橙汁飲料中的總黃酮含量及其與渾濁穩(wěn)定性關(guān)系研究

宋 昊,趙秀文,李 開(kāi)，鄭玉芝

(北京一輕研究院,北京 101111)

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橙汁飲料中的總黃酮含量及其與渾濁穩(wěn)定性關(guān)系研究

宋 昊,趙秀文,李 開(kāi)，鄭玉芝*

(北京一輕研究院,北京 101111)

為探討橙汁和橙汁飲料的黃酮含量分布及其與渾濁穩(wěn)定性的關(guān)系,測(cè)定了14種橙汁飲料的總黃酮含量、渾濁度及粘度。上清液經(jīng)過(guò)0.45 μm膜過(guò)濾后黃酮含量與上清液相當(dāng)。儲(chǔ)存一定時(shí)間后橙汁渾濁度明顯降低,橙汁上清稀釋液吸光度A660 nm與混勻液的稀釋液相比只占9%～56%;橙汁飲料經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾后渾濁度與上清液相比也明顯降低。可見(jiàn),總黃酮含量與飲料的渾濁度變化無(wú)關(guān)。Spearman秩相關(guān)性分析顯示,只有100%橙汁混勻液的粘度與渾濁度正相關(guān)(p<0.01),總黃酮含量與渾濁度不相關(guān)(p>0.05)。對(duì)含橙汁飲料,渾濁穩(wěn)定性降低不影響總黃酮含量水平。

橙汁飲料,總黃酮,渾濁穩(wěn)定性,粘度

柑橘類(lèi)水果富含各種抗氧化劑,如維生素C、類(lèi)胡蘿卜素、黃酮類(lèi)化合物、檸檬苦素及其它酚類(lèi)化合物,同時(shí)提供糖類(lèi)、有機(jī)酸、氨基酸、果膠、纖維、礦物質(zhì)及各種揮發(fā)性風(fēng)味成分,這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分及其含量也反映了柑橘果汁的質(zhì)量。柑橘汁通常呈不透明渾濁態(tài),使其渾濁的成分來(lái)源于汁胞的細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì),是柑橘汁的色澤、風(fēng)味、濁度和香氣來(lái)源。如果柑橘汁喪失渾濁度,呈清汁狀態(tài),則外觀和口感消費(fèi)者都難以接受[1]。

影響柑橘果汁渾濁態(tài)的因素很多,果膠在果汁渾濁穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用,約占渾濁物4.5%的果膠質(zhì)可以被果膠酯酶(PME)水解,生成果膠酸鈣復(fù)合物,60%的果膠與不溶性蛋白結(jié)合,從而引起渾濁物沉淀,導(dǎo)致渾濁態(tài)喪失,因此,針對(duì)PME活性研究較多[2]。橙汁渾濁成分中蛋白質(zhì)含量豐富,約占52.4%,其中53%為不溶性蛋白,30%與小分子成分形成復(fù)合物,17%與半纖維素類(lèi)共價(jià)鍵合。而且隨著果肉含量增加,渾濁穩(wěn)定性有下降趨勢(shì)[1]。橙汁中的可溶性成分對(duì)橙汁渾濁態(tài)也具有不同的影響[3],也有人研究柑橘汁橙皮苷與蛋白質(zhì)之間相互作用,發(fā)現(xiàn)高濃度橙皮苷(0.1～1.0 mg/mL)在蛋白質(zhì)存在下,可以使?jié)岫壬遊4]。但是,重要抗氧化物黃酮類(lèi)化合物在橙汁及含橙汁飲料中的分布狀態(tài)尚未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道,本文主要通過(guò)分析100%橙汁和橙汁飲料中總黃酮含量和渾濁度指標(biāo),研究黃酮成分在橙汁飲料中分布及其與渾濁穩(wěn)定的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

100%橙汁和橙汁飲料,具體見(jiàn)樣品列表;橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品,含量95.3% 中國(guó)食品藥品檢定研究院;氫氧化鈉、檸檬酸、二甘醇 分析純?cè)噭?/p>

UV-2802紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì) 優(yōu)尼科(上海)儀器有限公司;PHS-3C酸度計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器有限公司;水浴鍋 北京中興偉業(yè)儀器有限公司;BSA224S-CW分析天平 賽多利斯;LVDV-S(ULA-EY)粘度計(jì)(配置超低粘度適配器) Brookfield Engineering Laboratories,Inc.;PAL-3便攜式折射儀 日本ATAGO(愛(ài)拓);SD-UPT-20UVF型純水機(jī) 北京惠源三達(dá)水處理設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 收集橙汁、橙汁飲料和含橙汁碳酸飲料共14種,樣品1～7號(hào)為標(biāo)示果汁含量100%橙汁,8～14號(hào)為含橙汁飲料,詳見(jiàn)表1。

表1 橙汁和橙汁飲料列表
Table 1 Listing of orange juice and beverages

序號(hào)果汁含量(標(biāo)注,%)產(chǎn)地包裝形式備注1100廣州利樂(lè)包含橙肉2100塞浦路斯利樂(lè)包-3100匈牙利利樂(lè)包-4100泰國(guó)利樂(lè)包含有橙果肉碎5100北京利樂(lè)包-6100天津塑料瓶-7100福建利樂(lè)包-820墨西哥利樂(lè)包-9≥10北京塑料瓶果肉5g/100mL,10≥10天津塑料瓶柑橘果粒,添加黃原膠11≥10北京塑料瓶添加阿拉伯膠12≥10北京塑料瓶-13≥8韓國(guó)金屬罐裝果粒≥10%,添加CMC14≥2.5北京金屬罐裝-

樣品在實(shí)驗(yàn)室放置三個(gè)月,上清液,測(cè)定時(shí)直接吸取;混勻液,樣品搖勻后取樣;膜濾液,采用0.45 μm微米膜過(guò)濾上清液后得到的清液。

1.2.2 分析方法 總酸的測(cè)定:參照GB/T 12456-2008食品中總酸的測(cè)定執(zhí)行。

可溶性固形物的測(cè)定:參照GB/T 12143-2008,飲料通用分析方法執(zhí)行。

總黃酮的測(cè)定:參照GB/T 12143-2008,飲料通用分析方法執(zhí)行。

粘度測(cè)定:采用粘度計(jì)對(duì)粘度進(jìn)行直接測(cè)定,S00號(hào)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速100 r/min,加樣品約15 mL,并采用循環(huán)水控溫方式。由于轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)筒之間間距較小,個(gè)別含果肉顆粒較大橙汁飲料采用兩層紗布過(guò)濾除去顆粒測(cè)定。

渾濁度的測(cè)定:采用分光光度計(jì)[5],以純凈水作為空白,在波長(zhǎng)660 nm處測(cè)定樣品的吸光度A660 nm。1～7號(hào)100%橙汁樣品的上清液和混勻液均取1 mL樣品加2 mL水于比色杯中混勻后直接讀取吸光度A660 nm,并采用稀釋液的吸光度值定性進(jìn)行渾濁度比較分析。同時(shí),測(cè)定了橙汁飲料的上清液、上清液經(jīng)過(guò)0.45 μm膜過(guò)濾的濾液的吸光度值A(chǔ)660 nm,含橙汁飲料取樣直接測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS Statistic 20軟件Spearman秩相關(guān)性分析對(duì)粘度、渾濁度和總黃酮指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的可溶性固形物和總酸含量分布

由于樣品是來(lái)自零售市場(chǎng)合格產(chǎn)品,生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)濃縮、滅活等熱處理工序,不考慮果膠酯酶活性影響因素?？扇苄猿煞秩缣?、酸等對(duì)橙汁的穩(wěn)定性也存在一定的交互作用[3],為了明確實(shí)驗(yàn)樣品的糖、酸水平,測(cè)定樣品的可溶性固形物含量和總酸含量(以檸檬酸計(jì))。100%橙汁的固酸比代表橙子果實(shí)的成熟指數(shù)。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院柑桔研究所研究的汁用甜橙品種進(jìn)行加工適應(yīng)性定量評(píng)價(jià)方法[6],固酸比15～18是比較理想值,可以獲得固酸比的評(píng)價(jià)滿(mǎn)分。100%橙汁的固酸比只有1號(hào)、4號(hào)和7號(hào)高于理想范圍,其它均在合適值,可溶性固形物和總酸含量除個(gè)別樣品外,均比較接近。

2.2 樣品的粘度與渾濁度

2.2.1 粘度測(cè)定結(jié)果 為了探究粘度對(duì)飲料體系渾濁穩(wěn)定及總黃酮含量的影響,實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了樣品上清液和混勻液的粘度,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 橙汁及橙汁飲料上清液和混勻液的粘度比較
Table 3 Viscosity of orange juice,beverages and its supernatant

橙汁序號(hào)粘度(η)，cP上清液(15℃)混勻液(20℃)橙汁飲料序號(hào)粘度(η)，cP上清液(15℃)混勻液(20℃)1a225047698152422262184220649a1584171631860335310ab204622324a4283266311b14461518524472867121419150662417299913ab261829397189632451414251476

注:9、10、13號(hào)紗布過(guò)濾除果粒,4含有橙果肉碎浮層。3、7號(hào)含有一定果茸。

表2 橙汁和橙汁飲料可溶性固形物和總酸含量
Table 2 Values of acid and soluble solid content of orange juice and beverages

100%橙汁序號(hào)可溶性固形物(°Brix)，%總酸(%)固酸比(°Brix/acid)橙汁飲料序號(hào)可溶性固形物(°Brix)，%總酸(%)1a117064183812605421210741639a108023311307415310ab1160204a11105022211b113022511306716912110028611807515713ab129029711505421314102016

注:a代表樣品含有果肉或果粒,b代表含有增稠劑，表3同。

表4 橙汁及橙汁飲料的吸光度A660 nm
Table 4 Absorbance valuesA660 nmof orange juice,beverages and its supernatant

橙汁序號(hào)A660nm上清液A1混勻液A2A1/A2橙汁飲料序號(hào)A660nm膜濾液A3上清液A4A3/A41a053321580258047024630192072712940569a0308071104330519206202510ab004205750074a0886095409311b00550224025504591666028120138058202460639187203413ab001400840177018419970091400130162008

注:1～7號(hào)為橙汁稀釋液的結(jié)果,8～14號(hào)上清液和利用0.45μm膜過(guò)濾上清后清液測(cè)定結(jié)果。

結(jié)果顯示,4號(hào)因?yàn)楣馑樯细?dǎo)致上清液粘度值高于混勻液,其余果汁粘度值均為混勻液大于上清液。9、10、13號(hào)由于含有果粒顆粒較大,混勻液被采用兩層紗布過(guò)濾后測(cè)定,結(jié)果與其上清液粘度差沒(méi)有1號(hào)顯著。該結(jié)果與劉暢[7]等研究一致,隨著果肉加入量的增加,流體的非牛頓性越強(qiáng),表觀粘度越大。

溫度對(duì)體系粘度的影響相對(duì)其組成中顆粒物或增稠劑的影響不明顯。增稠劑可以提高溶液體系的粘度,添加黃原膠的10號(hào)和添加CMC的13號(hào)的粘度明顯高于其它含果汁10%左右的飲料的粘度。

2.2.2 渾濁度測(cè)定結(jié)果 由于100%橙汁的渾濁度較高,利用其稀釋液的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較分析,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

100%橙汁的上清稀釋液在660 nm下的吸光度值一定程度上可以反應(yīng)該樣品的渾濁度,A660 nm值越大表示其渾濁穩(wěn)定性越好(4號(hào)除外)。橙汁飲料的渾濁度與其組分關(guān)系更大一些,果汁含量越大,渾濁度越高。分別添加了增稠劑黃原膠、阿拉伯膠和CMC的樣品10、11、13號(hào)的膜濾液的A660 nm顯著低于其它樣品,說(shuō)明膠體分子與飲料中的其它分子或微粒結(jié)合,難以通過(guò)濾膜而被除去,使得膜濾液的A660 nm值更小,濾液更加澄清。

2.3 總黃酮含量及其與渾濁穩(wěn)定性關(guān)系

2.3.1 橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)曲線 按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用橙皮苷作為總黃酮測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度C為橫坐標(biāo),吸光度A為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示,計(jì)算回歸方程為A=0.0072C+0.0016,相關(guān)系數(shù)R2=0.9997。

2.3.2 總黃酮含量結(jié)果 橙汁及橙汁飲料中的主要抗氧化成分總黃酮含量分布,與飲料的感官指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有關(guān)。為了弄清楚總黃酮在上清液中是否隨著渾濁度的降低而變化,分別測(cè)定了上清液和混勻液的總黃酮含量。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5，結(jié)果顯示,6種100%橙汁的黃酮含量在768～1763 mg/kg之間,其上清液占比在63%～83%之間。橙汁含量20%以下飲料的總黃酮含量在64～231 mg/kg之間,其上清液占比在81%～115%之間。

表5 橙汁及橙汁飲料的總黃酮含量
Table 5 Flavonoids content of orange juice and beverages

橙汁序號(hào)總黃酮含量(mg/kg)上清液混勻液橙汁飲料序號(hào)總黃酮含量(mg/kg)膜濾液上清液混勻液1a1198160088910811226357689a18419122031138176310ab2072211944a20721411b14215913859051335121641671746822130313ab2242472317867132014505264

圖1 橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of hesperidin

注:4號(hào)總黃酮指標(biāo)提示該樣品非100%橙汁。

數(shù)據(jù)顯示100%橙汁的上清液中黃酮含量與混勻液相比有所下降,而且,隨著飲料中橙汁含量的降低,上清液中總黃酮含量占混勻液的比例增加;在橙汁含量較低的飲料中,總黃酮在上清液中含量與混勻液中含量接近。據(jù)姜發(fā)堂等[10]研究結(jié)果,橙汁沉淀物主要由蛋白質(zhì)、多酚、果膠、粗纖維、糖這五種成分構(gòu)成,其含量占干基重量的92.7%。上述結(jié)果顯示在100%橙汁中,總黃酮含量較高時(shí),易與體系中的果膠、蛋白質(zhì)等分子絡(luò)合沉淀,導(dǎo)致上清液中總黃酮含量降低(4號(hào)除外,根據(jù)其總黃酮含量可以推斷果汁含量不符合100%標(biāo)準(zhǔn))。橙汁含量低時(shí),飲料中的黃酮類(lèi)化合物分子能夠充分溶解,其中果膠、蛋白質(zhì)等含量也低,沉淀機(jī)理與含量高時(shí)有所不同,黃酮分子基本不再參與絡(luò)合沉淀。而且,添加增稠劑樣品的上清液中總黃酮含量更高。

2.3.3 總黃酮含量與渾濁度關(guān)系 由表4和表5中的數(shù)據(jù)可以看出,橙汁上清液的吸光度A660 nm值與其中總黃酮含量沒(méi)有明顯比例關(guān)系,說(shuō)明其渾濁度與黃酮含量不存在線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。上清液中殘存總黃酮化合物量與該樣品含黃酮總量有關(guān),對(duì)100%橙汁而言,總黃酮含量高時(shí)與橙汁的渾濁穩(wěn)定有一定關(guān)系,黃酮化合物分子參與沉淀的構(gòu)成;但對(duì)橙汁含量較低的橙汁飲料黃酮含量與其渾濁穩(wěn)定沒(méi)有直接關(guān)系,黃酮分子可以被膜過(guò)濾,說(shuō)明黃酮分子在低濃度時(shí)以游離狀態(tài)存在,不影響渾濁穩(wěn)定性。

2.4 相關(guān)性分析

由于樣本數(shù)量有限,所以選擇適用于小樣本的非參數(shù)檢驗(yàn)法中秩相關(guān)檢驗(yàn)[11]對(duì)樣本進(jìn)行指標(biāo)間相關(guān)性分析。采用SPSS Statistic 20軟件Spearman秩相關(guān)性分析對(duì)粘度、渾濁度和總黃酮指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析。

對(duì)果汁含量100%橙汁樣品,選擇6個(gè)樣品數(shù)據(jù)(剔除4號(hào))對(duì)其混勻液的各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)表6。查相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表[11],對(duì)N=6的樣本,r0.05=0.886,r0.01=1.000,只有粘度與渾濁度(吸光度)之間相關(guān)系數(shù)為1.000,拒絕H0,達(dá)差異極顯著,100%橙汁混勻液的粘度與渾濁度正相關(guān)?？傸S酮含量與渾濁度之間相關(guān)系數(shù)未達(dá)0.05顯著水平下的r值,在0.05顯著水平下不相關(guān)。

表6 橙汁混勻液的粘度、渾濁度和總黃酮相關(guān)性分析結(jié)果(N=6)
Table 6 Correlations between viscosity,absorbance values and flavonoids content(N=6)

項(xiàng)目粘度總黃酮吸光度秩相關(guān)檢驗(yàn)粘度總黃酮吸光度相關(guān)系數(shù)100007711000??p值(雙側(cè))-0072<001相關(guān)系數(shù)077110000771p值(雙側(cè))0072-0072相關(guān)系數(shù)100007711000p值(雙側(cè))<0010072-

將橙汁上清液粘度、渾濁度和總黃酮數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表7,相關(guān)系數(shù)均小于r0.05=0.886,同樣在0.05顯著水平下各指標(biāo)間不相關(guān)。

表7 橙汁上清液的粘度、渾濁度和總黃酮相關(guān)性分析結(jié)果(N=6)
Table 7 Correlations between viscosity,absorbance values and flavonoids content(N=6)

項(xiàng)目粘度總黃酮吸光度秩相關(guān)檢驗(yàn)粘度總黃酮吸光度相關(guān)系數(shù)10000257-0314p值(雙側(cè))-06230544相關(guān)系數(shù)02571000-0429p值(雙側(cè))0623-0397相關(guān)系數(shù)-0314-04291000p值(雙側(cè))05440397-

同樣,對(duì)7個(gè)橙汁飲料上清液的粘度、渾濁度和總黃酮數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果相關(guān)系數(shù)均小于r0.05=0.786(N=7),分別為粘度與總黃酮的相關(guān)系數(shù)r=0.75,粘度與吸光度的相關(guān)系數(shù)r=-0.179,總黃酮與吸光度的相關(guān)系數(shù)r=-0.214。橙汁飲料混勻液粘度與總黃酮相關(guān)系數(shù)r=0.679。均未達(dá)顯著差異水平。

可見(jiàn),無(wú)論是100%橙汁,還是橙汁飲料,其總黃酮含量與渾濁度之間在0.05顯著水平下不相關(guān)。

3 結(jié)論

橙汁體系的粘度與其含果肉或果粒的量關(guān)系密切,含量越高影響越大;飲料體系的粘度對(duì)體系渾濁穩(wěn)定性影響不同,只有100%橙汁混勻液的粘度與渾濁度正相關(guān)。橙汁中總黃酮含量高時(shí),上清液中含量有所下降,黃酮類(lèi)化合物分子被果膠、蛋白質(zhì)及果肉等顆粒形成的絡(luò)合物帶入沉淀物;橙汁飲料中總黃酮含量低時(shí),其清液與混勻液含量相當(dāng),證明黃酮類(lèi)化合物的量可以保持不變,橙汁飲料中沉淀與黃酮分子作用無(wú)關(guān),黃酮類(lèi)化合物分子均勻分布在飲料體系中,對(duì)渾濁穩(wěn)定態(tài)喪失沒(méi)有直接影響。Spearman秩相關(guān)性分析顯示,在0.05顯著水平下,總黃酮含量與渾濁度不相關(guān)。對(duì)含橙汁飲料,渾濁穩(wěn)定性降低不影響總黃酮含量水平。

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Flavonoids content of orange juice beverage and the relationship between the content and cloud stabilization

SONG Hao,ZHAO Xiu-wen,LI Kai,ZHENG Yu-zhi*

(Beijing Industrial Technology Research Institute,Beijing 101111,China)

In order to study the flavonoids distribution in orange juice and orange juice beverage and its relation with the cloud stability,the flavonoids content,turbidity and viscosity of 14 kinds of orange juice beverages were determined. Results showed that the flavonoid contents were between 768～1763 mg/kg in 6 kinds of orange juice,and the proportions in the supernatant were 63%～83%. In the beverages containing orange juice less than 20%,the flavonoid contents were between 64～231 mg/kg,with a ratio about 81%～115% in the supernatant,which were much the same as that filtrated by 0.45 μm filter. The cloud stabilization of orange juice stored for certain time was decreased significantly,the absorbance value of the orange juice supernatant diluent at 660 nm was decreased to 9%～56% of the mixing liquid. The turbidity of filtered supernatant of orange juice beverage was decreased obviously than its supernatant. Therefore the flavonoids content had no effect on the cloud stabilization of the drinks. Spearman rank correlation analysis showed that for the 100% orange juice,the correlation between viscosity and turbidity was significant(p<0.01),the flavonoids content was not related with turbidity(p>0.05). And the flavonoids content of orange juice beverage does not change with the turbidity reducing.

orange juice;flavonoids content;cloud stabilization;viscosity

2016-06-02

宋昊(1979-),女，博士，助理研究員，研究方向：食品與微生物發(fā)酵，E-mail:lyfd2002@163.com。

*通訊作者:鄭玉芝(1965-)，女，博士，教授級(jí)高工，研究方向：食品科學(xué)與工程，E-mail:zhengyuzhi2012@sohu.com。

北京市東城區(qū)科技計(jì)劃支持項(xiàng)目。

TS201.2

A

1002-0306(2016)23-0115-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.23.013