芒果（Mangifera indica L.）是重要的熱帶水果，因其風(fēng)味獨(dú)特和營養(yǎng)豐富深受消費(fèi)者喜愛。芒果的成熟季節(jié)主要集中在夏季，且采收后呼吸代謝活動強(qiáng)，極易腐爛變質(zhì)。全組分果汁是將一種或多種水果原料的所有可食用部分進(jìn)行加工利用，以最大限度地保留其固有營養(yǎng)成分的果汁產(chǎn)品。開發(fā)全組分芒果汁（WMJ）不僅可以保留果肉中的所有營養(yǎng)成分，順應(yīng)當(dāng)前的健康消費(fèi)理念，而且其生產(chǎn)過程無果渣排放，符合綠色環(huán)保理念。在芒果汁加工過程中，高溫殺菌處理會導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生色澤劣變，甚至產(chǎn)生不良風(fēng)味，

護(hù)色劑的使用可以有效緩解果汁的色澤、風(fēng)味等品質(zhì)劣變現(xiàn)象。常見的果汁護(hù)色劑可以分為4 類：還原劑、酸化劑、離子化合物、螯合劑。然而，護(hù)色劑在不同的果汁體系中的護(hù)色效果和對果汁品質(zhì)的影響各異。此外，護(hù)色劑還會影響果汁體系的風(fēng)味。

南昌大學(xué)食品科學(xué)與資源挖掘全國重點實驗室的方銳琳、鄧?yán)洹㈥愜?等人研究選擇5 種果汁常用護(hù)色劑，包括β-環(huán)糊精、檸檬酸、氯化鈣、植酸、抗壞血酸，分析不同種類護(hù)色劑在高溫滅菌過程中對WMJ色澤和風(fēng)味的影響，并從抑制美拉德反應(yīng)、多酚氧化和類胡蘿卜素降解等角度揭示護(hù)色機(jī)制。此外，現(xiàn)有果汁護(hù)色研究的內(nèi)容主要是闡明色澤變化和機(jī)制，缺少護(hù)色劑對果汁風(fēng)味品質(zhì)的影響研究。為此，本研究進(jìn)一步系統(tǒng)比較不同護(hù)色劑對WMJ風(fēng)味品質(zhì)的影響，旨在為WMJ護(hù)色劑的選用提供理論依據(jù)和參考。

1 護(hù)色劑對WMJ色澤的影響

果汁的色澤直接影響著消費(fèi)者的選擇。如圖1所示，經(jīng)過高溫滅菌處理后，無添加組的

L

a

b

*值下降，說明高溫滅菌會造成WMJ色澤劣變，在櫻桃汁、西瓜汁中也發(fā)現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。由于芒果汁的主要顏色為黃色，故對

a

*值不作進(jìn)一步比較。

L

*值的下降可能是由于高溫滅菌過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生褐色的類黑精類物質(zhì)或是酚類氧化產(chǎn)生深色聚合物，

b

*值的下降可能與類胡蘿卜素降解有關(guān)。

與無添加組相比，所有添加護(hù)色劑樣品的L*值均升高；除抗壞血酸組外，b*值均低于無添加組。說明5 種護(hù)色劑都對WMJ的亮度有保護(hù)作用，但只有抗壞血酸能保護(hù)WMJ的黃色。添加護(hù)色劑組樣品的L*值從大到小分別為抗壞血酸組（54.49）、氯化鈣組（53.00）、檸檬酸組（52.91）、植酸組（52.51）、β-環(huán)糊精組（52.25），說明抗壞血酸對WMJ亮度保護(hù)效果最佳，而β-環(huán)糊精效果最弱。抗壞血酸組的b*值比無添加組高2.18，與對照組最接近。呂瑩的研究同樣表明抗壞血酸能保護(hù)類胡蘿卜素不被降解，從而保護(hù)胡蘿卜片的色澤。張慧敏等在濃縮青梅汁非酶褐變研究中，發(fā)現(xiàn)抗壞血酸作為非競爭抑制劑可通過消耗自身保護(hù)酚類物質(zhì)。綜上，抗壞血酸對于WMJ的護(hù)色效果最好，其護(hù)色機(jī)制將在后續(xù)進(jìn)行深入研究。

2 護(hù)色劑對美拉德反應(yīng)的影響

美拉德反應(yīng)是果汁非酶促褐變的主要因素之一。還原糖為美拉德反應(yīng)的發(fā)生提供羰基，而氨基酸提供羧基。5-HMF是美拉德反應(yīng)的重要中間體，可在反應(yīng)的最后階段參與黑色素的形成，造成果汁的褐變。為了研究5 種護(hù)色劑是否可以抑制芒果汁中的美拉德反應(yīng)，測定了WMJ中還原糖（圖2A）、游離氨基酸（表1）和5-HMF（圖2B）的含量。如圖2A和表1所示，與對照組相比，經(jīng)高溫滅菌處理后，無添加組的還原糖和總游離氨基酸含量分別顯著（

P

＜0.05）下降了41.5%和8.17%，其中甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸下降明顯，分別下降了62.61%、52.75%、41.97%。這說明高溫滅菌期間發(fā)生了美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致還原糖和游離氨基酸的消耗。

添加護(hù)色劑組的還原糖含量與無添加組相比變化不顯著，其中添加檸檬酸、氯化鈣和抗壞血酸后還原糖保留率較高，而植酸組和

-環(huán)糊精組的還原糖保留率較低。這可能是由于檸檬酸和抗壞血酸的加入會造成果汁體系pH值降低，進(jìn)而導(dǎo)致美拉德反應(yīng)速率降低。因此，檸檬酸和抗壞血酸組的還原糖保留率較高。而氯化鈣的作用機(jī)制則在于鈣離子和氨基酸反應(yīng)形成非水溶性化合物從而減輕了美拉德反應(yīng)的發(fā)生，因而氯化鈣組的還原糖保留率比無添加組高。

在所有添加護(hù)色劑的樣品中，只有檸檬酸組的總游離氨基酸保留率（99.91%）高于無添加組，檸檬酸的使用保留了57.18%的谷氨酸，纈氨酸含量增加了112.87%。其余添加護(hù)色劑組的總游離氨基酸保留率均低于無添加組，保留率分別為

-環(huán)糊精組84.56%、氯化鈣組82.27%、植酸組82.63%、抗壞血酸組85.80%。正如前面分析，檸檬酸能降低體系pH值從而降低美拉德反應(yīng)速率，減少游離氨基酸的消耗。

如圖2B所示，無添加組的5-HMF含量低于對照組及添加護(hù)色劑樣品，這可能是由于5-HMF是一種高反應(yīng)性、不穩(wěn)定化合物，在高溫滅菌期間被迅速消耗以參與隨后的美拉德反應(yīng)。添加護(hù)色劑后，各組樣品的5-HMF含量都比無添加組高，這說明了5 種添加劑都能減緩5-HMF進(jìn)一步發(fā)生美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致5-HMF在WMJ中積累。氯化鈣組的5-HMF含量（0.12 μg/g）最高，說明鈣離子對美拉德反應(yīng)中后階段減緩作用較明顯，導(dǎo)致了5-HMF的累積。抗壞血酸組和檸檬酸組的5-HMF含量僅次于氯化鈣組，這可能是由于果汁體系pH值下降從而降低美拉德反應(yīng)速率，導(dǎo)致5-HMF消耗變慢。植酸組的5-HMF含量最低（0.07 μg/g），與

-環(huán)糊精組的5-HMF含量接近。結(jié)合

L

*值結(jié)果分析，植酸組和

-環(huán)糊精組的

L

*值比其他添加組低，且還原糖和氨基酸被消耗、5-HMF含量較少，說明發(fā)生了終末期的美拉德反應(yīng)，這兩種護(hù)色劑對于美拉德反應(yīng)的抑制效果較弱。綜上，檸檬酸、抗壞血酸、氯化鈣抑制美拉德反應(yīng)的效果較好，植酸和

-環(huán)糊精效果較差。

3 護(hù)色劑對類胡蘿卜素降解的影響

類胡蘿卜素是芒果呈現(xiàn)黃色的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。由圖2C可以看出，與對照組相比，高溫滅菌處理后，無添加組的類胡蘿卜素含量下降，說明高溫滅菌會導(dǎo)致WMJ中的類胡蘿卜素發(fā)生降解。添加抗壞血酸后，類胡蘿卜素含量最高（8.00 μg/g），比無添加組高26.85%，甚至比對照組高16.94%，這一結(jié)果與

b

*值變化趨勢相對應(yīng)，說明抗壞血酸能有效提高類胡蘿卜素保留率。這一方面可能是由于高溫作用提高類胡蘿卜素的提取率，而抗壞血酸具有抗氧化性，可以通過消耗氧氣降低體系中的溶氧量從而減少類胡蘿卜素的損失，同時抗壞血酸的還原特性可以還原發(fā)生異構(gòu)化的類胡蘿卜素。 β -環(huán)糊精的保護(hù)作用微弱，該組的類胡蘿卜素含量僅比無添加組高4.05%；而檸檬酸組、氯化鈣組和植酸組的類胡蘿卜素含量低于無添加組，說明這3 種護(hù)色劑對于類胡蘿卜素的保留沒有發(fā)揮作用。由此，抗壞血酸對類胡蘿卜素的保護(hù)效果最好， β -環(huán)糊精次之，檸檬酸、氯化鈣和植酸對類胡蘿卜素沒有保護(hù)作用。

4 護(hù)色劑對總酚含量的影響

酚類物質(zhì)會發(fā)生自氧化縮合反應(yīng)，甚至與果汁中的金屬離子、有機(jī)酸等化合物共著色，引起非酶促褐變。如圖2D所示，無添加組的總酚含量高于對照組。這可能是由于高溫導(dǎo)致纖維素等大分子多糖物質(zhì)降解，使結(jié)合態(tài)的酚類物質(zhì)變成游離態(tài)，從而導(dǎo)致檢測到的總酚含量增加。添加護(hù)色劑后，各組樣品的總酚含量變化程度不同。其中，β-環(huán)糊精組、檸檬酸組、植酸組的總酚含量分別比無添加組低6.54%、2.83%、2.95%。抗壞血酸組和氯化鈣組的總酚含量比無添加組高39.68%、5.09%，這一結(jié)果與圖1中抗壞血酸組和氯化鈣組較高的L*值相符，這表明抗壞血酸和氯化鈣可以在高溫滅菌處理過程中抑制酚類氧化從而提升WMJ的亮度。在桑葚汁的加工研究中同樣發(fā)現(xiàn)，添加抗壞血酸后進(jìn)行高壓處理的桑葚汁中總酚含量比不添加的高，這是由于抗壞血酸可以與酚類物質(zhì)競爭氧氣從而抑制酚類氧化降解。綜上，抗壞血酸對于抑制酚類物質(zhì)氧化效果最好，氯化鈣也有一定的抑制酚類物質(zhì)氧化的效果，β-環(huán)糊精、檸檬酸、植酸不能抑制酚類物質(zhì)氧化。

5 護(hù)色劑對WMJ滋味的影響

滋味是果汁的重要風(fēng)味參數(shù)，為此利用電子舌對芒果汁的滋味進(jìn)行了分析。其中，酸味、咸味、其他滋味（苦味、澀味、后苦味等）的無味點分別為-13.00、-6.00、0.00。如圖3所示，WMJ主要表現(xiàn)為酸味、鮮味。對照組的酸味值為-5.22，鮮味值為4.56。進(jìn)行高溫滅菌處理后，無添加組的酸味值降低至無味點以下，苦味值增加7.77 倍，鮮味值增加1.34 倍，咸味和后澀味產(chǎn)生，滋味的豐富度提升3.88 倍。結(jié)合表1的氨基酸組成變化，苦味和鮮味的增強(qiáng)可能是由于高溫條件下蛋白或多肽分解，苦味和鮮味氨基酸含量的增加。與無添加組相比，添加護(hù)色劑后各組WMJ的酸味值增加但仍位于無味點以下，后澀味增強(qiáng)，鮮味和苦味減弱；植酸組、檸檬酸組和

-環(huán)糊精組的咸味降低，氯化鈣組和抗壞血酸組咸味增加；除氯化鈣組外其余添加護(hù)色劑組的豐富度都降低。其中，檸檬酸組的苦味值（0.33）和鮮味值（9.30）最低，但檸檬酸組的后澀味最重，比無添加組的后澀味高3.78 倍。植酸組的苦味最明顯，苦味值僅比無添加組低0.03，咸味值（-5.20）在所有添加護(hù)色樣品中最高，其后澀味值（0.16）最低、鮮味值（10.64）最高。抗壞血酸組的咸味值最低，比無添加組下降了7.55%。氯化鈣的添加使WMJ的滋味豐富度增加了4.70%，抗壞血酸組的滋味豐富度最低，比無添加組減少了50.51%。總體來說，5 種護(hù)色劑對于WMJ的滋味都沒有顯著的不良影響。

6 護(hù)色劑對WMJ揮發(fā)性化合物的影響

揮發(fā)性香氣是芒果汁受消費(fèi)者喜愛的重要原因，而熱加工會對果汁的揮發(fā)性香氣造成不良影響。本研究采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對熱加工前后的揮發(fā)性化合物進(jìn)行測定，對比高溫滅菌對于芒果汁揮發(fā)性化合物的影響。如表2所示，在未經(jīng)熱處理的WMJ（對照組）中檢測到17 種揮發(fā)性化合物，包括4 種萜類物質(zhì)、1 種酯類物質(zhì)、4 種醇類物質(zhì)、2 種酮類物質(zhì)、4 種醛類物質(zhì)和2 種其他類化合物；在高溫滅菌后樣品（無添加組）中也檢測到17 種揮發(fā)性化合物，但與對照組的化合物組成不同，包括5 種萜類物質(zhì)、1 種酯類物質(zhì)、1 種醇類物質(zhì)、3 種酮類物質(zhì)、5 種醛類物質(zhì)和2 種其他類化合物。WMJ中的萜類物質(zhì)含量占比最高（圖4），尤其是對照組中萜類物質(zhì)占總揮發(fā)性化合物的93.9%，其中3-蒈烯是各組樣品中含量最高的揮發(fā)性化合物。無添加組樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)總量減少，這可能是由于香氣物質(zhì)發(fā)生了熱降解反應(yīng)或因受熱而揮發(fā)。高溫滅菌處理后，無添加組的萜類、醇類和醛類物質(zhì)含量減少，但酯類和酮類物質(zhì)含量增加，在黑醋栗果汁殺菌過程中也觀察到了類似的現(xiàn)象。

與無添加組相比，添加護(hù)色劑的檸檬酸組、氯化鈣組和植酸組中揮發(fā)性物質(zhì)總量降低，而β-環(huán)糊精組和抗壞血酸組樣品的揮發(fā)性物質(zhì)總量增加。其中，β-環(huán)糊精組的萜類物質(zhì)含量比無添加組高，保留了較多的3-蒈烯（松香味）和β-石竹烯（丁香味）。抗壞血酸組的揮發(fā)性物質(zhì)總量比無添加組高出約1.67 倍，其中萜類物質(zhì)含量高1.88 倍，保留大量的3-蒈烯，酮類物質(zhì)含量也較多。檸檬酸組中，萜類物質(zhì)占大部分，但相比無添加組仍有較多的損失，含量只有無添加組的69.0%。氯化鈣組的萜類物質(zhì)最少，醛類比其他樣品組多，占總揮發(fā)性化合物的15.6%。植酸組的醇類物質(zhì)占比明顯高于其他組，占總揮發(fā)性化合物的13.6%。從揮發(fā)性物質(zhì)總量上看，β-環(huán)糊精和抗壞血酸能較好地保留WMJ揮發(fā)性香氣。

OAV可以有效評估香氣組分對WMJ整體香氣的貢獻(xiàn)度，OAV＞1的化合物被認(rèn)為是關(guān)鍵香氣成分。7 組樣品中關(guān)鍵香氣化合物共有13 種，相比對照組，經(jīng)過熱處理后，無添加組中(Z)-6-壬烯-1-醇、反式-2-壬醛、反-2-,順-6-壬二烯醛、2-正戊基呋喃消失，β-紫羅酮、壬醛、β-環(huán)檸檬醛含量明顯減少，相比對照組多了(+)-檸檬烯、正己醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛。添加5 種護(hù)色劑后，各組WMJ中反式-2-壬醛均保留，且β-紫羅酮、β-環(huán)檸檬醛含量比無添加組高，氯化鈣組的β-紫羅酮含量最高，與對照組相比保留了71.50%；β-環(huán)糊精組、氯化鈣組和抗壞血酸組的β-環(huán)檸檬醛含量較高，均能保留66.83%以上。β-環(huán)糊精組、氯化鈣組和植酸組的反-2-,順-6-壬二烯醛得到保留，其中氯化鈣組的含量是3 組中最高的。根據(jù)文獻(xiàn)報道的香氣活性物質(zhì)對應(yīng)的氣味，可以發(fā)現(xiàn)，對照組WMJ的香氣由松香、柑橘香、紫羅蘭香、黃瓜香氣、果香、油脂氣味和甜橙香氣組成，加熱后，無添加組WMJ的果香、紫羅蘭香和黃瓜香氣減弱的同時增加了油脂香氣。添加5 種護(hù)色劑均能保留WMJ的果香、紫羅蘭香和黃瓜香氣，氯化鈣保留果香、紫羅蘭葉香、黃瓜香氣的效果最佳。

結(jié)論

本實驗研究了添加不同護(hù)色劑對WMJ在高溫滅菌處理過程中的品質(zhì)及風(fēng)味的影響。WMJ高溫滅菌處理過程中，發(fā)生了美拉德反應(yīng)、類胡蘿卜素和酚類物質(zhì)氧化，對WMJ的色澤有明顯不良影響。添加不同護(hù)色劑均能在一定程度減少色澤劣變，其中抗壞血酸的護(hù)色作用效果最佳，能有效保持產(chǎn)品的亮度和黃度。護(hù)色機(jī)理的研究結(jié)果表明，檸檬酸、抗壞血酸和氯化鈣可以減緩美拉德反應(yīng)的發(fā)生，而β-環(huán)糊精和植酸減緩美拉德反應(yīng)的效果不明顯；抗壞血酸對于類胡蘿卜素和酚類物質(zhì)均有著明顯的保護(hù)作用，β-環(huán)糊精僅對類胡蘿卜素具有保護(hù)作用，氯化鈣僅能減緩酚類氧化，而檸檬酸和植酸對類胡蘿卜素和酚類均沒有保護(hù)作用。風(fēng)味分析的結(jié)果表明，在高溫滅菌處理后，WMJ的滋味會發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn)為酸味下降，鮮味和咸味增加。添加5 種護(hù)色劑都會使得WMJ的酸味和后澀味增加，苦味和鮮味降低，其中氯化鈣的使用增加了WMJ的滋味豐富度。高溫滅菌處理還會導(dǎo)致WMJ的揮發(fā)性香氣損失，而β-環(huán)糊精和抗壞血酸的使用可以明顯減少揮發(fā)性物質(zhì)的損失，更好地保留WMJ的香氣。本研究結(jié)果可為WMJ的生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

作者簡介

通信作者：

陳軍 研究員

南昌大學(xué)食品學(xué)院 副院長

博士，研究員，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任南昌大學(xué)食品學(xué)院副院長，入選國家高層次人才-“長江學(xué)者獎勵計劃”，江西省“雙千計劃”科技創(chuàng)新高端青年人才，江西省首屆“青年井岡”學(xué)者，全球前2%頂尖科學(xué)家。全國普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)評估專家，《食品工業(yè)科技》第二屆青年編委會主任委員，中國熱帶作物學(xué)會農(nóng)產(chǎn)品加工專業(yè)委員會委員，中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會果蔬加工技術(shù)分會委員，全谷物產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟第一屆理事會常務(wù)理事。主要從事食品（含生物質(zhì)）資源的開發(fā)利用、食品加工新技術(shù)。近5 年主持國家自然科學(xué)基金（面、地、青）、江西省重點研發(fā)等項目20余項，發(fā)表科研論文200余篇，其中SCI論文150余篇；授權(quán)國際專利2 件，發(fā)明專利20余件。獲江西省科技進(jìn)步二等獎（排名第1）、一等獎（排名第2）、教育部高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎二等獎（排名第3）等獎項7 項。

第一作者：

方銳琳 碩士研究生

南昌大學(xué) 食品學(xué)院，碩士研究生。研究方向：全組分果汁開發(fā)。

本文《護(hù)色劑對全組分芒果汁高溫滅菌過程的品質(zhì)和風(fēng)味影響》來源于《食品科學(xué)》2025年46卷第8期72-80頁，作者：方銳琳，鄧?yán)洌镬乡卢摤摚披惽澹鳚凉瑒⒊擅罚愜? 。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241105-028。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關(guān)信息。

實習(xí)編輯：東北林業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 劉芯 ；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)。

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