柑橘属果汁脱苦方法的研究进展

◎ 杨红叶

（乌拉特中旗市场监督管理局，内蒙古 巴彦淖尔 015300）

柑橘在我国的产量较大，但食用方法仍然以直接食用为主，只有一小部分加工成其他产品食用，比例仅占总量的5%左右[1]。实际生产过程中，从某些天然产物中提取的产品有时会有苦味，柑橘也存在同样问题，如何有效使柑橘脱苦是柑橘产业的新兴发展方向。

1 苦味物质

柑橘类中的主要苦味物质是柚皮苷和柠檬苦素（亦称柠碱），其是影响柑橘加工产品口感和品质的重要因素。柚皮苷是一类黄酮类化合物，在果实白皮层中的含量最高，而柠檬苦素是一种三萜烯化合物，通常是柑橘类果汁中最重要的苦味来源[2]。

2 常用的脱苦方法

2.1 吸附法脱苦

吸附法去除柑橘果汁中苦味物质在商业中利用较为广泛，具备三方面的优点。①带入杂质少，对本身果汁中营养成分不产生干扰。②工艺温度低，亦可在室温下进行。③工艺处理时间短、成本较低，而且还可再生[3]。活性物质可去除脐橙中的柠檬苦素，但是经该种方法处理后的脐橙果汁虽然苦味去除了，但是果汁的口味也发生了变化，出现了极强的硫化味[4]。吸附剂的选择主要要求吸附剂表面积要大、与苦味物质有较强较快的吸附性、表面孔径多几个特点。目前采用的吸附剂主要有活性炭、活化硅酸镁、硅胶、醋酸纤维、木质吸附剂和吸附树脂等。

2.2 添加苦味抑制剂脱苦

目前，新地奥明（Nediosmin）是一种应用比较广泛的苦味抑制剂，其本身没有苦味，对抑制类柠檬苦素较为有效。蔗糖和环糊精也是目前较为常用的苦味抑制剂。此外，新橙皮苷二氢查尔酮、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯等一些新型甜味剂对柠檬苦素的苦味也有抑制作用[5]。

2.3 酶法脱苦

目前较为有效的脱苦方法还是酶法脱苦，其加工过程中对柑橘的风味、营养成分没有破坏，而且成本低。目前常用的固定化酶法脱苦材料有醋酸纤维素、卡拉胶、分子筛、壳聚糖和海藻酸钠[6]，也有用戊二醛包被的蛋清来固定柚皮苷酶[7]。市售的柚皮苷酶产品种类较多，且多是微生物产生的复合酶类。

2.4 改善榨汁方法脱苦

以葡萄柚为例，榨汁时会有微量的柚皮苷进入汁中，原汁中就会出现苦味，所以在榨汁时控制压力、原汁果肉含量都是脱苦的因素之一。

2.5 加热脱苦

热水可以将柚皮苷溶出，洗脱后可以去除一部分苦味，但是温度的控制是关键。

2.6 代谢脱苦

原理是通过采摘前减少柑橘自身的代谢活动，从而减少苦味物质的含量，一般是用三乙胺衍生物来喷洒果树。

2.7 基因工程脱苦

基因工程的主要机理是将能把苦味物质转化为无苦味物质的基因引入到目的产品中，也就是柑橘中，以解决产品苦味问题。此法操作简单、效率较高，便于规模化操作。

2.8 超临界CO2脱苦

该种方法是将压力和温度设置到一定条件下作用于目标溶液。例如，有人尝试了将温度设置在30～60 ℃，压力设置为21～41 MPa，然后对柑橘树果汁作用4 h，这种方法可以将柑橘属果汁中的柠檬苦素含量由原来的17.5 mg·L-1降低至7 mg·L-1，而且这种方法作用后的柑橘属果汁的营养成分没有明显变化[8]。结合脱苦效果和营养成分变化来看，超临界CO2脱苦方法比较符合要求，但是它较其他脱苦方法而言，需要配备超临界高压装置，由于该装备成本偏高、操作复杂，在一定程度上限制了其广泛推广。

2.9 膜分离技术脱苦

膜分离技术的关键在于分离膜，按照膜的分离原理不同，可以分为两种：滤膜、溶解-扩散膜。前者的原理是以膜的孔径为分界，如果分子大于膜孔径则会被拦截，反之可以通过。而后者的原理则不同，其主要依靠膜对溶质分子的溶解性和扩散性[9]。有研究表明，后种方法能在25 ℃时，将溶液中的柠檬苦素含量降到原来的1/5，但损失的营养成分却不超过5%[10]。由此可见，该种方法的脱苦效率比较高，而且营养成分损失也较小，效果也较为理想。但是由于膜的稳定性问题，该方法还停留在实验室研究阶段。

2.10 掩盖脱苦

去除产品中的苦味，除了通过去除产品中苦味物质以外，还可以将产品中的苦味物质进行掩盖，这样既可以保留产品中的苦味物质的营养，又可以解决苦味给人们带来的困扰。以下是几种掩盖脱苦的方法，但这几种方法主要是应用于脱去氨基酸和肽的苦味的方法，对柑橘中苦味物质的去除是否有效尚不明确。2.10.1 选择性分离脱苦

该种方法是利用一类疏水性吸附剂（如活性炭）处理产品水解物以达到脱苦的目的。

（1）选择性沉淀脱苦。选择性沉淀法可以将10%～15%的大豆水解蛋白中在pH=4.0～4.2难溶的中等长度的苦肽去除，从而减轻水解物的苦味程度。但是这个方法对于调节溶液pH值要求严格，因为pH值大小直接影响疏水肽的沉淀量[11]。

（2）吸附分离脱苦。该方法的机理是根据苦味物质具有疏水性特点，然后利用疏水性的吸附剂作用于苦味物质，从而达到去除苦味的目的。对柑橘汁中的苦味物质有明显效果的吸附物质常用的有活性炭、吸附树脂、醋酸纤维等。早在2002年，RIBEIRO等人[12]发现Amberlite XAD-7（苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物）对柑橘汁中的柠檬苦素的吸附能力大于柚皮苷，而且发现对柠檬苦素的去除率最高，并且对营养物质的影响最小。

（3）沉淀分离脱苦。沉淀分离法是通过转肽作用，使大豆蛋白水解液中的一些疏水性氨基酸富集，然后将不溶于水的物质进行沉淀分离，从而达到分离水解液中苦味物质的目的。

（4）萃取分离脱苦。相似相溶原理就是萃取分离技术的关键，大豆蛋白中的疏水的苦味物质溶于极性相近的萃取溶剂中，从而达到降低苦味的目的。乙醇、异丙醇等水溶液是目前经常被用到的萃取溶剂。

（5）超滤分离脱苦。超滤分离的机理是利用分子量不同而进行分离的方法将苦味和非苦味肽分离开，从而达到效果。一般情况下，苦味肽的分子量较小，非苦味肽分子量较大。但是该种方法的缺点是会造成蛋白氮的损失，从而降低产品的营养物质和生物活性。

2.10.2 覆盖脱苦

覆盖脱苦方法就是通过添加物质掩盖苦味。例如，苹果酸及其他一些有机酸可以覆盖苦味，也有研究表明在水解过程中加入古柯豆胶、果胶、麦芽糊精等物质也可去除苦味。

2.10.3 通过添加物质有效掩盖苦味

（1）用α-环状糊精或淀粉脱苦。完全掩盖苦味需要大量的α-环状糊精溶液。但是一个当量的α-环状糊精不能掩盖肽的苦味，一般添加量为1.5个当量。一是因为对于α-环状糊精来说肽分子太大了，二是因为α-环状糊精要包埋的肽的疏水基团多于两个[13]。

（2）通过脱脂乳、蛋白质和酪蛋白水解物脱苦。因为在蛋白质和氨基酸或肽之间有特殊的亲和力，所以通过添加脱脂乳、大豆蛋白、乳清蛋白浓缩物和酪蛋白水解物能形成肽复合物，这些蛋白和蛋白水解物可以有效地减少苦味。

（3）通过添加类脂物质脱苦。分子的疏水性是产生苦味的一个重要因素，而类脂物质对疏水的复合物有亲和力。例如乳脂粉，其可以通过形成一种乳化液来包裹苦味氨基酸或肽，进而减少苦味。

（4）通过酸性氨基酸脱苦。有研究用酸性氨基酸、天冬氨酸、谷氨酸和牛磺酸来脱苦。牛磺酸的酸性溶液与天冬氨酸和谷氨酸同样可以脱苦，但其机理是酸性氨基酸产生的酸味代替了苦味，所以利用酸性氨基酸脱苦并不是理想的脱苦方法[14]。

3 结语

脱苦技术的研究对柑橘的产业化发展，乃至对许多产品的发展都具有重要意义。从目前的脱苦技术来看，掩盖脱苦方法就是添加一种物质去掩盖另外一种物质中的苦味物质，虽然能保持营养成分，但是对应用在柑橘中的效果不是很明确，还有待进一步研究。而膜分离技术脱苦方法又因为膜的稳定性问题也停留在实验室阶段，超临界CO2脱苦因为其临界高压装置成本过高也限制了其广泛推广应用。总之，众多的脱苦方法各存在利弊。目前较为适宜规模化操作的脱苦方法是具有专业性强、高效和高选择性等优点的生物类脱苦方法，如基因工程脱苦、酶法脱苦，随着材料科学的不断发展，它将在各个领域中得到很好的发展，也有广阔的发展前景。但是在实际操作中，通过联合使用各种技术达到的效果比单一使用一种技术达到的效果会更好。综上所述，生物技术脱苦以及多种脱苦技术的联合使用将是未来柑橘类果汁脱苦研究的重点及方向。