红树莓果汁和桑椹果汁花色苷结构的鉴定及杀菌
栏目:新闻资讯 发布时间:2020-07-21 16:07
红树莓和桑椹均属于浆果,完全成熟后柔软多汁,但难以贮运,极易腐败变质。红树莓和桑椹不仅富含糖、有机酸、VC等多种营养成分,而且富含花色苷、黄酮类功能成分,具有抗氧化、预防糖尿病等多种功效。然而,花色苷很不稳定,易受光、温度等多种因素影响,而发生降解退色现象,严重影响了富含花色苷果汁的品质。所以研究花色苷在果汁加工过程中的变化显得尤为重要。
杀菌处理作为果汁生产过程中的关键环节,对果汁品质和贮藏期的延长具有重要作用。果汁加工过程中花色苷的稳定性受花色苷本身的结构、果汁种类、共存成分组成、杀菌条件等的共同影响;而目前对于红树莓果汁的不同杀菌方法对其品质的研究鲜见报道。另外,对花色苷降解途径的研究集中于贮藏过程中的,而对于杀菌方法对花色苷降解的影响也鲜见报道。
来自华中农业大学食品科技学院的李梦丽、马建勇和李春美等人同时选用富含花色苷的红树莓和桑椹为试材,在对其主要花色苷结构进行分析的基础上,对比分析了不同杀菌方式(PS、BS、MS)对红树莓果汁和桑椹果汁总花色苷、单个花色苷、总酚、主要黄酮及H2O2含量等的影响,探究杀菌处理过程中果汁营养品质的变化及花色苷的降解途径,旨在为富含花色苷类浆果果汁加工提供理论依据。
1.3 种杀菌方式处理对红树莓果汁的杀菌效果
未经灭菌处理的红树莓果汁,菌落总数多达261.4 CFU/mL,霉菌数为0.5 CFU/mL,酵母数多达185.0 CFU/mL。分别经PS、BS和MS处理后,菌落总数、霉菌和酵母数均未检出。由此可见,3 种杀菌方式均有较好的杀菌效果。
2.红树莓及桑椹花色苷结构的鉴定
2.1 花色苷的HPLC-MS分析
m/z 611.1为[M+H]+峰,碎片离子m/z 287.0表明峰1为矢车菊花色苷,由m/z 611.1失去一分子槐糖[M-2×162]+中性碎片所得,所以可初步推测峰1为矢车菊素-槐糖苷。
[M+H]+峰均为m/z 449.1,碎片离子均为m/z 287.0,表明峰2及峰3均为矢车菊花色苷,由m/z 449.1失去一分子己糖[M-162]+中性碎片所得,推测峰2和峰3均为矢车菊素-己糖苷,根据峰2和峰3的保留时间与矢车菊素-3-葡萄糖苷标准品的一致,可确定峰2和峰3均为矢车菊素-3-葡萄糖苷。
m/z 595.3为[M+H]+峰,分子离子峰失去一分子的鼠李糖[M-146]+中性碎片得碎片离子m/z 449,继而失去一分子的己糖[M-146-162]+得到m/z为287的碎片离子,可推测峰4为矢车菊素-芸香糖苷。
2.2 花色苷紫外-可见吸收光谱分析
4 种物质都在280 nm及520 nm左右波长处有最大吸收峰,所以可以确定它们是花色苷类物质;而且4 个峰在300~330 nm(酰基化花色苷的特征吸收)无明显吸收峰,说明花色苷分子没有发生酰化;花色苷分子的糖基化总发生在C3位羟基,进一步可发生在C5位羟基,或者发生于C7、C3’、C5’位。
3.红树莓果汁及桑椹果汁主要黄酮结构的鉴定
红树莓中主要为山柰酚类黄酮,占52.31%;桑椹中主要为槲皮素和山柰酚类黄酮,各占45.24%、19.53%。
4.杀菌方式对红树莓果汁及桑椹果汁品质的影响
4.1 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁总花色苷相对含量的影响
与CK相比,红树莓果汁经不同杀菌方式处理后,都对红树莓果汁总花色苷的相对含量有极显著的影响(P<0.01),其中PS处理使红树莓果汁总花色苷相对含量减少了18.5%,BS处理使之减少了6.9%,而MS处理使之减少了5.4%,说明长时间较高温度杀菌对花色苷有很大破坏作用,而高温短时杀菌对花色苷的破坏作用较小;另外,与加热杀菌方法比较,微波处理对花色苷的破坏作用最小,能更好地保存果汁中的花色苷。桑椹果汁总花色苷的相对含量经3 种杀菌方式处理后都极显著地降低(P<0.01),而实验组之间没有显著性差异(P>0.05)。
4.2 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁单个花色苷相对含量的影响
在红树莓果汁中,经BS处理使矢车菊素-3-槐糖苷和矢车菊素-3-葡萄糖苷相对含量显著性降低(P<0.05),经PS处理使矢车菊素-3-葡萄糖苷相对含量极显著降低20.3%(P<0.01),说明红树莓果汁中的矢车菊素-3-葡萄糖苷比矢车菊素-3-槐糖苷更容易受到破坏,与二糖苷比单糖苷稳定的说法一致。在桑椹果汁中,两种花色苷相对含量经PS和BS处理后都显著性降低(P<0.05),但是经MS处理后无显著性变化(P>0.05)。
4.3 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁总酚相对含量的影响
与CK相比,PS处理对两种果汁总酚含量有极显著的破坏作用(P<0.01),红树莓果汁总酚相对含量减少了12.72%,桑椹果汁总酚相对含量减少了15.09%,而吴琼等[12]研究发现经95 ℃ 2 min的PS处理后使桑椹果汁总酚损失高达50.86%,远高于本实验的12.72%和15.09%,这可能是由于本实验所选的PS温度80 ℃较95 ℃温和,对总酚的破坏作用较弱。而另外两种杀菌方法处理后两种果汁的总酚相对含量未显著降低(P>0.05)。
4.4 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁主要黄酮相对含量的影响
在红树莓果汁中,与CK相比,经PS处理后使山柰酚类黄酮相对含量极显著降低21.6%(P<0.01),经BS处理使其显著降低6.4%(P<0.05),而MS处理对其没有显著影响(P>0.05)。
4.5 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁H2O2相对含量的影响
红树莓果汁及桑椹果汁不同杀菌方式处理前后的H2O2相对含量没有显著性变化(P>0.05),可见在杀菌过程中由VC降解产生的H2O2对果汁花色苷稳定性影响的作用甚微。
4.6 杀菌方式对红树莓果汁和桑椹果汁其他理化指标的影响
红树莓果汁及桑椹果汁经3 种杀菌方式处理后,pH值没有显著性变化(P>0.05);经PS、BS处理后可溶性固形物含量没有显著性变化(P>0.05),MS处理使其显著性增加(P<0.05)。
与CK相比,红树莓果汁的吸光度经过PS和BS处理后有极显著下降(P<0.01),而MS处理对其无显著性影响(P>0.05),这与不同杀菌方式处理后的总花色苷含量的变化趋势大体一致。PS和MS处理对桑椹果汁的吸光度有极其显著的影响(P<0.01),而BS处理对其无显著影响(P>0.05)。
与CK相比,经PS处理的红树莓果汁褐变度有极显著的下降(P<0.01),而BS和MS对其无显著影响(P>0.05)。经MS处理后桑椹果汁的褐变度有极显著的增加(P<0.01),而PS和BS处理对其无显著性影响(P>0.05)。
与CK相比,经PS、BS和MS分别处理后红树莓果汁的T值有极显著的下降(P<0.01),表明红树莓果汁经过杀菌处理后果汁澄清度降低;而经3 种杀菌方式处理后桑椹果汁的T值有极显著的增加(P<0.01),表明桑椹果汁经杀菌处理后其澄清度升高。两种果汁截然相反的结果可能是不同原料果汁所含成分种类及量的差异所致。
结 论
红树莓中的主要花色苷为矢车菊素-3-槐糖苷和矢车菊素-3-葡萄糖苷,桑椹中主要花色苷为矢车菊素-3-葡萄糖苷和矢车菊素-3-芸香糖苷;与对照组相比,红树莓果汁和桑椹果汁总花色苷、单个花色苷及总酚的相对含量经3 种杀菌方式处理后都有不同程度的降低,MS处理对其影响最小;3 种杀菌方式处理后的果汁中H2O2相对含量没有显著性差别(P>0.05)。MS处理可以较好地保持红树莓果汁和桑椹果汁的营养品质。。