不同气体成分对橙汁胞贮藏品质的影响

刘 奕，程丽萍，蒋和体（西南大学食品科学学院，重庆400716）

不同气体成分对橙汁胞贮藏品质的影响

刘 奕，程丽萍，蒋和体*
（西南大学食品科学学院，重庆400716）

为掌握不同气体成分对橙汁胞贮藏期间品质的影响，本实验以72-1锦橙汁胞为原料，采用充气（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）贮藏橙汁胞6个月，以-18℃冷冻贮藏橙汁胞作为对照，对品质相关指标的变化进行监测。结果表明：充气贮藏期间，橙汁胞VC含量均在保质期含量范围内；pH和可溶性固形物含量变化均不显著；还原糖含量均先上升后下降；橙汁胞菌落总数符合果汁饮料的卫生标准。充气与冷冻贮藏期间，橙汁胞总黄酮含量的变化较小。充气贮藏前期（0～2月），橙汁胞色泽变化不显著。3种充气贮藏方式中，充CO2贮藏抑菌效果较好；充N2贮藏更有利于橙汁胞VC和总黄酮含量的维持，且对橙汁胞的褐变和色差变化抑制效果也较好；充50%N2+50%CO2贮藏的橙汁胞还原糖含量变化最小。

橙汁胞，贮藏，氮气，二氧化碳，品质

果粒饮料是近年来市场上比较流行的一种饮品，橙汁胞饮料作为果粒饮料的主流产品，占有一定的市场份额。汁胞的品质直接影响汁胞饮料的质量。目前汁胞半成品的保藏主要靠冷藏和化学防腐剂的添加来实现，其中冷藏会破坏汁胞组织结构，且产生较大的能量损耗，化学防腐剂有较强的异味，导致汁胞饮料风味变差［1-2］。要获得高品质的汁胞悬浮饮料，开发研究汁胞的贮藏工艺迫在眉睫。Gvozdenovic及Haugaard等［3-4］研究发现氧气和光照会加快橙汁中类胡萝卜素和维生素C等物质的降解。Kennedy等［5］研究指出维生素C的降解与橙汁中的溶氧量密切相关。充气贮藏改变了包装体系中的气体环境，降低了氧气含量，以抑制好氧微生物的生长及橙汁胞的品质变化，从而延长橙汁胞的保质期。研究橙汁胞的贮藏工艺，有利于减少汁胞在加工过程中受到的损失，提高汁胞品质，增强我国橙汁加工业的竞争力。

目前，有关橙汁胞的加工工艺研究较多，而关于橙汁胞的贮藏技术研究相对较少。本实验以72-1锦橙汁胞为研究对象，其种植面积大，产量较高且稳定，具备汁胞饮料加工的基本条件。本文研究了在一定温度贮藏条件下，不同气体成分对汁胞品质的影响，以探索适合汁胞的充气贮藏条件，为推动充气贮藏技术的推广应用提供必要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

72-1锦橙 重庆江津五中果园提供；戊聚糖复合酶 酶活为100 FBG/g，由诺维信公司提供；葡萄糖、氯化钠、氢氧化钠、酒石酸钾钠、丙酮、亚硫酸钠 重庆川东化工（集团）有限公司化学试剂厂；五水合硫酸铜、2，6-二氯靛酚、抗坏血酸、草酸、柠檬酸、亚铁氰化钾、次甲基蓝、一缩二乙二醇、酵母浸膏、胰蛋白胨、琼脂 成都市科龙化工试剂厂；橙皮苷标准品 含量≥99%；包装袋 PET/AL/PE复合材料，规格为：14 cm×20 cm×20 mm。

DZKW-4电子恒温水浴涡 北京中兴伟业仪器有限公司；pHS-3C酸度计 上海仪电科学仪器股份有限公司；FA2004A电子天平 上海精天电子仪器厂；78-1磁力加热搅拌器 金坛市富华仪器有限公司；VD-650桌上式洁净工作台 苏州净化设备有限公司；CS101-1A电热鼓风干燥箱 中华人民共和国重庆实验设备厂；MAP-500袋式气调保鲜包装机 上海炬钢机械制造有限公司；HH.BLL.600-S电热恒温培养箱 上海跃进医疗器械厂；800型离心沉淀器 上海手术器械厂；UltraScan Pro测色仪 美国HunterLab公司；BCD-209S/E容声冰箱 科龙电器制造有限公司；WFJ7200型可见分光光度计 上海尤尼柯仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备与处理［6］原料挑选（新鲜无损）→清洗→热烫1 min→剥皮→分瓣→酶解（戊聚糖复合酶浓度0.35%，酶解温度50℃，时间40 min）→汁胞备用。将制备好的汁胞，经过90℃、2 min水浴杀菌后，热灌装至食品包装袋内，抽真空充气密封后冷水快速冷却至常温。每袋汁胞200 g，随机分成4组，每组充入气体分别为：100%N2；100%CO2；50%N2+50%CO2的混合气体，对照组（CK）不充气。包装条件：预热30 min，热封170℃，气体进气压力5 MPa，充气压力0.15 MPa，抽气时间5 s，充气时间5 s，第二次抽气时间5 s，第二次充气时间5 s，热封时间15 s。

1.2.2 实验设计 充气包装的样品置于4℃条件下，对照组置于-18℃条件下，贮藏6个月。期间每间隔1个月取一次样，将样品研磨，过滤取汁，测定其pH、可溶性固形物、维生素C、还原糖、褐变指数、菌落总数以及总黄酮的含量，并进行色差分析，然后进行相关性分析。所有数据均为三次检测的平均值。

1.2.3 分析测定方法 菌落总数的测定：GB 4789.2-2010食品微生物学检验方法。

1.2.3.1 VC、还原糖的测定 分别按照GB/T 8210-2011《柑橘鲜果检验方法》中的2，6-二氯靛酚滴定法及直接滴定法测定VC损失率计算公式：VC损失率（%）= （VC初-VC末）/VC初×100，VC保存率计算公式：VC保存率（%）=VC末/VC初×100；其中VC初表示贮藏0 d时VC含量，VC末表示贮藏结束VC含量。

1.2.3.2 褐变指数的测定［7］取5 mL样品，加入等量丙酮，振荡后，4000 r/min离心15 min，经过滤纸过滤得到上清液，在420 nm处测定吸光度A420 nm。A420 nm即褐变指数，值越大，表明褐变越严重。

1.2.3.3 pH的测定 采用pH计直接测定。

1.2.3.4 可溶性固形物的测定 采用手持折光仪测定。

1.2.3.5 总黄酮含量的测定 依照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》测定。以橙皮苷标样质量浓度x为横坐标，紫外分光光度计测得的吸光度y为纵坐标绘制工作曲线，得到回归方程y=0.0066x-0.0013，相关系数R2=0.9987。总黄酮含量的降解率计算公式为：总黄酮降解率（%）=（1-处理后总黄酮质量分数/处理前总黄酮质量分数）×100。

1.2.3.6 色泽分析 用UltraScan Pro测色仪测定L*、a*、b*值。其中L*值表示亮度；a*值表示红绿值，正值代表红色，负值代表绿色；b*值表示黄蓝值，正值代表黄色，负值代表蓝色。色差（ΔE*）表示贮藏样品与原汁色度差，ΔE*值由L*、a*和b*值推导出，计算公式如下：

1.2.4 数据统计 利用Excel 2007，SPSS 11.0对实验数据进行处理分析，并采用Origin 8.1软件建立相应模型。

2 结果与分析

2.1 不同气体成分对橙汁胞菌落总数的影响

表1列出了3种充气贮藏（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）及对照组各贮藏阶段中橙汁胞的菌落总数，结果表明橙汁胞中的菌落总数均未超过标准GB 19297-2003《果、蔬汁饮料卫生标准》中规定的最低卫生要求（100 cfu/g）。由表1可知，经过热力杀菌后的橙汁胞菌落总数为4 cfu/g，在充气贮藏过程中，充100%CO2组橙汁胞的菌落总数最低，其次是充50%N2+50%CO2组，这可能是由于CO2具有抑菌作用［8-9］。贮藏1～6月期间，充100%N2、100%CO2、50% N2+50%CO2组与对照组CK相比较，抑菌效果均差异显著（p＜0.05）。总体而言，充气贮藏的抑菌效果不及冷冻贮藏。

表1 不同贮藏期橙汁胞的菌落总数Table1 Colony forming unit of orange juice sacs during storage

2.2 不同气体成分对橙汁胞理化指标的影响

2.2.1 不同气体成分对橙汁胞维生素C含量的影响

维生素C的含量是评估橙汁货架期的一个重要指标，VC含量高于20 mg/100 mL时被认为橙汁处于货架期内［10］。由图1可以看出橙汁胞经过6个月贮藏后，其VC含量均高于20 mg/100 mL，由此可知，四种处理方式均能较好地保存橙汁胞的VC。

图1 贮藏期间橙汁胞维生素C含量的变化Fig.1 Change in VCcontent of orange juice sacs during storage

由图1可知，4种贮藏方式处理的橙汁胞VC含量均随着贮藏时间的延长而降低，并且对照组样品在贮藏前期（0～2月），VC损失率高于贮藏中后期（3～6月），而充气贮藏样品的VC含量变化恰好与之相反。这是因为在冻藏前期样品中的溶氧和包装顶系气体造成维生素的有氧降解，当贮藏环境中的氧气消耗到一定程度时，VC开始进行无氧降解，但无氧降解的速度比有氧降解小得多［11］，而充气贮藏降低了包装环境中的氧气浓度，但可能由于实验所用包装材料的阻隔性较差，使充气包装内外的气体透过薄膜进出，从而加速VC的降解［12］。

贮藏6个月后，3种充气（100%N2、100%CO2、50%N2+50%CO2）贮藏的橙汁胞VC含量保存率分别为62.5%、55.2%、61.1%。经过显著性分析，冻藏的样品VC含量（35.11 mg/100 mL）显著高于充气贮藏的样品（p＜0.05）；充N2贮藏的样品VC含量略高于充50%N2+50%CO2贮藏的样品，充CO2贮藏的样品VC含量最低，但含量差异均不显著（p＞0.05）。实验结果表明，在三种充气贮藏方式中，充N2贮藏对橙汁胞的VC保存效果较好。

2.2.2 不同气体成分对橙汁胞还原糖含量的影响

糖类是影响果汁风味和品质的重要物质。如图2所示，在4℃贮藏期间，充入3种不同气体贮藏的橙汁胞的还原糖含量均先上升后下降，这与王华等［13］研究的哈姆林橙汁在贮藏过程中还原糖的变化趋势一致。橙汁胞在贮藏前期（0～1月），充100%N2、100% CO2、50%N2+50%CO2处理组以及对照组的橙汁胞还原糖含量分别上升了6.4%、7.5%、7.1%、5.7%，可能是由于蔗糖和花色苷等裂解生成了一部分还原糖［14］；贮藏6个月后与贮藏1个月相比，充100%N2、100% CO2、50%N2+50%CO2组以及对照组还原糖含量分别下降了7.2%、8.7%、7.1%、3.3%，说明充50%N2+50%CO2贮藏对橙汁胞还原糖保存效果优于充N2贮藏，充N2贮藏对橙汁胞还原糖保存效果优于充CO2贮藏。实验结果表明，三种充气贮藏方式中，充50%N2+50%CO2贮藏对橙汁胞还原糖保存效果最好。

图2 贮藏期间橙汁胞还原糖含量的变化Fig.2 Change in reducing sugar content of orange juice sacs during storage

2.2.3 不同气体成分对橙汁胞褐变指数的影响 橙汁胞贮藏期间的褐变指数（A420 nm）变化情况见图3，在4℃下，4种不同贮藏方式的橙汁胞A420 nm均随贮藏时间的延长而增大。就整体水平而言，-18℃冷冻贮藏的橙汁胞A420 nm显著低于其他三种充气贮藏的样品（p＜0.05）；充气贮藏橙汁胞的A420 nm由低到高依次为：50%N2+50%CO2＜100%N2＜100%CO2。四种贮藏方式下的A420 nm在贮藏前期（0～3月）差异不显著（p＞0.05），在贮藏后期差异显著（p＜0.05）。实验结果表明，在三种充气贮藏方式中，充50%N2+50%CO2贮藏对橙汁胞的褐变抑制效果较好。

图3 贮藏期间橙汁胞褐变指数的变化Fig.3 Change in browning index of orange juice sacs during storage

图4 贮藏期间橙汁胞pH的变化Fig.4 Change in pH of orange juice sacs during storage

2.2.4 不同气体成分对橙汁胞pH的影响 由图4可知，在贮藏0～4月期间，3种充气贮藏的橙汁胞pH随贮藏时间的延长而整体呈上升趋势。pH由低到高依次为：100%CO2＜50%N2+50%CO2＜100%N2。这可能是由于充入CO2，使样品发生碳酸化，导致pH降低［15］。在贮藏后期（4～6月），充气贮藏的橙汁胞pH整体呈下降趋势，但降低较少（p＞0.05）。实验结果表明，3种充气贮藏对橙汁胞pH的影响不显著（p＞0.05）。

2.2.5 不同气体成分对橙汁胞可溶性固形物含量的影响 由图5可知，贮藏期间，4种不同方式贮藏的橙汁胞可溶性固形物含量变化较小，贮藏6个月后橙汁胞可溶性固形物含量的保存率在97%以上。

图5 贮藏期间橙汁胞可溶性固形物含量的变化Fig.5 Change in soluble solids content of orange juice sacs during storage

2.2.6 不同气体成分对橙汁胞总黄酮含量的影响

表2显示了4种不同贮藏方式下橙汁胞的总黄酮含量。贮藏期间，充50%N2+50%CO2贮藏的橙汁胞总黄酮含量整体趋势逐渐减小；贮藏前期（0～2月），充100%N2、充100%CO2、充50%N2+50%CO2组贮藏的橙汁胞总黄酮含量显著下降（p＜0.05），降解率分别为23.38%、22.15%、19.71%，随后总黄酮含量的变化趋于稳定，这与刘春芝等［16］的研究结果一致，黄酮类物质的降解可能与多酚氧化酶（PPO）及过氧化物酶（POD）的残余活性有关［17］。贮藏6个月后，3种不同气体成分贮藏的橙汁胞总黄酮含量的降解率分别为21.9%、22.16%、23.26%。由表2可知，在贮藏3～6月期间，充N2贮藏的橙汁胞总黄酮含量相对较高。经显著性分析，贮藏6个月后，不同气体成分贮藏的橙汁胞总黄酮含量差异不显著（p＞0.05）；在贮藏第1、4、6月时，三种充气方式（100%N2、100%CO2、50%N2+50% CO2）贮藏的橙汁胞总黄酮含量与对照组相比具有显著差异（p＜0.05）。在第3月和5月，充100%CO2和50% N2+50%CO2贮藏的橙汁胞总黄酮含量与对照组相比差异显著（p＜0.05）。Igual等［18］研究发现贮藏温度（4℃和-18℃）对热处理后的西柚汁总黄酮含量影响不显著。实验结果表明，在3种充气贮藏方式中，充N2对橙汁胞总黄酮含量的保存效果较好。

2.3 不同气体成分对橙汁胞色泽的影响

色泽的变化指标主要是L*、a*、b*和ΔE值。

2.3.1 不同气体成分对橙汁胞L*值的影响 如图6所示，随着贮藏时间的延长，4种不同方式贮藏的橙汁胞L*值均逐渐升高，表明贮藏过程中橙汁胞的亮度增加；此外，与对照组相比，3种充气贮藏方式对橙汁胞L*值影响差异不显著（p＞0.05）。L*值的升高可能是由于样品缓冲体系遭到破坏，导致部分物质沉淀［19］。

图6 贮藏期间橙汁胞L*值的变化Fig.6 Change in L*values of orange juice sacs during storage

2.3.2 充气贮藏对橙汁胞a*值和b*值的影响 如图7所示，随着贮藏时间的延长，4种不同方式贮藏的橙汁胞a*值和b*值均逐渐降低，表明贮藏过程中橙汁胞的红色度和黄色度均逐渐减小。此外，与对照组相比，3种充气贮藏方式对橙汁胞a*值和b*值的影响差异不大（p＞0.05）。

图7中b*值变化趋势与王华等［13］对哈姆林橙汁贮藏期间色泽稳定性b*值的变化趋势一致，但与一些国内外学者研究橙汁在贮藏过程中色泽变化的趋势不同，如M H Choi等［20］研究的血橙汁在4.5℃贮藏时b*值总体呈增加趋势。研究发现，橙汁的b*值与类胡萝卜素含量有关［21］，由于不同品种甜橙中类胡萝卜素的结构差异，导致其贮藏稳定性具有差异。因此，不同品种橙汁在贮藏过程中，b*值的变化不同。

表2 不同贮藏期橙汁胞的总黄酮含量Table2 The flavonoids content of orange juice sacs under different storage

图7 贮藏期间橙汁胞a*值和b*值的变化Fig.7 Change in a*values and b*values of orange juice sacs during storage

2.3.3 充气贮藏对橙汁胞ΔE值的影响 色差ΔE值是橙汁胞色泽变化的指标之一。ΔE值越大，表示贮藏前后橙汁胞的色差越大。研究表明，当ΔE≥2时，可以通过视觉观察到色泽的变化［22］，即可认为橙汁胞色泽已经发生较大变化。为了研究经充气处理后橙汁胞的色泽与时间的变化关系，对色差ΔE数据进行模型拟合，发现ΔE值随时间的增加呈S型变化，并得到ΔE变化与时间的关系模型分别为充N2：y=14.09/ ［1+e-0.92×（t-3.56）］，R2=0.9752；充CO2：y=13.99/［1+e-0.98×（t-3.48）］，R2=0.9955；充50%N2+50%CO2：y=14.53/［1+e-0.98×（t-3.62）］，R2=0.9934；CK：y=11.47/［1+e-0.6×（t-4.38）］，R2=0.9649。从图8可以看出，贮藏2个月内，样品色泽变化较小，贮藏6个月后，样品色泽变化较大。随贮藏时间的延长，4种不同方式贮藏的橙汁胞ΔE值均逐渐增加，与对照组相比，三组充气贮藏的橙汁胞色差变化不存在显著性差异（p＞0.05）。贮藏6个月后，充100%N2对橙汁胞的色差变化抑制作用稍优于充100%CO2和50% N2+50%CO2贮藏的样品，但差别不显著（p＞0.05）。实验结果表明，在3种充气贮藏方式中，充N2贮藏对橙汁胞色差变化抑制作用较好。

图8 不同贮藏条件下橙汁胞色差随时间变化的拟合曲线Fig.8 Simulation curves of chromatic aberration for storage time under different storage

3 结论

充气贮藏6个月后，橙汁胞的菌落总数均小于100 cfu/g，符合果汁饮料的卫生标准；橙汁胞VC含量均高于20 mg/100 mL，在橙汁保质期范围内；pH和可溶性固形物变化较小，可溶性固形物含量的保存率在97%以上；总黄酮含量与-18℃冷冻贮藏相比含量变化不显著（p＞0.05）。充气贮藏2个月内，橙汁胞色泽变化不显著，故充气贮藏能较好地保存橙汁胞的理化性质。

3 种不同气体组分在橙汁胞品质保存上各有优劣，但整体水平上保存效果差异不显著。在3种不同充气方式中，贮藏6个月后，充CO2贮藏抑菌效果较好；充N2贮藏的橙汁胞VC含量保存率为62.5%，保存效果最好；充50%N2+50%CO2贮藏的橙汁胞还原糖含量变化最小；充N2贮藏对橙汁胞的褐变抑制效果较好，对总黄酮含量的保存效果最好，对橙汁胞色差变化的抑制作用也最好。综上，不同气体对橙汁胞品质的保存效果各有优劣，应根据工业需求选择相应的贮藏方式。

本实验中4℃充气贮藏对橙汁胞品质的保存效果总体上不及-18℃冷冻贮藏，部分原因可能是包装材料的阻隔性较差，使充气包装内的气体透过薄膜溢出，随着贮藏时间的延长，贮藏效果逐渐降低。为此，在以后的研究中可采用阻隔性较好的贮藏罐进行贮藏，期望能更好地改善充气贮藏橙汁胞的效果。

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Effects of different gas compositions on the quality of orange juice sacs during modified atmosphere storage

LIU Yi，CHENG Li-ping，JIANG He-ti*
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400716，China）

An experimental platform with different gas compositions was applied to study the effects of different storage time on the storage quality of orange juice sacs.Glorious orange juice sacs 72-1 as the materials stored in different conditions of modified atmosphere storage（100%N2，100%CO2，50%N2+50%CO2）for 6 months were compared with the control group which stored with frozen storage at-18℃ and changes of relevant quality indices were recorded.The results indicated that the content of VCin the orange juice sacs were within the normal range of shelf life.pH and soluble solids had no significant changes.Reducing sugar content initially increased and then decreased.The total plate count met the hygiene standards of fruit juice.Modified atmosphere storage and frozen storage both benefitted the keeping of flavone in the orange juice sacs.Before 2 months，there was no significant changes in the color of orange juice sacs stored in modified atmosphere.In details，100%CO2had the best antibacterial effect during storage while 100%N2could help the keeping of VCand flavone and inhibite the browning and changing of the color.On the other hand，reducing sugar content kept the most significantly unchanged in the orange juice sacs stored at 50%N2+50%CO2.

orange juice sacs；storage；nitrogen；carbon dioxide；quality

TS255.3

A

1002-0306（2016）06-0308-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.054

2015－06－30

刘奕（1991-），女，硕士研究生，研究方向：食品质量与安全，E-mail：liuyi615366414@163.com。

蒋和体（1963-），男，博士，教授，研究方向：农产品加工，E-mail：jheti@126.com。

“十二五”农村领域国家科技支撑计划项目（2012BAD31B10-5）。