間接作用系數(shù)總和，主要是通過X2和X4間接作用表現(xiàn)；X4直接作用系數(shù)稍小于間接作用系數(shù)總和，說明X4主要通過直接作用表現(xiàn)和X2的間接作用來表現(xiàn)。對DPPH+的通經(jīng)分析系數(shù)看，X1對DPPH+表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)；X2對DPPH+的直接作用效應(yīng)很大，遠(yuǎn)大于間接作用系數(shù)總和；X3對DPPH+為正效應(yīng)，但還有很大部分通過X2的間接作用來表現(xiàn)；X4對DPPH+表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，直接作用系數(shù)遠(yuǎn)小于間接作用系數(shù)總和，且主要是通過X2的間接作用來表現(xiàn)。

3 結(jié)論

采用80 ℃熱殺菌和微波殺菌技術(shù)對血橙汁進(jìn)行比較分析可知，血橙汁中主要的抗氧化成分總酚、花色苷、黃酮、VC整體隨著貯藏時(shí)間的延長呈現(xiàn)下降趨勢，且微波處理組下降程度<熱處理組，表明微波殺菌更有利于保持血橙汁營養(yǎng)成分；pearson相關(guān)性分析得出,花色苷和VC對ABTS+和DPPH+兩種抗氧化能力均呈極顯著的正相關(guān)；進(jìn)一步對微波殺菌方式進(jìn)行通經(jīng)分析可知，對血橙汁抗氧化能力起直接作用的成分是花色苷，而總酚、黃酮、VC主要是通過花色苷的間接作用表現(xiàn)。