滇橄欖還原果汁質(zhì)量優(yōu)化的工藝：主成分分析平臺與非酶褐變動力學(xué)

滇橄欖(Phyllanthus emblica Linn.)又稱余甘子、印度醋栗、庵摩勒等，是大戟科葉下珠屬的藥食同源植物[1]；其新鮮果實口感清脆，初嘗酸澀但回甘生津，風(fēng)味獨特。滇橄欖具有抗氧化、抗癌、抗菌、抗病毒、降血脂、降膽固醇、降血糖、降血壓、改善記憶、延緩衰老等多種功效，這些功效與滇橄欖果肉中豐富的酚類化合物、維生素C、碳水化合物及氨基酸等營養(yǎng)成分有關(guān)[2-4]。

即飲功能性還原果汁是熱門的飲料產(chǎn)品，滇橄欖果汁含有豐富的抗氧化多酚及維生素C，具有開發(fā)為功能性即飲果汁的潛力。工業(yè)上濃縮果汁的制作過程是將果實壓榨、殺青、濃縮、包裝、貯藏、運輸，在商店稀釋還原成即飲果汁供消費。滇橄欖果汁殺青后在冷凍貯藏過程中相當穩(wěn)定，但在還原成即飲果汁供應(yīng)消費的短期貯藏過程中并不穩(wěn)定，容易發(fā)生沉淀及褐變現(xiàn)象，其沉淀現(xiàn)象可能與特定多酚(如單寧)、特定有機酸或蛋白質(zhì)等組成[5-7]有關(guān)；其褐變主要為非酶褐變，在低溫或常溫貯藏的情況下，主要為多酚化學(xué)性的氧化縮合反應(yīng)[8-9]和維生素C降解反應(yīng)[10]，產(chǎn)生褐色副產(chǎn)物5-羥甲基糠醛或糖類-蛋白質(zhì)反應(yīng)的美拉德產(chǎn)物。

控制殺青后的滇橄欖還原果汁的短期貯藏過程中的褐變及沉淀現(xiàn)象是相當重要的研究主題，采取低成本、可行性高且多重工藝組合是必然的策略。對富含多酚的果汁飲料而言，降低褐變或沉淀的工藝單元操作包括：沉淀劑處理、冷沉淀處理、酶(例如果膠酶、蛋白酶和單寧酶)處理等[7,11-12]，然而目前尚未見有效控制滇橄欖還原果汁的褐變與沉淀的多重工藝流程的研究報告，更未見完整解析控制其褐變的機理和關(guān)鍵多酚組成的相關(guān)文獻。

因此，本研究目的在探討降低褐變程度的復(fù)合工藝技術(shù)(包括酶、沉淀劑、冷沉淀預(yù)處理和冷藏等)，以褐變動力學(xué)解析去沉淀處理后果汁的褐變速率和半數(shù)貯藏時間，并結(jié)合高效液相色譜分析法(HPLC)及統(tǒng)計學(xué)上主成分分析(principal component analysis，PCA)和正交偏最小二乘法判別分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis，OPLS-DA)，系統(tǒng)性闡明控制該果汁褐變的機理與關(guān)鍵多酚組成分。

1 材料與方法

1.1 材料和設(shè)備

材料：滇橄欖果汁濃縮汁(已經(jīng)殺青不活化多酚氧化酶)，云南貓哆哩集團食品有限責(zé)任公司；果膠酶(S10007，CAS#9032-75-1，500 U/mg)、單寧酶(S10207，CAS#9025-71-2，200 U/g)、沒食子酸、沒食子酸甲酯、鞣料云實素，上海源葉生物科技有限公司；木瓜蛋白酶(CAS#9001-73-4，>6 000 U/mg)，上海沃凱化學(xué)試劑有限公司；CaCl2，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；甲酸，上?；瘜W(xué)泰坦有限公司；甲醇，上海安普實驗科技股份有限公司。

設(shè)備：JXN-26離心機，BECKMAN COULTER公司；752型紫外分光光度計，上海光譜儀器有限公司；CR-400色差儀，KONICA公司；Waters e2695高效液相色譜，沃特世科技(上海)有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 滇橄欖還原果汁的制備

將濃縮果汁稀釋3倍制備成還原果汁，將還原果汁分裝，進行下列4種工藝流程，如圖1所示。

圖1 滇橄欖還原果汁的不同前處理工藝與貯藏條件的流程
Fig.1 Flow charts for various treatments and storage conditions of restored juice from Phyllanthus emblica Linn.fruit 注：“+” 表示添加；“-” 表示未添加

流程Ⅰ為空白組，還原果汁加或不加沉淀劑(0.05% CaCl2)3 h后，離心(6 000 r/min，10 min)，取上清液進行抽濾(定性濾紙102號)，所得濾液裝入螺蓋玻璃試管中(50 mL/管)密封，分兩組在4 ℃冰箱或室溫下貯藏。流程Ⅱ為添加單一酶，加或不加沉淀劑處理組，即還原汁每管先加一種酶(0.01% 質(zhì)量分數(shù)；即果膠酶50 U/g、蛋白酶>600 U/g、單寧酶0.02 U/g)，而后加或不加沉淀劑處理3小時后，離心、過濾及貯藏(同流程Ⅰ)。流程Ⅲ為添加單一酶，加或不加沉淀劑，均進行冷沉淀處理組，即在流程Ⅱ的基礎(chǔ)上，沉淀劑處理之后、離心之前進行冷藏促進沉淀(4 ℃、72 h)并離心去除沉淀物。流程Ⅳ為加復(fù)合酶，加維生素C，加或不加沉淀劑，均進行冷沉淀處理組，即在流程Ⅲ的基礎(chǔ)上，冷沉淀之前加維生素C(0.01%質(zhì)量分數(shù)，下同)，貯藏時采用4 ℃、室溫(25 ℃)和37 ℃ 3種；復(fù)合酶為果膠酶/蛋白酶、果膠酶/單寧酶、蛋白酶/單寧酶或果膠酶/蛋白酶/單寧酶，各種酶的活性同流程I。各流程的各組均兩組平行制備與測定。

1.2.2 褐色指標的測定

將滇橄欖果汁1 mL以去離子水稀釋5倍之后，于420 nm處的測定吸光度(A420)，A420反映褐變程度，簡稱為褐色指標[5,13]。

1.2.3 褐變速率的計算

殺青后的果汁和貯藏過程中的多酚產(chǎn)生化學(xué)性氧化褐變反應(yīng)[14]、維生素C的降解與美拉德反應(yīng)引起的褐變[15-18]皆呈一級反應(yīng)模型，即褐變產(chǎn)物的生成速率為反應(yīng)物濃度的一級反應(yīng)，如方程式(1)[19]所示。

=k·Ct

(1)

式中：Ct，t時間點的反應(yīng)物濃度；k，反應(yīng)速率常數(shù)，d-1，與溫度有關(guān)。因此合理地假設(shè)富含多酚、維生素C與糖類的滇橄欖還原果汁在短期保藏下的初期褐變現(xiàn)象為一級反應(yīng)，褐變中間反應(yīng)物即為中間產(chǎn)物，而且在適當?shù)蜐舛认?，褐色指?A420)與褐色物質(zhì)濃度呈正比[20]。因此可將A420代替濃度代入方程式(1)，簡化并重整得方程式(2)～(3)[19,21]。將kB代入方程式(4)可求得半褐變時間(t1/2)，d。

=kB·At

(2)

(3)

t1/2=ln2/kB

(4)

式中：A0、At,0和t d的褐變值；kB，以褐變值為指標的反應(yīng)速率常數(shù)，d-1，即ln(At/A0)對時間t作圖的斜率；t1/2，半褐變時間，d。動力學(xué)分析的數(shù)據(jù)為4次平行測定的結(jié)果，以減少操作和環(huán)境誤差。

1.2.4 色差值的測定

將滇橄欖果汁1 mL以去離子水稀釋5倍之后，取樣品溶液5 mL于色差儀CR-400中測量CIE色值(L*, a*, b*), 校正白板色度為L=95.22；a=-0.48；b=3.50；測定溫度為室溫。

1.2.5 多酚組成的分析

采用HPLC進行鑒定，流動相A為體積分數(shù)0.4%甲酸水溶液，流動相B為甲醇，色譜柱Waters XSelect CSH C18(4.6 mm×150 mm×3.5 μm)，紫外檢測波長280 nm，柱溫25 ℃，進樣量10 μL，流速0.35 mL/min。梯度洗脫條件：0～6 min，0%～7% B；6～26 min，7%～30% B；26～51 min，30%～80% B；51～60 min，80%～90% B。以Empower軟件進行圖譜處理。滇橄欖原汁取上清液，加體積分數(shù)為90%甲醇稀釋100倍后進行分析。標準品沒食子酸、沒食子酸甲酯和鞣料云實素分別配制為10～250、10～18和10～200 μg/mL的標準溶液進行分析。平行測定3次。所得制標準曲線，得回歸方程為：沒食子酸Y=81 888X-283 060，R2= 0.999；沒食子酸甲酯Y=86 756X-124 285，R2=1.000；鞣料云實素Y=56 540X-319 305，R2=0.996，其中X為標準品質(zhì)量濃度(μg/mL)，Y為峰面積。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理與繪圖

利用Excel 2019進行數(shù)據(jù)平均、線性回歸分析，求得反應(yīng)速率常數(shù)和級數(shù)。SPSS 25中的ANOVA對數(shù)據(jù)進行方差分析。采用Origin pro 8.0進行繪圖和聚類分析。采用SIMCA 14.1進行PCA和OPLS-DA。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一酶、沉淀劑、預(yù)冷沉淀處理與貯藏溫度對滇橄欖還原汁的沉淀與色澤的影響

表1顯示工藝流程I、II和III所探討的工藝因素(酶、沉淀劑、冷沉淀)以及貯藏溫度對還原果汁沉淀與色澤的影響，特別觀察貯藏8～24 d的現(xiàn)象。在無冷沉淀處理下：4 ℃保藏組(第1～8組)在保藏24 d時仍維持原汁的澄清金黃色，L*值為82.97～86.08、a*為-2.26～-1.37、b*為23.98～29.05、褐色指標(A420)為0.573～0.686；有沉淀劑(0.05% CaCl2)組比無沉淀劑組產(chǎn)生明顯較多的沉淀量；且果膠酶和蛋白酶組，加沉淀劑比不加沉淀劑具有較低的b*值與褐色指標。無冷沉淀處理的室溫保藏組(第9～16組)，保藏24 d后的果汁呈黃銅色，L*值為54.19～77.03、a*值為0.81～5.52、b*值為37.42～44.35，褐色指標高達1.683～≥3.000。果膠酶和蛋白酶處理組(除第12組外)的褐色指標低于空白組；單寧酶處理組比其他組具有明顯多的沉淀量、較深的褐色(較低L*值、較高a*和b*值)以及極高的褐色指標。當加上冷沉淀(4 ℃、72 h) 處理并去除沉淀物后的室溫保藏組(第17～24組)，保藏到第8天的沉淀量大部分都高于沒有冷沉淀的室溫保藏組(第9～16組，但第20和24組除外)，色澤呈金黃色，L*、a*與b*值介于無冷沉淀處理的4 ℃和室溫保藏組之間。相較于上述沒有冷沉淀處理的室溫保藏組，冷沉淀處理可使大部分組(第17、20、22～24組)的褐色指標明顯地降低。且對于果膠酶和蛋白酶組，加沉淀劑比不加沉淀劑呈現(xiàn)了較低的b*值與褐色指標。

表1 沉淀劑、酶、冷沉淀以及貯藏溫度對滇澉欖還原果汁的沉淀程度、色差值及褐色指標1的影響
Table 1 Effects of precipitants, single enzymes, cold-precipitation, and storage temperature on the precipitation, colorimetric parameters, and browning index of restored juice from P. emblica fruit

續(xù)表1

注：1 新鮮還原汁的褐變值為1.066；2 第8天觀察沉淀量，-無，+ 輕微，++少量，+++ 中量，++++ 大量；3 第17天測定上清液的色差值；4第24天測定還原汁的A420值

將表1結(jié)果進行聚類分析，結(jié)果如圖2所示，其中1～8組可分為一大類，保藏溫度均為4 ℃；15、16組為一大類，均添加單寧酶、無冷沉淀且室溫保藏，有無添加沉淀劑不影響分類，即沉淀劑的作用不顯著；其他組為一大類，保藏溫度皆為室溫，并可細分為9～14和23～24組小類以及17～22組小類。此聚類分析結(jié)果說明，影響滇橄欖汁還原果汁色澤與褐變的工藝操作的重要性是：保藏溫度>冷沉淀和單寧酶處理>沉淀劑處理。果膠酶或蛋白酶處理須配合4 ℃保藏才有控制褐變的效果；添加單寧酶反而促進褐變和沉淀，不宜采用。冷沉淀配合離心去沉淀的處理有利于降低褐變。沉淀劑(0.05% CaCl2)的添加只對冷藏時的沉淀作用有促進效果，但對色澤無明顯影響。

圖2 不同工藝流程處理的滇橄欖還原果汁的聚類分析圖
Fig.2 Cluster analysis of various restored juices from P. emblica fruit subjected to various processes

2.2 復(fù)合酶、冷沉淀處理與貯藏溫度多重條件對滇橄欖還原果汁沉淀與色澤的影響

澄清工藝流程IV綜合探討添加復(fù)合酶與維生素C(0.01%)、冷沉淀處理和保藏溫度對滇橄欖汁在短期保藏過程中沉淀與褐色指標的影響。表2顯示4種復(fù)合酶組在沒有冷沉淀并離心去沉淀處理時(第C1～C4組)，保藏后仍有明顯的沉淀現(xiàn)象，褐色指標為0.121～0.125 (4 ℃保藏)，0.192～0.245(25 ℃保藏)或0.528～0.576 (37 ℃保藏)。而冷沉淀并離心去沉淀處理時(第C5～C8組)，保藏期的沉淀程度明顯減少，且25和37 ℃保藏組的褐色指標亦明顯低于無冷沉淀處理組。

表2 復(fù)合酶與維生素C并冷沉淀處理對滇橄欖還原果汁在14 d保藏后沉淀與褐色指標的影響
Table 2 Effects of multiple enzymes, vitamin C, and cold-precipitation treatments on the precipitation and browning index of restored juice from P. emblica fruit after 14-day storage

注：1還原汁在0 d時初始褐色指標為(0.148±0.011)；2果=果膠酶，蛋=蛋白酶，單=單寧酶；3代號：-無，+輕微，++少量，+++中量

表3顯示所有4 ℃保藏組的L*，a*和b*值變化范圍分別為85.2～88.1,-1.89～-0.90和22.0～25.0；所有25 ℃保藏組的L*，a*和b*值變化范圍分別為80.1～86.5,-1.50～0.07和26.1～36.2；而所有37 ℃保藏組的L*，a*和b*值變化范圍分別為56.3～74.1, 7.0～22.4和39.8～46.2。4 ℃保藏的樣品皆呈澄清金黃色，37 ℃保藏組呈金黃色，25 ℃保藏組介于兩者之間。色差值的變化趨勢與褐色指標(表2)一致，其褐色指標明顯低于表1的試驗組，可能因為添加維生素C具有抑制多酚褐變的效果，以及表2試驗組的貯藏時間較短。

表3 復(fù)合酶與維生素C并冷沉淀處理對滇橄欖還原汁在14天保藏后色差值的影響
Table 3 Effects of multiple enzymes, vitamin C, and cold-precipitation treatments on the colorimetric parameters of restored juice from P. emblica fruit after 14-day storage

2.3 滇橄欖還原果汁色澤的PCA和OPLS-DA

為了分析不同處理條件對果汁色澤(褐變指標、L*、a*和b*)的重要性，將表2和表3的數(shù)據(jù)進行PCA和OPLS-DA，預(yù)測結(jié)果列于圖3。圖3-a PCA結(jié)果顯示，4 ℃樣品組集中在第二象限，25 ℃組分散在第二、三和四象限，而37 ℃組分兩群集中在第一和第四象限，PC1可解釋96.7%的數(shù)據(jù)變化，而PC2只能解釋3.2%。由圖3-a可知，25和37 ℃組的組內(nèi)差異較大，PCA的PC1和PC2兩主成分不足以對25和37 ℃組作清晰的聚類描述，即未能找出最關(guān)鍵的2個主成分因子，可能因不同條件因素之間有交互作用所致。將上述PCA結(jié)果作為基礎(chǔ)，進行有監(jiān)督模式的OPLS-DA，所得結(jié)果如圖3-b～圖3-d所示。圖3-b清楚地顯示OPLS-DA得分圖可將4、25和37 ℃樣品組清晰的聚類，4 ℃組集中在第四象限，25 ℃組主要集中在第一象限，37 ℃組集中在第三象限；此OPLS-DA模型可解釋97.1%數(shù)據(jù)變化，其中OPLS-DA1(預(yù)測主成分)占95.6%，說明3組之間差異很大；而OPLS-DA2(正交主成分)僅占1.5%，說明組內(nèi)差異很小。當擬合優(yōu)度響應(yīng)變量方差分數(shù)和預(yù)測能力(Q2)的值越接近1時，OPLS-DA模型的有效性越強，和Q2=0.712，因此，該模型具有較強的有效性。表示所有組件可以對數(shù)據(jù)集中97.1%的變化進行建模。主成分1上區(qū)分樣本貢獻比較大的指標為b*，主成分2上為保藏條件4和25 ℃。對OPLS-DA需要進行置換檢驗對模型進行驗證。圖3-c為對模型進行置換檢驗(200次排列實驗)分析的結(jié)果，橫坐標為置換保留度[最右側(cè)的點對應(yīng)的是原始模型的和Q2(0.712)]，縱坐標上的2個截距分別代表Y置換后模型的(0.040 9)和Q2′(-0.356)，Q2′<0沒有過擬合，說明該OPLS-DA擬合具有有效性。圖3-d為所得OPLS-DA模型分析得的果汁色澤變數(shù)的投影變量重要性(variable importance in the projection, VIP)值，其中b*的VIP值為1.60，其次a*(0.83),因此，b*(VIP>1)是3種貯藏溫度(4、25和37 ℃)樣品組之間差異最大的指標。

a-PCA圖；b-OPLS-DA圖；c-OPLS-DA模型的置信檢驗結(jié)果圖；d-OPLS-DA模型的VIP預(yù)測值分布圖
圖3 滇橄欖還原果汁的PCA及OPLS-DA 分析結(jié)果
Fig.3 Results for PCA and OPLS-DA of restored juices from P. emblica fruit

2.4 滇橄欖還原果汁的色差值與褐色指標的關(guān)系

將表2和表3數(shù)據(jù)作相關(guān)性分析，結(jié)果如圖4所示，為了比較工藝流程IV中不同操作單元對還原果汁色澤的影響，特地分組比較4、25和37 ℃保藏組(分別為IV04、IV25和IV37組)和加冷沉淀處理組(IV04CP、IV25CP和IV37CP組)。所有樣品組的褐色指標與色差值之間具有良好的線性關(guān)系:L*=-71.65×A420+96.91(R2=0.989)(圖4-a，所有組)；a*=61.37×A420-12.74(R2=0.984)(圖4-b, 所有25和37 ℃組，不包括4 ℃組)；b*=75.89×A420+15.42(R2=0.957)(圖4-c, 不包括IV37CP-即37 ℃保藏+冷沉淀組)。大致上，所有4 ℃保藏組的L*，a*及b*無明顯差異，無論是無或有冷沉淀處理。隨著保藏溫度提高到25或37 ℃，褐色指標提高，L*值線性降低，a*和b*值線性提高；且冷沉淀處理組比沒有冷沉淀處理組具有明顯較高的L*值和較低的a*與b*值。此結(jié)果顯示在短期保藏(14 d)下褐色指標可以作為估計滇橄欖汁色差值變化的指標。

a-L*值；b-a*值；c-b*值
圖4 滇橄欖還原果汁的色差值與褐色指標(A420)的關(guān)系
Fig.4 Relationships between colorimetric parameters and browning index (A420) of restored juice from P. emblica fruit

2.5 滇橄欖還原果汁褐變動力學(xué)

圖5為以復(fù)合酶處理組C1(添加果膠酶、蛋白酶和維生素C、無冷沉淀處理)為例，闡明滇橄欖還原汁的短期褐色指標隨保藏溫度而異的一級動力學(xué)現(xiàn)象。圖5-a顯示褐色指標(A420)在4 ℃下不隨保藏時間而異，25 ℃下緩慢地線性增加，而37 ℃下呈極明顯上升的斜率且線性非常良好。將37 ℃的數(shù)據(jù)依方程式(3)進行動力學(xué)分析，結(jié)果如圖5-b所示，其斜率(即速率常數(shù)kB值)為0.091，相關(guān)系數(shù)(R2)高達0.961，表明此一級動力學(xué)方程式可描述96.1%的數(shù)據(jù)變化，符合度極高。

比較了4種復(fù)合酶組在無冷沉淀(C1～C4)和有冷沉淀(C5～C8)處理下還原果汁的褐變kB值和半褐變時間(t1/2), 結(jié)果如表4所示?；貧w模型的相關(guān)系數(shù)都非常高(R2=0.901～0.996)。在25 ℃下, C1～C4組的kB值為0.018 6～0.036 0 d-1, 褐變t1/2為19.3～37.3 d；而C5～C8組的kB值為0.008 2～0.015 6 d-1，t1/2為44.4～84.5 d。在37 ℃下, C1～C4組的kB值為0.090 8～0.097 1 d-1，t1/2為7.1～7.6 d；而C5～C8組的kB值為0.063 3～0.069 4 d-1，t1/2為10.0～11.0 d，就kB值而言，37 ℃組是25 ℃組的3～5倍(C1～C4組)或4～8倍(C5～C8組)；無冷沉淀組(C1～C4) 是冷沉淀處理組(C5～C8)的2.5(25 ℃下)或1.4(37 ℃下)倍。不同復(fù)合酶中，果膠酶/蛋白酶組(C1，C5)在有或無冷沉淀處理下都具有最低的kB值和最大的t1/2值，即最佳的抑制褐變的效果。果膠酶/蛋白酶/單寧酶組加冷沉淀處理(C8)時也有相同的效果，但不建議采用，因成本較高且單寧酶處理會促進長期保藏的褐變程度。

a-褐色指標；b-37 ℃下一級動力學(xué)
圖5 滇橄欖還原果汁的短期褐變速率和37 ℃ 下的動力學(xué)關(guān)系(以C1樣品組為例)
Fig.5 Short-term browning rates and kinetic relationship at 37 ℃ of restored juice from P. emblica fruit

2.6 不同處理的滇橄欖還原果汁的主要多酚組成

將不同條件處理的滇橄欖果汁4 ℃保藏30 d后解析不同處理條件對滇橄欖還原汁(表5樣品D1～D9)主要多酚組成的影響。圖6不同處理方式下滇橄欖還原汁中多酚組成的HPLC譜圖。D1～D9樣品鑒定出的主要成分為粘酸沒食子酸酯(尖峰1)、沒食子酸O-葡萄糖苷(尖峰2)、沒食子酸(尖峰3)、沒食子酸甲酯(尖峰6)和鞣料云實素(尖峰7)，其化學(xué)組分種類不隨處理方式而異。經(jīng)對照標準曲線，計算得各處理前后滇橄欖還原汁的主要成分如表5所示，沒食子酸、沒食子酸甲酯以及鞣料云實素的含量分別為12.97～14.14、10.64～11.36以及35.40～45.89 μg/mL。統(tǒng)計顯著差異分析(P<0.05)結(jié)果顯示，D1～D9的沒食子酸含量無明顯差異，不受處理條件所影響；沒食子酸甲酯含量為D5，D8，D9>D6，D7>D1～D4，顯示大部分酶(尤其是蛋白酶)處理組高于無酶處理組；而鞣料云實素含量是D5>D9>D6，D7，D8>D1～D4，類似沒食子酸甲酯的情況。

表4 滇橄欖還原果汁短期保藏過程中一級褐變反應(yīng)速率和半褐變時間
Table 4 First-order reaction rates for browning and half-browning time during short-term storage of restored juice from P. emblica fruit

表5 不同處理條件下滇澉欖還原果汁中沒食子酸、沒食子酸甲酯和鞣料云實素含量的變化
Table 5 Effects of various treatments on the concentrations of gallic acid, methyl gallate ester, and corilagin in restored juice from P. emblica fruit

注：同一酚酸的數(shù)據(jù)標示不同小寫字母(a～e)，表示有差異顯著(P<0.05)

圖6 滇橄欖還原果汁的多酚組成的HPLC譜圖
Fig.6 HPLC chromatograms for the phenolic profiles of restored juices from P. emblica fruit after different treatments 注：D1～D9樣品同表5；1=MG=粘酸沒食子酸酯， 2=GG=沒食子酸O-葡萄糖苷，3=GA=沒食子酸， 6=MGE=甲基沒食子酸酯，7=CO=鞣料云實素

圖7為滇橄欖汁化學(xué)成分及褐變指標的雙圖，2個主成分累計貢獻率為77.5%，PC1貢獻率為49.9%，PC2貢獻率為28.6%。D4中化學(xué)成分粘酸沒食子酸酯和化合物4含量較高，D5中沒食子酸甲酯和糅料云實素的含量較高。D1和D2的距離較近，D3、D6～D9之間的距離較近，則D1和D2的化學(xué)成分含量相似，D3、D6～D9的化學(xué)成分含量相似。但是，褐變值對樣品的區(qū)分不明顯。

圖7 滇橄欖還原汁的化學(xué)成分及褐變指標 (A420)的PCA雙圖
Fig.7 Biplot of chemical composition and browning value (A420) for restored juice of P. emblica fruit 注：D1～D8為樣品；數(shù)字和酚化合物為圖6 尖峰1～8面積，%

2.7 討論

本研究主要針對滇橄欖還原果汁保藏過程中總體的非酶褐變反應(yīng)進行綜合評估。總體而言保藏溫度對果汁的色差值與褐色指標的作用最為明顯，保藏溫度越低滇橄欖汁短期保藏后的L*值越高、a*值與b*值越低、褐色指標與kB值均越低。原因在于降低體系溫度可以有效減緩美拉德反應(yīng)、維生素C氧化降解和焦糖化反應(yīng)的發(fā)生[20,22]。25和37 ℃下，冷沉淀處理可減少果汁保藏期沉淀的產(chǎn)生，同時明顯增高果汁的L*值、降低a*值與b*值，降低褐色指標與kB值；原因在于預(yù)冷沉淀可以事先去除部分影響果汁色澤的物質(zhì)。沉淀劑對果汁的色差值與褐色指標無明顯作用，可促進冷藏時沉淀的生成。果膠酶和蛋白酶可略微降低褐色指標，對沉淀程度無明顯影響；而單寧酶可使褐色指標和沉淀程度增加。

添加沉淀劑進行冷沉淀并配合蛋白酶處理后，可使滇橄欖果汁在25 ℃下貯藏24 d后的褐變程度僅為對照組的61%。本研究以褐色指標計算得滇橄欖汁在37 ℃保藏下的kB值為0.063～0.097 d-1，遠低于滇橄欖果汁的維生素C在高壓加工下的降解速率(2.26～2.90 d-1，即1.57×10-3～2.01×10-3 min-1)[23]。與高溫蒸汽處理相比[10]，本研究條件下的滇橄欖果汁在4和25 ℃下貯藏14 d內(nèi)褐變度A420的增加速率較小，而在37 ℃下貯藏14 d內(nèi)的增加速率則較大。這說明本實驗的處理方法可以很好的抑制滇橄欖果汁在4和25 ℃下短期保藏的褐變反應(yīng)，但在37 ℃下效果有限。有研究表明，沒食子酸可減少蔓越莓汁貯藏時的褐變指數(shù)[24]。本文進一步研究沒食子酸對滇橄欖果汁保藏期間褐變的影響，發(fā)現(xiàn)添加沉淀劑(CaCl2)、冷沉淀處理或酶(果膠酶、蛋白酶)處理對滇橄欖果汁的主要成分沒食子酸含量無明顯影響, 但對沒食子酸甲酯和鞣料云實素含量有顯著(P<0.05)的影響，酶(尤其是蛋白酶)處理組大都顯著高于無酶處理組。VILJANEN等[25]對越橘汁的研究有相似的結(jié)論，酶混合物(果膠酶和蛋白酶)處理提高了越橘汁中苯甲酸和槲皮素的含量。

本研究創(chuàng)新結(jié)合PCA和OPLS-DA法，系統(tǒng)地總結(jié)了多重工藝操作與貯藏溫度對滇橄欖還原汁色澤和主要多酚組成分的聚類關(guān)系、影響比重及關(guān)鍵因素。發(fā)現(xiàn)云南產(chǎn)地的滇橄欖還原汁(75%甲醇提取)中沒食子酸O-葡萄糖苷含量最高，不同于廣西的滇橄欖果實的純甲醇提取物(粘酸沒食子酸酯與粘酸內(nèi)酯沒食子酸酯含量最高)[26]以及印度的滇橄欖果實的70%乙醇提取物(雙沒食子酸含量最高)[27]。上述主要多酚組成不同受產(chǎn)地、提取溶劑或色譜分析溶劑所影響，需進一步研究滇橄欖果汁質(zhì)量指標以及主要多酚組成的功能活性與機理。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)滇橄欖果汁較好的處理工藝為：冷沉淀，果膠酶/蛋白酶處理，4 ℃保藏。此處理條件下的滇橄欖果汁在短時保藏期內(nèi)的褐色指標較小[14 d后(0.115±0.026)]、色差值較優(yōu)[L*值(86.9±2.4)、a*值(-1.49±0.63)、b*值(22.0±3.4)]、無沉淀，果汁澄清金黃，成本較低。色差值均與褐色值高度線性相關(guān)。動力學(xué)分析：37 ℃保藏時，滇橄欖汁的褐色值隨保藏時間的變化對一級動力學(xué)方程的符合性高。37 ℃保藏組的kB值為0.063～0.097 d-1，25 ℃組的為0.008～0.036 d-1；冷沉淀處理可使滇橄欖果褐變kB值明顯減小、半褐變時間t1/2值明顯增大，保藏期沉淀明顯減少。冷沉淀處理的組中，果膠酶/蛋白酶組的kB值最小、t1/2值最大。上述所采用的工藝條件不會顯著影響滇橄欖果汁中的沒食子酸含量，但會顯著提高沒食子酸甲酯和鞣料云實素含量，尤其是蛋白酶處理。本研究提供了解決殺青后滇橄欖還原汁在即飲模式下短期貯藏過程中的褐變與沉淀問題的可行方案，結(jié)果可為相關(guān)果汁產(chǎn)品的研發(fā)提供重要參考。未來還需進一步分析澄清后滇橄欖果汁的功能活性、營養(yǎng)品質(zhì)與感官評價，為鮮飲果汁的研發(fā)提供更完整的功能活性信息。