冷破碎工艺对猕猴桃果浆品质的影响

李 涵,杨天歌,向珈慧,邓 红,孟永宏,郭玉蓉

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安 710119)

冷破碎工艺对猕猴桃果浆品质的影响

李 涵,杨天歌,向珈慧,邓 红*,孟永宏,郭玉蓉

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安 710119)

以海沃德、华优、红阳三个不同品种的猕猴桃为原料,利用冷破碎专利设备制取猕猴桃果浆。采用化学方法分析其营养特性指标(包括可滴定酸、总糖和还原糖、果胶、蛋白质、维生素C及多酚含量),同时与经传统工艺制取的果浆相比较,探讨冷破碎技术的优劣。实验结果表明,冷破碎工艺使海沃德、华优、红阳猕猴桃果浆酸度分别提高了69.9%、105%、34.2%,多酚及多酚氧化酶含量下降了49.4%、30.5%、43.8% 和42.3%、48.3%、51.7%;总糖和还原糖变化不大,果胶、蛋白质含量变化显著。所以,采用冷破碎工艺获得的果浆比较好地保留了猕猴桃原果的营养品质,从防止营养品质劣变的角度看,冷破碎工艺是值得推广应用的果品加工先进技术。

猕猴桃,冷破碎,工艺,营养指标

猕猴桃(ActinidiachinensisPlanch)又名藤梨、奇异果等,其果实营养价值高,尤其富含维生素C等,风味独特,经济价值高,被誉为“水果之王”,深受人们欢迎[1-2]。猕猴桃不仅含有丰富的Ca、P、K等矿物质以及糖、酸、维生素等营养物质,而且具有预防心血管病、防癌、抗癌等多种药理活性,是一种集食用与药用为一体的风味独特、经济价值高的营养保健水果[3-4]。

目前全世界有30多个国家种植猕猴桃,其种植面积已超过33.3万公顷,年产量近220万吨[5-6]。在中国猕猴桃资源极其丰富,其主要分布于陕西、四川、河南、湖南等省区。其中,陕西是猕猴桃种植最集中分布的省区,猕猴桃种植面积和年产量均居全国第一位[7-8]。伴随着猕猴桃种植面积和市场的不断扩大,成长出一大批从事猕猴桃种植和栽培生产、采收、贮藏、加工及市场销售相关的企业。

目前,我国猕猴桃产业正处于快速发展时期,是猕猴桃生产大国但非生产强国,产业总体发展水平不高,加工能力和技术水平较低。而猕猴桃属于呼吸跃变型果实[9],大量鲜果同时上市极易腐烂变质,不能及时大量加工会造成很大的经济损失和资源浪费。

冷破碎技术是一种利用新型打浆专利设备与果汁工艺相结合的创新提汁方法,在水果榨汁前完成果肉浆与影响产品品质的不良成分(例如果皮、果梗、果籽)的分离,使果浆可保留较多芳香营养成分及原有色泽,亦可降低加工产品的农药残留,简化果渣利用工艺过程,提高成品的品质[10-11]。

本实验利用冷破碎技术制取猕猴桃果浆(可作为中间原料,冷藏或冻藏保鲜),分析陕西主栽的海沃德、华优、红阳三个不同品种猕猴桃果浆的营养品质,比较冷破碎(可将猕猴桃皮、籽、果肉同时分离,仅用果肉打浆)工艺与传统的全果打浆工艺的优缺点,为提高猕猴桃的精深加工技术水平,丰富高品质猕猴桃产品提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

海沃德猕猴桃、华优猕猴桃、红阳猕猴桃 于2015年8月中旬至10月中下旬(早熟品种红阳8月底采样、中熟品种华优9月底采样、晚熟品种海沃德10月底采样)采自陕西周至猕猴桃创新实验园(陕西佰瑞猕猴桃研究院猕猴桃基地),于1～3 ℃冷藏库保存;无水乙醇、丙酮、氢氧化钠、碳酸氢钠、无水碳酸钠、酚酞、硫酸、磷酸、柠檬酸、草酸、邻苯二甲酸氢钾、没食子酸 天津天力化学试剂有限公司,分析纯;咔唑、无水半乳糖醛酸、抗坏血酸、邻苯二酚、PVPP、2.6-二氯靛酚 天津光复精细化工研究所,分析纯;福林酚 Sigma Chemical Co,分析纯。

冷破碎设备 西安鼎合机械制造公司;Panda plus高压均质机 意大利帕尔玛公司;WYT(0～80%)手持糖度仪 上海仪电物理光学仪器公司;877全自动电位滴定仪 瑞士万通科学仪器有限公司;MTZW-A4高精度两用全自动热量仪 上海密通机电科技有限公司;TDL-5A离心机 上海安亭科学仪器厂;KQ-200 KDE超声振荡器 昆山市超声仪器有限公司;722可见分光光度计 上海市光谱仪器有限公司;PHS-3CT酸度计 北京启宏瑞达科技有限公司;800B低速台式离心机 上海市安亭科学仪器厂;HPP600MPa-20L 超高压处理装置 包头科发高压科技有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 两种工艺果浆的制备流程

1.2.1.1 传统工艺 猕猴桃→清洗拣选→整果破碎滤去皮渣→果浆→巴杀灭酶(90 ℃ 60 s)→胶体磨→超高温瞬时灭菌(121 ℃,30 s)→冷藏贮存待用。

1.2.1.2 冷破碎工艺 猕猴桃→清洗拣选→冷破碎(果肉与果皮果籽分离)→果浆→巴杀灭酶(85 ℃ 60 s)→胶体磨→超高压灭菌(500 MPa,25 min,27 ℃)→冷藏贮存待用。

1.2.2 猕猴桃果浆营养指标测定

1.2.2.1 可滴定酸的测定 采用全自动电位滴定仪直接测定样品的酸度。准确称量3.00 g的果浆于100 mL烧杯,加入40.00 g蒸馏水,将滴定仪所带转子放置于烧杯中,上机直接测定果浆的酸度。重复上述操作三次,取平均值。

1.2.2.2 总糖和还原糖的测定 参照文献[12]制备样品,采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定总糖含量。重复三次,取平均值。葡萄糖标准曲线的回归方程为 y=1.8816x-0.0383,该曲线R2值为0.99。

1.2.2.3 多酚含量的测定 采用福林酚法[13]测定总酚含量,结果以没食子酸含量计算。没食子酸标准曲线如图3所示,得到的回归方程为 y=0.0047x+0.0023,R2为0.995。

1.2.2.4 蛋白质的测定 采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量[14]。重复三次,取平均值。蛋白质的标准曲线的回归方程为y=2.5526x-0.0055,R2为0.992。

1.2.2.5 果胶的测定 参照NY/T 2016-2011(分光光度法)[15]测定样品中果胶的含量。重复操作三次,取平均值。半乳糖醛酸标准曲线的回归方程为 y=0.4002x-0.0111,R2为0.993。

1.2.2.6 维生素C的测定 参照国标[16]测定果浆的VC含量。重复操作三次,取平均值。

1.2.3 猕猴桃果浆酶活性指标测定

1.2.3.1 多酚氧化酶的测定 参照文献[17],首先制备多酚氧化酶粗酶液,其次对其活力进行测定,每一分钟记录一次吸光值OD值。重复测定三次,取平均值。

1.2.3.2 过氧化物酶的测定 参考文献[18],制备过氧化物酶粗酶液后,测定其酶活力,从加入酶液开始,记录每隔1 min的OD值。重复测定三次,取平均值。

1.2.3.3 果胶酶的测定 参考文献[18],制备果胶酶粗酶液后,测定其酶活力。重复测定三次,取平均值。

1.3 数据处理

每个实验均重复三次,结果以均值±标准差表示。采用DPS软件对实验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 两种工艺下三种猕猴桃果浆主要营养成分分析

2.1.1 总酸含量 两种工艺下三种不同品种猕猴桃果浆的总酸分析结果如表1所示。由表1可知,与原果果浆相比,海沃德和红阳猕猴桃的冷破碎果浆的总酸含量升高显著,含量升高值达到了69.9%、105%;而华优的冷破碎果浆酸度也有升高,但升高不如海沃德和红阳显著,仅为34.2%。总酸含量升高的原因是冷破碎技术设备去除了果皮、果梗、果籽等含酸量较低的部位,而这些部分中含有能够分解酸的物质,故去除后可提高整体果浆的含酸量。由于微生物在高酸度果浆中难以滋生,而且果浆的酸度越高,VC等营养成分在加工过程中的损失就越少,果浆的营养价值就越高,故高酸度果浆对于果浆的储存和进一步加工具有积极意义[19]。

2.1.2 总糖和还原糖含量 两种工艺下三个品种果浆的总糖和还原糖分析结果如表1所示。由表1可知,海沃德猕猴桃的冷破碎果浆的总糖和还原糖含量与传统工艺比较变化不大,但均小于全果破碎;与传统工艺比较,华优的总糖含量及还原糖含量显著下降;红阳的冷破碎果浆的总糖和还原糖含量均出现上升的趋势,但变化不显著。三个不同品种表现出不一样的变化趋势,说明品种对总糖和还原糖的影响大于加工工艺。总的来看,冷破碎果浆与全果果浆相比含糖量变化不大,说明冷破碎技术可以基本保留果实的总糖。

表1 两种工艺下果浆的总酸、总糖和还原糖含量(g/100 g)Table 1 Total acid,total sugar and reducing sugar content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

注:同列肩标小写字母不同,表示差异显著(p<0.05);表2～表4同。

2.1.3 果胶含量 两种工艺下三个品种果浆的果胶分析结果如表2所示。由表2可知,海沃德、华优、红阳三个品种猕猴桃冷破碎果浆的果胶含量均出现了明显下降,含量下降值分别为16.3%、31.6%、20.4%。这是因为冷破碎技术去除了猕猴桃的果皮、果籽,但未破坏果肉本身含有的果胶酶活性,果胶酶继续发挥作用使得冷破碎果浆的果胶含量降低,果胶物质本身不利于产品保持稳定性,因此,这种影响更适宜于果浆后续的加工。

表2 两种工艺下果浆的果胶、多酚含量(g/100 g)Table 2 Pectin and polyphenols content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

2.1.4 多酚含量 两种工艺下三个品种果浆的多酚分析结果如表2所示。由表2可知,海沃德、华优、红阳三个品种猕猴桃冷破碎果浆中的多酚含量显著下降,分别为49.4%、30.5%、43.8%。这是因为冷破碎设备去除了果皮和果籽,从而避免了榨汁阶段皮籽中的多酚对果浆所造成的不良影响。果浆中多酚含量的下降可以在一定程度上改善果浆口感和色泽,非常有利于进一步获得高品质的猕猴桃果汁、果粉等产品[20]。

2.1.5 蛋白质含量 两种工艺下三个品种猕猴桃果浆的蛋白质分析结果如表3所示。由表3可知,海沃德、华优、红阳三个品种猕猴桃冷破碎果浆的蛋白质含量出现显著性下降,分别为7.8%、28.5%、7.6%。主要是冷破碎技术除去了果籽,使得果籽中的蛋白没有进入打浆阶段,从而降低了果浆的蛋白质含量。

2.1.6 维生素C含量 两种工艺下三个品种猕猴桃果浆的维生素C分析结果如表3所示。由表3可知,三种猕猴桃冷破碎果浆的VC含量有下降,但与全果果浆相比显著下降,分别为12.7%、2.7%、2.2%,由于传统工艺破碎时VC会大量被破坏,故在破碎时会加入部分VC。而冷破碎工艺对VC破坏小,故加工时无需加入VC。传统工艺最终果浆的VC含量显著高于冷破碎工艺最终果浆的VC含量(p<0.05)。现在果品加工倡导新鲜、添加剂种类及含量尽量少,所以使用冷破碎技术可以实现破碎过程中不添加VC而最终产品的VC含量与添加了VC的传统工艺果浆含量基本一致。说明冷破碎果浆能较好地保留果肉中的VC营养成分。

表3 两种工艺下果浆的蛋白质、VC含量(g/100 g)Table 3 Protein and vitamin C content of fruit pulp under two different process(g/100 g)

2.2 两种工艺下三种猕猴桃果浆的酶活分析

2.2.1 多酚氧化酶活力比较 两种工艺下三种果浆的多酚氧化酶活力分析结果如表4所示,冷破碎工艺下海沃德、华优、红阳三个不同品种的猕猴桃多酚氧化酶与传统工艺相比分别下降了42.3%、48.3%、51.7%,说明果皮、果籽中多酚氧化酶含量比较多。所以,冷破碎技术可以显著降低果浆中的多酚氧化酶的含量,从而避免了传统工艺中果浆易发生氧化和褐变的不良结果,有利于提高后续加工产品质量。

2.2.2 果胶酶活力 两种工艺下三种果浆的果胶酶活力分析结果如表4所示。由表4可知,除华优的果胶酶酶活显著下降之外,其余两种猕猴桃冷破碎果浆中的果胶酶酶活显著上升,可能是冷破碎去除的果皮、果籽中的果胶酶含量很少,提高了果浆中果胶酶的百分比。果胶酶含量的稳定可以保证在后续的榨汁过程中顺利分解果浆里的果胶物质,提高果汁出汁率和澄清度。

2.2.3 过氧化物酶活力 两种工艺下三种果浆的过氧化物酶活力分析结果如表4所示。由表4可知,冷破碎技术可以显著降低冷破碎果浆中的过氧化物酶的含量,海沃德、红阳、华优分别下降了67.9%、63.6%、1.8%,分析认为是华优成熟度较高,果肉中含有较多的活性酶,果皮、果籽中的过氧化物酶含量很少。过氧化物酶是导致酶促褐变的关键酶,而过氧化物酶活力下降可降低果汁加工过程中酶促褐变对果汁色值的影响。

3 结论

两种工艺下三个不同品种的猕猴桃果浆的还原糖和总糖含量基本不变,果胶含量、蛋白质含量、维生素C含量变化显著。冷破碎工艺提高了海沃德、华优、红阳猕猴桃果浆的酸度(提高值分别为69.9%、105%、34.2%)。冷破碎工艺降低了猕猴桃果浆中多酚及多酚氧化酶的含量(降低量分别为49.4%、30.5%、43.8% 和42.3%、48.3%、51.7%)。冷破碎工艺获得的三个品种猕猴桃果浆能够较好地保留原果的品质,从防止营养品质劣变的角度看,冷破碎工艺是值得推广应用的果品加工先进技术。

表4 两种工艺下果浆的多酚氧化酶活力、果胶酶活力、过氧化物酶活力比较(U)Table 4 The comparison of polyphenol oxidase activity,pectic enzyme activity,peroxidase activity of fruit pulp under two different process(U)

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Effects of cold crushing process on the fruit pulp quality of kiwi fruit

LI Han,YANG Tian-ge,XIANG Jia-hui,DENG Hong*,MENG Yong-hong,GUO Yu-rong

(College of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal University,Xi’an 710119,China)

Three different varieties of kiwi fruits(Hayward,Hua You,Hong Yang)were used as raw materials,and cold crushing equipment was used to prepare the kiwi fruit pulp. The nutrition characteristic parameters of kiwi fruit pulp (including titratable acid,total sugar and reducing sugar,pectin,protein,VCand polyphenols content)were analyzed with methods of chemical analysis to compare the advantages and disadvantages between cold crushing process and traditional process. The results showed that the acidity of Hayward,Hua You,Hong Yang increased by 69.9%,105%,34.2%,respectively. The content of polyphenol and polyphenol oxidase decreased by 49.4%,30.5%,43.8% and 42.3%,48.3%,51.7% respectively. While the total sugar and reducing sugar,pectin,protein and VCcontent had no great changes. So the cold crushing process was an excellent way to keep the nutritional qualities of kiwi fruit and benefit to the subsequent processing of the Kiwi fruit products. It was worth to widely applied to fruit industry.

kiwi fruit;cold crushing;process;nutritional characteristic parameters

2016-08-09

李涵(1992-)，女，硕士研究生，研究方向:食品工程,E-mail：360300576@qq.com。

*通讯作者:邓红(1967-)，女，博士，副教授，研究方向:食品科学,E-mail:hongden@snnu.edu.cn。

农业部产业体系建设项目(CARS-28)；中央高校科研业务专项经费项目(GK201405005)。

TS255.3

B

:1002-0306(2017)04-0259-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.040