光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁品質的影響

閻然，張靜，朱玉燕，張俊超，余岳芳，林鑫勰，沈淑鈴，鄭小林*

1(浙江工商大學 食品與生物工程學院，浙江 杭州，310018)2(德清秋水果汁有限公司，浙江 德清，313216)

橙汁是柑橘產業的主要加工產品，其色澤鮮亮、酸甜可口、香氣誘人而深受全世界消費者歡迎[1]。橙汁富含抗壞血酸(維生素C)、葉酸(維生素B9)、鉀、鎂和鐵等營養物質，具有增強免疫力、降低癌癥風險、保護心血管系統、降低膽固醇水平和預防脫發等功效[2]。非濃縮還原(not from concentrate，NFC)橙汁，是將成熟橙子直接榨汁后進行殺菌，無菌灌裝后在冷鏈條件下運輸和銷售的無任何添加的橙汁[3]。NFC鮮榨橙汁指在加工制作過程中采用巴氏殺菌(<100 ℃)或者非熱殺菌技術，因而能夠最大限度保留原果汁的風味與營養，符合市場和消費需求。

目前，國內外有關NFC橙汁的研究主要集中于橙汁營養和功能性評價，不同殺菌方式及包裝材料對果汁特性以及品質的影響等方面。例如KLIMCZAK等[4]研究了貯藏時間和溫度對橙汁中酚類物質、維生素C和抗氧化能力的影響。ZHANG等[5]研究了貯藏條件和熱處理對橙汁中橙皮苷含量的影響。黃曉玲等[6]研究了超高壓和高溫短時殺菌對NFC橙汁品質的影響，發現超高壓殺菌處理相比于高溫短時殺菌更有助于保持果汁營養和感官品質。張曉雨等[7]研究發現高阻隔包裝能夠抑制NFC橙汁的褐變，減少維生素C和類胡蘿卜素含量損失，進而有助于延長橙汁的貨架期。目前，NFC鮮榨果汁在企業生產、銷售和流通過程中均采用透光包裝材料。雖然這類透光包裝材質較輕、價格低廉，但使NFC鮮榨果汁不可避免接受光照，導致產品的某些營養成分的降解，進而影響果汁的品質[8]。然而，光照對低溫貯藏下NFC鮮榨果汁品質影響的研究報道很少。因此，本文以聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)透明包裝的NFC鮮榨橙汁成品為試驗材料，重點研究光照對4 ℃貯藏條件下NFC鮮榨橙汁品質的影響，以期為NFC鮮榨橙汁品質控制及包裝改良提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以哈姆林、瓦倫西亞和Pera等橙子品種混榨而成的NFC橙汁冷凍原料(每185 kg裝入無菌袋中，然后放進鐵桶，在-18 ℃下凍藏)由德清秋水果汁有限公司從巴西進口，到達公司后放置在0～6 ℃冷庫中解凍30 d，然后巴氏殺菌(85 ℃，30 s)，用PET透明材料分裝(300 mL/瓶)后全程冷鏈運回實驗室，進行相關實驗。

乙腈(色譜純)、甲醇(色譜純)，德國Meker公司；5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethyl furfuraldehyde，5-HMF)、檸檬苦素、乳酸、L-抗壞血酸、琥珀酸、奎尼酸、檸檬酸、蘋果酸，阿拉丁試劑(上海)有限公司。其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

AB135-S電子天平，METTLER TOLEDO公司；AGILENT 1100高效液相色譜分析儀、7890A-5975C GC-MS氣相色譜-質譜聯用儀，美國安捷倫科技有限公司。

1.3 處理方法

將NFC鮮榨橙汁成品分為2組，分別放入光照(冷白熒光燈管，光照強度為1.51×106Lux)和避光(對照)的人工氣候箱的每層隔板中部進行4 ℃貯藏，每隔7 d取樣并測定各項指標，每個取樣點隨機取3瓶果汁。

1.4 測定方法

1.4.1 維生素C含量測定

NFC鮮榨橙汁維生素C含量的測定參考SN/T 0869—2017《出口飲料中抗壞血酸的測定》。

1.4.2 5-HMF含量的測定

參考楊毅[9]的方法略有修改。5.0 mL果汁樣品在12 000 r/min條件下離心5 min，吸取2.0 mL上清液經0.45 μm的水系濾膜過濾后采用HPLC測定5-HMF含量。

色譜柱：Agilent C18色譜柱；流動相：體積分數10%的甲醇水溶液，流速1.0 mL/min，柱溫30 ℃，進樣量5.0 μL，檢測波長284 nm，運行時間10 min。

1.4.3 檸檬苦素含量測定

參考張朝暉等[10]的方法并稍作修改。吸取20.0 mL樣品，加入20.0 mL二氯甲烷，25 ℃下超聲波處理30 min后轉移到分液漏斗中，重復3次后，將收集的下層萃取液合并后轉移到旋轉蒸發儀中，旋蒸至近干，加入1.5 mL乙腈溶解，經0.22 μm有機濾膜過濾后備用。吸取5.0 μL注入色譜柱Agilent C18中，柱溫30 ℃，以V(1.0 mL/min乙腈)∶V(0.1%磷酸水溶液)=45∶55為流動相，在210 nm下進行檢測。

1.4.4 有機酸含量測定

參考閆師杰[11]的方法略有修改。吸取2.0 mL樣品，用0.1%(體積分數，下同)的甲酸水溶液稀釋至10 mL，在4 ℃下避光靜置1 h后離心20 min(4 ℃，12 000×g)，收集上清液，用0.45 μm的水系濾膜過濾，采用HPLC-MS測定有機酸含量。

色譜柱：Water T3色譜柱(3 μm，3.0 mm×150 mm)；流動相：0.1%的甲酸水溶液，流速0.4 mL/min，柱溫30 ℃，進樣量2 μL，運行時間10 min。

質譜條件：ESI離子源，負離子形式；離子源氣體溫度350 ℃，干燥氣流量9 L/min，霧化氣壓力45 psi，毛細管電壓3 500 V，碎裂電壓125 V，質量數掃描范圍30～1 500m/z。

1.4.5 主要揮發性物質測定

(1)樣品處理

頂空樣品瓶置于40 ℃恒溫水浴鍋中30 min，用SPME萃取頭(萃取頭每天使用前要經過老化處理)在40 ℃恒溫水浴中吸附30 min后迅速插入氣質聯用儀進樣口，在250 ℃條件下解析15 min后進行分析[12]。

(2)氣相色譜與質譜條件

采用DB-WAX色譜柱；進樣口溫度250 ℃，柱流速1 mL/min；升溫程序：35 ℃保持4 min，以2 ℃/min升到120 ℃，然后以4 ℃/min升到250 ℃，保持15 min。

質譜條件：EI離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；質量數掃描范圍33～500 m/z。

(3)揮發性物質分析

定性分析：通過計算機檢索與NIST/WILLEY標準質譜庫進行匹配，選擇有較高匹配度的檢索結果，按照各成分的出峰保留時間進行人工解譜，確定揮發性化合物的各個物質成分。

定量分析：選取7種特征性揮發性物質(β-月桂烯、D-檸檬烯、丁酸乙酯、己酸乙酯、己醛、壬醛和癸醛)，利用外標法作標準曲線進行精確定量。

1.5 數據處理

采用Excel 2010 繪圖，SPSS Statistics 17.0數據統計分析軟件中單因素方差分析(ANOVA)和鄧肯檢驗(Duncan’s test)進行差異顯著性分析，P<0.05時為差異顯著。數據用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁5-HMF和檸檬苦素含量的影響

在低溫貯藏過程中，光照和避光條件下的5-HMF含量總體差異較小(圖1-a)，表明光照對NFC鮮榨橙汁中5-HMF含量影響較小。5-HMF主要通過2種途徑形成：(1)通過葡萄糖和果糖在酸性條件下脫水降解形成；(2)通過美拉德反應和抗壞血酸氧化分解產生[13]。5-HMF含量的高低反映了果汁非酶褐變的程度[14]。吳敏[15]研究發現低溫條件下光照與避光處理的荔枝汁中5-HMF含量沒有顯著差異，與本實驗結果類似。

a-5-HMF；b-檸檬苦素圖1 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁5-HMF和 檸檬苦素含量的影響Fig.1 Effect of light on 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) and limonin content of NFC fresh orange juice during storage at low temperature注：小寫字母表示同一貯藏時間不同處理間差異顯著 (P<0.05)(下同)

胥欽[16]研究發現濃縮柑橘汁中檸檬苦素含量隨貯藏時間延長而上升。在低溫條件下，隨著貯藏時間的延長，NFC鮮榨橙汁檸檬苦素含量整體呈上升趨勢。但在14～28 d，避光NFC鮮榨橙汁中檸檬苦素含量均顯著低于光照條件下的含量。在貯藏至第21天時，避光處理的橙汁中檸檬苦素含量比光照條件下減少了14.47%(圖1-b)。檸檬苦素在榨汁過程中從果實中溶出，在酸性或熱處理下極易被檸檬苦素-D-環內酯水解酶催化快速生成有苦味的檸檬苦素，嚴重影響了果汁的口感[17]。本研究結果表明光照促進了低溫貯藏NFC鮮榨橙汁檸檬苦素的生成。

2.2 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁有機酸含量的影響

在低溫貯藏條件下，NFC鮮榨橙汁中維生素C含量隨著時間的不斷增加而下降。除7、28 d外，避光條件下橙汁維生素C含量均顯著高于光照條件下的含量(圖2-a)，貯藏至21 d時，避光處理橙汁中維生素C含量為17.12 mg/100 g，比光照處理橙汁中維生素C含量增加了12.56%。說明避光能夠緩解NFC鮮榨橙汁低溫貯藏期間維生素C的降解速率，從而有助于NFC鮮榨橙汁維生素C的保持。這與吳敏[15]研究結果一致，避光貯藏荔枝汁維生素C含量高于不同熒光和紫外光處理。

a-維生素C；b-檸檬酸；c-蘋果酸；d-奎尼酸；e-琥珀酸；f-乳酸圖2 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁有機酸含量的影響Fig.2 Effect of light on organic acid content of NFC fresh orange juice during storage at low temperature

NFC鮮榨橙汁的有機酸以檸檬酸為主，其次為蘋果酸、奎尼酸和琥珀酸，乳酸含量最低(圖2-b～圖2-f)。在低溫貯藏條件下，NFC鮮榨橙汁有機酸含量隨著貯藏時間的延長總體呈下降趨勢。在貯藏至14～28 d時，避光條件下果汁中的奎尼酸和蘋果酸含量平均比光照條件下增加了20.57%和15.97%(圖2-c和圖2-d)，表明避光有利于保持果汁中奎尼酸和蘋果酸含量，但對于檸檬酸含量變化無顯著影響(P>0.05)(圖2-b)。有機酸是果汁酸味的主要成分，其種類和含量的高低與果汁品質密切相關[18-19]。因此，避光有利于保持低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁的品質。

2.3 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁揮發性物質含量的影響

目前，橙汁中已發現了200多種揮發性化合物，主要包括酯類、醛類、酮類、萜烯類和醇類。結合文獻[20-21]選取7種柑橘典型的香氣化合物，分別為β-月桂烯、D-檸檬烯、壬醛、己醛、癸醛、丁酸乙酯和己酸乙酯。其中，D-檸檬烯是橙汁中含量最高的香氣化合物，具有微弱的橘子香氣；β-月桂烯有令人愉悅的柑橘香氣，對橙汁的風味也有積極的貢獻；壬醛、己醛、癸醛、丁酸乙酯和己酸乙酯具有水果香氣[22-24]。

在低溫貯藏條件下，隨著貯藏時間的延長，NFC鮮榨橙汁中β-月桂烯含量逐漸降低，而D-檸檬烯含量逐步上升(圖3-a和圖3-b)。低溫貯藏第7天時，避光處理的NFC鮮榨橙汁中β-月桂烯含量為181.45 μg/L，比光照處理增加了25.11%；但在貯藏至21 d時，避光處理的橙汁中β-月桂烯含量明顯下降。與之相反，低溫貯藏第14天時，避光處理的橙汁中D-檸檬烯含量顯著低于光照處理，在貯藏后期，避光處理的橙汁中D-檸檬烯含量明顯上升。說明光照是影響冷藏NFC鮮榨橙汁β-月桂烯和D-檸檬烯含量的重要因子。

低溫貯藏NFC鮮榨橙汁己醛、壬醛和癸醛隨著貯藏時間的延長，其含量變化基本一致，總體呈下降趨勢(圖3-c～圖3-e)。在低溫條件下，避光處理NFC鮮榨橙汁的己醛、壬醛和癸醛含量在14 d顯著低于光照處理(P< 0.05)。說明避光不利于維持冷藏NFC鮮榨橙汁的己醛、壬醛和癸醛含量(圖3-c～圖3-e)。丁酸乙酯和己酸乙酯變化趨勢相類似，總體呈下降趨勢(圖3-f和圖3-g)。在貯藏第14天時，光照處理的橙汁中丁酸乙酯和己酸乙酯均顯著高于避光處理(P< 0.05)。說明光照更有利于保持低溫貯藏NFC鮮榨橙汁中丁酸乙酯和己酸乙酯含量。

a-β-月桂烯；b-D-檸檬烯；c-己醛；d-壬醛；e-奎醛；f-丁酸乙酯；g-己酸乙酯圖3 光照對低溫貯藏下NFC鮮榨橙汁揮發性物質含量的影響Fig.3 Effect of light on the content of volatile organic compounds of NFC fresh orange juice during storage at low temperature

3 結論

NFC鮮榨果汁采用透光包裝材料，在生產、銷售流通中不可避免接受光照。本試驗主要研究了光照對低溫貯藏NFC鮮榨橙汁維生素C、有機酸、檸檬苦素以及揮發性成分等品質指標的影響。結果表明，光照降低了低溫貯藏NFC鮮榨橙汁中維生素C濃度，促進了檸檬苦素生成，也改變了幾種特征揮發性物質的濃度，但不影響檸檬酸含量變化。特別是NFC鮮榨橙汁維生素C含量降低，不僅降低果汁的營養品質，而且加劇果汁的褐變從而降低其感官品質。另外，苦味物質的形成也降低NFC鮮榨橙汁的風味和口感。因此，避光條件有利于保持低溫貯藏NFC鮮榨橙汁的品質。為給予企業實質性技術指導，后續可研究設計一款既能凸顯橙汁視覺感官品質又能避免光照影響果汁品質的新型包裝。