橙汁作为世界上产量最大的果汁,营养丰富,酸甜可口。非浓缩还原(not from concentrate,NFC)橙汁是成熟的鲜橙经过榨汁后直接进行杀菌,在低温环境中加工而成。由于加工过程中受热时间短,营养损失比较少,能更好地保持新鲜水果的风味[1]。NFC橙汁目前的生产技术主要为传统热杀菌工艺(thermal pasteurization, TP)和新兴非热杀菌工艺。传统热加工过程通常指将橙汁在煮沸状态下保持20 min,这样可以杀灭橙汁中的微生物,钝灭其中多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)、过氧化物酶(peroxidase, POD)等酶的酶活性[2],但通常会对橙汁产生不利影响,对于多种营养成分具有破坏作用,带来颜色上的褐变、异味,影响口感[3]。非热加工技术具有能耗低、效率高、杀菌效果好、能有效保护食品中品质和营养成分等优势[4],不仅能有效确保果蔬汁的安全性,而且使果汁具有更亮丽的色泽,具有比TP处理更良好的感官特性[5]。
食品超高压处理(high pressure processing, HPP)是一种新兴的非热加工技术,是指在室温或稍高于室温的环境下,将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系统中,对物质进行100～1 000 MPa加压处理,在常温甚至更低的温度下达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性等目的的一种非热加工技术[3]。HPP处理能有效地改变橙汁的流变特性[6],让橙汁口感变得更加细腻润滑,是果蔬汁加工生产的未来发展趋势所在[7-8]。据报道,200～600 MPa的HPP处理可以降低荔枝汁的褐变指数,保持多酚含量和抗氧化活性[9]。600 MPa、64 ℃、10 min的HPP处理能有效地保证草莓-香蕉复合汁中的总酚和维生素C含量,并在一定程度上钝灭PPO和果胶甲酯酶(pectin methyl esterase, PME)的酶活性[10]。HPP处理后的马蹄莲汁[11]和胡萝卜汁[12]在贮藏期间,会因为其中溶质颗粒的沉淀而导致黏度和黏弹性的改变,以及发生色泽的变化,随着贮藏时间延长,其感官性能下降,适宜的HPP条件可在保持果汁质量和延长保质期的同时,达到较高的微生物安全性。
NFC橙汁的缺点是适合低温保存,保质期相对较短,作为纯果汁,成本较高。因此,研究其在贮藏期内的贮藏特性尤为重要。然而,目前贮藏过程中NFC橙汁品质变化可供参考的依据和文献较少。目前NFC鲜橙汁从生产、运输至销售均要求0～6 ℃全程冷链,保质期一般为3个月[13]。因此,探究高压处理NFC橙汁的贮藏特性,本研究选用工业上常用来榨汁的爱媛38号果冻橙作为研究对象,模拟NFC橙汁在货架期内的贮藏条件,将HPP橙汁于4 ℃的贮藏温度下冷藏,开展3个月的贮藏实验。为NFC橙汁的口感改善和加工贮藏提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 原料与试剂
爱媛38号果冻橙,四川眉山;无水乙醇,重庆川东化工(集团)有限公司;NaCl、醋酸钠、NaOH、Na2HPO4、NaH2PO4、2,6-二氯酚靛酚钠盐,成都市科隆化学品有限公司;酚酞,上海迈瑞尔化学技术有限公司。以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器设备
WF-B2000榨汁机,永康市天歌电器有限公司;JM-LB80-1D胶体磨,温州小杰机械公司;Scientz-207A超高压均质机,宁波新芝生物科技股份有限公司;SHPP-DZ-600全液相超高压设备,山西三水河科技股份有限公司;MCR302990000安东帕流变仪,奥地利安东帕(中国)有限公司;HD650超净操作台,苏珀仪器生产有限公司;SHZ-D水循环式多用真空泵,河南省予华仪器有限公司;DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器有限公司;HH-ZK8数显恒温水浴锅,巩义市予化仪器有限责任公司;FA1004A电子分析天平,上海精天电子仪器有限公司;85-2A数显恒温磁力搅拌器,金坛市科析仪器有限公司;TGL-18MS高速冷冻离心机,上海卢湘仪仪器有限公司;PB-10 pH计,德国Sartorius公司;011005酶标仪,美国基因公司。
1.3 实验方法
1.3.1 橙汁的处理
取鲜橙,清洗、去皮、切分、榨汁,使用220目纱布粗滤后进行胶体磨均化处理5 min,使橙汁的粒径保持在10 μm以下,25 ℃下进行60 MPa高压均质处理,将处理后的液体用尼龙袋真空密封好之后,再进行600 MPa的HPP处理10 min,得HPP处理NFC橙汁。将过滤均化后的橙汁置于沸水中煮沸20 min,得热处理(thermal pasteurization, TP)橙汁,作为对照。
处理好的HPP橙汁和TP橙汁均置于4 ℃冰箱内贮藏3个月,每隔0.5个月测定其贮藏特性变化。
1.3.2 流变特性的测定
使用安东帕流变仪测定橙汁的流变特性,选用CP60-1锥板和BC12.7探头测定。每次测试取橙汁约3 mL,测试间隙1 mm,温度为25 ℃,其他测试参数设置如下[14-16]:
设定剪切速率为对数变化规律,由0.1～100 rad/s,每30 s取1次点,取点30个,进行橙汁流体性质和表观黏度的测定。先在1/s的频率下进行振幅扫描,测得橙汁线性黏弹区在形变量γ为1%～7%。设定形变量γ为5%进行频率扫描,剪切速率以对数变化规律由0.1～10 rad/s,一共取点20个,测定橙汁的储存模量G′和损耗模量G″。设定预剪切速率为1 rad/s,测定速率3 rad/s,温度在4～50 ℃线性变化,升温速率1 ℃/min,0.25 min取1个点,进行橙汁温度扫描测定。设定预剪切速率1 rad/s,恒定剪切速率5 rad/s,剪切时间300 s,每10 s取点1次,进行橙汁时间扫描测定。
1.3.3 色差的测定
用Ultra-Scan PRO测色仪进行测定。以处理前的橙汁为基准,测量L*值(亮度)、a*值(红绿色)和b*值(黄蓝色),色差值ΔE值的大小表示处理后橙汁与处理前橙汁的色泽差异程度[17]。
1.3.4 总可溶性固形物(total soluble solids, TSS)测定
利用阿贝折光仪进行测定,调试好折光仪后用玻璃棒蘸取样液1～2滴,滴于棱镜上,迅速闭合,静置数秒钟后,使试液均匀无气泡,并充满视野。对准光源,读取目镜视野中的百分数。单位为°Brix。
1.3.5 可滴定酸(titratable acid, TA)测定
称取均匀果汁25 mL用蒸馏水稀释至250 mL,摇匀。吸取此稀释果汁50 mL于250 mL 锥形瓶中,加入1%酚酞2～3滴,用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定至微红色,30 s不褪色为终点,记录NaOH标准溶液体积,计算果汁中总可滴定酸的含量。
1.3.6 维生素C含量的测定
准确称取10～40 g果汁于烧杯中,用20 g/L草酸溶液转移至100 mL容量瓶,并稀释至刻度,每克样品加0.4 g白陶土脱色后摇匀过滤。准确吸取10 mL滤液于50 mL锥形瓶中,用标定过的2, 6-二氯靛酚溶液滴定,直至溶液呈粉红色15 s不褪色为止,记录2, 6-二氯靛酚溶液体积,计算果汁中维生素C的含量。
1.3.7 酶活力的测定
取橙汁1 mL,加入9 mL蒸馏水混匀作粗酶液。取一次性酶标板,加入pH 8.64的磷酸缓冲液35 μL,粗酶液35 μL,0.2%邻苯二酚溶液140 μL,放入酶标仪中。于25 ℃下观察416 nm处吸光度变化,在线性区域内计算PPO酶活力[18]。配制pH 6.0的醋酸钠缓冲溶液(内含0.5%愈创木酚)作为反应底物。取一次性酶标板,加入0.1% H2O2溶液20 μL,上述粗酶液8 μL,反应底物176 μL,放入酶标仪中于25 ℃下观察470 nm处吸光度变化,反应时间90 min,计算POD酶活力[19]。取橙汁20 mL,加入40 mL,1 mol/L NaCl溶液混匀,冰浴150 r/min振荡1 h,并于4 ℃下10 000 r/min离心20 min,取上清液作粗酶液,置于4 ℃下冷藏待测。取1%的果胶溶液20 mL,置于30 ℃恒温水浴,用NaOH溶液调pH至7.5,加入粗酶液1 mL,迅速调pH至7.8,振荡,待pH降至7.5开始计时,同时用0.01 mol/L NaOH标准滴定液滴定,使反应体系pH值始终保持在7.5,计时30 min结束。记录消耗NaOH滴定液体积,计算PME酶活力[20]。
1.3.8 数据处理与分析
数据整理采用Microsoft 365;显著性分析采用SPSS 22.0;数学模型拟合采用Matlab R 2016a;图片绘制采用Origin 8.6;所有样品平行实验3次,结果均采用平均值±标准差表示。P<0.05为差异显著。
2 结果与分析
2.1 橙汁贮藏期内流变特性的变化
2.1.1 橙汁流体特性的变化
果汁的流变特性与其口感及稳定性密切相关, 影响消费者的接受程度以及产品的货架期, 是衡量果汁品质的重要理化指标。剪切应力-剪切速率的关系可以反映其流体特性,采用Herschel Bulkley模型对剪切应力-剪切速率进行拟合,结果见表1。在3个月的贮藏期间,HPP和TP橙汁均呈现典型的假塑性,且随着均质压力的提高,橙汁的流动系数n值逐渐升高,黏度系数K值呈现明显的降低趋势,假塑性明显增强。较低K值和较高的n值表示橙汁流动性更强,黏稠度更低,橙汁呈现流体特性变稀的趋势,在口感上更有清汁的口感[21]。在0～1.5个月的贮藏期内,HPP橙汁的黏度系数K值分别降低8.03%、16.67%、30.41%,流动系数n值分别上升8.47%、16.80%、26.04%;而TP橙汁的K值分别降低17.78%、23.91%、39.70%,n值分别上升8.94%、13.41%、15.45%。在2.0～3.0个月的贮藏期内,HPP橙汁的K值分别降低36.01%、37.59%、39.42%,n值分别上升28.20%、30.20%、31.12%;而TP橙汁的K值分别降低44.48%、47.23%、49.10%,n值分别上升20.33%、24.39%、27.64%。这表明,HPP和TP处理能改变橙汁的流变特性,使得橙汁更稀、黏度更小。屈服应力σ0非常低,表明橙汁体系主要呈现为液体形态,施加较小的力就可使体系产生形变。R2较大,表明拟合效果好。随着贮藏时间延长,HPP和TP处理能更加显著地改变橙汁的流变特性,相比HPP组,TP处理对橙汁的流体特性变稀的趋势影响更甚。
表1 橙汁流变特性的变化
Table 1 Changes of fluid properties of orange juice
处理K/(mPa·sn)nσ0/mPaR2流体类型HPP-0 m8.22±0.66f0.649±0.01d7.32±0.36f0.997 8假塑性流体HPP-0.5 m7.56±0.33f0.704±0.03c5.46±0.12g0.991 3假塑性流体HPP-1.0 m6.85±0.46g0.758±0.02b4.82±0.32h0.993 4假塑性流体HPP-1.5 m5.72±0.21h0.818±0.03a4.81±0.19h0.992 6假塑性流体HPP-2.0 m5.26±0.18i0.832±0.02a3.67±0.26i0.992 9假塑性流体HPP-2.5 m5.13±0.2i0.845±0.04a3.05±0.29j0.993 6假塑性流体HPP-3.0 m4.98±0.12i0.851±0.02a2.92±0.16j0.999 5假塑性流体TP-0 m104.9±5.85a 0.246±0.02g29.67±1.76a0.998 5假塑性流体TP-0.5 m86.25±2.64b 0.268±0.01fg24.52±1.64b0.994 2假塑性流体TP-1.0 m79.82±3.86c0.279±0.01ef21.53±1.23c0.996 5假塑性流体TP-1.5 m63.25±4.32d0.284±0.01ef20.86±1.83cd0.998 9假塑性流体TP-2.0 m58.24±3.24de0.296±0.02ef18.54±1.56de0.998 7假塑性流体TP-2.5 m55.36±2.64e0.306±0.02e17.62±1.74de0.999 2假塑性流体TP-3.0 m53.39±1.86e0.314±0.03e16.28±0.98e0.998 5假塑性流体
注:同一列不同字母间表示有显著性差异(P<0.05)。
在贮藏期间,由于橙汁已经达到了商业无菌的状态,因此在橙汁中发生的变化可能与高压作用加强了样品中大分子物质多糖等的聚集而更容易产生絮凝有关[22],主要原因是橙汁中PME活性较高,PME广泛存在于柑橘类果实细胞壁中,在橙汁中能水解高甲氧基果胶生成低酯化度的甲氧基果胶,从而易与Ca2+形成络合物导致橙汁出现絮状沉淀,使得橙汁黏度减小[6];另一方面橙汁中的多糖等溶质发生自然沉降,降低了橙汁的颗粒容积率,降低橙汁黏度[23]。
2.1.2 橙汁表观黏度的变化
表观黏度是作用在流体上的剪切应力与剪切应变速度之比,数值越小黏度越低,流动性越大。表观黏度的测定可以反映果蔬汁的黏度,为其生产加工提供理论依据,也可以为消费者的口感喜好提供参考建议。图1为贮藏期间橙汁表观黏度的变化。
a-HPP处理;b-TP处理
图1 贮藏期间橙汁表观黏度的变化
Fig.1 Changes of apparent viscosity of orange juice during storage
从图1可以看出,橙汁黏度明显降低,橙汁呈现典型的假塑性。HPP处理橙汁在贮藏期间表观黏度降低,在0～1.5个月内,每间隔半月表观黏度均值与初始相比分别降低20.58%、30.62%、41.04%;而2～3个月的时间内,表观黏度减低幅度大大增加,每间隔半月均值与初始相比分别降低51.35%、62.09%、64.84%。这说明橙汁在2个月的贮藏后,沉淀现象变得严重,加速了表观黏度的降低。TP处理的橙汁同样在0～1.5个月内黏度降低较快,与初始相比分别降低11.49%、41.22%、45.95%;而2～3个月降低幅度相比HPP处理较大,但是也趋于稳定,与初始相比分别降低50.82%、54.75%、59.28%。随着贮藏时间的延长,橙汁口感越来越稀。
这主要是因为在贮藏期间,橙汁中的溶质颗粒产生了沉降,导致了颗粒容积率降低,加上橙汁中PME酶活降解果胶,使得黏度下降[24]。在0～1.5个月内,溶质沉降发生相对较多,黏度降低较快;而在2～3个月后,溶质沉降发生较少,橙汁黏度逐渐趋于稳定。这可以看出,在0～1.5个月内,影响橙汁流变特性的主要因素是橙汁中PME酶活降解果胶和溶质颗粒的沉降,而在2～3个月内,主要影响因素为橙汁颗粒的自然沉降。
2.1.3 橙汁贮藏期间频率扫描分析
频率扫描是不同角频率下果蔬汁储存模量G′和损耗模量G″的变化。在振幅扫描的基础上,找到橙汁的线性黏弹区,即在G′和G″趋于稳定的形变γ值下,进行不同的角频率测试。其中损耗角正切tanσ=G″/G′,可以反映橙汁的黏弹性。通过对橙汁的频率扫描测定(图2),可以探究其黏弹性变化,分析其口感特征。
a-HPP处理;b-TP处理
图2 橙汁贮藏期间频率扫描分析
Fig.2 Frequency scanning analysis of orange juice during storage
从图2可看出,经HPP和TP处理的橙汁,其储存模量G′和损耗模量G″均呈现降低趋势。HPP橙汁,G′<G″,即tanσ>1,橙汁主要发生黏性形变,呈现液体特性而随着贮藏时间延长,tanσ的值逐渐降低。其中,在0～1.5个月,tanσ从1.89降低至1.34～1.23,而在2～3个月,tanσ降低至1.22～1.1。这表示橙汁的黏弹性逐渐降低。而TP橙汁,在0～0.5个月内,在低频剪切下tanσ<1,主要发生弹性形变,而高频剪切下tanσ>1,主要发生黏性形变。但tanσ=1的临界胶凝点出现的角频率变低。而在1～3个月内,TP橙汁G′<G″,均呈现液体特性。且tanσ呈现逐渐降低的趋势,从1.51逐渐降低至1.03,这反映出橙汁黏弹性的降低。这是由于橙汁在3个月贮藏期内,其中的溶质颗粒逐渐发生沉降,上清液的颗粒容积率逐渐降低,橙汁变得稀薄,流动性增强,而导致了橙汁的黏弹性降低[25]。
2.1.4 橙汁贮藏期间温度扫描分析
温度扫描可以直观看出果蔬汁在不同温度下的黏度值,反映果蔬汁黏度对于温度的依赖性。在此基础上可以对果蔬汁的最佳饮用温度进行参考建议。从图3可以看出,HPP橙汁和TP橙汁的表观黏度均随温度的上升而降低。这是由于密度和SDF溶质降解造成的。而橙汁都是在约25 ℃后变得平滑,这说明贮藏期间橙汁对贮藏温度(4 ℃)的变化特性不变。
在0～1.5个月的贮藏期内,HPP橙汁在10 ℃下的表观黏度分别降低5.04%、14.02%、22.05%,TP橙汁的表观黏度分别降低6.04%、13.01%、22.12%;在2～3个月的贮藏期内,橙汁黏度降低更多。HPP橙汁的表观黏度分别降低22.07%、24.34%、25.85%,TP橙汁的表观黏度分别降低25.05%、28.10%、31.62%。可见,橙汁在贮藏期内,前1.5个月的溶质颗粒沉降较少,因而黏度降低幅度较小,而在2～3个月后,溶质颗粒沉降较多,橙汁因逐渐开始发生相分离而导致黏度降低幅度增大[26]。
a-HPP处理;b-TP处理
图3 橙汁贮藏期间温度扫描分析
Fig.3 Temperature scanning analysis of orange juice during storage
2.1.5 橙汁贮藏期间时间扫描分析
通过时间扫描的测定,可以看出果蔬汁对于时间的依懒性,反映其在流动过程中黏度变化情况,可以反映果蔬汁在外力作用下的稳定性,为果蔬汁加工改善提供指导意见。同时也可用于探究果蔬汁在管道等流动运输过程中的性质变化等。从图4可见,HPP橙汁随着贮藏时间的延长,除了表观黏度降低,主要体现在黏度趋于稳定的点逐渐提前。对于HPP橙汁,在高压过程中大大降低了溶质颗粒的平均粒径,导致其形成的“弱凝胶”结构不稳定,从而分子在恒定的剪切作用下进行有规律的重新排列,呈现逐渐上升的趋势。在0～1.5个月内,橙汁的表观黏度上升出现拐点的时间分别为:150、130、110、90 s,而2～3个月内,橙汁拐点出现的时间分别为:70、60、50 s。这可以看出,在0～1.5个月内,橙汁的沉降作用发生较少,而2～3个月内沉降作用发生逐渐增多,导致了溶质颗粒需要更少的时间就可以形成较为稳定的“弱凝胶”结构,表明溶液中的溶质颗粒更少[27]。因此可见在前1.5个月橙汁具有较好的感官品质。
a-HPP处理;b-TP处理
图4 橙汁贮藏期间时间扫描分析
Fig.4 Time scanning analysis of orange juice during storage
而对于TP橙汁,由于加热时导致果胶等SDF分子舒展开,使得橙汁黏度提高,恒定速率剪切前期破坏了“弱凝胶”结构,而后期则逐渐形成稳定的结构导致黏度提升至趋于稳定。0～1.5个月,剪切黏度最低点分别出现在120、100、80、60 s,而在2～3个月的贮藏期内,剪切黏度的最低点分别出现于50、40、40 s。可见,在前1.5个月,橙汁中果胶等SDF形成的“弱凝胶”结构较稳定,说明沉降作用发生较少,而在2～3个月后,溶质颗粒的沉降发生较多,“弱凝胶”结构变得不稳定。这可以看出,TP橙汁在前1.5个月具有较好的感官品质。
综上,在4 ℃下3个月的贮藏期内,HPP橙汁和TP橙汁的流动性逐渐增强,在0～3个月内K值分别降低8.03%～39.4%、17.8%～49.1%,n值分别升高8.47%～31.1%、8.94%～27.6%,表观黏度分别降低20.6%～64.8%、11.5%～59.3%。G′<G″且均呈现降低趋势,橙汁黏度和黏弹性逐渐降低,口感逐渐偏向于清汁。温度对HPP橙汁和TP汁的影响均保持不变,稳定性逐渐降低。在0～1.5个月内是由PME酶活降解果胶以及橙汁溶质颗粒自然沉降引起的,而2～3个月内主要是由于颗粒自然沉降引起的。由此可以看出,HPP橙汁和TP橙汁在前1.5个月具有较好的感官品质。
2.2 橙汁贮藏期内色泽的变化
橙汁的色泽是衡量橙汁感官品质的一个重要因素,伴随着贮藏时间的增加,橙汁颜色会呈现不同程度的变化。色泽变化影响的不仅仅是人们对橙汁购买程度的下降,其中营养价值降低的同时严重影响口感[28]。如图5所示,HPP处理相比TP处理,具有更高的L*、a*和b*值,HPP处理和TP处理的橙汁在第0～1.5个月内L*值、a*值升高、b*值降低。在2～3个月,橙汁的a*值和b*值逐渐趋于稳定,L*值呈下降趋势。这表明HPP处理能使得橙汁中的溶质颗粒变细,改变了光通过橙汁时的通路,加大了光的折射和反射,整体具有更亮丽的色泽。橙汁在经过处理后初期会略有沉淀现象,使橙汁清澈,L*值会受到影响而略微升高。HPP处理过程中橙汁中的大分子物质如果胶等发生降解,使得原本盘曲折叠的果胶分子中的甲酯化基团暴露出来,而PME酶活不完全钝灭,导致橙汁在贮藏过程中仍有果胶不断发生去甲酯化反应,甲酯化度DM降低,使得橙汁的红色加深并导致体系发生蓝移[29]。而后期由于果胶甲酯化降低程度已经较高,PME反应底物减少,造成的体系色泽变化较小,而此时溶质颗粒沉降作用发生变多,橙汁开始产生相分离,上层清液的颗粒容积率降低,导致光线反射率的降低,L*值变低[30]。
a-L*值;b-a*值;c-b*值;d-ΔE*值
图5 贮藏期内橙汁色泽的变化
Fig.5 Color change of orange juice during storage
注:同组数据间不同线型表示不同贮藏时间存在显著性差异,P<0.05
HPP处理橙汁的ΔE均大于2, 颜色产生了肉眼可见的变化。这可能是由于高压均质作用破坏了细胞结构, 随着贮藏时间的延长, 细胞内的色素物质不断缓慢释放出来。整个贮藏过程中ΔE*值逐渐升高,表明贮藏过程中橙汁色差一直在增大,而TP处理相比HPP处理具有更低的ΔE*值。这是由于橙汁中PME耐压性较强,在该处理条件下TP处理比HPP处理能更好地降低PME酶活,降低褐变反应以及果胶去甲酯化反应的发生,这与黄晓玲等[31]的研究结果一致。
2.3 橙汁贮藏期内可滴定酸、可溶性固形物和维生素C含量的变化
橙汁的成分、可滴定酸和可溶性固形物含量是影响其货架期品质的内在因素[32]。可溶性固形物主要包括可溶性糖、酸、微生物和矿物质,它们是衡量橙汁品质的重要指标[33]。适量的可滴定酸给橙汁赋予酸甜的口味。维生素C是橙汁的一种重要营养素,能增强人体对外界环境的抗应激能力和免疫能力,还具有抗氧化和清除自由基的功能[34],维生素C含量对橙汁储存期间的氧化变质也有一定的保护作用。图6显示,在3个月的贮藏期间,橙汁中的TSS、TA、维生素C含量基本保持稳定,HPP处理组在前0.5个月,维生素C含量约降低1.96%,后基本保持稳定;HPP处理的橙汁TSS、TA含量略高于TP处理组,维生素C含量远高于TP处理组,为TP处理组的3倍。
这是可能是因为在TP处理过程中导致少部分的多糖产生水解;也可能是由于某些细胞由于高压而破裂,导致大量细胞内物质溶解增加,因此可溶性固形物含量增加。这是因为橙汁经过HPP或TP处理后,微生物基本上被杀灭,在贮藏过程中没有微生物的作用,其糖分得以良好的保存。HPP处理提高果汁贮藏期间的稳定性。因为在热加工过程中导致部分有机酸分解,导致TA含量降低。这表示两种处理均能杀灭微生物和酶,保证没有微生物活动产酸,从而在贮藏期间TA含量均能保持相对稳定。从3个月贮藏期内TA和TSS含量的变化来看,HPP和TP处理均能保证橙汁具有良好的贮藏特性,能够维持糖酸比,保持其酸甜可口的味道。由于维生素C是一种水溶性维生素,不耐热,在TP过程中大量损失,但是在3个月的时间内保持相对稳定。相比之下,HPP处理对维生素C的影响远小于TP,超高压处理能较好的保护橙汁中的维生素C。HPP处理组在前0.5个月,维生素C含量降低是因为在HPP处理后,橙汁中的氧气含量仍比较高,造成了维生素C的氧化。随着贮藏的进行,氧气消耗,维生素C含量保持不变。这与李靖等[22]的研究结果相近。
a-TSS含量;b-TA含量;c-维生素C含量
图6 橙汁贮藏期间TSS、TA和维生素C含量的变化
Fig.6 Changes of soluble solids, total acid and vitamin C content in orange juice during storage
注:同组数据间不同大小写字母表示不同贮藏时间存在显著性差异,P<0.05
2.4 橙汁贮藏期内的酶活测定分析
PPO和POD是引起酶促褐变的主要酶类,催化橙汁中的酚类物质氧化成醌类物质,加深橙汁的褐变程度,其活性越高,越易发生褐变[35]。PME广泛存在于柑橘类果实细胞壁中,在橙汁中能水解高甲氧基果胶生成低酯化度的甲氧基果胶,从而易与Ca2+形成络合物导致橙汁出现絮状沉淀[21],是引起橙汁体系失稳的重要因素,因此在加工中要尽量钝化该酶。从图7可以看出,HPP处理组和TP处理组的橙汁在3个月贮藏期内,均能保持酶活的稳定,HPP处理的酶活却远远高于TP组,其PME酶活约为TP组的4倍,POD酶活为TP组的2～3倍,PPO酶活为TP组的12～15倍。这说明橙汁在4 ℃下保存良好,没有微生物活动产生破坏,因此能保持酶活的稳定。经过HPP处理和TP处理后,橙汁中的PPO和POD酶活均非常低,这说明橙汁在贮藏期间发生的酶促褐变较少,对橙汁颜色的变化没有影响,橙汁L*值的降低主要是因为在贮藏期间发生溶质颗粒的沉降[36]。而PME酶活却始终存在(图7),这表明在贮藏期间橙汁中确实有发生部分果胶的降解反应,造成橙汁黏度的降低,与橙汁表观黏度趋势相一致,这也在一定程度上解释了橙汁流变特性。PPO和POD对压力和热均比较敏感,PME对压力比较稳定,但是对热比较敏感,TP处理比HPP处理能更好地降低PME酶活性,这与PACIULLI等[37]的研究结果一致。
a-HPP处理;b-TP处理
图7 橙汁贮藏期间酶活力变化情况
Fig.7 Changes of enzyme activities of orange juice during storage
注:同组数据间不同线型表示不同贮藏时间存在显著性差异,P<0.05
3 结论
在4 ℃、3个月的贮藏期间,HPP和TP橙汁均呈现逐渐变稀的趋势,黏度系数K值降低,流动系数n值升高,黏度和黏弹性均逐渐减低,逐渐偏向于清汁的口感。橙汁在贮藏过程中,0～1.5个月内,流变特性变化较大,L*值、a*值上升,b*值下降;2～3个月内橙汁的流变特性变化变小且趋于稳定,色泽也无显著差异。两种橙汁在贮藏期间糖酸比和维生素C含量均能保持稳定,口感良好;但TP处理相比于HPP处理,有少量的TSS、TA和大量维生素C分解。HPP和TP橙汁在贮藏期间酶活相对稳定,未有显著升高。综合以上橙汁在贮藏期间口感、色泽、沉淀程度以及营养指标的变化,建议冷藏HPP橙汁在1.5个月内饮用最佳。而NFC橙汁贮存期间色泽如何保持等问题仍然需要进一步研究;随着非热加工技术的发展,后期有望开发出口感、色泽、营养等均满足消费者需求的橙汁。
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