柑橘类果汁中的苦味物质及脱苦技术研究进展

目前，饮料生产是柑橘类水果加工的主要方向。柑橘在经过榨汁、杀菌、贮藏等加工过程后，会出现苦味增强的现象，进而影响柑橘汁的口感，导致产品质量和经济价值的下降，降低消费者可接受度，制约柑橘汁加工业的发展。

柑橘类果汁苦味的形成主要由两大类化合物造成，一类是类黄酮化合物，其苦味物主要为柚皮苷、新橙皮苷、枸桔苷等，其中以柚皮苷为主。柚皮苷在柑橘类水果中的含量因产地、品种原料成熟度不同而有所差异。

另一类化合物是柠檬苦素类似物，又称类柠檬苦素，是一类具有呋喃环的三萜类化合物，类柠檬苦素主要以游离苷元和配糖体2 种形式存在。类柠檬苦素游离苷元水溶性差、味苦，是大多数柑橘类水果苦味物质之一，也是使果汁及其他加工制成品产生后苦味的物质。

柑橘汁富含多种矿物质和维生素，具有较高的营养价值，但柑橘类果汁中的苦味脱除是柑橘加工业面临的主要问题。少量苦味能够赋予柑橘汁特定的风味，但苦味过强就会影响产品的品质和销售。

所以，研究柑橘类果汁脱苦技术，保证其良好口感是柑橘类产业化生产的关键，具有重大的经济意义和深远的社会意义。常用的脱苦方法主要有添加苦味抑制剂脱苦、酶法脱苦、吸附法脱苦、膜分离技术、基因工程脱苦和超临界CO2 脱苦。

添加苦味抑制剂脱苦

新地奥明（Nediosmin）是一种应用比较广泛的苦味抑制剂，其本身没有苦味，对抑制类柠檬苦素较为有效，主要是因为它能够通过化学或物理的作用与苦感器官发生缔合使苦味阈值增大到使人们不易感觉出来，从而降低果汁的苦味感。

研究发现，橙汁中柠碱和柚皮苷阈值与新地奥明的浓度呈指数关系，柠碱和柚皮苷在水中阈值方程的指数很相近，增加新地奥明的量可以很明显的以相似的速率降低柠碱和柚皮苷的苦味。蔗糖和环糊精也是目前较为常用的苦味抑制剂。此外，新橙皮苷二氢查尔酮、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯等一些新型甜味剂对柠檬苦素的苦味也有抑制作用。

酶法脱苦

目前较为有效的脱苦方法还是酶法脱苦，其加工过程中对柑橘的风味、营养成分没有破坏，而且成本低。酶法脱苦主要是利用不同的酶分别作用于柠碱和柚皮苷，使之生成不含苦味的物质。

脱苦酶按作用对象可分为黄烷酮糖苷类化合物脱苦酶和柠檬苦素 (柠碱) 类化合物脱苦酶。作用于黄烷酮糖苷类化合物的脱苦酶主要是柚皮苷酶，由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶组成。柚皮苷在此酶的作用下最终生成没有苦味的桔皮素和葡萄糖。

柠檬苦素类脱苦酶最适宜的pH 值都偏碱性，直接将其用于脱苦时需调节柑橘汁的 pH，这会影响柑橘汁的品质，而柚皮苷酶的最适宜 pH 值与柑橘汁的自然 pH 值相接近，因此，在用固定化酶对柑橘汁进行脱苦时使用最多的是柚皮苷酶。固定化酶具有比自然酶更广泛的pH 值和温度适应范围，且能多次使用，固定化柚苷酶用于脱苦已有许多报道。

目前常用的固定化酶法脱苦材料有醋酸纤维素、卡拉胶、分子筛、壳聚糖和海藻酸钠，也有用戊二醛包被的蛋清来固定柚皮苷酶。市售的柚皮苷酶产品种类较多，且多是微生物产生的复合酶类。

吸附法

吸附脱苦是采用吸附剂选择性地吸附去除果汁中的苦味成分而达到脱苦的目的。吸附法去除柑橘果汁中苦味物质在商业中利用较为广泛，采用的吸附剂主要有活性炭、活化硅酸镁、硅胶、醋酸纤维木质吸附剂和吸附树脂等。近年来，欧洲开发出新工艺，即采用苯乙烯/二乙烯基苯共聚体、酚/福尔马林浓缩物、聚丙烯酸酯基础的颗粒状或球状粒子作为吸附剂广泛地应用于柑橘汁脱苦。

用吸附法脱除柑橘果汁中的苦味，处理时间短，常温下即可进行，但同时吸附法也存在一些缺陷，如活性炭等吸附剂会降低柑橘果汁的品质。研究发现活性炭的吸附作用会使脐橙汁的pH上升，内部发生化学反应，导致产品产生硫化物的气味；此外，一些方法由于缺乏选择性会导致抗坏血酸、天然抗氧化剂及其它组分如类柠檬苦素配糖物的去除或者营养成分的损失。

膜分离技术

膜分离技术的关键在于分离膜，按照膜的分离原理不同，可以分为两种：滤膜、溶解—扩散膜。前者的原理是以膜的孔径为分界，如果分子大于膜孔径则会被拦截， 反之可以通过。而溶解—扩散膜则不同，它的膜表面没有孔，它对物质的分离是根据溶质分子在膜中的溶解性和扩散性。与滤膜相比，它能将浓度极化现象降至最低，且具有很强的抗污染能力。

有研究表明，溶解—扩散膜能在25 ℃时，将溶液中的柠檬苦素含量降到原来的1/5，但损失的营养成分却不超过5%。由此可见，该种方法的脱苦效率比较高，而且营养成分损失也较小，效果也较为理想。但是由于膜的稳定性问题，该方法还停留在实验室研究阶段。

基因工程脱苦

基因工程脱苦主要是将目的脱苦酶基因导入到柑橘细胞中，在不影响果汁品质的前提下以达到自然脱苦的目的。此法具有操作简单、脱苦条件温和、脱苦效率高、便于应用等优点，受到广大柑橘研究者的青睐。

转录组学和基因组学方法的使用对于分析复杂的网状代谢途径非常有帮助，通过生物信息学分析，可以假设进一步修饰的目标，最终使代谢物发生预期的变化。早前，关于转基因柑橘树的研究工作已经开展。

目前基因工程目标之一的酶是：诺米林脱乙酰基酶，柠檬酸脱氢酶和葡萄糖基转移酶。在柑橘类水果中插入诸如诺米林脱乙酰基酶之类的特定酶编码基因，可以调节柠檬苦素的合成途径，通过自然生物转化将柠檬苦素等苦味物质转化成非苦衍生物，解决柑橘类果汁的苦味问题。

超临界CO2 脱苦

该种方法是将压力和温度设置到一定条件下作用于目标溶液。有学者尝试了将温度设置在30～60℃，压力设置为21～41 MPa，然后对柑橘树果汁作用4 h，这种方法可以将柑橘属果汁中的柠檬苦素含量由原来的17.5 mg·L-1 降低至7 mg·L-1，而且这种方法作用后的柑橘属果汁的营养成分没有明显变化。

结合脱苦效果和营养成分变化来看，超临界CO2 脱苦方法比较符合要求，但是它较其他脱苦方法而言，需要配备超临界高压装置，由于该装备成本偏高、操作复杂，在一定程度上限制了其推广应用。

脱苦技术的研究对柑橘的产业化发展具有重要意义。虽然实验发现有很多技术可用于柑橘类果汁的脱苦，但能真正用于工业化生产的却不多。

当前较为普遍使用的是吸附法和添加苦味抑制剂法。考虑到生产的实用性和脱苦的高效性，将各种脱苦法的优缺点加以互补，实现综合脱苦法，将是今后柑橘果汁脱苦的发展方向之一。

如何既不损失原有的果汁风味和营养成分又能实现高效脱苦，既简便又低成本地消除柑橘果汁中的苦味物质，并将其应用于工业化生产将是今后研究的主要方向。

参考资料：

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作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究