（农产品加工及贮藏工程专业论文）柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究.pdf

华中农业大学2 0 0 6 届硕上学位论文 摘要 果实中糖、酸含量和糖酸比是决定其风味的重要指标。本实验建立了柑橘果实 中糖、有机酸及抗坏血酸的高效液相色谱( h p l c ) 测定方法；以国庆1 号、尾张、 酸橙、锦橙、红葡萄柚和白葡萄柚为试材，分析不同品种的柑橘在常温贮藏过程中 品质差异及变化；以锦橙汁为试材，探讨柑橘汁在贮藏过程中非酶褐变的影响因素 及控制；同时，以浓缩柑橘汁为材料，研究柑橘汁流变特性。实验结果如下： 1 、建立了h p l c 法测定柑橘果实中可溶性糖、有机酸的方法。 利用h p l c 法测定柑橘中糖。采用s e p p a kc 1 8 固相萃取( s p e ) 预分离去除柑橘 汁中的色素、多酚类等干扰组分，采用a g i l e n tz o r b a xc a r b o h y d r a t e ( 4 6 x 2 5 0 m m ，取m ) 糖分析柱，柱温2 5 2 ，8 0 乙腈为流动相，示差折光检测器。该方法的相对标准 偏差0 8 3 - - 1 7 1 ，标准回收率9 5 1 0 5 。 通过对色谱分离条件进行比较研究，筛选出分离柑橘中有机酸的最佳条件：采 用s e p p a kc 1 8s p e 柱预分离去除柑橘汁中的色素、多酚、酯类等干扰组分，固定相 为s i n o c h r o mo d s b p ( 4 6 x 2 5 0 m m ，靴m ) 分析柱，流动相为用磷酸调p h 为2 6 的 3 的甲醇水溶液，流速0 5 m l m i n ，柱温2 5 ，二极管阵列检测器，检测波长2 1 0 n m ， 进样量1 0 t l 。该方法的相对标准偏差1 1 1 4 7 8 ，标准回收率9 6 1 0 5 。 采用h p l c 法检测柑橘汁中抗坏血酸的含量。用0 1 草酸溶液溶解样品及标准 品，以s i n o c h r o mo d s b p ( 4 6 x 2 5 0 m m ，跏m ) 分析柱为固定相，以0 1 的草酸溶 液做流动相，流速：0 8 m l m i n ，柱温2 6 2 ，二极管阵列检测器，检测波长2 5 4 n m ， 进样量1 0 t l 。相对标准偏差1 6 4 0 ，标准回收率为9 6 - 1 0 5 。 2 、对6 个品种柑橘在常温下的贮藏特性进行了研究。结果表明，不同品种的柑 橘的耐贮性、失水率、出汁率存在较大的差异。甜橙类果实耐贮藏，失水性小，出 汁率高，葡萄柚次之，而温州蜜柑耐贮藏性差，失水率大，出汁率低。 3 、对6 个品种的柑橘果实贮藏期间的糖酸含量变化进行了研究。结果表明，柑 橘果实中可溶性糖和有机酸主要是蔗糖及柠檬酸，分别占可溶性总糖的0 3 7 - 0 5 5 和总酸的o 7 0 以上，柑橘果实果糖和葡萄糖含量相近；此外，抗坏血酸含量在 0 4 7 m g g 以上。不同品种柑橘在不同贮藏期可溶性固形物含量、糖酸含量、糖酸比 存在差异，导致其风味产生变化。柑橘果实在贮藏过程中，糖的含量先上升后下降， 有机酸的含量逐渐下降，但是有机酸的下降速度比糖快，糖酸比逐渐增加。 4 、探讨了柑橘汁在贮藏过程中非酶褐变( n e b ) 的影响因素及控制方法。结果表 明，在相同的贮藏条件下，当p h 2 - - 一3 时，柑橘汁的a 4 2 0 与p h 值的增加呈负相关； 当p h 值为4 - - - 6 时，柑橘汁的a 4 2 0 与p h 值的增加呈正相关。 在不同的贮藏温度下，随着贮藏时间的增加，柑橘汁中5 羟甲基糠醛( 5 h m f ) 柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 的含量的变化符合零级动力学，2 0 值的变化速率符合一级反应动力学，两反应的 活化能分别为9 2 8 0 1k j m o l 和1 8 1 3 3 7k j m o l 。 还原糖的存在促进柑橘汁非酶褐变，其中果糖比葡萄糖的影响作用大；蔗糖的 存在有抑制柑橘汁非酶褐变的作用效果。 c u “、f e 3 + 和f e 2 + 可促进柑橘汁非酶褐变；z i l 2 + 和m n 2 + 对柑橘汁褐变影响不明 显；灿3 + 、s n 2 + 和c a 2 + 可抑制柑橘汁非酶褐变。 抗坏血酸和柠檬酸均可抑制柑橘汁非酶褐变，二者最佳抑制浓度分别为0 0 3 和0 5 。 添加1 赖氨酸和甘氨酸促进柑橘汁非酶褐变，而1 天冬氨酸则可抑制柑橘汁 非酶褐变。 5 、对浓缩柑橘汁的流变特性进行了研究。结果表明，浓缩柑橘汁属于假塑性流 体；脱果胶浓缩柑橘汁属于牛顿流体。在一定的温度和浓度范围内，温度变化对两 者粘度的影响均满足a r r h e n i u s 方程q = k o e x p ( e a r t a 浓度变化对两者粘度的影响 均满足指数方程q = k e x p ( a c j 。在温度为1 0 6 0 。c 、浓度为2 5 - 5 0 。b d x 的范围内，温 度和浓度对浓缩柑橘汁粘度综合影响的数学模型可表示为q = 7 1 9 9 x 1 0 s ( 2 2 7 2 + 0 1 7 0 c ) ；在温度为2 0 一5 0 、浓度为2 0 6 0 。b r i x 的范围内，温度、浓度 对脱果胶浓缩柑橘汁粘度综合影响的数学模型可表示为q = 6 8 1 4 x 1 0 s ( 2 1 1 7 n 0 5 9 8 c ) 。 关键词 柑橘；高效液相色谱法；糖；有机酸；非酶褐变；流变特性 n 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 a b s t r a c t s t u d yw a sc a r r i e do u to nt h ed i f f e r e n c eo fq u a l i t yc h a n g e sd u r i n gs t o r a g eo f g u o q i n gn o 1 ( c u n s h i u ) ，o w a r i ，j i n c h e n g ( c s i n e n s i s ) ，s o u ro r a n g e ( c a u r a n t i u m ) a n d g r a p e f r u i t ( c p a r a d i s i ) m e a n w h i l e ，i tw a sd i s c u s s e dt h a tf a c t o r sa f f e c t i n gn o n e n z y m a t i c b r o w n i n go fj u i c ea n dc o n t r o l l i n gi nj i n c h e n go r a n g ej u i c e r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so f c o n c e n t r a t e do r a n g ej u i c ea n dd o f f - p e c t i cc o n c e n t r a t e do r a n g ej u i c ew e r ed e t e r m i n e da t d i f f e r e n tt e m p e r a t u r e sa n dd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n s t h em a j o rr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 d e t e r m i n a t i o no fs a c c h a r i d e sa n do r g a n i ca c i di n o r a n g ej u i c eb yh p l cw a s d e v e l o p e d s a c c h a r i d e sw e r ee x t r a c t e df r o ms a m p l e sw i t hw a t e rb yo s c i l l a t i o na n di s o l a t e db y s p ew i t hs e p - p a k - c 1 8c a r t r i d g e s u c r o s e ，g l u c o s ea n df r u c t o s ew e r es e p a r a t e do n aa g i l e n t z o r b a xc a r b o h y d r a t ec o l u m n ( 4 6 x 2 5 0 m m ，靴m ) ，w i t h8 0 a c e t o n i t r i l es o l u t i o na sm o b i l e p h a s e ，t e m p e r a t u r e2 5 2 ，r i d t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n sw e r e0 8 3 1 7 1 ，t h e r e c o v e r i e sw e r e9 5 1 0 5 b yg e n e r a lt e s t s o n c h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i n gc o n d i t i o n s ，t h eo p t i m a l c h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i n gc o n d i t i o nw a se s t a b l i s h e d ：s i n o c h r o mo d s b pc o l u m n ( 4 6 x 2 5 0 m m ，和m ) w a su s e da t2 5 ，m o b i l ep h a s ew a s3 c h 3 0 h h 3 p 0 4s o l u t i o no f p h 2 6 ，m o b i l e r a t ew a s0 5 m u m i n ，d e t e c t i o n w a v e l e n g t h w a sa t2 1 0 n mw i t h d a d ，i n j e c t i n gv o l u m ew a s1 0 z l t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n sw e r e1 1 1 一4 7 8 ， t h er e c o v e r i e sw e r e 9 6 1 0 5 d e t e r m i n a t i o no fa s c o r b i ca c i di no r a n g ej u i c eb yh p l cw i t h0 1 o x a l i ca c i da s m o b i l ep h a s e ，s i n o c h r o mo d s b pc o l u m n ( 4 6 x 2 5 0 m m ，靴m ) w a su s e da t2 5 ，m o b i l e r a t ew a s0 8 m l m i n ，d e t e c t i o nw a v e l e n g t hw a sa t2 5 4 n m ，i n j e c t i n gv o l u m ew a s1 0 t l t h e r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nw a s l 6 4 0 ，t h er e c o v e r i e sw e r e 9 6 - 1 0 5 2 s i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew a sb e t w e e nd e c o m p o s e dr a t e ，t h er a t i oo fj u i c ea n dt h e r a t i oo fw e i g h t l e s s n e s so ft h ef r u i to f6c i t r u sc u l t i v a r s s w e e t o r a n g eh a dl o w e r d e c o m p o s e dr a t e ，l o w e rt h er a t i oo fw e i g h t l e s s n e s s ，a n dh i g h e rr a t i oo fj u i c e g r a p e f r u i t t o o ks e c o n dp l a c e w h i l e ，s a t s u m am a n d a r i nh a dh i g h e rd e c o m p o s e dr a t e ，h i g h e rt h er a t i o o fw e i g h t l e s s n e s s ，a n dl o w e rr a t i oo fj u i c e 3 s u g a ra n da c i dc o n t e n t sw e r ei n v e s t i g a t e di n6c i t r u sc u l t i v a r s s u c r o s ea c c o u n t e d f o ra b o u t3 7 - 5 5 o ft h et o t a ls u g a r ，f r u c t o s ec o n t e n t sa n dg l u c o s ec o n t e n t sw e r ec l o s e ， a n dc i t r i ca c i df o ra b o u t7 0 o ft h et o t a la c i dc o n t e n t si nf r u i t s ；i na d d i t i o n ，t h ea s c o r b i c a c i dc o n t e n t sw e r em o r et h a n0 4 7 d i f f e r e n c eb e t w e e ns o l u b l es o l i d s ，t o t a ls u g a lt o t a l i i i 柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 a c i da n db r i xt oa c i dr a t i oo ft h ef r u i to fe a c hc u l t i v a rr e s u l t e di nd i f f e r e n tf l a v o r d u r i n g s t o r a g eo ff r u i t s ，s u g a rc o n t e n t sr o s ea tt h ef i r s t1 0 d a y s ，a n dd e c r e a s e di nl a t t e rd a y s ，a c i d c o n t e n t sd e c r e a s e dg r a d u a l l gw h i l eb r i xt oa c i dr a t i or o s eg r a d u a l l y 4 f a c t o r sa f f e c t i n gn e bo fj u i c ea n dc o n t r o l l i n gw e r ed i s c u s s e d d u r i n gs t o r a g eo fo r a n g ej u i c e ，p hv a l u ed e c r e a s e s w h e np hv a l u ei s 2 3 ，l o w e rt h e p hv a l u ei s ，g r e a t e rt h eb r o w nb e c o m e s w h e np hv a l u ei s 4 - 6 ，h i g h e rt h ep hv a l u ei s ， g r e a t e rt h eb r o w nb e c o m e s d u r i n gs t o r a g eo fo r a n g ej u i c e ，t h ec h a n g e so f5 h m ff o l l o w s z e r oo r d e rk i n e t i c sw h i l et h e c h a n g e s o fb r o w np i g m e n tf o l l o w sf i r s to r d e r k i n e t i c s a c t i v a t i o ne n e r g yv a l u e so f9 2 8 0 1l 【j m o l 和1 8 1 3 3 7k j m o la r ea b s t a i n e df o r 5 - h m fa n db r o w np i g m e n t ，i e s p e c t i v e l y r e d u c i n gs u g a rc a na c c e l e r a t en e bo fo r a n g e j u i c e ；t h ee f f e c to ff r u c t o s ei sh i g h e rt h a ng l u c o s e s u c r o s ec a ni n h i b i tn e b o fo r a n g e j u i c e c u 2 + ，f e 3 + a n df e 2 + c a na c c e l e r a t en e b o fo r a n g ej u i c ee v i d e n t l y ；m n 2 + a n dz n 2 + h a v e s l i g h te f f e c to nn e b o fo r a n g ej u i c e ；砧“，s n 2 + a n dc a 2 + c a ni n h i b i tn e bo fo r a n g ej u i c e a s c o r b i ca c i da n dc i t r i ca c i dc a na l li n h i b i tn e bo fo r a n g ej u i c e ；t h e o p t i m a l c o n c e n t r a t i o ni s0 0 3 a n d0 5 ，r e s p e c t i v e l y 1 a n d2 l y s i n ea n dg l y c i nc a n a c c e l e r a t en e bo fo r a n g ej u i c e 1 a s p a r a g i n e sc a ni n h i b i tn o n e n z y m a t i cb r o w no f o r a n g ej u i c e 5 c o n c e n t r a t e do r a n g ej u i c ew a sp s e u d o p l a s t i cf l u i da n dd o f f - p e c t i cc o n c e n t r a t e d o r a n g ej u i c ew a sn e w t o n i a nf l u i d b yr e g r e s s i o na n a l y s i s ，b o t ho r a n g ej u i c ev i s c o s i t y c o u l db ed e s c r i b e db ya na r r h e n i u st y p ee q u a t i o nq = k o e x p ( e a r t ) w i t h i nt h er a n g eo f t e m p e r a t u r e sa n dc o n c e n t r a t i o n s t h ec h a n g ei nt h e i rv i s c o s i t yo fb o t ho r a n g ej u i c ew i t h t e m p e r a t u r ec a nb ed e s c r i b e db y a l li n d e xt y p ee q u a t i o nq = k e x p ( a c j w i t h i nt h er a n g eo f t e m p e r a t u r e1 0 - 6 0 ca n dc o n c e n t r a t i o n2 5 5 0 。b r i x ，t h ec o m b i n e de f f e c to ft e m p e r a t u r e a n dc o n c e n t r a t i o no nt h ev i s c o s i t yo fc o n c e n t r a t e do r a n g ej u i c ec a l ld e s c r i b e db ya l l e q u a t i o nr = 7 1 9 9 x 1 0 。5 ( 2 2 7 2 n o 1 7 0 c ，w i t h i nt h er a n g eo ft e m p e r a t u r e2 0 - 5 0 ca n d c o n c e n t r a t i o n2 0 - 6 0 。b r i x ，t h ec o m b i n e de f f e c to ft e m p e r a t u r ea n dc o n c e n t r a t i o no nt h e v i s c o s i t y o f d o f f - p e c t i c c o n c e n t r a t e d o r a n g ej u i c e c a l ld e s c r i b e d b ya ne q u a t i o n q = 6 8 1 4 x 1 0 5 ( 2 1 1 7 t + 0 5 9 8 c ) k e y w o r d s c i t r u s ；h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ；s u g a r ；o r g a n i ca c i d ； n o n e n z y m a t i cb r o w n i n g ；r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s i v 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 s p e h p l c g c 5 h m f n e b 缩略表 s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y g a sc h r o m a t o g r a p h y 5 - h y d r o x y m c t h y l f u r f u r a l n o n - e n z y m a t i cb r o w n i n g v 固相萃取 高效液相色谱 气相色谱 5 羟甲基糠醛 非酶促褐变 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 处 如需保密，解密时间2 口j g 年6 月? 。日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名： 擎鑫耙 时间：2 p 口6 年多月，8 日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定”，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论 文的全部或部分内容。 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。 学位论文作者签名： 拿刁k导师签名：j 吾殁锲l 签名日期：弘。占年j 月t 8 日签名日期：歹一。占年多月，8 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第一章柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 1 柑橘特征糖酸组成研究 1 1 课题的提出 柑橘是芸香科( r u t a c e a e ) 柑橘亚科( a u r a n t i o i d e a e ) 柑橘亚族( c i t r i n a e ) 中的 一组常绿植物。栽培柑橘多属于柑橘亚科的柑橘属( c i t r u sl ) ( 叶兴乾，2 0 0 5 ) 。柑 橘是柑、橘、橙、金柑、柚、枳等的总称。据研究，柑橘起源于我国云贵高原，途 经长江而下，传向淮河以南、长江下游，直到岭南地区。古籍禹贡记载4 0 0 0 年 前的夏朝，我国的江苏、安徽、江西、湖南、湖北等地生产柑橘，经过我国人民长 期栽培和选育，柑橘成了人类的珍贵果品。目前全世界有8 0 多个国家栽培柑橘，其 产量为所有水果之首，柑橘国际年贸易额为6 5 亿美元，仅次子小麦和玉米。柑橘中 含有柠檬酸、苹果酸、维生素c 、类胡萝卜素、还原糖和非还原糖、蛋白质等营养 成分，是一类很受欢迎的水果( 郑立辉和吴高明，2 0 0 2 ) 。此外，柑橘还具有很高的营 养价值、药用价值及保健价值，被国内外公认为保健食品，受到国内外普遍重视。 因此有必要对柑橘加工贮藏过程中的品质特性进行研究。 我国的柑橘历来以鲜食为主，而世界其它柑橘大国的加工业却十分发达。世界 柑橘加工的主导产品是柑橘果汁和柑橘罐头。我国柑橘鲜销占柑橘总产量的9 5 ， 加工用果仅占5 ，其中简单的糖水桔瓣罐头加工又占了八成以上，果汁所占比重很 少。作为发展趋势，柑桔罐头的消费量并不大，取而代之的将是更富营养、更方便 的果汁产品，而这恰恰是我国柑橘加工业的弱势。据农业部信息中心统计，我国年 产柑橘果汁约6 万吨( 以原汁计) ，尚不能满足国内需求，柑橘汁的进口量已超过生 产量，其中葡萄柚和葡萄柚汁全部依靠进口。此种情况一方面造成国内柑橘汁依赖 进口；另一方面造成资源浪费，不利于环境保护，因为柑橘中果皮、肉渣、种籽约 占果实重量的5 0 以上。 系统性的研究柑橘中的糖、有机酸与柑橘汁色泽的变化的关系以及柑橘汁的流 变特性，对于柑橘深加工和贮藏保鲜具有重要意义。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 柑橘主要营养成分含量及其测定方法 柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 1 2 1 1 柑橘果实糖酸含量及组成对品质的重要性 果实的风味不能单纯用可溶性固形物含量衡量，更重要的是取决于糖酸含量及 比率。果实内在品质主要取决于果实的糖酸组分及其含量、香味、质地等( 郗荣庭， 1 9 8 3 ) ，糖酸是改善果实品质的关注焦点。甜度与糖的种类有关。就甜度而言，果糖 约为1 7 5 ，蔗糖1 ，葡萄糖0 7 5 ( p a n g b o r n ，1 9 6 3 ；d o t y ，1 9 7 6 ) 。其中以果糖最 甜，但葡萄糖口感较好。有机酸类的转化导致酸味减少。在许多未成熟果实的果肉 细胞液中积累大量有机酸，如柑橘中的柠檬酸，梨、桃、苹果中的苹果酸，番茄中 的柠檬酸和苹果酸，葡萄中的酒石酸，因此具有酸味。随着果实的成熟，物质代谢 与呼吸作用逐渐增强，使得有机酸一部分转化为糖类，一部分作为呼吸底物变成h ：0 与c 0 2 ，还有一部分被k + ，c a 2 + 等离子中和而生成盐，因此，酸味明显降低( 白宝璋和 张宪政，1 9 9 2 ) 。苹果酸和柠檬酸与果实酸度有显著相关性( e s t ie t 口，1 9 9 7 ) 。据报 道，人口腔对柠檬酸的感知先于苹果酸，柠檬酸的酸度比苹果酸高，但其酸性持续 的时间短( s o u t ya n da n d r e ，1 9 7 5 ) 。有研究者发现，大量的奎宁酸存在于幼嫩苹果 中，奎宁酸和其相关的脂肪酸、莽草酸也许直接影响了果实的苦味( h u l m e ，1 9 5 8 ) 。 另外，奎宁酸和莽草酸是芳香物质合成途径的中间产物( 吴相钰等，1 9 8 2 ) 。它们不 仅直接参与芳香族氨基酸的生物合成，而且可能还参与其它芳香化合物的合成，从 而间接影响果实的品质。 石健泉等根据柑桔种质原圃甜橙品种园内9 5 个甜橙品种果实可溶性糖、可滴定 酸含量连续3 5 年测定结果，提出了甜橙品种果实糖、酸可以分为极高、高、中、 低、极低5 级及其分级标准( 石健泉，1 9 9 5 ) 。风味优良的品种，其糖酸比多在1 0 - - - 3 5 的范围，偏高者风味趋甜，偏低者风味偏酸。而糖酸比值小于9 的风味均不佳。 优质的品种果实含酸量多为中等( 0 5 - - 0 7 9 9 6 ) ，含酸量极高者风味最差，果实可溶 性糖变化幅度不大，而可滴定酸的幅度较大。因此，风味优劣受含酸量的影响较大。 糖酸种类、含量及其比例在很大程度上决定了果实的甜酸味，影响了果实的食 用品质。 1 2 1 2 样品前处理技术一固相萃取 固相萃取技术是基于液相色谱理论的一种分离、纯化方法。1 9 6 2 年，a n t o n a l l 等人首次对该技术进行了研究，用吸附剂氧化铝净化样品。s p e 技术在样品的预处 理方面已经逐步取代了液一液分离，在环境分析、生物医药、食品分析等领域，得到 了快速的发展。s p e 技术基于液相色谱的原理，可近似看作一个简单的色谱过程。 2 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 吸附剂作为固定相，而流动相是萃取过程中的水样。当流动相与固定相接触时，其 中的某些痕量物质( 目标物) 就保留在固定中，这时用少量的选择性溶剂洗脱，即 可得到富集和纯化的目标物( 马娜等，2 0 0 2 ) 。 s p e 法操作有四个基本步骤：固定相活化、样品上柱、淋洗和分析物洗脱。第 一步，固定相活化。其目的是创造一个与样品溶剂相容的环境并除去柱内所有杂质， 通常使用两种溶n - 初溶剂和终溶剂。由于未经活化的固定相含有许多杂质，因此 初溶剂用于净化固定相，初溶剂应与洗脱溶剂一样强或强于洗脱溶剂，这样就可以 除去所有可能与分析物一起洗出的杂质，杂质去除不彻底将会导致最终色谱图额外 峰的干扰；终溶剂是用于建立一个固定相环境以得到样品分析物的合适保留，故终 溶剂应该与样品溶剂性质相似，若使用的溶剂太强，将会降低回收率。第二步，样 品上柱。是将样品加入到s p e 柱并迫使样品溶剂通过固定相的过程，这时溶解样品 的溶剂必须较弱，如果溶剂太强，分析物会不被保留，导致回收率偏低。第三步， 淋洗。在此过程中，要洗掉固定相内不需要的样品组分，所以淋洗溶剂要略强于或 等于上样溶剂，但不能强到可以洗脱任何一个分析组分的程度。第四步，洗脱。将 分析物质从固定相上洗脱下来，洗脱溶剂用量一般是0 5 0 8m l l o o m g 固定相， 这一过程选择的溶剂不能太强，否则会把一些更强保留的不必要组分洗出来，但是 如果溶剂太弱，又会耗去更多的洗脱液来洗出分析物( 程雪梅，2 0 0 2 ) 。 近年来，固相萃取作为样品前处理方法得到了广泛的应用。毕丽君用固相萃取一 反相高效液相色谱法分析色酒和酱油中的有机酸( 毕丽君，2 0 0 0 ) ，采用c 1 8 预处理 柱简化样品前处理，取得了较好的效果；刘亚风等用w a t e r o a - h l b 固相萃取柱预处 理样品，高效液相色谱法检测肉制品中纳他霉素残留量( 刘亚风等，2 0 0 4 ) 。 1 2 1 3 糖的测定方法 糖是柑橘汁中重要的风味成分和营养成分，准确测定柑橘汁中糖的组成对于研 究柑橘汁的风味特征和加工特性很有意义。糖的测定通常采用容量法、比重法、比 色法，但这些方法只能测定糖的总量，不能测定糖的组成( 张龙翔等，1 9 8 1 ) 。气相 色谱法是单糖组成分析中常用的方法，其具有分离效能高、测定快速、灵敏度高等 特点。但由于糖类化合物沸点高、热稳定性低，需衍生化后才能用于气相色谱法分 析，所以气相色谱法用于糖的分析时，须先将单糖通过硅烷化法或乙酰化法衍生制 成相应的三甲基硅醚、糖醇醋酸酯等低沸点的衍生物，然后才能进行气相色谱分析。 由于衍生化反应操作复杂，误差较大，使气相色谱的实际应用受到了很大限制。高 3 柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 效液相色谱法用于糖的组成分析时不需衍生化，操作简便，可快速、准确地分析各 单糖、低聚糖和多元醇，因此近年来糖的液相色谱测定法得到了快速发展( m u l l i ne t a 1 ，1 9 9 7 ) 。杨亚玲等研究了高效液相色谱法测定水果中的糖，水果样品的糖提取液 用w a t e r ss e p p a k c 1 8 固相萃取小柱预分离，以w a t e r ss u g e r - p a k - 1 型阳离子交换柱 为固定相，0 0 5 9 l e d t a 钙钠水溶液为流动相分离，示差折光仪为检测器检测。蔗 糖、葡萄糖和果糖的检测限分别为2 m g l 、4 m g l 和4 m g l ，相对标准偏差为o 7 6 1 8 之间，标准回收率在9 7 - - 1 0 3 之间( 杨亚玲，2 0 0 3 ) 。 1 2 1 4 有机酸测定方法 有机酸影响果汁口感酸味，一般柑橘中的有机酸含量多以总酸为代表，为满足 柑橘储藏加工及柑橘汁质量鉴别的需要，明确柑橘有机酸的含量和组成具有重要意 义。传统的有机酸测定多用化学法，但易受干扰，预处理步骤多，时间长，且每次 只能测一种有机酸，所以测定多种有机酸种类费时长，误差大；酶法虽然前处理简 单，但每次只能测定单种有机酸；薄层色谱法一次可测定多种有机酸，但测量精度 差，只能半定量和定性；气相色谱法仅适于测定挥发性有机酸，非挥发性的酸必须 将其酯化后才能测定；液相色谱法很适合非挥发性物质的分析，测量精度好，灵敏 度高。 崔雨林等用反相高效液相色谱法用磷酸调成p h 2 6 5 的重蒸馏水为流动相同时测 定了水果及果汁中的7 种有机酸( 崔雨林，1 9 9 5 ) 。孔红星等用高效毛细管电泳法对 果蔬中柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸进行分离，研究了最佳的分离条件，用直接 紫外检测法建立了柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸的高效毛细管电泳分离分析新方 法( 孔红星，2 0 0 3 ) 。高海燕等人用该方法测定了果汁中1 1 种有机酸并对测定条件进 行了优化( 高海燕等，2 0 0 4 ) 。香港的y u a na n dc h e n 用高效液相色谱同时分离并测 定出了糖、抗坏血酸和酚类物质( y u a na n dc h e n ，1 9 9 9 ) 。西班牙t o m o s 等则是利 用高效液相色谱柱后光化学反应荧光检测装置对牛奶、果汁、软饮料、酒类中的柠 檬酸、乳酸、苹果酸、草酸和酒石酸分离并定性( t o m , i se ta 1 ，2 0 0 4 ) 。新加坡的 g u a n g h o us h u i 采用h p l c 将果汁和饮料中的有机酸与酚类分离并测定( g u a n ga n d p e n g ，2 0 0 2 ) 。近些年还发展起来了另一种有效分离测定有机酸的方法一离子排斥 色谱法。离子排斥色谱法极适合于含水基体，对强亲水性和强挥发性的物质不会造 成损失，有机酸的分析几乎不受无机阴离子的干扰，它适于应用还因为它只需简单 的样品前处理，不需柱前衍生作用并且可联合其它的色谱分析方法，实现二维分离。 4 华中农业人学2 0 0 6 届硕上学位论文 郭德华和夏琳也用离子排斥色谱法同时测定了果汁中1 1 种有机酸( 郭德华，2 0 0 1 ) 。 1 2 2 柑橘采后品质变化的研究 1 2 2 1 果实贮藏保鲜方法 采收后的果实，由于带有田间热且呼吸作用比较旺盛，如采摘后立即入库，会 使库温很快升高，同时造成湿度过大，影响贮藏效果。因此，柑橘果实经保鲜处理 后，先置于阴凉干燥、通风良好的预贮库中短期贮藏。预贮后长期贮藏方式一般有 简易房贮藏( 包括散堆法，砂藏法，松针法等) 、窖藏、地下库贮藏和自然通风库贮 藏( 叶兴乾，2 0 0 5 ) 。留树贮藏是近年来国外推广的一种节约能节约开支的经济的贮 藏新方法，美国、澳大利亚、墨西哥等国已推广应用。它是在果实基本成熟时，利 用促进生长的植物激素或植物生长调节剂等药物进行采前喷果，并采取适当的农业 技术，加强对果树的肥水管理，使果实继续留在树上一段时间，此法不需要建造贮 藏库，节约开支，简便易行( 张昭其，2 0 0 2 ) 。 1 2 2 2 柑橘采后品质的研究 有关柑橘采后生理( 张上隆等，1 9 9 4 ；叶茂宗等，1 9 9 7 ) 和改善贮藏( 胡西琴 等，2 0 0 0 ) 的报道较多，而柑橘在室温贮藏过程中的品质变化研究甚少。王日葵等 研究了不同品种的柑橘果实采后某些生理变化，锦橙、脐橙、桠柑3 个品种果实在 后期衰老过程中，糖，有机酸、维生素c 含量逐渐降低( 王日葵，2 0 0 0 ) 。张红艳等 对朋那脐橙，纽荷尔脐橙和红肉脐橙果实采后室温贮藏过程中主要有机物质含量进 行分析，结果表明，各指标在贮藏各时期不同品种间有明显差异( 张红艳等，2 0 0 3 ) 。 b a r t o l o m 6 等研究了菠萝在冰冻贮藏过程中可溶性固形物的变化和主要的成分蔗糖、 葡萄糖、果糖含量的变化是线性相关的，菠萝片在一年的冰冻贮藏期间可溶性固形 物和糖的含量变化很小( b a r t o l o m 6 ，1 9 9 6 ) 。 采后的柑橘果实作为一个生命体，有一个逐渐衰老的过程，存在着呼吸代谢等 一系列生理生化活动过程。柑橘果实贮藏初期，因果实失水蒸发，果汁糖分浓缩等 原因糖分暂时有所提高，其后因呼吸消耗，糖分也不断下降。李明启认为柑橘贮藏 初期糖含量的增加是由于细胞壁成分分解所引起的( 李明启，1 9 8 9 ) 。e c h e r e r r i a ( e c h e v e r r i a ，1 9 8 7 ) 发现了促使哈姆林甜橙果实有机酸转变为己糖的两种关键酶： 苹果酸酶和果糖二磷酸酶，认为有机酸在代谢过程中产生糖，可能是贮藏初期糖含 量上升的原因之一。有机酸含量下降速率则与贮藏温度有关，温度较低时有机酸下 降也慢一些。 5 柑橘特征糖酸组成及其与果汁褐变关系研究 1 2 3 柑橘汁褐变机理研究 柑橘果汁为果汁制品中的大宗商品，其风味、色泽和质地均被人们喜欢。按果 汁状态及产品中果汁的比例多少，柑橘汁及其饮料制品可分为天然果汁、果肉饮料 ( 带肉饮料) 和果汁清凉饮料及果汁粉等几种。 果汁褐变是果汁在加工和贮藏过程中色泽发生改变的一种现象。褐变包括酶促 褐变和非酶促褐变两种类型。在柑橘汁加工和储藏过程中发生的褐变反应主要是非 酶褐变。非酶褐变包括美拉德反应、酚类物质氧化变色、焦糖化褐变和抗坏血酸氧 化褐变等几种类型。 糖类是果汁中甜味的主要来源，在柑橘汁中约占5 1 0 ，在柑橘汁加工及贮 存过程中，糖类除部分与氨基化合物产生美拉德反应外，也会发生焦糖化反应( 马 霞等，2 0 0 2 ) 。所谓焦糖化反应是指糖类经直接加热所产生的脱水及热分解反应。一 般而言，焦糖化反应易发生在高温、碱性及高糖浓度情况下。在酸性条件下，由于 加热作用使得糖分解形成糠醛及羟甲基糠醛，虽然它们不会直接影响果汁的风味， 但是它们会与果汁中氨基化合物继续反应，进而参与美拉德反应后阶段的缩合反应 形成类黑精色素。 美拉德反应是还原糖类与氨基化合物，如游离氨基酸、肽、蛋白质、胺等化合 物，先进行反应形成糖胺，经过a m a d o r i 或h e y n s 转位形成a m a d o r i ( 或h e y n s ) 中间产 物。此类化合物在不同p h 值及温度条件下，以3 种路径进行反应。在酸性条件下进 行1 ，2 烯醇化反应，形成糠醛及羟甲基糠醛：在碱性条件下进行2 ，3 烯醇化反应形成 还原酮及脱氢还原酮，其中后者会与氨基化合物反应形成s t r e c k e r 醛类，或继续裂解 产生羰基c a r b o n y l s , z 及d i c a r b o n y l s 化合物；高温下，a m a d o f i ( h e y n s ) 进行裂解产生 c a r b o n y l s 及d i c a r b o n y l s 化合物，这些中间阶段产物会继续与氨基化合物进行反应形成 类黑精色素。 抗坏血酸是柑橘汁中主要营养成分之一，因其兼具酸性及还原性，故极易氧化 分解，可与游离氨基酸反应，生成红色素及黄色素。其氧化有2 种途径：有氧及无氧 分解。有氧反应形成脱氢抗坏血酸，再脱水形成d k g ( 2 , 3 d i k e t o g u l o m i c a c i d ，2 ，3 二 酮古洛糖酸) 后，脱羧产生x y l o s o n e ( 酮木糖) ，最终产生还原酮，还原酮会参与美拉 德反应的中间及最终阶段，此时抗坏血酸主要是受果汁中的溶氧及上部气体的影响， 分解反应相当迅速。无氧分解其主要产物为糠醛，当氧气完全消耗或低至某一浓度 时便丌始进行无氧分解。果汁在贮存过程中，抗坏血酸含量的降低主要是因为进行 6 华