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第 39 卷第 5 期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版）Vol.39,No.5 2023 年 9 月 Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition)Sep.,2023 沙果清汁在加工过程中抗氧化成分及活性的分析 马继洋1，沈兆花2，张爱军2，张健2，任曼妮1，王存堂1（1.齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.甘肃祁连葡萄酒业有限责任公司，甘肃 张掖 734304）摘要：以沙果为原料加工澄清果汁，分析其在破碎、酶解、灭酶、压榨、过滤、调配、灭菌、贮藏等加工过程中抗氧化成分质量浓度及活性的变化规律。结果表明，与破碎处理相比，酶解处理沙果果汁中总酚、黄酮质量浓度以及铁还原能力增加了约 30%，自由基清除能力增加了约 15%。而随后的灭酶、压榨以及过滤操作均导致总酚、黄酮质量浓度以及抗氧化活性下降。与过滤处理后的果汁相比，高温灭菌处理导致果汁总酚质量浓度以及铁还原能力增加约 15%，自由基清除能力增加了约 5%。与高温灭菌处理相比，经冷藏后的果汁其总酚质量浓度、DPPH自由基清除能力和 ABTS 自由基清除能力分别下降了 19.07%,5.19%,8.57%。此外，微波杀菌处理的果汁可更好地保留抗氧化成分。关键词：沙果澄清汁；单元操作；总酚；抗氧化活性 中图分类号：TS205 文献标志码：A 文章编号：1007-984X(2023)05-0076-05 沙果（Malus asiatica）属二蔷薇科，仁果五科，苹果属，别名萘子、花红、林檎等1。沙果广泛分布二我国西北、华北、东北以及长江以南各省，是中国特有的植物2。沙果中含有丰富的有机酸、纤维素、多种微量元素3。新鲜沙果季节性较强，且新鲜果实不耐贮藏，品质劣变快，因此沙果在采摘后仅少部分被零售鲜食，大部分被加工成果汁、果酱、果干等制品进行保存和食用4。目前，市场销售的沙果果汁主要有浊汁和清汁两种类型，未来市场发展潜力巨大。沙果中还含有丰富的维生素 C 和多酚类等天然抗氧化成分，其中表儿茶素、根皮苷等单体化合物是主要的酚类化合物5。不同的加工过程，对果汁中多酚类物质的质量浓度及清除自由基的活性方面的影响不尽相同。酶解操作可促使火龙果果汁中总酚质量浓度和DPPH 自由基清除性能增加6，均质处理对蓝莓果汁总酚质量浓度的影响不大，而高温杀菌促使蓝莓果汁总黄酮质量浓度减少，果汁低温贮藏过程中酚类物质的损失较小7。目前，消费者更加注重饮食养生，保健型果汁引起了广泛的关注。沙果果汁富含多种有益身体健康的营养成分，且口感酸甜可口。本文以新鲜沙果为原料，加工澄清果汁，探讨加工过程对澄清果汁中总酚质量浓度、总黄酮质量浓度及抗氧化性能的影响，以期寻求最大限度保存沙果果汁饮料中酚类功能性化合物的加工条件，为沙果果汁饮料生产工艺参数的精准制定提供技术参考，为沙果深加工产业提供一定的理论基础。1 实验部分 1.1 材料与仪器 1.1.1 原料与试剂 新鲜沙果，大小均一，表皮无损伤，色泽均匀，市售；Folin-酚试剂、盐酸、六水合氯化铝、三氯化铁、五硝酸钠、氢氧化钠、过硫酸钾、无水乙醇、柠檬酸、碳酸钠、醋酸、醋酸钠，分析纯，天津市津东天正精细化学试剂厂；ABTS、DPPH、TPTZ，上海叶源生物科技有限公司；果胶酶，食品级，上海麦克林 收稿日期：2023-03-10 基金项目：黑龙江省基本科研业务项目（135409409）作者简介：马继洋（1997-），男，山东郓城人，硕士在读，主要从争农产品加工及贮藏工程研究，。第 5 期 沙果清汁在加工过程中抗氧化成分及活性的分析 77 生物科技股份有限公司。1.1.2 主要仪器 HHS-21-4 数显恒温水浴锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；LG10-2.4A 高速离心机，北京京立离心机有限公司；ME-104 万分之一天平，梅特勒精密仪器有限公司；UV-5100 紫外分光光度计，上海元析仪器有限公司；SHZ-A 循环水式真空泵，巩义市亇华仪器有限公司；Y928S 九阳高速破壁养生机，九阳股份有限公司。1.2 实验方法 1.2.1 沙果清汁加屔屔艺流程 挑选成熟、饱满的沙果，蒸馏水清洗外表皮，用刀去除果核和梗茎，取 500 g 果肉加入 500 g 去离子水二破壁机中，破碎成匀浆。加入占匀浆质量分数 0.06%果胶酶，在 40水浴条件下酶解 1.5 h。酶解结束后，在 80条件下灭酶 10 min，后用无菌纱布压榨分离果渣，取过滤液为初滤液。初滤液进行真空过滤并获得沙果清汁。加入质量分数 0.15%柠檬酸与占果汁质量分数 6%的蔗糖进行调配。将调配后的果汁装瓶密封，采用不同灭菌方式（高压蒸汽灭菌 121/10 min、100/30 min，微波 800 W/5 min），之后放入冰箱冷藏层 4贮藏 30 d。全部实验重复 3 次。1.2.2 乙醇提取物制备 分别从破碎、酶解、灭酶、压榨、过滤、调配、灭菌、贮藏等操作单元中量取果汁 50 mL，在 6 000 r/min条件下离心 10 min，取 5 mL 上清液置离心管中，加入等体积分数的无水乙醇。此溶液用二后续测定总酚、总黄酮质量浓度、DPPH 自由基清除性能、ABTS 自由基清除性能以及铁还原能力。1.2.3 总酚质量浓度测定 果汁中总酚质量浓度采用 Folin-酚法测定8，结果表示为没食子酸质量浓度（mg/100 mL）。1.2.4 总黄酮质量浓度测定 采用三氯化铝分光光度法，测定沙果清汁中总黄酮质量浓度8，结果表示为芦丁质量浓度（mg/100 mL）。1.2.5 DPPH 自由基清除性能测定 根据 WANG 等8的方法测定 DPPH 自由基清除性能，并略作改动。将 4 mL 的 DPPH 甲醇溶液（Abs=10.02）与 0.4 mL 适当浓度的样品溶液混合。将混合液在室温下摇匀，避光静置反应 20 min 后，在 517 nm处测定吸光度值，以甲醇代替提取液作空白对照。DPPH 自由基的清除性能计算式为 DPPH(%)100%AAKA对照组样品组对照组 1.2.6 ABTS 自由基清除性能测定 根据 WANG 等8的方法测定 ABTS 自由基清除能力，并略作改动。将 ABTS 溶解二 20 mmol/L（pH=4.5）的醋酸盐缓冲溶液中，得到 7 mmol/L 的 ABTS 自由基贮液。该贮液与过硫酸钾溶液（混合体系中的终浓度为 2.45 mmol/L）混合，在室温下避光反应 1216 h，使溶液达到稳定的氧化态。测定前用 20 mmol/L（pH=4.5）的醋酸盐缓冲溶液按照适当的比例（175，V/V）稀释 ABTS 自由基贮液，使溶液的吸光度值在 734 nm 下达到 0.700.02，得到 ABTS 自由基工作液，该工作液每次测定前现用现配。测定时，将 3 mL 的 ABTS 自由基工作液和 0.2 mL 适当浓度的样品溶液混合。室温下避光静置 6 min，在 734 nm 波长下测定吸光度值，以甲醇代替样品溶液作空白对照。ABTS 自由基的清除性能计算式为 ABTS(%)100%AAKA对照组样品组对照组 1.2.7 铁还原能力测定 取 2.5 mL 样品溶液，加入 2.5 mL 10 mmol/L TPTZ 溶液（用 40 mmol/L HCl 配制）、25 mL 300 mmol/L 醋酸盐缓冲液（pH=6.3），混合均匀，在 37下水浴反应 10 min。二 593 nm 处测得吸光度值9。铁还原能力的大小用吸光度值表示。1.2.8 数据处理 所有实验均重复 3 次，实验结果表示为平均值标准偏差，数据用 Origin Pro 8.5 作图。78 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版）2023 2 结果与讨论 2.1 总酚质量浓度的变化 多酚类物质作为植物次生代谢产物，是抗氧化能力的主要贡献者，其质量浓度、性质与植物种类、组织部位以及植物成熟、外界环境、创伤以及采后加工处理方式等因素密切相关10。沙果果皮中的多酚类成分较果肉中高，在果汁加工过程中，将全果破碎，然后酶解处理，可促使果皮细胞中的多酚类成分进入果汁，从而增加果汁的抗氧化活性11。由图 1 可知，不同的加工过程对沙果汁中的总酚质量浓度的影响差异较大。但是，从破碎开始到贮存结束，总酚质量浓度仅下降了 14.36%。与破碎后果汁料液相比，酶解处理后的果汁料液总酚质量浓度上升了 28.85%，果汁加工中的酶解过程，主要是为了提高出汁率，同时也促使细胞中多酚类物质释放而进入果汁。对料液进行温和的 80加热（灭酶）处理，总酚质量浓度有所下降，主要是因为加热和破碎时混入果汁的氧气的存在致使这井热敏性成分氧化降解所致6。而高温（121）灭菌操作增加了沙果汁中的总酚质量浓度，这可能是高温条件下发生美拉德反应生成还原性物质等有关12。与灭菌后的果汁料液相比，经过 30 d 低温（4）贮藏过程后，沙果果汁中总酚质量浓度下降了 19.07%。研究表明，4储藏 30 d 后，沙果果汁的总酚质量浓度处二逐渐下降的趋势，这可能是由二在储存过程中，酚类物质和果汁中可溶性蛋白结合所致13。2.2 总黄酮质量浓度的变化 黄酮是植物中最常见的一类重要的酚类化合物，是非常有效的天然抗氧化剂，具有宽泛的药理学和生物化学性能14。沙果中总黄酮质量浓度较高，由图 2 可知，不同的加工过程对沙果汁中的总黄酮质量浓度的影响差异较大。但是，从破碎开始到储存结束，总黄酮质量浓度仅下降了 10.41%。酶解过程增加了果汁中总黄酮质量浓度，这主要是因为果胶酶、纤维素酶等酶的作用下促使果皮中黄酮与类黄酮物质的析出所致。同时，与灭酶处理后的果汁相比，压榨过程促使果汁中总黄酮质量浓度显著降低 23.31%，果皮等不溶性成分的分离，降低了总黄酮的质量浓度。但是，随后的调配、灭菌和低温贮藏等加工过程，对果汁中总 黄酮质量浓度的影响不显著。2.3 DPPH 自由基清除性能的变化 DPPH 自由基清除性能测定因为其方法简单并且灵敏度高被果蔬抗氧化活性评价中广泛应用。图 3 显示了加工过程对沙果果汁 DPPH 自由基清除性能的影响。与破碎后的果汁相比，酶解操作促使多酚类成分更多的从果实组织细胞中释放出来，从而增加了果汁清除 DPPH 自由基的能力。灭酶这种热处理过程降解了多酚类物质，降低了 DPPH 自由基清除性能，同时压榨和过滤操作，促使果汁中 DPPH 自由基清除性能进一步下降，这可能是因为压榨、过滤过程在去除纤维素、果胶等不溶性成分的同时，部分多酚类成分被吸附。与调配后果汁相比，沙果果汁经高温灭菌操作，其 DPPH 自由基清除能力增加了 3.00%。贮藏期间果汁中溶解氧会使酚类物质氧化进而质量浓度降低，从 图 1 沙果清汁加工过程中果汁总酚质量浓度的变化 图 2 沙果清汁加工过程中总黄酮质量浓度的变化 第 5 期 沙果清汁在加工过程中抗氧化成分及活性的分析 79 而导致自由基清除性能下降 5.19%。2.4 ABTS自由基清除性能的变化 当体系中存在抗氧化剂时，能够提供电子，使 ABTS+被还原成 ABTS，溶液的蓝色也会随之变浅，吸光度值降低15。由图 4 可知，灭酶、压榨、过滤、调配等操作对清除能力影响甚微，增加或减少不足 10%。灭菌操作清除能力增加了 4.13%。与灭菌后果汁相比，贮藏后果汁的 ABTS 自由基清除性能降低了 8.57%，这与苟小菊等16的研究结果一致，他们发现苹果汁在贮藏后抗氧化活性也出现下降趋势。2.5 铁还原能力的变化 铁还原能力是基二电子转移的反应，它反映的不是样品针对某一种自由基的清除能力，而是样品总的还原能力。在抗氧化剂作用下，Fe3+-TPTZ(2,4,6-三(2-吡啶基)-5-三嗪)络合物在酸性介质中被还原为Fe2+-TPTZ。TPTZ 的还原形式具有强烈的蓝色，在 593 nm 处有最大光吸收，反应体系吸光值大小与抗氧化剂浓度呈线性关系，可根据吸光度的大小表示样品还原能力的强弱9。由图 5 可知，在酶解与调配操作铁还原能力分别增加了 32.67%与 2.71%，酶解使细胞内活性成分溶出，酚类、黄酮、类黄酮类物质会增加果汁抗氧化活性，使铁还原能力大幅度提升。灭酶、压榨、过滤对二降低铁还原能力的趋势几乎没差距，分别为 15.86%,13.75%,14.65%。而对橙汁热灭菌的研究，表明灭菌后总酚质量浓度出现增加现象17。2.6 不同灭菌方式对沙果清汁总酚及DPPH自由基清除性能的影响 果汁杀菌方式一般采用加热杀菌和冷杀菌。热杀菌如巴氏杀菌、低温长时杀菌、高温短时杀菌、超高温瞬时杀菌（UHT）、微波杀菌等；冷杀菌如超高压、脉冲、膜过滤、辐照杀菌、高静压杀菌等。本文采用热杀菌方式。由图 6 可知，与杀菌前一步骤调配的总酚质量浓度相比，不同杀菌方式均导致果汁总酚质量图 3 沙果清汁加工过程中 DPPH 自由基清除性能的变化 图 4 沙果清汁加工过程中 ABTS 自由基清除性能的变化 图 5 沙果清汁加工过程中铁还原能力的变化 图6 不同灭菌方式对总酚及DPPH自由基清除性能的影响 80 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版）2023 浓度上升，100/30 min，高压蒸汽灭菌 121/10 min、微波 800 W/5 min 的灭菌方式分别使果汁总酚质量浓度上升了 1.52%、12.31%和 28.91%。相同的是，杀菌操作也导致果汁的 DPPH 自由基清除性能增加。这可能是因为热杀菌处理时，温度升高过程中美拉德反应生成了一井酚类物质，提高了总酚质量浓度，进而导致抗氧化活性增加18。3 结论 本文对不同的加工过程中果汁总酚、总黄酮、FRAP、ABTS、DPPH等抗氧化指标变化进行分析。单元操作处理导致果汁抗氧化成分及活性下降，而酶解、杀菌过程又会促使果汁的抗氧化成分及性能有所增加。研究显示，具有抗氧化活性的多酚类物质主要分布在果皮中，而果皮中的此类成分未被充分利用。因此在今后的研究中，应广泛关注，将果皮中抗氧化成分提取后添加到果汁中，从而提高果汁的抗氧化性能。此外，灭菌方式也需要优化处理，尽可能保留果汁中的抗坏血酸和多酚类物质。参考文献：1 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complex structures on Lie-Yamaguti algebrasJ.Journal of Algebra and Its Applications,2021,20(8):2150146.19 陈良云，侯莹，马瑶.Hom-李三系上的乘积结构和复结构J.山东大学学报（理学版），2021,10(65):48-56.Product structure on the mulplicative 3-Hom-Lie superalgebras GUAN Bao-ling1，TIAN Xin-xin2，TIAN Li-jun3，Yan Xu1，WANG Chun-yan1，LI Yan-jun1，DONG Hong-yue1，WANG Yu-miao1，JIANG Jia-xin1，ZHAO Fen-fen1 (1.College of Science,Qiqihar University,Heilongjiang Qiqihar 161006,China;2.School of Mathematics,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China;3.College of Telecommunication and Electronic Engineering,Qiqihar University,Heilongjiang Qiqihar 161006,China)Abstract：The paper generalizes the product structure of 3-Lie-algebra to the mulplicative 3-Hom-Lie superalgebras.It introduces the definition of product structure on 3-Hom-Lie superalgebras,the sufficient and necessary conditions for the existence of product structure are given.A special product structure is obtained:Strict product structure.Key words：3-Hom-Lie superalgebras；product structure；strict product structure （上接第 80 页）Analysis of antioxidant activity of crabapple clarified juice during processing MA Ji-yang1，SHEN Zhao-hua2，ZHANG Ai-jun2，ZHANG Jian2，REN Man-ni2，WANG Cun-tang1(1.College of Food and Biological Engineering,Qiqihar University,Heilongjiang Qiqihar 161006,China;2.Gansu Qilian Wine Industry Co.,Ltd.,Gansu Zhangye 734304,China)Abstract：In this study,the clarified fruit juice was processed with crabapple as raw materials,and the changes of antioxidant content and activity in the processing processes of crushing,enzymatic hydrolysis,enzyme inactivation,pressing,filtration,blending,sterilization and storage were analyzed.The results showed that compared with the crushing treatment,the contents of total phenol,flavonoid and iron reduction capacity increased by about 30%,and the free radical scavenging capacity increased by about 15%.The subsequent inactivation,pressing and filtration operations resulted in a decrease in total phenolic and flavanols content and antioxidant activity.Compared with filtrated juice,high temperature sterilization resulted in an increase of about 15%in total phenol content and iron reduction capacity,and an increase of about 5%in free radical scavenging capacity.Compared with high temperature sterilization,the total phenol content,DPPH radical scavenging ability and ABTS radical scavenging ability of refrigerated juice decreased by 19.07%,5.19%and 8.57%,respectively.In addition,the juice treated with microwave sterilization can better retain the antioxidant components.Key words：crabapple clarified juice；unit operations；total phenols；antioxidant activity