浆果果汁真伪鉴别技术研究进展

李梅阁，吴亚君，杨艳歌，徐幸莲，陈 颖，*（.中国检验检疫科学研究院，北京 0076；.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 0095）



浆果果汁真伪鉴别技术研究进展

李梅阁1，2，吴亚君1，杨艳歌1，徐幸莲2，陈 颖1，*
（1.中国检验检疫科学研究院，北京 100176；2.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095）

摘 要：以蓝莓、树莓为代表的浆果类水果素有“黄金水果”的美誉，由于产量低、保质期短和价格高昂，浆果果汁掺假、造假、错误标签等导致的食品质量和安全争议不断发生，果汁真伪鉴别技术面临巨大挑战。目前，常用的浆果真伪检测方法主要是常规理化法和传统的分子生物学方法，这些方法在浆果果汁鉴定上各有优缺点。如理化方法的优势在于浆果的质量控制和品质评价，对产品中植源性成分的识别易受个体生长发育、加工条件等外部因素的影响；而基于DNA的分子生物学方法更多的用于果汁中植源性成分的识别。面对浆果果汁掺假造假现象，本文综述了近年来常用于浆果及其果汁质量控制和真伪鉴别技术的研究进展，主要包括感官技术、理化技术和分子生物学技术。

关键词：浆果果汁；真伪；感官技术；理化技术；分子生物学技术

引文格式：

李梅阁， 吴亚君， 杨艳歌， 等.浆果果汁真伪鉴别技术研究进展［J］.食品科学， 2016， 37（13）: 243-250.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201613044. http://www.spkx.net.cn

LI Meige， WU Yajun， YANG Yange， et al.Progress in authentication technologies for berry juice［J］.Food Science， 2016，37（13）: 243-250.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613044. http://www.spkx.net.cn

近年来，以苹果、桃、梨为代表的第一代水果，猕猴桃、山楂、草莓为代表的第二代水果在市场上已渐渐趋于饱和，以蓝莓、树莓为代表的浆果类水果作为第三代水果开始大量涌入市场。浆果是由一个含有子房的花发育而来，且具有很多种子的肉质水果［1］，主要包括蓝莓、蔓越莓、树莓、黑加仑等。相较于常见的大宗水果，浆果的鲜果过于柔软，主要以果酱、果汁以及果汁饮料的形式存在，是典型的加工型水果，如世界约95%的黑莓浆果用于加工［2］。有研究表明，由于浆果具有较高的抗氧化活性，经常饮用浆果类饮料有利于改善人体氧化状态、降低心血管疾病以及预防各种代谢性疾病等［3］。占世界蔓越莓总产量78%的美国，其最大蔓越莓果汁生产商Ocean Spray仅在2001年的销售额就超过13 亿美元，至2010年，全美蔓越莓加工果在加工和鲜食中的比例更是高达98.6%［4］；作为葡萄消费大国的巴西，其葡萄汁产量正以每年30%的速率递增［5］，进出口贸易呈现持续上升趋势；并且据英国连锁超市巨头泰斯考统计，在英国果汁行业，浓缩石榴汁饮料的消费增速居于饮料业首位，由于其加工技术先进、产品质量较好，已成为广受消费者喜爱的浆果饮料。

目前，中国果汁行业正以平均每年20%的增长率成为食品工业发展最快的行业［6］，新兴的浆果类饮料进出口贸易逐年增长，仅在2014年，葡萄汁进口量达到2010年的3.4 倍。浆果浓缩汁以及浆果类复合饮料市场份额不断增大，尤以美国、加拿大等国产品居多，形成新的果汁消费市场。开展果汁真伪鉴别特别是小浆果类果汁的鉴别研究对打击掺加制假、维护市场秩序都具有重要意义。本文就近年来常用于浆果果汁的多种真伪鉴别方法进行了评述。

1 浆果果汁质量及标准现状

根据GB/T 10789—2015《饮料通则》的规定，果汁是以水果为原料，采用物理方法（机械方法、水浸提等）制成的可发酵但未发酵的汁液制品，或在浓缩果蔬汁中加入其加工过程中除去的等量水分复原制成的汁液制品，如原榨果汁（非复原果汁）、果汁（复原果汁）、复合果汁等；果汁类饮料则是以果汁、浓缩果汁为原料，添加或不添加其他食品原辅料和（或）食品添加剂，经过加工制成的制品，如果汁饮料、果肉饮料、复合果汁饮料、发酵果汁饮料、水果饮料等。然而，随着果汁行业的快速发展，果汁掺假现象越演越烈，高达60%～80%［7］，而浆果果汁的掺假现象尤为严重。浆果果汁掺假的原因主要包括：1）营养价值远远超过传统的大宗水果；2）产品需求量大；3）价格高；4）收获期短和生产短缺等［8］。而无良厂家、公司或贸易者的掺假方式更是多种多样，如添加深色的大宗水果替代高价浆果；标签虚假标注浆果提取物含量；添加糖、水等完全勾兑的果汁；以老化浆果或浆液冒充新鲜果汁。这些掺假行为严重影响了浆果行业的声誉、引起食品安全问题、降低消费者对果汁行业的信任。

针对浆果果汁掺假现象，各个国家以及国际机构颁布了一系列标准法规。在1993—1995年间，欧盟果蔬汁饮料工业协会陆续颁布了包括西番莲汁、番石榴汁、树莓汁、黑加仑汁等在内的浆果类水果指导标准。并且欧盟在2011年的新法规中明确对混合型果汁的规定，对含90%苹果汁和含10%草莓汁的果汁一律标识为苹果草莓汁，任何含有3 种以上水果成分的果汁都标注为“混合果汁”［9］。自2001年加入世界贸易组织（World Trade Organization，WTO）以来，我国陆续出台了一系列果汁标准法规，如NY/T 291—1995《绿色食品 番石榴果汁饮料》、DB 44/T 274—2005《桑果汁及桑果汁饮料》、SL 353—2006《沙棘原果汁》等。为提升浆果类果汁产品的质量水平，加强浆果果汁市场的监管，亟需制定浆果类水果新标准、新措施、新方法，加大同国际标准接轨，提高国内浆果企业的竞争力，促进浆果产业的发展。

2 浆果果汁真伪鉴别

规范生产者自身的行为，提高消费者的安全意识，建立合理的标准法律法规，有利于遏制掺假行为，而准确、便捷的果汁鉴伪技术是政府监管、行业自律、企业质控的重要支撑。目前，对浆果果汁的真伪鉴别主要采用传统的感官鉴别技术、常规理化鉴定技术和日益发挥重要作用的分子生物学技术。

2.1 感官鉴定

感官鉴定是发展最早的鉴定技术，是指对果汁的色（颜色、透明度和固形物）、香、味（风味和口感）、清汁、混汁等感官特征的初步识别，在日常生活中具有很大的实际意义。

浆果大部分为深色水果，其果汁尤其是浓缩果汁和果肉类浆果饮料相较于常见的大宗水果果汁（苹果汁、梨汁等）颜色浓郁，香味醇厚。苏格兰作物研究所建立了基于感官分析的树莓品种和树莓果汁评价方法，并用于树莓、黑加仑及其加工品的质量评价。研究结果显示，感官属性能明显区分红树莓汁的外观（颜色、丰富度、自然性）、香气（强度、果香、花香）和味道，且香气和味道具有很大的相关性［10］。但经加工的浆果果汁味道极为复杂，多种因素（品种、环境、采后因素、加工和贮藏条件等）影响着浆果果汁的味道和口感，而人的感官辨识度有限，并且具有很强的主观性，导致验证准确性降低。为了能精确测量人类对食品的反应程度，以感官评价为基础的智能感官技术迅速发展起来，并在浆果果汁中得到应用。其中，电子鼻和电子舌是两种最具代表性的智能感官鉴定技术。

电子鼻和电子舌都是以生物感官为基础发展而来的现代感官鉴定技术。电子鼻是一种模仿生物嗅觉的仪器，通过电子化学传感器结合局部特异性和适当的模式识别系统对简单或复杂的气味进行识别；与电子鼻原理相似，电子舌是模仿生物感受味觉的仪器，通过金属或者聚合物传感器来检测溶液中物质电导率的变化，常被用来描述复杂液体食物中不同程度的甜味、酸味、咸味、苦味和涩味等［11-12］。两种电子感官技术均能对样品进行定性或定量分析，尤其是当两种技术结合使用时，能大大提高样品的鉴别能力。Kraujalyte等［13］对不同基因型的高丛蓝莓、沼泽蓝莓果汁进行电子舌感官检验，检测到超过100 种挥发性物质，其中（Z）-3-己烯醇、（E）-2-己烯醛和萜类化合物如香叶醇、芳樟醇是蓝莓的典型香气成分，根据主成分分析法（principal component analysis，PCA）建立分类模型，能够对不同基因型的蓝莓果汁进行有效区分。同时，Siomon等［14］采用电子嗅探器技术检测包装蓝莓的质量和成熟度。将盒装蓝莓放入与嗅探器相连的密闭室中，室内空气不断循环，从果实中散发出的顶隙气体通过传感器在一个预先设定的时刻连续测量。当蓝莓散发挥发性气体时，密闭室的氧气被挥发性气体取代，而嗅探器半导体表面的二氧化锡随着空气的减少其电导率增加，利用这种电导率的变化可以检测总挥发物的浓度，最终在包装蓝莓的质量检测中，发现5%的蓝莓有软或坏的现象，最终以4 个等级来区分蓝莓的成熟度：绿色和绿粉色、蓝粉色、蓝色和成熟的蓝莓，嗅探器的响应随着果实的成熟不断增强［15］。这种快速、无损的检测技术能够预测浆果的感官特征与消费者满意度评定的关系，可用于新鲜封闭包装浆果及其果汁制品的质量检查和品种鉴定。

2.2 理化鉴定

除了感官鉴定，理化鉴定在浆果果汁的掺假检测中应用最为广泛，色谱技术、质谱技术以及光谱技术为主的理化鉴定方法实现对浆果果汁从单一成分到多成分的代谢组分析。其高维数据结合化学计量学算法同时使用，达到对浆果果汁中已知成分或未知成分的定性和定量检测。其中，以PCA和偏最小二乘法（partial leasr square，PLS）在代谢组学数据分析中的应用最为广泛。

浆果果汁中未知代谢组成分的分析主要采用PCA［16］，通过降维将原来的综合变量转化为几个综合变量，由每个综合变量进行线性组合，变量方差表示原始数据的信息量，方差最大信息量最高，为第一主成分，以此类推，得到果汁代谢组的主成分模型。PLS是已知分类信息的监督模式算法，在PCA的基础上给出明确的分类信息，更有利于解决类与类之间的差异性。而反向传播（back-propagation，BP）神经网络以其高度非线性映射能力，解决果汁中复杂的非线性模式识别问题［17］。线性判别函数、二次判别函数以及交叉验证实验的互相结合得到代谢组成分的校正模型，最终确定浆果果汁中各种样本的良好百分比分类。

2.2.1 色谱技术

2.2.1.1 气相色谱

气相色谱（gas chromatography，GC）主要利用物质的极性、沸点以及吸附性差异来实现混合物的快速分离，是一种分析速度快、分离效率高的分离分析方法。在目前已知化合物的色谱分析中，20%的混合物（包括15%的直接分析化合物和5%的衍生物）采用GC的指纹图谱进行直接分析［18］，其余以液相色谱分析为主。GC检测多集中于对果汁中的卫生指标以及主挥发性成分的定性定量检测，单独的GC技术在果汁真伪鉴别中应用较少。

在常见的果酒类饮料中，甲醇和杂醇油是两种必检指标。童永鑫等［19］在检测葡萄石榴混合发酵果酒时，利用GC技术检测出葡萄石榴酒中不含甲醇成分，并且果酒中微量的杂醇油含量符合国家标准，建立了可同时对果酒中甲醇和杂醇油进行定量的GC技术。同样，将GC技术用于甜蜜素等果汁添加剂的检测，以甜蜜素与亚硝酸反应衍生物为靶目标，对果汁中的甜蜜素进行定量［20］。在PCA分析中，Larsen等［21］利用GC技术检测到树莓中含有200多种挥发性物质，其中只有10 种关键的风味化合物（α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、顺式-3-己烯醇、香叶醇、芳樟醇、苯甲醇、3-羟基丁酮、乙酸、己酸以及树莓酮），并且发现其挥发性物质随热加工条件以及外源物质（奶油）的加入出现增加或减少的现象［22］。可见，这种挥发性物质随加工条件的改变可能给果汁等深加工制品的检测带来一定的难度。为了对果汁进行真实性鉴定，往往需要与其他技术进行联合处理分析。

2.2.1.2 液相色谱

液相色谱（liquid chromatography，LC）是以液体作为流动相的色谱方法，对混合物的检测范围相较于GC更广。不同于GC的指纹图谱，LC不能由色谱图直接给出未知物的鉴定结果，必须以已知标准作参照进行检测。目前，LC在食品检测分析中的应用主要是高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC），HPLC克服了传统LC技术不能对大多数金属盐类和热稳定性差的物质进行检测的缺点，在检测低挥发性、离子型化合物和高分子化合物时极为有利［23］，并已被列入检测食品营养成分的国家标准。近年来，浆果中的花青素是浆果果汁LC真伪检测的主要对象。

浆果是一类富含花青素的水果，其花青素含量远高于常见的大宗水果。在应用LC进行红色浆果（红醋栗、接木骨、欧洲酸樱桃、蔓越莓等）的游离花色苷含量的检测中发现，接木骨中主要为矢车菊桑布双糖苷和矢车菊双葡萄糖苷，树莓中主要是矢车菊-3-槐糖苷和矢车菊-3-葡萄糖苷，而矢车菊葡萄糖苷、矢车菊芸香糖苷、花翠素葡萄糖苷、花翠素芦丁糖苷在黑加仑中含量较多，并成功利用HPLC检测不同红色果汁中羟基酸以及软饮料中的儿茶酚成分，结果表明，HPLC可用于红色果汁和一些红紫色软饮料的质量控制和真伪鉴别［24-26］。Gardana等［27］以高效液相色谱耦合二极管阵列检测器进行欧洲越橘的标签符合性查验，以15 种花青素成分分析了14 种越橘的提取物和12 种标签为覆盆子的市售产品，其中66%的提取物和33%的市售产品花青素含量较低，与标签含量不符。Soufleros等［28］利用LC技术对猕猴桃果酒和葡萄汁中的果糖、葡萄糖和蔗糖进行比较，猕猴桃果酒糖含量大于葡萄酒，可以用于猕猴桃果酒的感官评价。而新型液相色谱技术-手性胶束电动色谱-激光诱导荧光技术利用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂检测石榴汁中的手性氨基酸，通过比较石榴汁和苹果汁中的氨基酸，提出以L-天冬酰胺作为石榴汁中掺杂苹果汁的标记［29］。

2.2.2 质谱技术

2.2.2.1 稳定同位素比率质谱

质谱技术（mass spectrometry，MS）是以检测化合物中的气相离子即离子质荷比进行鉴定的技术，丰富的结构信息、高特异性和高灵敏度使其在浆果及其果汁制品的产地溯源和真伪鉴别中具有普适性。其中，稳定同位素比率质谱（stable isotope ratio mass spectrometers，IRMS）通过检测果汁中有机物同位素成分（如C、H、O、N等），已经广泛应用于对还原果汁和非浓缩还原果汁、果汁中是否添加蔗糖或玉米糖浆的真伪鉴别中，并初步用于浆果果汁的产地溯源。

稳定性同位素（O、H和C元素）在果汁的抗氧化活性和掺假检测中的研究已经有30多年的历史。其中，相对于稀释类果汁，真果汁中的重氧和重氢（18O和2H）同位素含量相对较低，这主要是由于自然中的雨水和自来水中的18O和2H含量不同，经稀释了的果汁其同位素含量和自来水相近；而由不同光合作用途径（C4和C3）产生的δ13C（13C/12C同位素比值，‰）值也具有显著差异，掺杂了源自C4途径糖浆的果汁其δ13C值低于C3类果汁，可以凭借这种差异对果汁中不同来源的糖浆（甘蔗或玉米糖浆）进行检测鉴别。Vedeanu等［30］利用IRMS检测4 种商业市售果汁（果蔬汁、维生素复合饮料、浆果果汁以及浆果类复合维生素汁）中的18O、2H以及糖浆含量。结果显示，4 种市售果汁中18O和2H的含量均与自来水相近，属于浓缩液稀释果汁，与标签相符，并且δ13C值表明没有C4类糖浆，与报道结果相一致，即大多数的植物中的糖类是通过C3途径产生的。类似的检测在蓝莓中也有相关研究，以IRMS技术分析蓝莓中的13C和2H成分，通过分析肉桂酸和酒精的δ13CV-PDB和δ2HV-SMOW值，对蓝莓中的肉桂酸和酒精进行定量［31］。另外，有研究采用多重比较、单向方差分析黑加仑果汁中的碳和氮同位素，发现不同产地黑加仑果实的δ15N值和δ13C值存在不同程度差异，且果汁和果实的碳和氮稳定性同位素有着显著相关性，因而可以通过对产地果实以及市售果汁中的15N、13C检测对黑加仑果汁进行有效溯源［32］。

2.2.2.2 电感耦合等离子体质谱

电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasmamassspectrometry，ICP-MS）是一种集实时检测、在线分析、多元素同时分析的质谱技术，不同于IRMS的有机同位素法，ICP-MS主要是对浆果果汁中的微量元素和重金属元素的分析，其检测范围更广、检测限更低，是浆果果汁痕量无机元素分析的强有力技术［33］。

果汁中的有机和无机元素一直是消费者关注的重点，质谱技术因其较好的分离能力和重复性，在果汁元素分析中占有巨大优势。有研究采用ICP-MS对36 种市售葡萄浆果饮料（19 种有机葡萄汁和17 种普通葡萄汁）进行非靶目标成分的检测，通过依次删除样本不断建立新模型的簇类独立软模式法（soft independent modeling of class analogy，SIMCA）检验，建立独立的PCA模型，对24 种主要元素进行分类，发现有机葡萄汁和普通葡萄汁中的大部分微量元素含量相近，但普通葡萄汁中的Na 和VA含量更高，能够有效地将有机和无机葡萄汁进行区分，这种结合PCA和SIMCA分析法的ICP-MS可作为葡萄汁真伪鉴别的工具［34］。朱利娜等［35］在对青海地区的沙棘果汁进行ICP-MS的检测结果显示，在所有的微量元素中，沙棘果汁中Fe含量最高，其次为Zn、Mn和Cu，且不同颜色沙棘果汁中的微量元素存在显著差异，依靠这种元素差异，可对不同沙棘品种进行选择性开发和培育。Perez等［36］采用ICP-MS结合碳同位素和氮同位素对来自不同产地的新鲜蓝莓果汁、草莓果汁和梨果汁中的多种元素（Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg等）进行研究，不同品种和区域采用方差多重比较分析，结合图形演示和t检验验证进行地理位置判别，果汁产地判别率高达70%～100%。可见，结合多元分析技术的ICP-MS通过对微量元素或痕量元素的分析，可对浆果果汁进行真伪鉴别、质量控制以及产地溯源。

2.2.2.3 气相色谱-质谱联用技术

浆果果汁经商业化处理后成分复杂，在不确定靶目标前提下，常规的单一理化技术很难解决未知掺杂物的难题。气-质联用技术（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）将色谱分离和质谱定性能力相结合，以气体为流动相，整个处理过程中无外来杂质引入，保证了挥发性组分的分离效率和结果的准确性，可对不适用于直接GC鉴定的低挥发性化合物快速分离鉴定。

Wang Chengjun等［37］以GC-MS结合超声波水解对蔓越莓、蔓越莓果汁和蔓越莓果酱中的20 种酚类物质和苯甲酸化合物进行检测，这些成分具有相对低的挥发性，不适合直接毛细管GC分析。在检测结果的分析评价中，酚类物质的定量评价是基于峰面积比值作为内部标准，标准混合物制作校准曲线，在蔓越莓果实中检测到20 种酚类物质均以共轭形式存在，以苯甲酸、槲皮素和杨梅素含量最高。不同于果实的直接GC-MS，蔓越莓产品中的酚类化合物的分离和定量相对较难，这主要是由于它们具有相似的化学结构以及蔓越莓产品的复杂性，需在操作前进行样品预清理和分馏，最终检测出100%蔓越莓果汁中9.1 mg/mL和蔓越莓果酱中11.1 mg/mL的总酚物质。石榴汁是另一种含酚量较高的浆果果汁，通过GC-MS技术分析石榴汁中的酚类物质及其抗氧化活性，对30 种非花色苷以及超过20 种花色苷成分进行识别，可有效地对石榴汁的总抗氧化成分进行定量［38］。

2.2.2.4 液相色谱-质谱联用技术

同LC技术相比，液相色谱-质谱联用技术（liquid chromatography-mass spectrometer，LC-MS）具有分析速度快、灵敏度和分辨率高、多组分同时测定的优点，在分离分析浆果果汁中的代谢组成分和外来添加物中具有显著优势。

浆果中有机酸的检测一直是果汁真实性判别的有效成分。石榴汁中含有酒石酸和奎宁，其含量在1～5 mg/L，这些质量浓度远低于掺杂了葡萄汁和苹果汁的石榴汁，仅达到5%的水平［39］，因此可以通过LC-MS检测酒石酸含量来判定石榴汁真伪。但是常规的检测方法（例如美国分析化学家协会的官方方法是反相或离子交换液相色谱结合紫外检测）在果汁有机酸检测中的重复性较差，对次要有机酸的测定结果往往偏高，经常给出酒石酸的假阳性或阴性结果，造成以葡萄汁或苹果汁掺假石榴汁的可能性，但LC-MS技术能够避免这种假阳性的出现，并对不同品种石榴汁的总酚含量和抗氧化活性进行检测分析，其结果准确，重复性好［38］。同样，利用超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱（ultra high performance liquid chromatography/quadrupole tandern time-of-flight mass spectrometry，UPLC/Q-TOF-MS）检测蓝莓中的有机酸，其奎尼酸含量远超过柠檬、葡萄、橘子等水果，而绿原酸作为蓝莓果汁的主要酚酸物质，其质量浓度高达210～850 μg/mL，可用于蓝莓果汁的真实性检测［13］。特征性化学成分的识别是浆果及其果汁检测的另一重要组成部分。甲基酮类化合物树莓酮是树莓的特征气味成分［40］，单独依靠GC技术和分光光度法检测不到低浓度的树莓酮成分，而HPLC-MS以其较高的灵敏度，能够检测到树莓汁中较低含量的树莓酮，因而可利用这种特征成分的方法用于树莓及其他浆果果汁的真伪识别。

2.2.3 光谱技术

2.2.3.1 红外光谱

不同物质含有不同化学成分，这些化学成分的组成及其分子结构决定了它们各自具有独特的红外光谱。根据射线的波长范围可分为远红外、中红外（midinfrared，MIRS）和近红外光谱（near infrared，NIR）。其中，无损检测的MIRS和NIR是红外活性中吸收最强的振动区域，主要反映了C—H、O—H、N—H等化学键的信息，分析范围几乎囊括了所有有机化合物和混合物，可以对果汁中的可溶性固形物、原果汁含量进行定性定量检测，在果汁的鉴别和产地溯源中应用前景广阔。

在浆果果汁的检测中，多元分析方法和模型建立是红外光谱可靠性和快速性的有力保障。根据建立不同的分析模型，可以在MIRS和NIR区域对蓝莓中的总酚和花青素含量进行评价，而抗坏血酸在MIRS和NIR区域就没有明显的参数结果，红外光谱这种快速无损的检测形式极大地降低了蓝莓质量评价的分析时间和检测花费［41］。张海红等［42］采用可见-近红外光谱技术（visible-near infrared spectrum，VIS-NIR）对3 种不同品牌的沙棘果汁进行研究，结合多元散射校正法（multiplicative scatter correction，MSC）、平均平滑法、PCA以及BP神经网络对多个样品进行聚类分析和模型建立，对沙棘不同品牌的果汁鉴定率高达100%。Contal等［43］在纯的草莓汁和树莓汁中分别添加质量分数10%、20%、30%、50%和75%的苹果汁，采用VIS-NIR技术，最终确定草莓汁和树莓汁中掺杂苹果汁的检测水平分别为＞20%和＞10%，这种模拟添加的成功为NIR在浆果果汁中添加大宗水果的检测提供可靠的技术支撑。He Jian等［44］采用全反射傅里叶红外光谱（attenua total internal reflectance Fourier transform infrared spectroscopy，ATR-FTIR）对不同公司的市售浆果果汁（包括纯蔓越莓汁、纯葡萄汁、纯蓝莓汁以及蔓越莓混合汁和蓝莓混合汁）进行了区分研究，结合SIMCA的层序聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）和PCA对不同果汁中的糖成分和酚类物质建立模型。在以含糖丰富度建立的系统树中，36 种果汁样品可分为蓝莓、葡萄和蓝莓3 个集群，与其他集群相比，蔓越莓集群拥有较低的相似性，可能是蔓越莓中含有较高的高奎尼和其他酸类成分。不同于酚类物质，糖成分在果汁中的区别较小，依靠糖成分构建的系统树对果汁制造商的区分效果不明显。在酚类系统树中，蓝莓混合汁的集群靠近纯蓝莓汁，蔓越莓混合汁集群靠近纯蔓越莓，表明了多元分析模型在预测果汁成分中的潜力。

2.2.3.2 核磁共振

核磁共振（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）是一种基于原子核磁性的光谱技术，通过确定核磁共振中原子核的松弛特性来检测分子运动，如1H、2H、3H、13C、17O、23Na和31P。目前研究最广泛的主要是1H-NMR和13C-NMR。丰富的分子结构信息使NMR技术在食品代谢组学中应用广泛，但在浆果类果汁中的研究还处于起始阶段，主要是对浆果进行成分分析和质量控制。

1H-NMR可提供H原子所处的化学环境、相对数目以及分子构型，在水果提取物中拥有数以百计的谐振现象，使得其在水果的原代谢物和次生种属特异性代谢物分析中应用广泛。Sobolev等［45］在对多种水果的1H-NMR中发现，代谢物组成的不同造成不同果汁的氢核磁共振图谱差异明显。在研究中发现，葡萄糖、果糖和蔗糖存在于所有的果汁中，而棉子糖只出现在猕猴桃中；氨基酸、丙氨酸和缬氨酸几乎无处不在，但只有黑莓和葡萄中含有甘氨酸和蛋氨酸，赖氨酸仅在猕猴桃和芒果中检出，利用这种代谢物组成的差异成功鉴定出蓝莓、猕猴桃、树莓等浆果品种。同样，将NMR应用于蓝莓的水溶性（糖、氨基酸、有机酸和酚类化合物）和脂溶性（甘油三酯、甾醇和脂肪酸）代谢物的分析时，蓝莓固相萃取物可以用NMR鉴定出5 种水溶性花青素（氯化锦葵色素-3-葡糖苷、锦葵色素-3-半乳糖苷、飞燕草素-3-葡萄糖苷、飞燕草素-3-半乳糖苷以及矮牵牛素-3-葡萄糖苷）以及槲皮素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷成分［46］。在苹果、葡萄和橘子3 种果汁的糖区域、芳香族区域以及脂肪族区域的1H-NMR光谱的统计处理中，基于芳香族区域的光谱可以有效地将3 种果汁成功区分［47-48］。可见，化学计量学分析同NMR技术相结合可以有效对浆果果汁进行成分识别和果汁区分。

2.3 基于DNA的分子生物学鉴定

理化方法在浆果果汁品质评价中具有很大优势，但在果汁物种鉴定方面容易受到原材料的产地、品种、加工方式等诸多因素的影响，尤其是当果汁是多品种混合汁时，理化方法的准确性、灵敏度和检测范围将会受到很大限制。而DNA是生物遗传信息的载体，遗传信息决定生物体的本质，基于DNA的分子生物学技术对物种鉴定的权威性和科学性不容置疑，是近10 a来发展最快的真伪鉴别技术，并已逐渐应用于浆果的物种鉴定中。

基于DNA的分子生物学法通过设计通用引物或者特异性引物和探针，检测浆果果汁中的浆果成分或其他掺杂的水果成分，着重于对单一果汁、完全勾兑型果汁和混合果汁的真伪鉴别，对由浓缩汁稀释的果汁鉴定效果不明显。目前应用于浆果果汁的DNA技术主要包括普通PCR、实时定量基因扩增荧光检测（real-time quantitative PCR，qPCR）、高分辨率溶解曲线（high-resolution melting，HRM）以及DNA条形码等。

2.3.1 常规DNA分子技术

在常见的DNA分子生物学技术中，以普通PCR发展最早、应用最广，是一种在引物、聚合酶、脱氧核糖核苷三磷酸（deoxy-ribonucleotide triphosphate，dNTP）等物质的介导下，经由高温变性、低温退火、适温延伸多个连续过程，将微量DNA进行大量复制的体外扩增技术，扩增产物需进行电泳观察。qPCR是在PCR扩增过程中，通过在反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，解决了普通PCR只能进行终点检测的局限，是一种灵敏度高、特异性强、快速、简便的半定量技术，目前以TaqMan探针和SYBR Green I 探针应用最为广泛。不同于qPCR的特异性荧光探针，HRM利用一种饱和荧光染料，通过不同形状的熔解曲线分析单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）或扫描突变对样品进行基因分型或归类，其对样品的定量精度高于qPCR，广泛用于食品分析。利用常规的DNA分子技术在食品、环境、制药等方面的研究已逐渐趋于成熟，其在浆果物种鉴别中的应用已广泛存在。

Herbst等［49］对叶绿体基因matK采用多重序列比对法设计蓝莓和蔓越莓的特异性引物和探针，对来自蓝莓和蔓越莓的果实和果汁DNA进行普通PCR扩增，电泳结果显示该matK区域的引物不能扩增出葡萄、苹果、梨成分，但蓝莓和蔓越莓条带明亮，显示了该matK区域引物对越橘属的特异性，但是该引物不能扩增出蔓越莓果汁和蔓越莓干中的DNA。当针对水果的psbA-trnH区域设计引物，采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性（polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP）分析时，蓝莓（465 bp）、接木骨（560 bp）、石榴（463 bp）、苹果（392 bp）以及梨（411 bp）的叶片和果实DNA可以有效地将几种物种区分开来。但当应用于市售产品检测时，果泥和果酱检测结果较好，果汁中则发现多个扩增产物且片段均小于果实和叶子DNA的扩增片段，数据出现明显差别，无法对果汁中的DNA进行成分鉴定［50］。这可能是由于加工造成了DNA的降解，热处理和酸性环境增加了果汁DNA非特异性扩增的可能性，需要进一步设计更短的目标序列以适用于浆果加工制品的检测。Palmieri［51］和Sordo［52］等从表达序列标签5S rRNA和花青素合成酶（anthocyanin synthase，ANS）中寻找浆果的引物，通过常规PCR和qPCR，源自ANS的序列可以对草莓、红树莓、黑树莓、苹果和橘子进行区分，而苹果、树莓、蓝莓、草莓以及菠萝和橘子的序列多态性位点在5S rRNA中也有检出，实现浆果种属之间以及浆果同其他植物种属的定性区分，并成功应用于简单和复杂食品基质中浆果或其他水果成分的识别。

2.3.2 新兴DNA条形码技术

在各种分子检测中，DNA条形码被认为是一种强大、快速、成本低且广泛适用于物种鉴定的方法，是食品真伪鉴别的有效工具。2003年，加拿大科学家Hebert等［53］首次依据核酸序列多样性关系提出DNA条形码的概念。类似超市利用条形码扫描成千上万的零售商品，DNA条形码是利用一段较短且相对易扩增的基因片段通过测序后数据库比对获得物种信息的生物识别系统。其中，由ATCG 4 种碱基构成的DNA分子一级结构排列方式是基因条码建立的理论依据，假如一段序列含有10 个核苷酸，那么它的组合方式就有410种，足以区分所有物种。并且DNA条形码不需要进行特异性引物和探针的设计，通用引物的设计以及测序技术的进步实现真正意义上的高通量检测，广泛用于植物物种鉴定和真伪检测［54］。不同于常规分子检测在浆果中的广泛应用，DNA条形码技术起步较晚，在浆果中的应用报道相对较少，还处于初始研究阶段。

Bruni等［55］突破传统的理化鉴定方法，采用DNA条形码技术对苹果属、接木骨属以及番茄属等红色浆果植物进行了物种鉴定。通过对5 个DNA条形码候选片段（3 个叶绿体基因（光系统II蛋白D1和组氨酸tRNA连接酶基因间隔区（intergenic spacer region between photosystem II protein D1 and histidine-tRNA ligase，trnH-psbA）、RNA聚合酶β亚基（RNA polymerase β subunit，rpoB）、成熟酶K蛋白基因（maturase K，matK））和2 个核基因（At103基因和sqd1基因））的筛选，发现matK和psbA-trnH在美国国立生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information，NCBI）的序列比对中匹配效果最好，通过两个片段的结合使用可以大大提高水果的鉴定成功率，建立了以DNA条形码进行可食用和不可食用水果物种鉴定的方法。Jaakola等［56］采用DNA条形码结合HRM技术对野生欧洲越橘的8 个品种进行研究，通过对越橘的内转录间隔区（internal transcribed spacer，ITS）和质体DNA（trnH-psbA、亮氨酸-tRNA合成酶（tRNA-Leu gene，trnL）、核糖体蛋白L36-核糖体蛋白S8 （ribosomal protein L36-ribosomal protein S8，rpl36-rps8））进行全基因扫描测序，成功鉴别出不同的越橘品种，适用于包含完整DNA片段的加工类浆果制品中越橘成分的鉴定，而在深加工浆果制品中（如果汁），由于DNA断裂严重，其应用受到一定限制。因此，寻找较短的通用目标片段用以区分所有的浆果物种，是目前DNA条形码在果汁应用中的关键点。

3 结 语

目前，浆果果汁的检测主要是以理化鉴定技术为主，主要应用于果汁产地溯源、营养和功效成分检测、品质评价等，而通过多元技术结合可对浆果中的主成分甚至是多个成分进行同时分析，能极大提高理化鉴定的灵敏度和准确率。随着现代分子生物学的发展，基于DNA的分子检测技术为浆果的质量控制和真伪鉴别提供了新的应用方向。这种基于遗传信息的检测方法不受原料产地以及各种环境和加工方式的影响，非常适用于水果品种的鉴定，已经在苹果、梨等大宗水果果汁的物种鉴定和掺假检测中得到应用，在浆果果汁的真伪鉴定领域亦有广阔的发展前景。

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DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613044

中图分类号：TS255.44

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2016）13-0243-08

收稿日期：2015-10-10

基金项目：国家质量监督检验检疫总局科技计划项目（2015IK312）

作者简介：李梅阁（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品真伪鉴别。E-mail：1310764839@qq.com

*通信作者：陈颖（1972—），女，研究员，博士，研究方向为食品真伪鉴别。E-mail：chenyingcaiq@163.com

Progress in Authentication Technologies for Berry Juice

LI Meige1，2， WU Yajun1， YANG Yange1， XU Xinglian2， CHEN Ying1，*
（1.Chinese Academy of Inspection and Quarantine， Beijing 100176， China；2.College of Food Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）

Abstract:Berry， mainly represented by blueberry and raspberry， has the reputation of golden fruit.Adulteration，counterfeiting and mislabeling of berry have led to endless disputes on food quality and safety， which poses a great challenge for identification technologies for berry juice authenticity.Nowadays， conventional physicochemical methods and traditional molecular biology methods are commonly used to detect the authenticity of berries， all of which have their advantages and disadvantages.The physicochemical methods are advantageous mainly in quality control and quality evaluation， which，however， are easy to be influenced by individual growth， processing conditions and other external factors involved in the recognition of plant-derived ingredients in products.In addition， the molecular biology methods based on DNA are more commonly used to identify plant-derived ingredients in juice， which complement the physicochemical methods.In this paper，recent progress in the commonly used technologies for quality control and authentication of berry fruits and juices， mainly sensory evaluation， physicochemical technologies and molecular biology technologies， is reviewed.

Key words:berry juice； authenticity； sensory evaluation； physicochemical technology； molecular biology technology