不同品种和成熟度苹果汁品质及贮藏稳定性研究

张春岭，刘慧，刘杰超，陈大磊，吕真真，杨文博，黄纪念，焦中高

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州450009）

不同品种和成熟度苹果汁品质及贮藏稳定性研究

张春岭，刘慧，刘杰超，陈大磊，吕真真，杨文博，黄纪念，焦中高*

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州450009）

以秦冠、华冠、新红星、乔纳金、富士、澳洲青苹六种苹果作为研究对象，分别在生理成熟和完全成熟时进行采摘。对其苹果汁的pH、酸度、总酚、黄烷醇、原花青素、可溶性固形物含量、苹果汁酶促褐变和非酶促褐变进行测定，结果得到：秦冠苹果汁酶促褐变率最低，华冠、乔纳金非酶促褐变率最低，澳洲青苹最高。相比生理成熟的苹果，完全成熟的苹果更适合用于制作果汁。

生理成熟；完全成熟；总酚；黄烷醇；原花色素；酶促褐变；非酶促褐变

苹果汁生产是苹果加工的主要方向，发展前景乐观。果汁加工和贮藏过程中的稳定性主要指色泽稳定性和混浊稳定性。我国现行的苹果汁的生产中常出现随着存放时间的延长，果汁色泽加深的现象，这使产品的稳定性受到了一定的影响。果汁褐变和澄清果汁的稳定性差，严重影响果汁的质量，制约着我国果汁产业的发展[1]。酚类物质是引起果汁褐变的主要因素，如何控制褐变以提高果汁的色值、透光率等指标是目前果汁行业亟待解决的问题[2]。

现在研究多集中在不同处理方式对果汁褐变的影响，而对起到关键作用的品种及成熟度的研究较少。本研究对不同品种及不同成熟度的苹果进行加工，制成苹果汁，比较它们的品质及贮藏稳定性，以期找出适当的加工品种及成熟度。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验原料全部采自中国农业科学院郑州果树研究所苹果资源圃，分两次取样，共采6个品种，分别为秦冠、华冠、新红星、乔纳金、富士、澳洲青苹。第一次采样时间为2015年9月5日，第二次采样时间为2016年9月15日。

绿原酸（chlorogenic acid）、咖啡酸（caffeic acid）、表儿茶素（epicatechin）、芦丁（lutin）、槲皮素（quercetin）5种酚类标准品：购自Sigma公司，纯度95%以上；甲醇、磷酸为色谱纯试剂：分别购自山东禹王集团和美国迪马公司；其他试剂均为国产分析纯试剂。

1.2 仪器与设备

SPECORD 50型紫外/可见分光光度计：德国Analytic Jena AG；BS214D电子天平：德国赛多利斯；KQ3200DE型数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；RE52A旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；pHS-3C型数字酸度计：上海精密科学仪器有限公司；Waters高效液相色谱仪（含2487双通道检测器、色谱管理软件等）等。

1.3 试验方法

1.3.1 苹果汁的制备

分别取各供试苹果经洗涤、破碎、沸水浴5min灭酶、压榨制汁，之后加入0.1%的果胶酶、淀粉酶放置30min，离心澄清（5 000 r/min，10min），装瓶后灭菌锅内105℃，15 s灭菌（测定酶促褐变时不需沸水浴以及灭菌处理）。

1.3.2 苹果汁品质测定（包括总酚、黄烷醇、原花色素含量的测定）

总酚含量的测定：采用Folin-Ciocalteu试剂法，将2.5mL FD试剂加入盛有0.5mL稀释至合适浓度的样品溶液的具塞试管中，然后加入75g/L碳酸钠溶液2mL，塞上塞子于50℃恒温水浴中保持5min，取出冷却，然后用分光光度计测定760 nm处的吸光度。用绿原酸作标样于同样条件下绘制标准曲线，根据标准曲线计算苹果多酚提取液中总酚含量。苹果果肉中总酚含量以绿原酸计。

黄烷醇含量的测定：黄烷醇类含量用香草醛-盐酸法测定。取样品溶液0.5mL加入装有1mL 95%乙醇的具塞刻度试管中摇匀，然后向其中加入1%香草醛-盐酸溶液5mL，加塞摇匀后现出红色。放置40min后，用分光光度计测定500 nm处的吸光度。同时以儿茶素为标样绘制标准曲线，根据标准曲线计算苹果多酚提取液中黄烷醇的含量。苹果果肉中黄烷醇的含量以儿茶素计。

原花色素含量的测定：原花色素的测定用正丁醇-盐酸法。取苹果多酚乙醇提取液1mL加入具塞刻度试管中，然后向其中加入6mL正丁醇/盐酸（体积比为95∶5）溶液及0.2mL硫酸铁铵溶液（24.1克硫酸铁铵溶于水，定容至1 000mL），摇匀后加塞，于沸水浴中加热40min后取出迅速冷却，以试剂空白作参比，用分光光度计测定546 nm处吸光值Abs。每一个样品测定3次，取平均值。并按下式计算样品中原花色素含量：

酚类单体组成的测定：称取苹果汁20mL，加入100mL乙酸乙酯，超声提取30min，共提取两次，合并乙酸乙酯相，38℃减压蒸干，然后用甲醇溶解并定容至2mL，测试前用0.45μm滤膜过滤。色谱柱C18柱（4.6mm×150 mm，5μm），紫外检测波长280 nm和320 nm，柱温30℃，进样量10μL，流速0.6mL/min，流动相A为甲醇，B为超纯水（用磷酸调pH为2.6）。梯度洗脱程序：0min：15%A；15min 25%A；25min 25% A；60min 55%A；70min 15%A，梯度均为线性变化。此法可测定其中的没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸、阿魏酸、儿茶素、表儿茶素、肉桂酸、鞣花酸、槲皮素、芦丁、根皮苷等12种酚类物质。

酸度和pH的测定：按照国标《食品中总酸的测定》（GB/T 12456-2008）测定。酸度以苹果酸计。pH计测定pH值。

1.3.3 果汁褐变情况的测定

酶促褐变的测定：在室温下，对制备的澄清苹果汁立即测定其在420 nm处的吸光值，随后取50mL澄清苹果汁倒入培养皿，开口放置于室温下以便充分氧化褐变，6 h后将供试样品定容至50mL，并测定其在420 nm处的吸光值，以两次吸光值之差表示苹果汁的褐变能力。

贮藏过程中褐变情况的测定：澄清苹果汁经杀菌后密封保存，每隔两周取样一次，测定其在420 nm下的吸光值，以吸光值的增大表示褐变程度。

2 结果与讨论

2.1 苹果汁品质分析

苹果品质指标见表1。

从表1中可以看出，9月5日采摘的6个品种的苹果pH值无明显区别。澳洲青苹的酸度和总酚含量低于其它5个品种，其中秦冠的酸度和总酚含量最高。而秦冠的黄烷醇含量在6个品种中为最低。华冠的原花青素和可溶性固形物含量最低。9月15日采摘的苹果pH值、酸度、总酚和黄烷醇含量均低于5日采样。

依照酚类单体组成的测定方法对秦冠、华冠、新红星、乔纳金、富士、澳洲青苹6种苹果汁进行酚类物质组成的测定，得到各种苹果汁的HPLC谱图，通过对比，绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、芦丁、槲皮素的出峰时间相同，证明为6种苹果的共有酚类组成物质。其中，以秦冠苹果汁HPLC谱图为例，如图1所示。苹果汁中酚类单体含量见表2。

表1 苹果汁pH、酸度、总酚、黄烷醇、原花青素、可溶性固形物含量Table1 pH，Acidity，total phenols，flavanols，proanthocyanidins，soluble solids content of apples juice

图1 秦冠苹果汁液相色谱图Fig.1 HPLC of Qinguan apple juice

表2 苹果汁中酚类单体的含量Table2 Apple juice content of phenolic monomers

从表2中可以看出，所有品种苹果中含量最高的酚类为绿原酸（其中以秦冠和新红星最高，达到0.401mg/mL和0.389mg/mL），其次为槲皮素和表儿茶素，芦丁和咖啡酸含量较低。9月15日采样的各种酚类单体含量均低于5日采样。

2.2 苹果汁贮藏稳定性测定

果汁酶促褐变情况见表3。

从表3中可以看出，苹果汁放置前后秦冠苹果酶促褐变率最低，其它5个品种发生了明显的褐变。而对于不同成熟度的苹果，完全成熟的秦冠和华冠苹果汁的酶促褐变情况要高于生理成熟果实，新红星则相反。酶促褐变是某些酚类物质，在多酚氧化酶的催化作用下氧化成醌类，醌类再进一步氧化聚合形成黑色素的结果。成熟度高的果实内具有更高的多酚氧化酶活性，因此完全成熟苹果汁酶促褐变率更高[3]。绿原酸是苹果中内源多酚氧化酶的主要作用底物。绿原酸含量较低时（＜0.55mg/g），苹果汁中多酚氧化酶不再仅以绿原酸为唯一作用底物，也对其他一些酚类底物开始作用。绿原酸含量越低，多酚氧化酶对苹果汁其它酚类底物作用越强[4]。单酚间的氧化互有影响，原花青素、黄酮醇类和二氢查尔酮类对褐变也有影响[5]。

表3 果汁酶促褐变情况Table3 The case of enzymatic browning on apple juice

苹果汁非酶褐变情况见表4。

表4 苹果汁非酶褐变情况Table4 The case of non-enzymatic browning of apple juice

表4表明，不同品种的苹果汁褐变能力不同。苹果汁初始A420值富士较高。但随着苹果汁放置时间的延长，非酶促褐变情况均有明显加剧。其中以澳洲青苹最为明显，A420从初期的0.135增长到后期0.792，褐变率相对较低的为新红星，从0.154增长为0.334。而华冠和乔纳金苹果汁在初期和末期均保持较低的吸光值。这一结果表明：澳洲青苹极易褐变，不宜作为制汁使用。华冠和乔纳金是较适宜品种。周会玲研究也证实乔纳金抗褐变能力较强，可以用作制汁原料[5]。结果同时表明，9月15日采样非酶促褐变均低于9月5日，完全成熟苹果更宜制作果汁。

果汁非酶促褐变有4种类型：美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化分解和多元酚氧化缩合反应[6]。一般来说，浓缩苹果汁非酶促褐变反应的主要机制是美拉德反应，加热时间、温度和可溶性固形物含量都会影响非酶促褐变[8-9]。华冠和乔纳金苹果在采收初期具有较低的可溶性固形物含量，这可能是其果汁具有较低褐变率的主要原因。

酸度对褐变也有很重要的影响，澳洲青苹的酸度含量最低。苹果汁含多元酚类化合物越多者，非酶促褐变越严重[10]。

3 结论

褐变一直是苹果汁加工过程中影响其营养和品质的主要生化反应之一，不同品种因其所含氧化底物和多酚氧化酶活性不同，褐变能力各异[4]。生产高质量的苹果汁应选用适宜成熟度、酚类物质含量低的品种。本研究结果表明，秦冠苹果汁酶促褐变率最低，华冠、乔纳金非酶促褐变率最低，澳洲青苹最高。完全成熟的苹果褐变率低于生理成熟的苹果，制作果汁应该选用完全成熟度的苹果。

[1]缪少霞,励建荣,蒋跃明.果汁稳定性及其澄清技术的研究进展[J].食品研究与开发,2006,27(11):173-176

[2]李菲,董文宾,高洁,等.浓缩苹果汁的褐变与控制措施[J].饮料工业,2007,10(11):5-7

[3]孙宝山,郭成勋.苹果汁酶促褐变定量指标的研究[J].食品与发酵工业,1986(1):38-42

[4]孙巍,刘学铭.酶在果汁加工中的应用研究进展[J].食品研究与开发,2008,29(12):148-151

[5]Goupy P,Amiot M J,Richard-Forget F,et al.Enzymatic browning of model solutions and apple phenolic extracts by apple polyphenoloxidase[J].J Food Sci,1995,60(3):497-505

[6]周会玲.鲜切果蔬的加工与保鲜技术[J].食品科学,2001(8):82-83

[7]李娜,赵光远.苹果汁加工和储藏中稳定性的研究[J].安徽农学通报,2007,13(6):115-117

[8]Bayindirli A,Khalafi S,Yeniceri A.Nonenzymatic browning in clarified apple juice at high temperature:a response sufae analysis[J]. Journal of Food Processing and Preservation,1995,19(3):223-227

[9]唐贵芳,赵秋艳,乔明武,等.苹果汁酶促褐变抑制方法的比较[J].中国农学通报,2008,24(10):122-126

[10]Van Buren JP,Vos D I,Pinik W.Polyphenols in golden delicious apple juice in relation to method of preparation[J].J.Agric Food Chem,1976,24(3):448-452

Study of Storage Stability and Quality of Apple Juice of Different Varieties and Maturity

ZHANG Chun-ling，LIU Hui，LIU Jie-chao，CHEN Da-lei，LÜ Zhen-zhen，YANG Wen-bo，HUANG Ji-nian，JIAO Zhong-gao*
（Zhengzhou Fruit Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450009，Henan，China）

Qinguan，Huaguan，the new Red Star，Jonagold，Fuji，Granny Smith apple six kinds of apples were used to do research which were harvested respectively in the physiological maturity and complete maturity.Different kinds of apple juices pH，acidity，total phenols，flavanols，proanthocyanidins，soluble solids content，apple juice enzymatic browning and non-enzymatic browning of were detected and the results obtained：enzymatic browning rate of Qinguan apple juice was lowest.non-enzymatic browning rate of Huaguan，Jonagold juice was lowest and the rate of Granny Smith apple juice was the highest.Complete maturity apples were better suited for producing juice than physiological maturity apples.

physiological maturity；complete maturity；total phenols；flavanols；proanthocyanidins；enzymatic browning；non-enzymatic browning

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.03.045

2016-05-11

中国农业科学院科技创新工程专项经费项目（CAAS-ASTIP-2016-ZFRI）；河南省基础前沿与基础研究项目（152300410139）

张春岭（1983—），男（汉），助理研究员，硕士，研究方向：果品营养与加工。

*通信作者：焦中高（1972—），男（汉），副研究员，博士，研究方向：果品营养与保鲜加工。