基于清洁标签理念提高苹果浊汁品质的研究

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鲜榨苹果汁的稳定性及多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)主导的酶促褐变是限制非浓缩还原(not from concentrate,NFC)苹果汁产业发展的两大重要因素。传统的物理和化学方法容易存在安全性差、提取困难、风味损失严重等问题。因此本文基于清洁标签理念选取山楂和沙棘作为天然配料添加至苹果汁,探究其代替传统添加剂改善苹果汁稳定性和控制酶促褐变的潜力;同时基于改善后的复合果汁产品,研究在实际加工中最常用的两种热杀菌方式-巴氏杀菌和超高温瞬时灭菌(ultra-high temperature,UHT)对复合浊汁品质的影响。主要研究内容和结果如下:1、山楂中果胶含量及粘度高,有作为天然稳定剂的潜力,故本研究分别用2%、4%和6%(W/W)山楂鲜果与苹果混合榨汁,探究山楂对苹果汁的稳定性改善效果。结果表明山楂能有效改善果汁悬浮稳定性,抑制果汁分层,山楂添加显著提升果汁样品云度稳定性、云度值、加速离心稳定性及表面粘度,降低苹果汁样品离心沉淀率;分析过程中发现山楂添加量高于6%(W/W)时出现凝胶现象,对凝胶后的样品进行流变分析和质构分析,结果显示样品的流变特性稳定,凝胶强度和凝胶能力基本随山楂添加量的增加而增大。因此,添加2%-6%的山楂能有效提升苹果汁稳定性,含量高于6%时有作为新型果冻类产品的潜力。2、沙棘中抗氧化物质丰富,有作为高效褐变抑制剂的潜力,故本研究分别将3%、5%和7%(W/W)沙棘汁添加至苹果汁,探究沙棘对苹果汁的抗褐变效果。研究表明,沙棘能有效控制果汁褐变并抑制苹果汁PPO活性,沙棘-苹果汁复合样品中多酚氧化酶活性及褐变程度随沙棘含量上升而显著降低;分析可知沙棘中抗坏血酸含量高达480 mg/100 g,是沙棘抑制苹果汁褐变及PPO活性的主要因素,但沙棘的抗褐变效果强于等量外源抗坏血酸的添加;通过UHPLC-QE-MS鉴定出沙棘中17种酚酸和黄酮类物质,PPO抑制实验表明香豆酸、异鼠李素、杨梅素、槲皮素是有效的PPO抑制剂,其中槲皮素展现出最强的抑制效果(IC50=10.23μmol/L)。由此推断沙棘对苹果汁的有效抑制主要由抗坏血酸和槲皮素等酚类抑制剂共同作用导致。因此沙棘可作为一种天然的高效褐变抑制剂,在果汁及果泥等产品中具有较强的应用前景。3、在前两章的基础上,选择4%(W/W)的山楂和5%(W/W)的沙棘添加至苹果浊汁中,得到复合浊汁产品。研究了巴氏杀菌(90℃/180 s)和UHT(121℃/5s)两种热杀菌方式对浊汁产品品质的影响。具体结果为:热杀菌可将PPO完全灭活,但会加深浊汁褐变并降低稳定性;热杀菌对理化性质的影响主要体现在总酚和抗坏血酸含量的降低;UHT对4℃和25℃储存下的果汁样品灭菌效力均远超巴氏杀菌,UHT组能够分别保持在8周(4℃)和21(25℃)天内的微生物安全,而巴氏杀菌组分别在3~5周(4℃)和10-21天(25℃)时微生物安全性受到破坏;对比来说,UHT能更大限度保留苹果浊汁的香气成分,满足清洁标签理念。因此,除冷链21天保质期的短期贮藏产品适宜选用巴氏杀菌,其他应用场景选用UHT更为安全。
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