枇杷果汁加工过程中产品品质的变化

陈贤爽，王锦涛，鲁周民，张 涵，郭 旭

（西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100）

枇杷果汁加工过程中产品品质的变化

陈贤爽，王锦涛，鲁周民*，张 涵，郭 旭

（西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100）

在枇杷果汁加工过程中，对鲜果以及护色、打浆、酶解、过滤和调配等工艺环节处理后，分别取样测定其色差值、可滴定酸、可溶性固形物、总酚和黄酮的含量以及对2,2’-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐自由基（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate) free radical，ABTS+·）清除率，并采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱分析技术，对挥发性物质进行富集、分离和鉴定，研究枇杷果汁加工过程中产品品质的变化。结果表明，枇杷果汁加工过程中的总色差值呈先升高后下降的趋势，其中酶解后其色差值最大；可溶性固形物和可滴定酸含量总体上先呈下降趋势，经调配处理后极显著上升；总酚和总黄酮含量以及对ABTS+·清除率呈现下降趋势。从枇杷加工不同环节产品中鉴定出的挥发性化合物以醇类、醛类和酯类为主。主成分分析结果表明，枇杷鲜果、护色及调配后的产品具有较好的营养、口味、香气品质以及抗氧化性能，而打浆、酶解和过滤环节都在不同程度上严重降低了产品品质。

枇杷果汁；加工环节；品质；挥发性物质

枇杷（Eriobotrya japonica L.）为蔷薇科枇杷属植物，“具秋萌、冬花、春实、夏熟，备四时之气”。其果实柔软多汁，营养价值丰富，并具有润肺、止渴、和胃、清热等功效[1-2]。枇杷果的采收期较短且极不耐贮藏，在运输中容易受机械损伤而出现褐变和腐烂[3]。因此，枇杷鲜果的加工技术逐渐成为研究热点。目前，国内市场上的枇杷产品种类丰富，包括枇杷饮料、枇杷膏、枇杷果酒和枇杷罐头等[4]。其中，枇杷果汁以其独特的风味深受广大消费者的喜爱。枇杷果汁的加工类型较为丰富，现已报道的枇杷果汁产品包括枇杷清汁[5]、枇杷果肉饮料[6-7]、以及番茄枇杷混合饮料[8]等。

在诸多关于枇杷果汁加工研究的报道中，多以枇杷原料及其成品的感官品质为评价指标，比如产品的滋味、气味以及香气[6]，以此提出枇杷产品的加工工艺参数，而对果汁的抗氧化性、挥发性成分等具体指标鲜少报道。也有不少学者对果汁加工过程中某一具体加工环节进行研究，比如护色[9]、酶解[10-11]等加工环节对果汁品质的影响，而未系统分析评价整个加工环节中枇杷产品品质的变化规律。

枇杷果汁加工过程中，一般都要经过护色、打浆、酶解、过滤以及调配等工艺环节，不同工艺环节的加工处理，都会对枇杷产品有不同程度的影响。本研究以“大五星”枇杷果为实验材料，在对其进行护色、打浆、酶解、过滤和调配处理后分别测定主要成分和抗氧化性能的变化。同时采用顶空固相微萃取（solidphase microextraction，SPME）结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术，研究在枇杷果汁不同加工工艺环节中产品香气品质的变化规律，从而探索枇杷加工过程中品质的变化，旨在为枇杷的加工生产以及利用提供技术指导和理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

枇杷果：2015年6月15日采摘于西北农林科技大学安康试验站，品种为“大五星”，可溶性固形物含量14%，总酸含量11 mg/g。鲜果采摘后将其运回实验室，5 ℃条件下保存备用。

对2,2’-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐自由基（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate) free radical，ABTS+·） 美国Sigma公司；果胶酶 河南科邦生物科技股份有限公司；过硫酸钾、氢氧化钠、无水乙醇、没食子酸、芦丁 广东光华科技股份有限公司。以上试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-1240型紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；CR-10型色差计 日本Konica Minolta公司；WYT-4型手持糖度量计 泉州化学仪器厂；DGG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；R200D型电子分析天平（精度1/10 000） 德国Sartorious公司；UHH-S4型恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；A1330011型离心机 美国贝克曼库尔特有限公司；JYL-C022型料理机 九阳集团；手动SPME进样器、DVB/ CAR /PDMS萃取头（50/30 μm） 美国Supelco公司；TRACE ISQ GC-MS 联用仪 美国Thermo公司。

1.3 方法

1.3.1 实验处理

挑选成熟度一致、色泽鲜亮、无病虫害及机械损伤的枇杷果，用自来水清洗干净。摘除果蒂，用去核器去果核，手工去皮，称取500 g果肉，为消除样品间的个体差异，从每一块果肉中切取一小块混合，收集样品50 g（鲜果）；其余果肉经1%食盐和20%柠檬汁配制的护色液处理10 min后蒸汽灭酶40 s，从每一块果肉中切取一小块，收集样品50 g（护色）；剩余果肉放入料理机中打浆20 s，混合果浆并从中取样50 g（打浆）；对其余果浆进行酶解处理[12]，每克果浆中加入质量分数2%的果胶酶溶液4 μL，混匀后于45 ℃水浴锅中水浴4 h，取样50 g（酶解）。酶解后的果浆采用真空抽滤法[13]过滤，滤布200 目，得澄清枇杷原汁，取样50 g（过滤）。以枇杷原汁、白砂糖、20%柠檬汁和水为原料，按质量分数分别为40%、15%、10%和35%的比例进行调配，80 ℃巴氏灭菌20 min后得枇杷果汁成品，并取样50 g（调配）。测定所收集6 种样品的总色差、可溶性固形物、可滴定酸、总酚、黄酮含量和ABTS+·清除率以及挥发性成分。实验共3 次重复。

1.3.2 指标测定

色差：采用色差计测定色差[14-15]，得L*、a*、b*值，其中L*表示亮度值，a*表示红度值，b*表示黄度值。以鲜果色值（L*0、a*0、b*0）为初始值，按公式ΔE＝（ΔL*2+∆a*2+∆b*2）1/2计算总色差。其中：∆L*=L*0-L*；∆a=a*0-a*；∆b=b*0-b*。

可滴定酸含量：采用酸碱滴定法（0.1 mol/L NaOH）；可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）：采用手持糖度量计测定；总酚含量：采用福林-酚比色法[16]；总黄酮含量：采用硝酸铝比色法[17]。

ABTS+·清除率：采用ABTS法[18-20]。配制14 mmol/L的ABTS溶液和4.9 mmol/L的过硫酸钾溶液，二者等体积混合，黑暗放置12 h，得ABTS贮备液，用水稀释至吸光度为0.7±0.02。取样品溶液0.2 mL，加入0.2 mL ABTS储备液，充分混合，静置6 min后在734 nm波长处测定吸光度，以0.2 mL 70%乙醇为空白对照、0.1 mL蒸馏水为参比。

挥发性成分测定：采用顶空SPME结合GC-MS分析技术[21-23]。称取10 g样品，放入40 mL EPA样品瓶中，40 ℃条件下平衡10 min，将SPME手持器插入顶空瓶中，富集萃取 30 min。GC-MS条件：将萃取头在气相色谱的进样口250 ℃老化1 h。载气：He（99.99%）；体积流量：1.0 mL/min；进样口温度：230 ℃，SPME进样脱附3 min。程序升温：40 ℃保持2.5 min，以5 ℃/min升至200 ℃，以10 ℃/min升至 230 ℃，保持 2 min。电离方式：电子轰击式离子源，70 eV；离子源温度：250 ℃。质量扫描范围：35～400 D；发射电流100 μA；检测电压1.4 kV。

GC-MS图谱分析：化合物经计算机检索同时与NIST Library（107 k compounds，version 6.0）和Wiley Library（320 k compounds，version 6.0）相匹配，列出匹配度大于800的鉴定结果[24]。

1.4 数据统计分析

采用Microsoft Excel和IBM SPSS Statistics 20软件进行数据处理和统计分析，最小显著性（least-significant difference，LSD）法进行多重比较，判断差异显著性。并对所测指标进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同工艺环节枇杷产品的ΔE、SSC及可滴定酸含量

图1 不同工艺环节枇杷产品的ΔE （A）、SSC（B）及可滴定酸含量（C）Fig. 1 Color difference (A) and soluble solid (B) and titratable acid contents (C) of loquat products at different processing steps

在枇杷果汁加工各环节中，产品的ΔE、SSC和可滴定酸的含量变化如图1所示，在不同加工环节中，枇杷产品的ΔE呈现先升高后下降的趋势，表明枇杷产品的颜色先变深变暗，经过滤和调配后枇杷产品的颜色逐渐变淡变亮。枇杷果肉经护色和打浆后其ΔE差异不显著（P＞0.05），而酶解后其ΔE极显著大于其他环节枇杷产品的ΔE（P＜0.01），为21.38±0.72，说明酶解对枇杷果汁的颜色影响最显著。这主要因为酶解过程中果浆在空气中暴露时间较长，导致其被氧化而产生褐变。

在枇杷果汁加工的各个工艺环节中，枇杷产品的SSC和可滴定酸含量变化趋势较为一致。枇杷果肉经浸泡和蒸汽加热护色后，SSC和可滴定酸含量均下降，分别为（12.65±0.78）%和（9.69±0.35） mg/g 。经打浆和酶解之后，SSC略有上升，之后过滤去除果肉后又有所降低；而可滴定酸含量在这一过程中变化不大。经调配后由于产品中加入白砂糖和柠檬汁，导致枇杷果汁的SSC和可滴定酸含量均极显著升高（P＜0.01）。

2.2 不同工艺环节枇杷产品的总酚、总黄酮含量及ABTS+·清除率

图2 不同工艺环节枇杷产品的总酚（A）、总黄酮（B）含量及ABTS+·清除率（C）Fig. 2 Total phenolics (A) and total flavonoids contents (B) and ABTS+· radical scavenging capacity (C) of loquat products at different processing steps

总酚、总黄酮含量及ABTS+·清除率在枇杷果汁加工各环节中的变化，由图2可知，三者在加工过程中均呈现下降趋势。枇杷鲜果的总酚、总黄酮含量以及ABTS+·清除率分别为（1.62±0.10）、（2.52±0.06） mg/g、（84.40±2.26）%。经护色和打浆后，枇杷产品的总酚和总黄酮含量显著下降（P＜0.05），而ABTS+·清除率下降不显著（P＞0.05）。在经过酶解和过滤过程的不断氧化，特别是调配中加入了大量的水，产品的总酚和总黄酮含量以及ABTS+·清除率极显著下降（P＜0.01）。

2.3 不同工艺环节下枇杷产品挥发性成分分析

图3 不同工艺环节枇杷产品的挥发性成分总离子流图Fig. 3 Total ion current chromatograms GC-MS analysis for volatile components of loquat products at different processing steps

枇杷果汁加工工艺不同环节的GC-MS总离子流谱图见图3，经过各个组分图谱分析和资料核实，分别从枇杷鲜果及经护色、打浆、酶解、过滤和调配后的产品中鉴定出挥发性化合物90、89、101、95、102、91 种，分别占各自环节总挥发成分的97.95%、97.59%、87.14%、94.74%、96.03%、99.4%，包含烃类、酸类、酯类、醇类、醚类、酮类、醛类和少量其他成分，见表1。

表1 不同工艺环节枇杷产品的挥发性成分种类及其相对含量Table 1 Species and relative quantities of volatile components of loquat products at different processing steps %

枇杷鲜果的挥发性成分以醇类为主，占总挥发性成分的31.44%，其次为醛类和酯类。经护色、打浆和酶解后的产品的挥发性成分中以酯类、醇类和醛类为主，且酯类化合物含量最高，分别占各自总挥发性化合物的26.69%、22.49%、30.93%。过滤后枇杷果汁的挥发性化合物中烃类和醇类的含量显著增加（P＜0.05），分别占总挥发性化合物的25.26%、22.38%。经调配后的枇杷果汁的挥发性成分中，以醇类和醛类为主，两者占总挥发性化合物的72.82%。醇类物质在自然界中主要来源于发酵、氨基酸的转化以及亚麻酸降解物的氧化，在枇杷产品挥发性成分中占有较大比例。醛类以及酯类物质具有浓郁的芳香气味，是主要赋香物质[23,25]。

2.4 不同加工环节产品品质的主成分分析评价

[26]对上述测定指标进行主成分分析。根据营养成分、抗氧化性及挥发性成分指标数据列出相关矩阵，对矩阵进行标准化后，求出主成分的特征值和方差贡献率（表2）及其相应的特征向量（表3）。

表2 主成分特征值和贡献率Table 2 Eigenvalues of the principal components and their contributions

表3 主成分的载荷与特征向量矩阵Table 3 Principal component loading and eigenvector matrix

由表2可以看出，所提取的主成分个数为3，由于其初始特征根大于1，且累计贡献率达到85%以上，这3个主成分可以基本反映全部指标的信息。根据3 个主成分的载荷和特征向量可以看出，第1主成分主要反映SSC、可滴定酸、ABTS+·清除率、醛类、醇类和酯类的变异信息，其贡献率占总变异信息的43.701%；第2主成分主要反映总酚、黄酮和醚类的变异信息，其贡献率占总变异信息的28.087%；第3主成分主要反映酸类、酮类和烃类的变异信息，其贡献率占总变异信息的15.339%。

因此，可用Y1、Y2、Y3三个新的综合指标代替原来13 个指标，得出3 个主成分的表达式如下：

以第1、2、3主成分的方差贡献率α1、α2、α3作为权数，建立综合评价模型F=α1Y1+α2Y2+α3Y3，计算综合评价指标的分值F（表4）。

表4 标准化后主成分得分Table 4 Principal component scores after standardization

由表4可知，鲜果的综合得分最高，其次为调配后的枇杷果汁饮料产品，这主要是由于人为添加了柠檬汁和白砂糖，SSC和可滴定酸含量显著增加，同时香气成分也有所改善；护色后的产品得分次之，这是由于该环节没有破坏鲜果的结构，且枇杷经过了柠檬汁浸泡处理，对果肉中各种营养成分具有一定保护作用；而经打浆、酶解和过滤后的产品由于营养成分被大量氧化，因此其品质都有不同程度降低。

3 结 论

在枇杷果汁加工过程的不同工艺环节中，产品的色泽由亮变暗，经过滤后又变浅，SSC和可滴定酸含量在不同加工环节后比鲜果中的含量都有所降低，在调配后显著升高。在枇杷果汁加工过程中产品中总酚、总黄酮含量及ABTS+·清除率均呈现下降趋势。

枇杷果汁加工过程不同环节产品的挥发性香气成分中都包含烃类、酸类、酯类、醇类、醚类、酮类、醛类和少量其他成分，以醇类、醛类和酯类为主要成分。

主成分综合评价结果表明，对于枇杷鲜果以及在加工不同环节的产品，以枇杷鲜果具有最好的营养、口味、香气品质以及抗氧化性能，每个加工处理都在不同程度上降低了产品品质，因此，相比加工产品而言，鲜果为消费者在购买枇杷产品时的最佳选择。但考虑到长期贮藏和错季需求，果汁则是更好的选择。在果汁加工过程中，护色与调配后的枇杷产品能够较好地维持鲜果原有的品质，而打浆、酶解以及过滤环节对枇杷产品的损坏较为严重，故这3 个环节的工艺参数有待进一步研究。

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Quality Changes of Loquat Juice during Processing

CHEN Xianshuang, WANG Jintao, LU Zhoumin*, ZHANG Han, GUO Xu
(College of Forestry, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

To explore the quality changes of loquat juice during processing, samples were collected at different processing steps of fresh harvested fruits, color fixation, pulping, enzymatic hydrolysis, filtration and blending for the measurements of color parameters and soluble solid, titratable acid and total phenolics and total flavonoids contents as well as ABTS+· scavenging capacity. Meanwhile, volatile compounds were extracted by headspace solid phase microextraction (SPME), separated and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Results showed that total color difference exhibited an initial increase, reaching the maximum value after enzymatic hydrolysis, followed by a decrease during loquat juice processing. Similarly, the contents of soluble solid and titratable acid also decreased first and then increased, with a significant increase being noted after blending, while the contents of total phenolics and flavonoids and ABTS+· scavenging capacity tended to decline. The main volatile compounds identified during loquat juice processing were alcohols, aldehydes and ethers. Principal component analysis (PCA) showed the fresh fruits, the intermediate product after color fixation and the final product had better nutritional, flavor and aroma quality as well as stronger antioxidant performance, while the steps of pulping, enzymatic hydrolysis and filtration severely reduced the quality of products to different degrees.

loquat juice; processing steps; quality; volatile components

10.7506/spkx1002-6630-201621014

S667.3

A

1002-6630（2016）21-0079-06

陈贤爽, 王锦涛, 鲁周民, 等. 枇杷果汁加工过程中产品品质的变化[J]. 食品科学, 2016, 37(21): 79-84. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201621014. http://www.spkx.net.cn

CHEN Xianshuang, WANG Jintao, LU Zhoumin, et al. Quality changes of loquat juice during processing[J]. Food Science, 2016, 37(21): 79-84. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201621014. http://www.spkx.net.cn

2015-11-09

财政部“以大学为依托的农业科技推广模式”建设项目（XTG2015-14）

陈贤爽（1990—），女，硕士研究生，研究方向为枇杷加工利用。E-mail：331325254@qq.com

*通信作者：鲁周民（1966—），男，研究员，硕士，研究方向为经济林果品加工利用。E-mail：lzm@nwsuaf.edu.cn