D-异抗坏血酸钠对蓝莓果酱品质的影响

夏其乐,陈剑兵,郜海燕*,邢建荣

(浙江省农业科学院食品科学研究所,农业部果品采后处理重点实验室,浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室,中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室,浙江 杭州 310021)

摘 要:为提高蓝莓果酱的品质,以蓝莓鲜果为原料,测定花色苷、总酚含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl,DPPH)、2,2’-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(2,2’-amino-di(3-ethyl-benzothiazoline sulphonic acid-6)ammonium salt,ABTS)自由基清除能力在打浆、调配、灌装、杀菌等加工关键环节的变化。研究添加D-异抗坏血酸钠对蓝莓果酱功能性成分和抗氧化活性损失的抑制作用,测定蓝莓果酱贮藏期间花色苷、总酚含量和L*、a*、b*值的变化。结果显示:蓝莓果酱各加工关键环节,其总酚、花色苷含量逐渐下降,DPPH自由基、ABTS·清除能力也逐渐减弱;添加质量分数0.5%的D-异抗坏血酸钠可减缓这些指标的下降;保温实验表明,添加D-异抗坏血酸钠的果酱褪色程度比未添加的果酱约降低了21.07%。由此可见,适当添加D-异抗坏血酸钠可提高蓝莓果酱的营养和形态品质稳定性,延长产品货架期。

关键词:D-异抗坏血酸钠;蓝莓果酱;品质;总酚;花色苷

蓝莓又名越橘,属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium spp.)植物,为多年生落叶小灌木,是一种重要的小浆果类果树。作为小浆果的典型代表,蓝莓具有柔软多汁、营养健康等特点。大量的研究发现蓝莓具有较好的抗氧化[1-2]、抗癌[3]、抗菌[4]、抗病毒[5]、抗炎[6-7]、降糖、降血脂、抗抑郁[8]、抗疲劳[9]、护肝[10]等活性。尤其在抗氧化活性研究方面,受到科研人员的重视。张杨等[11]研究发现蓝莓中含有10余种花色苷,其抗氧化活性显著优于VC;田密霞等[12]分析了60 种蓝莓花青素含量与抗氧化的关系,发现蓝莓花色苷含量越高,其抗氧化能力越强;Chorfa等[13]分析了蓝莓中不同花色苷单体的抗氧化活性,发现飞燕草色素-3-半乳糖苷具有最高的清除自由基能力;还有研究发现蓝莓提取物[14]或其他制品[15]的抗氧化能力与多酚和花色苷含量有显著的正相关。这些研究说明蓝莓的抗氧化活性与其富含的多酚和花色苷有很大的关联,因此,学者们开展了蓝莓花色苷和多酚提取工艺[16]、热稳定性[17]、模拟胃肠消化稳定性[18]等方面的研究,发现其在胃消化过程中较稳定,而经小肠消化后,其总酚、总花色苷及抗氧化活性分别降低了42%、67%和28%[19],也有研究发现蓝莓多酚生物活性的改变可能主要在结肠发酵过程中发生的[20]

由于蓝莓具有较好的生物活性,近年来蓝莓栽培面积和产量连年增加。因此,为了延长蓝莓的产业链、提升蓝莓产业的整体效益,开发蓝莓加工产品势在必行。除了功效成分的提取工艺[21]研究外,科研人员还开展了大量蓝莓产品加工工艺的研究,主要产品包括蓝莓汁[22]、发酵酒[23]、蓝莓干[24]、低糖果酱[25]、混合果酱[26]等。花色苷属于热敏感成分,为了抑制花色苷的损失、最大限度地保留加工产品的抗氧化活性,需要开展加工工艺对蓝莓抗氧化活性的影响。王行等[27]研究了蓝莓酒发酵过程中酚类物质和抗氧化活性的变化,Flores等[28]研究了蓝莓花色苷微胶囊体外模拟消化过程的总酚含量和抗氧化活性;Turan等[29]研究利用超声波喷嘴减少蓝莓提取物喷雾干燥过程中活性物质的损失。基于此,本实验开展蓝莓果酱加工工艺对其抗氧化活性的影响研究,以期生产出有较好抗氧化活性的蓝莓果酱。添加抗氧化剂是食品工业领域常用的有益手段,D-异抗坏血酸钠又名赤藻糖酸钠,是一种新型生物型食品抗氧化、护色剂,GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》规定其可在各类食品中根据需要适量添加,研究D-异抗坏血酸钠对蓝莓果酱品质的影响鲜见相关报道。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓:南高丛系列,产自浙江安吉,果实完全成熟;柠檬酸、D-异抗坏血酸钠、果葡糖浆、黄原胶、海藻酸钠(均为食品级) 市售。

1.2 仪器与设备

DS-1型打浆机 上海标本模型厂;101-3型电热鼓风恒温干燥箱 杭州蓝天化验仪器厂;BS 200S-WEI型电子天平 美国赛多利斯有限公司;FiveEasy型实验室pH计 美国梅特勒有限公司;ColorQuest XE型测色色差仪 美国Hunter Associates Laboratory公司;UV-1800紫外-可见分光光度计 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 蓝莓果酱生产工艺及操作要点

图1 蓝莓果酱加工工艺流程
Fig.1 Flow chart for processing blueberry jam

表1 蓝莓果酱的配方
Table 1 Formulation of blueberry jam

蓝莓果酱的生产工艺流程见图1,配方见表1,主要的操作要点如下:选果、清洗:选用完全成熟的蓝莓果实,剔除病虫害果和腐烂果,清洗后沥干水分;打浆:采用DS-1型打浆机对蓝莓打浆60 s。

增稠剂的使用:增稠剂与少量白砂糖混合后用少量热水溶解;调配及煮制:将蓝莓果浆、溶解充分的增稠剂、白砂糖、果葡糖浆、柠檬酸投入锅中煮制,缓慢搅拌至白砂糖、柠檬酸充分完成溶解,此时温度约为50 ℃,继续加热升温至80 ℃,灌装、封盖;装果酱的玻璃瓶和瓶盖需洗净;杀菌、冷却:将玻璃瓶置于85 ℃水浴杀菌20 min,取出后用流动水迅速冷却至室温。

1.3.2 总酚含量的测定

取5 g左右的果酱混合物,用10 倍的60%乙醇溶液提取3 次,合并提取液用于测定,总酚和花色苷的含量换算成添加到果酱的新鲜蓝莓的量。总酚含量的测定采用福林-酚试剂法,取1 mL稀释过的样品加到25 mL比色管中,加9 mL蒸馏水,0.5 mL福林-酚试剂,5 min后加入5 mL 5% NaCO3溶液,蒸馏水定容,反应60 min,在波长750 nm处测定吸光度。鲜果环节换算成添加到果酱后的含量,打浆环节按照表1的配方添加其他成分后再测定,花色苷含量测定同上述步骤。

1.3.3 花色苷含量的测定

样品处理同1.3.2节,花色苷含量的测定采用pH示差法[30],各取1 mL样品分别加入9 mL pH 1.0的缓冲液(KCl-HCl)和pH 4.5的缓冲液(NaAc-HCl),分别在波长510 nm和700 nm处测得其吸光度。

1.3.4 抗氧化活性的测定

DPPH自由基清除率的测定:称取适量DPPH,用无水乙醇溶解,配成DPPH母液;使用时用无水乙醇稀释,并使溶液吸光度在0.7左右。样品处理同1.3.2节,取0.1 mL提取液及3.9 mL DPPH溶液置于一具塞试管中,摇匀,放置30 min,以无水乙醇为空白,于波长517 nm测其吸光度Ai,按公式(1)计算清除率:

式中:A0为0.1 mL无水乙醇加3.9 mL DPPH溶液的吸光度;Ai为0.1 mL待测液加3.9 mL DPPH溶液的吸光度;Aj为0.1 mL待测液加3.9 mL无水乙醇的吸光度。

ABTS·清除率的测定:将果酱乙醇提取液过滤,取0.1 mL,加入4 mL的ABTS反应液,立即计时,摇匀,避光反应6 min,反应结束后在波长734 nm处测定吸光度(A)。另外设一空白(A0),样品液用无水乙醇代替。按公式(2)计算ABTS·清除率:

测定鲜果环节抗氧化活性时按照蓝莓果浆的量添加2/3的水,打浆环节按照表1的配方添加其他成分后再测定。

1.3.5 产品贮藏稳定性测定

按照表1的配方工艺,分别生产一批不添加抗氧化剂和一批添加抗氧化剂的蓝莓果酱,用310 g的玻璃瓶包装,将产品置于37 ℃恒温箱中加速破坏实验,每隔5 d取样一次,测定样品的总酚、花色苷、L*、a*、b*值。比较添加抗氧化剂果酱与非添加果酱的区别,每次取样取3 瓶平行实验。

2 结果与分析

2.1 蓝莓果酱各加工环节总酚和花色苷含量的变化

如图2所示,蓝莓中的总酚和花色苷在各个加工环节都有损失,呈现逐渐下降的趋势。在打浆阶段,蓝莓的总酚基本没有损失,而在随后的调配、灌装和杀菌阶段呈现加速损失的趋势,损失率分别为13.75%、21.06%和22.0%,杀菌冷却至成品的损失率为7.64%,以添加的蓝莓鲜果为基质,成品中蓝莓的总酚含量为278.6 mg/100 g,为蓝莓鲜果原料的48.77%。在打浆和调配阶段,蓝莓的花色苷损失较少,损失率分别为2.01%和9.55%,但是在随后的灌装、杀菌、杀菌后冷却阶段损失较多,损失率分别为18.91%、31.51%和14.91%,以添加的蓝莓鲜果为基质,最终产品中蓝莓的花色苷含量为143.2 mg/100 g,为蓝莓鲜果原料的43.82%。

图2 各加工环节总酚和花色苷含量的变化
Fig. 2 Changes in total phenol and anthoacyanin contents during processing of blueberry jam

2.2 蓝莓果酱各加工环节抗氧化活性的变化

图3 各加工环节抗氧化活性的变化
Fig. 3 Change in antioxidant activity during processing of blueberry jam

如图3所示,随着加工进程的推进,蓝莓果酱半成品或者果酱的抗氧化活性逐步降低,但是降低的幅度在各个加工环节有所区别,基本上与总酚和花色苷的降低具有较好的相关性。蓝莓鲜果提取物对DPPH自由基和ABTS·的清除率分别为87.3%和86.4%,最终产品的自由基清除率分别为45.7%和44.2%,两者相差不大,并且都是蓝莓鲜果自由基清除能力的一半左右。

2.3 添加抗氧化剂后蓝莓果酱总酚和花色苷含量的变化

图4 添加D-异抗坏血酸钠后总酚和花色苷含量变化
Fig. 4 Change in total phenol and anthocyanin contents during processing of blueberry jam with added sodium D-isoascorbate

如图4所示,即使添加了抗氧化剂,随着加工进程的进行,蓝莓的总酚和花色苷含量依然呈现逐步下降的趋势,但是相对于未添加D-异抗坏血酸钠的果酱而言,总酚和花色苷的损失率有所降低。从图4可知,蓝莓鲜果的总酚和花色苷含量分别为564.2、345.7 mg/100 g,产品中两者的含量分别为353.6 mg/100 g和204.1 mg/100 g,而未添加抗氧化剂的蓝莓果酱的总酚和花色苷含量分别为278.6、143.2 mg/100 g,因此总酚含量提高了26.92%,花色苷含量提高了42.53%。

2.4 添加抗氧化剂后蓝莓果酱抗氧化活性的变化

图5 添加D-异抗坏血酸钠后蓝莓果酱抗氧化活性的变化
Fig. 5 Change in antioxidant activity during processing of blueberry jam with added sodium D-isoascorbate

如图5所示,即使添加了抗氧化剂,随着加工进程的进行,蓝莓对DPPH自由基和ABTS·的清除能力依然呈逐步下降的趋势,但是相对于未添加D-异抗坏血酸钠的果酱而言,下降程度有所降低。蓝莓鲜果提取物对DPPH自由基和ABTS·的清除率分别为87.1%、86.1%,杀菌后冷却的产品对两者的清除率分别为56.3%和53.7%,而未添加抗氧化剂的蓝莓果酱产品对两者的清除率分别为45.7%和44.2%(图3),即表明添加抗氧化剂后蓝莓产品对DPPH自由基和ABTS·的清除能力分别提高23.19%和21.49%。分析原因,一方面是D-异抗坏血酸钠能够延缓蓝莓总酚和花色苷的降解,使得产品中总酚和花色苷的含量增加,另一方面D-异抗坏血酸钠本身即具备很好的抗氧化活性,因此通过添加能够很好地提高蓝莓果酱功能性成分的保留和抗氧化活性的提高。

2.5 蓝莓果酱品质稳定性实验

如图6A所示,无论是否添加了抗氧化剂D-异抗坏血酸钠,蓝莓果酱总酚含量逐步降低,主要是温度促进了总酚的降解。未添加D-异抗坏血酸钠的蓝莓果酱,产品的初始总酚含量为163.8 mg/100 g,保温实验5 周后的总酚含量为93.7 mg/100 g,降低了42.96%;添加D-异抗坏血酸钠的蓝莓果酱,产品的初始总酚含量为208.1 mg/100 g,保温实验5 周后的总酚含量为157.6 mg/100 g,降低了24.27%。可见,D-异抗坏血酸钠除了提高果酱产品的总酚含量之外,还能有效抑制产品在存放过程中总酚的降解。如图6B所示,不论是否添加了抗氧化剂D-异抗坏血酸钠,蓝莓果酱花色苷含量逐步降低,主要是高温促进了花色苷的降解。未添加D-异抗坏血酸钠的蓝莓果酱,产品的初始花色苷含量为84.2 mg/100 g,保温实验5 周后的花色苷含量为41.6 mg/100 g,降低了50.59%;添加D-异抗坏血酸钠的蓝莓果酱,产品的初始花色苷含量为120.1 mg/100 g,保温试验5 周后的花色苷含量为80.6 mg/100 g,降低了32.89%。可见,D-异抗坏血酸钠除了提高果酱产品的花色苷含量之外,还能有效抑制产品在存放过程中花色苷的降解,维持产品相对较高的花色苷含量。

图6 蓝莓果酱总酚(A)和花色苷(B)含量变化
Fig. 6 Changes in total phenol and anthocyanin contents during storage of blueberry jam with and without added sodium D-isoascorbate

表2 蓝莓果酱色泽的变化
Table 2 Color change during storage of blueberry jam

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05);大写字母不同表示未添加抗氧化剂和添加抗氧化剂之间差异显著(P<0.05)。

如表2所示,随着贮藏时间的延长,L*和a*值逐渐降低,b*值呈现无规律的变化。感官分析表明,随着贮藏时间的延长,蓝莓果酱鲜亮的颜色褪色,酱体颜色发暗;红色缓慢退去,红度降低。未添加抗氧化剂的果酱恒温箱存放5 周后,白度降低35.2%,红度降低58.1%;添加抗氧化剂的果酱恒温箱存放5 周后,白度降低27.24%,红度降低46.75%,综合而言,添加抗氧化剂的果酱的褪色程度比未添加的果酱约降低了21.07%。

3 结 论

在从蓝莓鲜果到加工成果酱的打浆、调配、灌装、杀菌等加工环节,蓝莓总酚、花色苷含量逐渐下降,对DPPH自由基、ABTS·的清除率也逐渐降低。在添加了抗氧化剂D-异抗坏血酸钠后,虽然上述指标也呈下降的趋势,但是降低程度有所减缓,产品的总酚含量和花色苷含量分别提高了26.92%和42.53%;对DPPH自由基和ABTS·的清除能力分别提高了23.19%和21.49%;保温实验表明,添加抗氧化剂的果酱褪色程度比未添加的果酱约降低了21.07%。

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Effect of Sodium D-Isoascorbate on the Quality of Blueberry Jam

XIA Qile, CHEN Jianbing, GAO Haiyan*, XING Jianrong
(Key Laboratory of Post-Harvest Handling of Fruits, Ministry of Agriculture, Key Laboratory of Fruits and Vegetables Postharvest and Processing Technology Research of Zhejiang Province, Key Laboratory of Fruits and Vegetables Postharvest and Processing,China National Light Industry, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)

Abstract:In order to improve the quality of blueberry jam during its processing, changes in anthocyanin content, total phenol content and 1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl (DPPH) and 2,2’-amino-di(3-ethyl-benzothiazoline sulphonic acid-6)ammonium salt (ABTS) radical scavenging activities of blueberry jam at different stages of processing such as pulping,formulation, filling and sterilization were detected. The effect of added sodium D-isoascorbate on the functional components of blueberry jam was studied as well as its inhibitory effect on the loss of antioxidant activity. Meanwhile, changes in anthocyanin content, total phenol content, and L*, a* and b* values were measured during storage. Anthocyanin content,total phenol content and antioxidant activity gradually decreased during the whole production process. This decrease was slowed down by addition of sodium D-isoascorbate. During incubation at constant temperature, the degree of fading was reduced by about 21.07% by adding sodium D-isoascorbate. Thus, addition of sodium D-isoascorbate can improve the nutritional quality and stability of blueberry jam and prolong its shelf life.

Keywords:sodium D-isoascorbate; blueberry jam; quality; total phenol; anthocyanin

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802004

中图分类号:TS255.43

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2018)02-0020-05

引文格式:夏其乐, 陈剑兵, 郜海燕, 等. D-异抗坏血酸钠对蓝莓果酱品质的影响[J]. 食品科学, 2018, 39(2): 20-24.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802004. http://www.spkx.net.cn

XIA Qile, CHEN Jianbing, GAO Haiyan, et al. Effect of sodium D-isoascorbate on the quality of blueberry jam[J]. Food Science,2018, 39(2): 20-24. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802004. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2017-03-29

基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303073);浙江省重大科技专项重点农业项目(2014C02024);

浙江省农业科学院创新能力提升工程项目(2014CX011)

第一作者简介:夏其乐(1979—),男,副研究员,硕士,研究方向为果品加工与综合利用。E-mail:cookxql@163.com

*通信作者简介:郜海燕(1958—),女,研究员,博士,研究方向为农产品物流与保鲜加工。E-mail:spsghy@163.com