李靖靖，李红梅

（邹平县综合检验检测中心，山东邹平256200）

苹果是我国广泛栽培的一种水果，深受广大消费者喜爱。苹果中的营养成分及功能性成分种类较多，有糖类、果胶、纤维素、有机酸、单宁及各种金属离子，具有补中益气、开胃制酸、润肺悦心等功效。在我国，苹果除了部分鲜食外，大部分是加工成浓缩苹果汁，进而制成各种饮料[1]。然而，在传统的苹果汁浓缩工艺中，高温引起的品质变化一直是果汁工业要努力解决的难题，主要包括酶促褐变[2]、营养物质损失[3]、芳香物质逸散和后浑浊等[4]。而其中苹果汁中含有的抗氧化物质，如VC、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT） 等[5]，尤其对温度敏感，所以现有苹果浓缩汁产品几乎不以抗氧化性作为品质的评价指标，足见高温对抗氧化物质的破坏程度。以苹果汁中的3种抗氧化成分为研究对象，分析比较了不同温度下浓缩果汁过程中各物质含量或者酶活的变化，对于低温浓缩果汁及膜分离的工艺具有重要指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红富士苹果，当地超市购买。要求外形完整、无机械损伤、无虫眼、无霉变，放于4℃冰箱中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 苹果汁的压榨

取完整的苹果，用清水洗净。用水果刀将苹果去皮，再将果肉切块、弃果核。将果肉浸泡在0.3%的亚硫酸钠溶液中，静置60 min，避免与空气中的氧气接触。护色完成后用小型榨汁机将苹果块榨汁，得到新鲜的苹果汁。苹果汁先用8层纱布过滤除去大部分固形物，再用400目的滤布过滤，得到澄清的苹果汁。

1.2.2 不同温度浓缩苹果汁

连接旋转蒸发仪和抽真空装置，真空泵的真空度设置为0.9。在容积为1 L的蒸馏烧瓶中装入澄清的苹果汁800 mL，其初始干物浓度（DS）为12.5%。分别在水浴温度为40，50，60，80℃条件下进行加热浓缩，直至苹果汁的DS达到40%左右。

1.3 浓缩苹果汁中抗氧化成分的含量测定

在不同温度浓缩苹果汁的过程中，取样用阿贝折光仪测定果汁的DS，分别在DS为初始12.5%，15%，20%，25%，30%，35%，40%时测定果汁中VC含量、SOD酶活和CAT酶活。

1.3.1VC含量测定[6]

吸取10 mL的浓缩苹果汁放入容积为250 mL的三角瓶中，用质量浓度为0.1 mg/mL的2,6-二氯靛酚溶液进行滴定，直至溶液颜色呈粉红色且15 s内不褪色。VC含量统一定义为每100 g鲜果汁（DS为12.5%）中含有的VC毫克数，即单位为mg/100 g。

1.3.2SOD酶活测定[7]

采用粗酶液抑制邻苯三酚的方法进行SOD酶活的测定，其在空气中自氧化的速率可以间接反映SOD活力。可用移液枪吸取10 μL浓度为50 mmol/L的邻苯三酚溶液，加入到5 mL浓度为50 mmol/L的KH2PO4-K2HPO4缓冲液中（pH值8.2），迅速摇匀后倒入光程为1 cm的石英比色皿中，水浴温度为25℃。于波长325 nm处用紫外分光光度计测量吸光度，每隔30 s记录1次读数，测量周期不超过5 min。SOD酶活定义为在1 mL的反应体系中，60 s内抑制邻苯三酚自氧化速率达到50%时所需的SOD酶量，即为1个酶活单位。

1.3.3CAT酶活测定[8]

CAT酶活测定方法如下：吸取0.6 mL质量分数为30%的H2O2，用浓度为0.2 mmol/L的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液（pH值7.0） 稀释至100 mL，并将该溶液作为底物。吸取底物溶液1 mL与1.9 mL的蒸馏水混合，置于25℃水浴中。用移液枪吸取100 μL的浓缩果汁、加入到反应体系中，并且以100 μL的蒸馏水试验组作为对照。于波长240 nm处用紫外分光光度计测量吸光度，每隔30 s记录一次读数，测量周期不超过5 min。CAT酶活定义为在温度25℃，pH值7.0的条件下，60 s内分解1 μmol/L的H2O2所需的酶量，即为1个酶活单位。

2 结果与分析

2.1 温度40℃浓缩苹果汁中抗氧化成分的变化

首先考查了在40℃条件下利用真空浓缩设备处理苹果汁过程中3种代表性抗氧化成分的变化，苹果汁的处理过程为将初始干物浓度（DS）12.5%浓缩至DS 40%。期间在相应的DS点取样分别测定果汁液中的VC含量、SOD酶活及CAT酶活。

苹果汁在40℃浓缩时抗氧化成分含量的变化见图1。

图1 苹果汁在40℃浓缩时抗氧化成分含量的变化

从图1可以看出，VC在选用的红富士苹果中含量为12.6 mg/100 g，SOD在新鲜苹果中的活力为45.7 U/mg，CAT酶的初始活力为92.4 U/mg。采用40℃进行真空浓缩，由于温度较低，接近于夏天的气温，所以3种抗氧化物质不容易损失，其含量和酶活基本维持恒定状态，随着DS的增加仅有少量损失，在达到DS 40%的浓缩终点时，VC含量为11.6 mg/100 g，SOD酶活剩余42.9 U/mg，CAT酶活剩余92.4 U/mg，其损失率仅为8.4%，5.6%和7.7%。

2.2 温度50℃浓缩苹果汁中抗氧化成分的变化

苹果汁在50℃浓缩时抗氧化成分含量的变化见图2。

图2 苹果汁在50℃浓缩时抗氧化成分含量的变化

从图2可以看出，相比于40℃浓缩，3种成分在50℃下有了明显的损失。VC在DS终点40%时含量剩余4.5 mg/100 g，损失率达到62.3%；SOD的酶活也在持续下降，至浓缩终点时剩余22.1 U/mg，损失率为51.8%；CAT酶活最终剩余48.2 U/mg，损失率为47.9%。这说明，苹果汁中的抗氧化成分耐热性较差，在50℃条件下浓缩的损失率基本过半。

2.3 温度60℃浓缩苹果汁中抗氧化成分的变化

苹果汁在60℃浓缩时抗氧化成分含量的变化见图3。

图3 苹果汁在60℃浓缩时抗氧化成分含量的变化

从图3可以看出，相比于50℃浓缩，3种成分在60℃下有了进一步的损失，但是损失率的下降程度相差较大。对于VC，在DS终点40%时含量仅仅剩余0.6 mg/100 g，损失率达到95.2%，说明VC的耐热性极差。但是对于SOD，其酶活虽然也在持续下降，但下降幅度很慢，至浓缩终点时剩余19.8 U/mg，损失率为56.8%，与50℃浓缩的损失率51.8%相比，变化不是很显著，说明SOD在50～60℃的范围内相对稳定。CAT酶活最终剩余23.1 U/mg，损失率为75.1%，说明CAT的耐热性比SOD稍差。

2.4 温度80℃浓缩苹果汁中抗氧化成分的变化

研究在80℃条件下浓缩苹果汁中抗氧化成分的变化，而目前传统的三效浓缩温度最低也会高于80℃。

苹果汁在80℃浓缩时抗氧化成分含量的变化见图4。

图4 苹果汁在80℃浓缩时抗氧化成分含量的变化

从图4可以看出，3种抗氧化成分的损失率加热浓缩时间的延长而急剧增加。当DS达到30%时，果汁中的抗氧化能力几乎消失殆尽，而此时离浓缩终点40%还有很大的差距，这说明现有苹果汁饮品中，抗氧化成分是几乎没有的，所以现有苹果浓缩汁产品几乎不以抗氧化性作为品质的评价指标。

3 结论与讨论

目前，苹果汁的加工工艺中，研究较多的是酶促褐变和非酶褐变[9-10]。其中酶促褐变是指在空气中氧气的作用下，苹果中多酚类物质、花色素、黄酮类化合物等被氧化生成醌类物质，从而颜色加深。而非酶褐变则是指在高温浓缩苹果汁时发生的焦糖化反应、美拉德反应、单宁与金属反应等[11]。而对于果汁中抗氧化成分的变化则很少有研究，这主要是因为高温对抗氧化成分的破坏是显而易见的。然而，随着近年来膜分离技术的发展，超滤膜甚至反渗透膜在果汁中用于脱胶、脱水越来越普及，尤其是反渗透浓缩果汁，其脱水成本仅约15元/t水，比蒸汽浓缩要经济得多，所以考虑果汁中抗氧化成分的活性保存显得日益重要[12]。研究结果对于低温真空浓缩技术进行浓缩苹果汁提供了理论参考，也为膜分离技术浓缩苹果汁提供了技术依据。