低温贮藏下不同SSC阿克苏富士苹果制汁的适宜性

袁 超，李晓磊，孟新涛，马 燕，徐 斌，张 平，潘 俨,3

(1.新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所，乌鲁木齐 830091；3.自治区特色林果产业国家地方联合工程研究中心加工分中心，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】非浓缩还原苹果汁加工中不经过高温浓缩与果汁还原，具有良好天然风味和丰富的营养物质[1]。果汁风味、色泽与稳定性与制汁原料果实的品质具有一定相关性，目前关于原料果实的采收品质与贮藏时限对制汁适宜性的研究较少，研究原料果实的品质等级、分级方法与贮藏时限，对非浓缩还原苹果汁生产企业选择适宜的制汁原料果实有实际意义。【前人研究进展】制汁果实采收品质标准中规定制汁用苹果多在果实成熟时采收加工，使用新鲜完好、果肉松脆，糖、酸含量高，无霉烂异味和病虫害，加工过程中无明显褐变现象，出汁率不低于60%的果实制汁[2]。对于适宜制汁的果实品种，制定简单、快速、区分度高的果实分级标准和方法会更有效的提高果实采收分选效率，提高制汁原料果实的品质和果汁质量。果实经采收分选后需要周转贮藏，以延长果汁加工原料的供应期限。关于果实贮藏中的品质变化，主要包括果实中可溶性固形物与可滴定酸含量下降，可溶性果胶含量上升，总酚以及VC含量减少[3]。【本研究切入点】关于果实贮藏对制汁品质特性的变化以及果实贮藏的有效期限研究尚少。果实中的可溶性糖的种类和含量既影响果实的风味，也是能量代谢的重要底物，对果实品质的形成有显著影响[4]。采用近红外无损检测方法，以阿克苏富士苹果的可溶性固形物含量(Soluble solid content，SSC)分级果实，研究各SSC等级果实贮藏期内的制汁适宜性。【拟解决的关键问题】对比不同SSC等级果实贮藏期内的鲜榨汁品质理化指标，运用显著性差异分析，研究果实适宜制汁的SSC等级与贮藏时限，分析制汁原料果实的采收品质和采后贮藏时限对制汁品质的影响，为非浓缩还原苹果汁生产企业选择适宜的制汁原料果实提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

阿克苏富士苹果采自新疆阿克苏市温宿县柯柯牙镇萨依巴格村的陶蓝养殖农民专业合作社商品果园(80°15′38.23″E，41°18′42.42″N)。采收日期分别为2018年10月25日(早期)，2018年11月4日(中期)，2018年11月13日(晚期)，挑选盛果期果树，分3批采收直径80～90 mm，无病虫害的果实，每批采收500 kg。田间散热后装箱运回新疆农业科学院试验冷库，复选剔除残次和机械伤果实用于试验。

1.2 方 法

1.2.1 果实采收品质分级

参考杜艳民等[5]的果实SSC检测分级方法。使用近红外无损检测器测定果实赤道部位上对称2点的可溶性固形物含量均值；根据果实SSC正态分布和频率统计结果，建立样果采收品质等级。

共检测3个成熟期采收的871个果实的SSC。近红外光谱检测技术以果实的SSC为标准进行果实的分级，具有快速、无损、准确的特点[6]。比较相关研究[7]，参考谢季云等[8]选取适宜长期贮藏且果实品质变化趋势平稳的中期采收果实作为统一试验样品，以保证果实成熟度的一致性。

1.2.2 果实贮藏

参考GBT/8559-2008 苹果冷藏技术[9]与姜云斌等[10]方法，果实包装后置于0℃冷库中降温，7 d后将冷库温度降至-1℃并维持，贮藏期间，冷库温度控制在(-1±1)℃，果心温度控制在(-1±0.5)℃。

1.2.3 果实制汁和品质检测

贮藏期内每隔30 d取样1次，每次从各等级随机取18个果实,制汁3次，每个鲜榨汁样品品质测定重复3次。参考郑瑞婷等[11]制取苹果汁的方法并稍作改进，苹果清洗，去除果柄和萼片，削皮机去皮，切分后，用榨汁机制汁，经120目筛网过滤，装瓶加盖密封，置4℃冰箱中保存待测。鲜榨汁品质测定指标包括可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、色泽、悬浮稳定性、褐变度(非酶褐变指数A420)、总酚含量。

1.2.4 检测

使用数显糖酸度仪测定鲜榨汁样品的可溶性固形物含量、可滴定酸含量。使用台式光栅分光测色仪测定鲜榨汁的L值(亮度)、C值(色度)、h值(色度角)。参考田由[12]方法，测定420 nm吸光度值(非酶褐变指数A420)表征鲜榨汁的褐变度，测定鲜榨汁离心前后的660 nm吸光值表征悬浮稳定性。参考钟烈洲[13]的福林酚比色法，测定鲜榨汁样品的总酚含量(mg GAE/L，没食子酸当量)。

1.2.5 仪器设备

K-BA100R型便携式水果无损检测仪，株式会社久保寺事业中心制造部；YS6060型台式光栅分光测色仪，深圳市三恩时科技有限公司；JYZ-E21C型螺旋挤压式榨汁机，山东九阳股份有限公司；PAL-BX/ACID2型数显糖酸度计，日本爱宕株式会社；GL-20G-II型高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；UV-2600型紫外分光光度计，日本岛津有限公司。

1.3 数据处理

使用SPSS 20.0软件分析试验数据，方差分析使用Duncan法和配对T检验法。结果由SigmaPlot 12.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 果实SSC分级标准建立

研究表明，早、中、晚3批采收果实的SSC频次比例呈正态分布，主要分布在11.0%～16.9%，其中早期采收果实中SSC 13.0%～14.9%的样本比例比中晚期采收果实偏低。果实总样本SSC数值分布的集中度偏低，阿克苏产地的富士苹果成熟期内的每个批次采收果实，均存在个体之间的品质差异。3批采收果实中SSC低于11.0%的果实数量占总样本的比例仅为3.10%，高于16.9%果实数量占比为5.86%，两者占比较低，不适于作为阿克苏苹果原料果品质分级范围；SSC分布在11.0%～16.9%的果实数量占总样本的比例达到91.04%，作为分级依据。图1

早、中、晚3个采收批次果实数量中SSC11.0%～16.9%的果实数量占比分别为88.15%、90.80%、93.95%，批次间SSC无较大差异，以不同成熟期分批采收的方法无法实现果实的品质分级。以SSC作为品质分级指标，将果实的采收品质分为低SSC(11.0%～12.9%)、中SSC(13.0%～14.9%)、高SSC(15.0%～16.9%)共3个等级，增大制汁果实间差异。表1

表1 3个采收批次阿克苏富士苹果果实SSC数值分布Table 1 Numerical distribution of SSC of Aksu Fuji apple fruit in three harvest batches

图1 3个采收批次阿克苏富士苹果果实SSC频率分布Fig.1 Frequency distribution of SSC of Aksu Fuji apple fruit in three harvest batches

2.2 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁风味和色泽的变化

2.2.1 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁风味的变化

研究表明，低和高SSC等级果实至贮藏90 d时鲜榨汁的SSC达到峰值，比贮藏0 d时增幅约13.85%和8.46%(P<0.05)，而中SSC等级果实贮藏期内的鲜榨汁SSC无明显变化(P>0.05)。低、中、高3个SSC等级果实贮藏期内的鲜榨汁TA值均呈先上升后下降趋势，贮藏90 d时鲜榨汁的TA值达到峰值，比贮藏0 d时增幅约20.69%、41.54%、36.21%(P<0.05)；3个SSC等级果实贮藏90 d后的鲜榨汁TA值均显著下降(P<0.05)。低SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁固酸比降至最低37.04(P>0.05)，固酸比保持较为稳定，而中和高SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁的固酸比降至最低，较贮藏0 d时降幅约25.94%和20.45%(P<0.05)。图2

图2 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁风味变化Fig.2 Changes in the flavor of freshly squeezed juice of different SSC grade fruits during storage period

2.2.2 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁色泽的变化

研究表明，低、中、高3个SSC等级果实分别在贮藏120、120和90 d时的鲜榨汁亮度值L降至最低，比贮藏0 d时降低约23.03%、35.42%、41.92%(P<0.05)，鲜榨汁颜色变暗。低和中SSC等级果实分别贮藏90和120 d时鲜榨汁亮度值L降至49.20和44.33并趋于稳定(P<0.05)；高SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁亮度值L降至39.52而后反而上升(P<0.05)。

低、中、高3个SSC等级果实分别在贮藏90、120、120 d时的鲜榨汁色度值C达到峰值，比贮藏0 d时提高约61.25%、80.51%、79.07%(P<0.05)，鲜榨汁色彩更加饱满。低和中SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁色度值升至30.65和27.21无显著差异(P>0.05)。高SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁色度值C升至41.00(P<0.01)。

低、中、高3个SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁色度角h逐渐变小。低和中SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁色度角降至85.74和87.60无显著差异(P>0.05)。高SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁色度角h降至80.49(P<0.01)。图3

图3 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁色泽变化Fig.3 Changes in the color of freshly squeezed juice of different SSC grade fruits during storage period

2.3 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁总酚含量的变化

研究表明，低、中、高3个SSC等级果实贮藏150 d时鲜榨汁总酚含量降至最低，比贮藏0 d时降低约28.03%、49.63%、28.53%(P<0.05)。其中，低和中SSC等级果实贮藏60 d后鲜榨汁的总酚含量开始快速下降(P<0.05)，高SSC等级果实贮藏30 d时鲜榨汁的总酚含量升至272.28 mg GAE/L而后开始下降(P<0.05)。低SSC等级果实贮藏30～120 d的鲜榨汁总酚含量相对最低(P<0.01)。低、中、高3个SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁总酚含量分别为169.25、212.75、247.92 mg GAE/L(P<0.01)。图4

2.4 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁悬浮稳定性的变化

研究表明，低、中、高3个SSC等级果实分别在贮藏120、60和90 d时的鲜榨汁悬浮稳定性降至最低，比贮藏0 d时降幅约61.86%、61.39%、45.72%。其中，中SSC等级果实贮藏30 d内鲜榨汁悬浮稳定性下降最快，悬浮物和沉淀明显增多；低和高SSC等级果实贮藏60 d后的鲜榨汁悬浮稳定性开始明显下降(P<0.05)。低SSC等级果实的鲜榨汁贮藏30～60 d的悬浮稳定性相对最高(P<0.01)，颗粒悬浮物质和沉淀较少。低、中、高3个SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁悬浮稳定性降至25.48、18.93、12.69(P<0.05)。图5

图4 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁总酚含量变化Fig.4 Changes in the total phenolic content of freshly squeezed juice of different SSC grade fruits during storage period

图5 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁悬浮稳定性变化Fig.5 Changes in the suspension stability of freshly squeezed juice of different SSC grade fruits during storage period

2.5 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁褐变度的变化

研究表明，低、中、高3个SSC等级果实分别在贮藏150、120和150 d时的鲜榨汁褐变度达到峰值，比贮藏0 d时提高约69.27%、45.27%和79.57%(P<0.01)，果实贮藏末期鲜榨汁褐变严重。低、中、高3个SSC等级果实贮藏30 d时鲜榨汁褐变度比贮藏0 d时提高约51.84%、37.33%、37.57%，褐变加剧。低、中和高SSC等级果实贮藏0～90 d的鲜榨汁褐变度无显著差异(P>0.05)。低、中、高3个SSC等级果实贮藏90 d时鲜榨汁褐变度升至0.331、0.304、0.264(P>0.05)。图6

图6 不同SSC等级果实贮藏期内鲜榨汁褐变度变化Fig.6 Changes in the browning degree of freshly squeezed juice of different SSC grade fruits during storage period

3 讨 论

试验显示，3个SSC等级果实贮藏90～150 d的鲜榨汁可滴定酸含量大幅下降，导致固酸比回升，风味更甜，鲜榨汁酸味缺失，口感单一。低SSC等级果实贮藏0～90 d的鲜榨汁固酸比符合风味分级标准中酸甜风味的范围：25.00～53.90[14]，相对较低且变化平稳的固酸比也保证了苹果鲜榨汁所应具备的酸甜风味[15]，贮藏0～90 d的低SSC等级果实制汁加工的风味适宜性较好。

梁敏华等[16]在研究采后桃果实可溶性糖及类胡萝卜素合成时发现SSC高的果实中糖类物质含量高，为类胡萝卜素等色素类物质的合成提供更为充足的碳源与能量，高SSC等级果实中较高的糖含量促进类胡萝卜素物质的合成与积累，导致其鲜榨汁色泽转为暗黄色。研究表明，3个SSC等级果实中，贮藏0～90 d的低SSC等级果实糖含量较低，类胡萝卜素合成较慢且含量较低，L值与h值较高，C值较低，鲜榨汁颜色表现为亮黄色，色泽较好，制汁加工的色泽适宜性较好。

有研究显示，采后贮藏阶段中，果实的酚类物质通过次生代谢循环合成其他物质抵御低温胁迫[17]，制汁加工过程中更多的酚类物质进行自身氧化缩合参与非酶促褐变，及与蛋白质、果胶发生聚合[18]，导致多酚类物质的快速消耗。

田兰兰等[19]研究中表明，糖可作为信号分子对类黄酮的生物合成起到促进作用，也可为酚类物质的合成提供能源与碳源，说明中和高SSC等级果实中高含量的可溶性糖促进酚类物质的合成，导致其鲜榨汁中总酚含量相对偏高。而3个SSC等级果实中，低SSC等级果实糖含量较低，多酚类物质合成较慢，总酚含量较低且贮藏期内下降较为缓慢，其鲜榨汁中非酶促褐变与沉淀聚合的反应物含量相对较低。

多酚氧化缩合参与的非酶促褐变生成不溶于水的色素颗粒，增大了悬浮颗粒的尺寸，使得鲜榨汁粘度降低[20,21]；而多酚、蛋白及果胶的聚合作用产生沉淀[22,23]以及云状颗粒[24-26]，导致鲜榨汁的悬浮稳定性下降，酚类物质的含量是鲜榨汁悬浮稳定性的主要影响因素之一。3个SSC等级果实中，贮藏0～90 d的低SSC等级果实中总酚含量较低，悬浮物与沉淀较少，悬浮稳定性较高且保持较为稳定，制汁加工的悬浮稳定适宜性较好。

相关研究表明[27-29]，果实制汁加工过程中可溶性糖与α-氨基酸结合发生的美拉德反应、多元酚的氧化聚合均参与鲜榨汁的非酶促褐变，说明鲜榨汁的褐变度与果实的可溶性糖含量以及总酚含量具有一定的相关性。低SSC等级果实在贮藏初期30～60 d的鲜榨汁褐变度偏高，这可能是因为其鲜榨汁pH相对较低，在低酸性反应系统中抗坏血酸裂解产物糠醛与5-羟甲基糠醛的生成速率较快，加速了美拉德反应[18,30]；高SSC等级果实在贮藏后期90～150 d的鲜榨汁中可溶性糖与酚类物质含量较高，促进美拉德反应以及多元酚类物质的氧化缩合反应[18]，鲜榨汁非酶促褐变反应加剧，褐变度升高。结合数据表明，3个SSC等级果实贮藏30～90 d的鲜榨汁间褐变度无显著差异且均缓慢下降；而贮藏90～150 d的鲜榨汁褐变度升高，非酶褐变现象加剧。贮藏0～90 d的果实制汁加工的褐变稳定适宜性较好。

非浓缩还原苹果汁是由果实压榨成鲜榨汁后经灭菌和无菌罐装加工而成，其特点是不经浓缩还原且无任何食品添加剂。同时企业往往需要对果实进行包装贮藏，以延长果汁加工的原料供应期限，因此，果实的采收品质与贮藏时限直接影响非浓缩还原苹果汁的半成品鲜榨汁品质。目前以苹果品种对鲜榨汁加工适宜性的研究较多，聂继云等[15]以果实SSC、固酸比、出汁率和单宁含量建立4项指标评分标准，筛选出59个适宜制汁加工的优良苹果品种。苟小菊等[31]筛选出SSC、可滴定酸含量、色值、表观黏度和总酚含量5项理化指标，对富士、元帅等16个品种苹果果汁进行归类，以找到制汁和智能复配的替代品种。对于适宜制汁的单个苹果品种，其采收品质及贮藏时限对制汁适宜性的研究较少，试验中的研究结果可为非浓缩还原苹果汁生产企业在选择阿克苏富士苹果为制汁原料果实的基础上，更为全面的提供果实采收品质的优质分级及其适宜的贮藏时限参考，可提高果汁的品质。试验表明，在(-1±1)℃贮藏的制汁原料果实，适宜在贮藏90 d之前完成所有原料的加工。果实贮藏90 d后的鲜榨汁风味和色度降低以及褐变度升高，鲜榨汁品质发生劣变。适宜的贮藏期0～90 d内，低SSC等级果实的鲜榨汁固酸比较低，口感丰富，酸甜风味突出，颜色呈亮黄色，悬浮稳定性较高，制汁适宜性较好；中和高SSC等级果实的鲜榨汁口感偏甜，风味不足，且高SSC等级果实的鲜榨汁颜色呈暗黄色，2个SSC等级果实中高含量的可溶性糖和多酚类物质会导致鲜榨汁的悬浮稳定性较低，制汁适宜性较差；而试验中褐变度的结果表明，3个SSC等级果实的鲜榨汁具有相同的变化趋势，并无显著差异，贮藏0～90 d的低SSC等级果实的鲜榨汁褐变度在可接受范围内，并未显著影响其品质。尚未研究果实的贮藏品质与鲜榨汁品质的关联，在企业适用的原料果实包装与贮藏方式的基础上进行改良，延长其制汁加工适宜的有效贮藏期。

4 结 论

4.1贮藏0～90 d，低SSC等级果实的鲜榨汁固酸比变化范围为37.04～41.04，相对最低且保持较为稳定，酸味口感较为突出，酸甜风味适中；中和高SSC等级果实的鲜榨汁固酸比变化范围分别为35.48～47.91和38.89～48.89，相对较高且变化较为明显，风味相对较甜，口感较为单一。

4.2贮藏0～90 d，低和中SSC等级果实的鲜榨汁亮度值L与色度角h相对偏高，色度值C相对偏低，呈亮黄色；而高SSC等级果实的鲜榨汁亮度值L与色度角h相对偏低，色度值C相对偏高，呈暗黄色。

4.3贮藏0～90 d，低SSC等级果实的鲜榨汁总酚含量相对最低，而中和高SSC等级果实的鲜榨汁相对较高，三者的总酚含量变化较为稳定；贮藏90～150 d，3个SSC等级果实的鲜榨汁总酚含量均呈快速下降趋势。

4.43个SSC等级果实贮藏0～120 d的鲜榨汁悬浮稳定性整体呈下降趋势，其中低SSC等级果实贮藏0～60 d的鲜榨汁悬浮稳定性相对最高且较为稳定；中SSC等级果实贮藏0 d后鲜榨汁悬浮稳定性下降最快且贮藏30～60 d的悬浮稳定性相对最低，鲜榨汁中悬浮物与沉淀较多；高SSC等级果实贮藏0 d时鲜榨汁的悬浮稳定性相对最低且贮藏0～60 d的悬浮稳定性下降缓慢，较为稳定。

4.5(-1±1)℃贮藏条件下，阿克苏富士苹果贮藏90 d后的鲜榨汁风味和色度降低以及褐变度升高，品质发生明显劣变。而适宜的贮藏时限90 d时，SSC 11.00%～12.90%等级果实的鲜榨汁固酸比为37.04，酸甜风味突出；色泽值分别为49.20、30.65和85.74，呈亮黄色；总酚含量为169.25 mg GAE/L，悬浮稳定性为25.48%，褐变度为0.331，鲜榨汁较为稳定，于3个SSC等级果实的鲜榨汁中品质保持较为突出。确定适宜选用贮藏时间为0～90 d的SSC 11.0%～12.9%等级的阿克苏富士苹果用于制汁加工。