夏 娜，周 茜，魏 健，王玉州

（1.喀什大学生命与地理科学学院，叶尔羌绿洲生态与生物资源研究高校重点实验室，新疆 喀什 844000；2.华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640）

西梅（Prunus domestica L.）是新疆喀什地区的特色支柱产业之一，由于其产量高、品质优，深受消费者欢迎。西梅富含多种维生素（VA、VC、VK 等），同时含大量膳食纤维和抗氧化营养成分，常用来预防和治疗肠道、心脏、心血管等多种疾病[1-2]。由于其成熟季短，果实容易变软，易受微生物侵害，不易保存而造成大量的浪费。NFC 型果汁即非浓缩还原（Not From Concentrate，缩写为NFC）果汁，是将新鲜果蔬汁直接榨汁获得100%纯果汁，并采用非热加工技术灭菌获得的优质果汁，是目前市场上较受欢迎的一种新型果汁产品。将西梅制成NFC 果汁能最大程度地保持西梅汁原有的风味。但西梅汁在储藏过程中受多因素影响，存在保藏期短、容易变质等问题。通过动力学模型可有效地预测西梅汁在储运过程中品质的变化，从而监控西梅汁品质安全等问题。果汁在储藏过程中面临的主要问题在于风味上的变化，最直观的表现是特征香气变弱、产生异味等[3-4]。Li 等[5]将鲜榨橙汁于不同温度储藏后，研究异味物质成分的变化并进行比对，发现异味物质会随温度的上升和储藏期延长而增多。

本研究以新疆特有的女神品种西梅为原料，将高压均质后的西梅汁经脉冲电场杀菌后分别储藏在4 ℃和25 ℃条件下，跟踪测定西梅汁储藏期间营养成分变化及抗氧化能力的情况，并建立动力学模型，同时采用顶空固相微萃取（SPME）气相色谱-质谱（GC-MS）[5-9]分析了西梅汁在各储藏温度下主要风味物质的变化情况，以期为新疆西梅汁加工产品的储藏风味变化机制和产品品质控制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

西梅：品种为女神，采自新疆喀什伽师县，于4 ℃条件储藏备用。

芦丁、没食子酸、L-抗坏血酸、ABTS 均为标准品，购自Sigma 公司；福林酚试剂，购自国药集团上海化学试剂有限公司，其他试剂均为分析纯；试验用水为实验室自制超纯水。

1.1.2 仪器与设备

SRH 型高压均质机，上海申鹿均质机有限公司；SY-Z-500 型脉冲电场处理装置,华南理工大学轻工与食品学院研制；UV-1800 型紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；ELx800 型酶标仪，美国宝特公司；CR-400 型色差仪，日本柯尼卡美能达公司；TSQ 8000 Evo 型三重四极杆串接气质联用仪，美国赛默科技公司；自动手柄及50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头，美国色谱科公司。

1.2 方法

1.2.1 NFC 西梅汁的制备

NFC 西梅汁样品的制备及所涉及的各个工艺流程如图1 所示。选择大小一致、无损伤、成熟度高的女神品种西梅，清洗，去核，破碎，榨汁处理，经40 目过滤，得到西梅原汁；添加0.4%VC 溶液进行护色处理；再经高压均质机处理（条件为压力50 MPa，均质2次，物料入口温度45 ℃，样品容量500 mL) 得到NFC 西梅汁；将西梅汁进行脉冲电场杀菌（电场强度30 kV/cm，处理时间500 ms）后，罐装于马口铁玻璃瓶，分别于4 ℃和25 ℃下储藏。

图1 NFC 西梅汁的制备流程图Fig.1 Flow chart of preparation of NFC prune juice

1.2.2 测定项目与方法

将样品分别置于4 ℃和25 ℃下储藏，每5 d 取样进行检测，每份样品3 组平行，持续25 d。

1.2.2.1 微生物指标

菌落总数：根据GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[10]中的方法进行测定。

霉菌和酵母：根据GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》[11]中的方法进行测定。

大肠杆菌：根据GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》[12]中的方法进行测定。

1.2.2.2 VC 含量

参照GB 5009.86—2016[13]，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。

1.2.2.3 总酚含量

采用Folin-ciocalteu 法[14]测定。

1.2.2.4 总黄酮含量

采用亚硝酸钠与硝酸铝显色法[14]测定。

1.2.2.5 ABTS 自由基清除能力

参考张乃珣等[15]的试验方法进行测定。

1.2.2.6 色泽采用CR-400 色差仪分析测定西梅汁的亮度值（L*）、红绿值（a*）、黄蓝值（b*）[16]。

1.2.2.7 香气成分SPME

取5 mL NFC 西梅汁后密封于15 mL 螺口样品瓶中并将其置于45 ℃保温平衡20 min，将老化后的萃取头（HS-SPME）插入样品瓶中，萃取头与香气成分充分接触进行萃取，时间为40 min，萃取结束后在GC 进样口250 ℃下解析3 min。每次测样后萃取头需在250 ℃下老化10 min，防止样品之间交叉污染。

1.2.2.8 GC/MS 分析条件

程序升温：起始温度40 ℃，保持5 min，以4 ℃/min升至120 ℃，保持2 min，再以7 ℃/min 升至220 ℃，保持5 min；进样口及检测器温度250 ℃，载气为高纯氦气（1.0 mL/min）；不分流进样。MS 条件：EI 离子源；电子能量70 eV；传输线温度240 ℃；离子源温度230 ℃，质量扫描范围m/z 33～350。

1.2.3 数据处理

定性分析：香气成分鉴定由安捷伦质谱数据处理系统结合NIST11 标准质谱库对各化合物进行检索得出。文中数据均做3 次平行保证试验合理性，测定结果用平均值±标准误差来表示。文中图表均使用Origin 9.1、Microsoft Excel 进行绘制。

2 结果与分析

2.1 储藏温度对NFC 西梅汁微生物指标的影响

目前常用脉冲电场技术对食品进行选择性杀菌，当食品物料流入具有高强脉冲电场的处理器时，高强度的脉冲电场在极短的时间穿透微生物细胞膜，致使菌体死亡[17]。未经杀菌处理的NFC 西梅汁中菌落总数为（296±16）CFU/mL，霉菌和酵母为（68±4）CFU/mL，经脉冲电场处理后未有任何菌落检出。将脉冲电场杀菌后的NFC 西梅汁分别置于4 ℃、25 ℃条件下储藏，其微生物指标变化如表1 所示。储藏10 d 内，NFC 西梅汁没有菌落被检出，处于无菌状态；储藏15 d内，4 ℃条件下仍未检出任何菌落，25 ℃条件检出菌落总数有所增加，但没有超标，霉菌、酵母和大肠杆菌均未检出；后期菌落总数的增加可能与细菌自我修复能力有关[18]。在储藏20 d 内，4 ℃条件下仍然未检出任何菌落，25 ℃条件检出菌落总数有所增加并超标，霉菌、酵母和大肠杆菌均未检出；在储藏后期25 d时，4 ℃储藏条件下开始检出菌落总数，但在标准范围内，仍未检出大肠杆菌，在25 ℃条件下，NFC 果汁的菌落总数、霉菌和酵母均已超标，4 ℃条件更有利于NFC 果汁的储藏。

表1 不同储藏温度对NFC 西梅汁微生物指标的影响Table 1 Changes of microbial indexes of NFC prune juice at different storage temperatures 单位：CFU/mL

2.2 储藏温度对西梅汁品质的影响

VC 是一种对人体健康至关重要的营养物质，补充VC 主要从果汁中摄取[19]。VC 具有清除自由基抗氧化作用，有减轻色斑沉积、缓解衰老的功效。由于其较差的稳定性，果汁在储藏过程中容易受到温度和氧气的影响而进一步降解。在4 ℃、25 ℃储藏条件下VC的变化如图2 所示，VC 的初始浓度为0.87 mg/mL，储藏时间越长，VC 含量下降越多，25 d 储藏结束时，4 ℃和25 ℃条件储藏西梅汁中VC 含量分别下降了21%和34%。储藏温度越高，VC 含量下降速率越快，这可能是由于VC 易受温度影响，特别在较高温度下易氧化分解[20]。

图2 不同储藏温度对NFC 西梅汁VC 含量的影响Fig.2 Effect of different storage temperatures on VC content of NFC prune juic

多酚与黄酮是西梅汁中的主要抗氧化成分，由于果汁在加工和储藏过程中多酚不稳定，常造成果汁品质的下降。由图3 和图4 可以看出黄酮和总酚含量在4 ℃、25 ℃储藏条件下的变化。其中黄酮类物质含量较稳定，25 d 时，4 ℃和25 ℃储藏条件下分别下降了2%和3%。总酚的最初测定含量为6.98 mg/mL，在第5 天时总酚含量略有上升，与均质后多酚类物质的溶出有关，在随后的储藏期内总酚含量呈下降趋势，第25 天时总酚含量在4 ℃、25 ℃条件下分别下降了19%和25%，多酚物质含量的下降与初始灌装残留的氧气有关[21]。在整个下降过程中，总酚含量下降幅度小于VC，说明总酚比VC 稳定。

图3 不同储藏温度对NFC 西梅汁黄酮含量的影响Fig.3 Effect of different storage temperatures on flavonoids content of NFC prune juice

图4 不同储藏温度对NFC 西梅汁总酚含量的影响Fig.4 Effect of different storage temperatures on total phenol content of NFC prune juice

总抗氧化能力主要与西梅汁中的多酚、黄酮和多糖物质含量多少有关。在4 ℃、25 ℃储藏条件下NFC西梅汁对ABTS 自由基清除能力的变化如图5 所示，储藏初期ABTS 自由基清除率为84%，随着储藏时间的延长，清除ABTS 自由基的能力不断下降，储藏结束时NFC 西梅汁中ABTS 自由基的清除率分别下降了25%（4 ℃）和44%（25 ℃），这同VC、总黄酮、总酚含量的下降有关，呈相同趋势。

图5 不同储藏温度对NFC 西梅汁ABTS 自由基清除率的影响Fig.5 Effect of different storage temperatures on ABTS free radical scavenging rate of NFC prune juice

色泽是反映储藏过程中果汁品质变化较为直观的一种表现方式[22]。可通过测定西梅汁在储藏过程中Lab 值的变化，来监测西梅汁品质变化。L*值为亮度（0 黑色～100 白色），a*值为红绿色域，b*值为黄蓝色域。在4 ℃、25 ℃储藏条件下L*、a*、b*值的变化如图6所示，L*值和a*值变化一致，表现为随时间延长而呈下降趋势，b*值则相反，呈上升趋势。储藏结束后，L*值由原来的45.64 分别下降到44.74（4 ℃）和41.71（25 ℃），下降了1.9%和8.6%；a*值由原来的2.3 分别降到1.69（4 ℃）和1.27（25 ℃），下降了26%和44%；b*值分别增加了86%（4 ℃）和118%（25 ℃）。L*值在低温4 ℃条件下降不显著，在25 ℃条件下随时间的延长而下降主要与VC 的降解及酚类物质氧化有关。b*值在25 ℃条件下随储藏时间延长而增加，这与VC 的降解和美拉德反应以及酚类物质氧化的共同作用有关[23]，4 ℃时，b*值增加较少主要与VC 的降解有关。

图6 不同储藏温度对NFC 西梅汁色泽的影响Fig.6 Effect of different storage temperatures on color of NFC prune juice

2.3 建立品质指标的动力学模型

根据VC、总酚、黄酮、ABTS 自由基清除率、L*值、a*值、b*值随储藏时间变化数据建立动力学模型，拟合曲线得到零级和一级动力学方程，速率常数K和决定系数R2如表2 所示。由表2 可知，黄酮、L*值、a*值、b*值零级动力学模型的决定系数R2大于一级动力学模型，VC、总酚零级动力学模型的决定系数R2小于一级动力学模型，所以黄酮、ABTS 自由基清除率、L*值、a*值、b*值变化趋势选用零级动力学方程，VC、总酚变化趋势选用一级动力学方程。不同储藏温度下，所有品质指标在25 ℃下的速率常数皆大于4 ℃时的速率常数，说明储藏温度对西梅汁品质有显著影响。

表2 NFC 西梅汁理化品质在不同储藏温度下的动力学模型参数Table 2 Parameters of kinetic models of NFC prune juice quality at different storage temperatures

2.4 西梅汁室温储藏前后风味物质的变化

考察西梅汁在25 ℃储藏前后所含物质成分的变化，运用顶空固相微萃取装置对其中的挥发性物质成分进行萃取，然后运用GC/MS 对其进行分离鉴定，挥发性物质及相对含量如表3 所示。

由表3 可以看出，NFC 西梅汁中共检出75 种挥发性成分，在储藏初期共检出45 种成分，储藏5 周后检出56 种成分。NFC 西梅汁中挥发性成分主要由酯类、醇类、酸类、烷烃类、酮类、醛类，还有少量的酚类、醚类和芳香杂环类化合物组成。在NFC 西梅汁整个储藏过程中贡献较大的是酯类物质和醇类物质，储藏初期酯类17 种、醇类10 种、酸类4 种、烷烃类4 种、酮类3 种、醛类2 种、酚类1 种、烯烃类1 种、醚类1种、呋喃类1 种、芳香杂环类1 种，含量较高的挥发性物质为乙酸乙酯、正己醇、反3-己烯基乙酸酯、环己醇、(E)-3-己烯-1-醇、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、乙酸丁基酯等。到储藏第5 周检出酯类25 种，醇类11 种，酸类6 种、酮类4 种、烷烃类3 种、醛类2 种、醚类2种、烯烃类1 种、呋喃类1 种、芳香杂环类1 种，含量较高的挥发性物质为乙酸乙酯、1-正丁醇-3-甲基-乙酸、乙酸、正己醇、2-甲基-正丁醇、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、羟基丁酮、乙酸-2-苯乙基酯、(E)-3-己烯-1-醇、壬酸乙基酯、乙酸丁基酯等。NFC 西梅汁储藏后期风味物质成分的变化主要与烯烃类物质降解生成相应的醇类[24-26]、糖类物质降解生成呋喃类化合物[27]和酸类物质降解生成酚类物质有关[28-29]。

续表3 NFC 西梅汁中主要风味物质及相对含量Continue table 3 The main flavor substances and relative contents in NFC prune juice

3 结论

通过对NFC 西梅汁在4 ℃和25 ℃储藏过程中品质进行研究得出：4 ℃储藏条件下NFC 西梅汁有效成分和色泽保持较好，优于25 ℃储藏条件。25 ℃储藏过程中，VC 由于对温度较敏感易氧化而损失，多酚以及色泽变化较大可能是由温度变化、VC 氧化分解或者发生美拉德反应和酚类物质氧化这些因素的共同作用产生的结果。对VC、总酚、总黄酮、ABTS 自由基清除率、L*值、a*值、b*值随储藏时间变化数据建立动力学模型，拟合曲线得到零级和一级动力学方程，通过比较R2得出黄酮、ABTS 自由基清除率、L*值、a*值、b*值适合零级动力学方程，VC、总酚适合一级动力学方程。NFC 西梅汁在储藏前后风味物质成分的变化较大，可以有效反映其品质变化，说明储藏温度对NFC 西梅汁品质有显著影响。