果汁饮料中原果汁含量检测技术的现状

果汁饮料中原果汁含量检测技术的现状 F0)DANDFERMENTAT10NINDUSTRIES 果汁饮料中原果汁含量检测技术的现状 吴建中唐泽孙唏彭喜春郭开平 (暨南大学食品科学与工程系,广州,510632) 摘要综述了果汁饮料中果汁含量检测技术的现状与进展,比较了现行的各种 果汁含量的检测方法,系 统介绍了各种新型检测技术在果汁含量测定中的应用. 关键词果汁,果汁饮料,果汁含量,检测 进入21世纪以来,全国各地暴露出一系列食品 安全与质量方面的问题,一些假冒伪劣食品造成的影 严重损害了广大群众的消费信心.具体 响非常恶劣, 到果汁饮料行业,突出表现在不法分子制假手段的提 升,传统的"三精一水"勾对造假方式已经被假冒名牌 产品,夸大果汁含量,采用劣质水果原料等更隐蔽的 方式所代替,这无疑增加了饮料鉴别的难度.而我国 目前只对橙汁饮料中的果汁含量检测有较完善的国 家,其他果汁饮料中果汁含量的检测主要还是依 据可溶性固形物,总糖,总酸度等少数指标进行鉴别, 已无法满足当前果汁饮料检测的需要,因此必须加强 进一步完善检测方法.为 果汁饮料鉴别手段的研究, 此本文对目前国内外常用的果汁饮料中果汁含量的 检测方法进行了评述,尤其对近年来发展起来的新型 果汁饮料鉴别手段进行了较系统的介绍,供同行参 考. 1果汁含量检测的国家标准 由于果汁的品种多,受地域,季节,气候的影响 大,果汁中的各种成分的含量变化较大,很难找到一 个能够准确反映果汁浓度的特征指标,目前国际上没 有统一的果汁含量检测方法,发达国家根据本国的国 情和水果资源的品种差异制定了各自的检测方法. 其中德国自1982年开始,通过大量的实验,研究制定 了统一的果汁有效成分的测定方法,了橙汁,苹 果汁,葡萄汁,梨汁,杏汁等11种水果原汁的参数标 准值,即RSK值.荷兰,西班牙,以色列等国参照德 国的RSK值也制定了本国的标准值.此外,Ft本,台 湾地区是通过测定不溶性固形物,总酸,氨基酸态氮, 灰分,可溶性固形物含量来推算果汁含量.澳大利亚 通过测定葡萄糖,果糖,蔗糖,钾,磷,钙,灰分以及它 们之间的比值来确定果汁的含量['2].中国目前缺 第一作者:博士,副教授 收稿日期:2005—09—12,改回日期:2006—01—21 78f2—006Vo1.32—No.2(Tot—al2—18) 乏大多数果汁饮料的国家检测标准,仅仅针对橙,柑, 橘汁及其饮料中果汁含量检测制定了一个推荐标准, 即GB/T16771--1997(橙,柑,橘汁及其饮料中果汁 含量的测定》,该方法是在参考了联邦德国的RSK值 的基础上,结合我国实际制定出来的标准(见表1). 表1Gill/T16771--1997的检测指标 检测指标原理和方法 可溶性固形物 氨基酸态氮 工)_异柠檬酸 L.脯氨酸 钾元素 磷元素 总黄酮 采用阿贝折光仪,糖度计等测定折光度 甲醛滴定法 异柠檬酸脱氢酶催化测定法 通过与茚三酮反应显色,测吸光度 采用原予吸收分光光度计测定 通过与钒.钼酸铵反应显色,测吸光度 通过缩合反应生成黄色橙皮紊查耳酮,测吸光度 GB/T16771--1997选择上述6项指标作为特征 指标,并规定了各项指标在果汁含量计算中的权值, 由于果汁含量的数据来自6项指标,能够较真实体现 果汁饮料中原果汁含量,极大的增加了造假者的造假 难度,起到了防微杜渐的作用,而且考虑到饮料加工 时加入的食品添加剂有可能影响某些指标的测定值 以及其他一些因素的影响,该标准还制定了异常数据 修正原则,保证了检测结果的真实性-3J. 其他种类的果汁饮料中原果汁含量的检测通常 参照橙,柑,橘汁及其饮料中果汁含量的测定标准. 例如河北省衡水市卫生防疫站就参照GB/T16771— 1997和GB/T12143.2—1989制定了山楂汁及其饮 料中果汁含量的检测标准,或者依据在质检部门备案 的企业自行制定的标准【引. 2果汁含量检测的其他常用方法 在GB/T16771--1997中采用了可溶性固形物 含量,氨基酸态氮含量等6项指标作为特征指标,其 中可溶性固形物含量,氨基酸态氮含量以往也经常被 单独或结合其他几项指标作为果汁饮料的鉴别依 据5-8].除此之外,总酸度,还原糖含量,果胶含量 也常作为检测果汁含量的依据. 2.1总酸度的检测 真果汁中含有丰富的有机酸及其盐,因此相同 pH值时真果汁的缓冲能力显着高于假果汁,相应地 真果汁的总酸度也大于假果汁,通过总酸度的检测可 以辅助判断果汁的含量.除此之外采用缓冲能力的 差异也可以检测果汁含量,如吴继军等人利用缓冲能 力的差异来检测桑葚果汁饮料中的原果汁含量,张爱 玉等人利用缓冲能力的差异来检测西番莲果汁饮料 中的原果汁含量.总酸度的测定采用滴定法测定,检 测方法简单方便,适用于工厂的生产监控及基层检测 机构,. 2.2还原糖的检测 水果原汁中往往含有果糖,葡萄糖,山梨糖醇等 还原糖,相应的在果汁饮料中还原糖含量和可溶性固 通过比较果 形物含量之间的比值均保持在一定范围, 汁中的还原糖含量,分析还原糖含量和可溶性固形物 含量之间的比值,很容易发现通过加入蔗糖来调整掺 假产品可溶性固形物水平的伪劣果汁饮料.还原糖 检测的常用方法主要采用费林试剂滴定法,该法是利 用果汁饮料中含有的还原性单糖(如果糖,葡萄糖等) 能将斐林试剂中的络合铜还原为砖红色的氧化亚铜, 而假果汁饮料中的蔗糖,糖精或甜蜜素由于没有还原 性,不能与费林试剂反应的原理来加以鉴别.其中于 丽薇利用费林试剂稀释液测定还原糖的方法,从定性 和定量2个方面,对果汁饮料进行快速鉴别真假,提 高了检测灵敏度,结果令人满意l1.此外李恩君提 出可以采用亚甲兰滴定法检测还原糖含量,该方法较 费林试剂滴定法更为方便,可直接用于现场的快速检 测['.. 2.3果胶的检测 果胶物质是植物细胞壁的成分之一,通常存在于 相邻细胞壁问的中胶层中,起着粘着细胞的作用,在 柑橘,桃,李,杏,梨,草莓,葡萄等主要水果中的含量 都超过0.5%,相应的在果汁饮料中也应该检测出一 定含量的果胶,因此利用果胶的水解产物——半乳糖 醛酸在强酸中与咔唑的缩合反应可以方便的检测果 胶的含量,辅助鉴别真假果汁[11,12].但该方法的缺 点是,随着果胶价格的下降,制假者可能通过人工添 加果胶来蒙蔽检查. 3新型检测方法在果汁含量检测中的应用 3.1高效液相色谱 高效液相色谱应用范围广泛,几乎能够测定食品 中所有非挥发性成分,如糖类,有机酸,氨基酸等.尤 其是指纹图谱的应用,使分析对象从对单一成分的检 测变成对一类化学成分的检测,通过对指纹图谱中主 要特征峰的含量,比例的测定,能够有效检测产品质 量.根据果汁饮料的特点,应用于果汁检测的可以是 糖类指纹图谱,有机酸指纹图谱,氨基酸指纹图谱等, 采用高效液相色谱指纹图谱分析果汁含量简便快速, 结果更加可靠. 果汁饮料的糖类指纹图谱.每1种水果都具有 具独特的糖类分布模式,就像人的指纹一样,能用来 鉴定果汁及浓缩果汁的真伪.果汁中的主要特征糖 类化合物分别是葡萄糖糖,果糖,蔗糖,山梨糖醇等. 丁明玉等人采用内径1.5mm的半微量反相色谱柱 分离还原单糖衍生物,以488.0nm的Ar+激光作激 发光源,在检测波数1136cm.'测定衍生物的共振拉 曼散射强度,采用该方法测定葡萄糖的检测下限为 10ng,可用于食品和生物样品中单糖的分析ll. Corradini等人采用CarbopacPAl00层析柱,以脉冲 电流探测法作为检测手段测定果汁饮料中的糖类物 质,该方法无需进行样品的预处理,测定结果稳定可 靠,能够迅速测定果汁饮料中的糖类分布.Fabio Chinnici等人利用普通的AminexHPX87H柱同时 测定3个糖,7个有机酸,该方法能够用于果汁生产 的监控u.1. 果汁饮料的有机酸指纹图谱.不同种类的水果 有不同的特征酸,相同种类,不同产地的水果其特征 酸也不同,新鲜程度不同的水果,其特征酸的浓度也 不同,因此依据果汁饮料的指纹图谱不仅可以鉴别果 汁饮料的真伪,而且能够反映水果原料的优劣.Ac— caui等人采用离子色谱测定果汁中的有机酸,不仅能 够定量检测主要有机酸的含量,而且还能给出全部有 机酸的指纹图谱,该方法对果汁的鉴别能力非常强, 甚至能够将意大利果汁和其他国家的果汁区别开来. GuanghouShui等人采用高效液相色谱同时测定果汁 中的有机酸和酚类物质,不仅能够检测果汁中的微量 营养成分,还能够评价果汁的新鲜度[16-J. 果汁饮料的氨基酸指纹图谱.氨基酸种类繁多, 其中只有8种是人体必需氨基酸(赖氨酸,蛋氨酸,色 氨酸,苯基丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,苏氨 酸),Ooghe等人认为,通过测出这8种基本氨基酸含 量,计算氨基酸的百分数和8种氨基酸含量之间的比 值,可以鉴别橙汁的真伪.Fuchs等人指出,氨基酸 2006年第32卷第2期(总第218期)f79———.....'.......'..'....'————————— —......'............'————————————.——J F()ODANDFERMENTATIONINDUSTRIES 存在着D一和L一异构体,而天然果汁中的氨基酸异构 体相对含量与人工果汁中氨基酸的相对含量不同, 用高效液相色谱法手段将果汁中的D.和L一异构体 分离,测定各自的含量,可以检测果汁中是否掺 假[19]. 此外高效液相色谱还可测果汁中的花色素,酚类 物质,类胡萝b素,甲草酰黄酮和黄烷酮苷等物质的 指纹图谱[20,21]. 3.2气相色谱 气相色谱技术具有高效,高速,高灵敏度等独特 优点,能够用于检测果汁饮料中的糖类,有机酸,香味 成分等物质,同样也可以采用指纹图谱的形式鉴别果 汁饮料,但采用气相色谱测定糖类,有机酸时,都必须 将它们制备成挥发性衍生物才能测定,过程较复杂. 但由于气相色谱仪价格较液相色谱便宜,容易普及, 因此采用气相色谱鉴别果汁饮料适用于基层单位采 用[12]. 3.3毛细管等速电泳 采用电导检测或紫外检测器,毛细管等速电泳能 够检测橙汁中的无机离子,有机酸,及带负电荷的掺 杂物,得到橙汁中阴离子的指纹图谱.将果汁样品指 纹图谱中的特征带长度与标准品的以及RSK参考值 进行比较,能够鉴别果汁饮料的真伪.JurajJezek等 人的研究表明,D一异柠檬酸的毛细管等速电泳特征 带可以作为可靠的果汁评价标志[22]. 3.4测定稳定性同位素质量比值 同位素变化测定法已发展成解决食品掺假问题 的一个强有力的手段,在果汁真伪鉴别中得到越来越 广泛地应用,其中包括?C/1C比法,O/l0比法 和H/lH比法[23--26]. "C/1C比法.大多数果汁如橘汁,橙汁,苹果汁 和柠檬汁来源于C3植物,而掺假物质如蔗糖,玉米糖 浆等主要来源于C4植物.橘汁,苹果汁等果汁中掺 人蔗糖后,果汁中的"C/lC比会出现升高现象,可用 稳定碳同位素比法进行鉴别.由17个欧洲实验室进 行的实验表明,"C/1C比法能够用于检测添加在各 种果汁中的蔗糖,高果糖玉米糖浆.但该法的缺点 是,如果掺假者将源于c3植物的甜菜糖掺入果汁,? c/】.C比法就不能有效检出,这就需要通过0/JO 比法和2H/1H比法来加以解决【26]. 0/O比法.对浓缩果汁来说,保留在果汁中 的O浓度比未浓缩果汁及雨水中的要高许多,假的 浓缩果汁中含有大量的地下水,这种果汁的O浓度 006VOI,32N—o.2(Total21—8—) 80}2— 就相应降低,利用这种差别即可检验出是否为浓缩果 汁.该法为检测添加甜菜糖和水的浓缩果汁提供了 一 种有效的检测方法[24,25]. H/1H比法.橙汁中重同位素氘的含量比当地 地下水中氘的含量要高,如果在果汁中加水,同位素 氘的含量就会降低.因此通过同位素氘的含量的测 定来鉴定橙汁中是否加水.欧洲标准委员会技术委 员会组织了6个欧洲国家的共15个实验室进行了1 个应用墙0/1O比法来检测果蔬汁含量的内部实验, 同时还组织了6个欧洲国家的l2个实验室应 用H/lH比法来检测果蔬汁含量的内部实验,结果都 令人满意.该委员会认为,埔O/1O比法和H/1H比 法均可以作为鉴别天然果汁含量的有用工具. 3.5电子舌的检测 电子舌是一种通过模拟人类味觉来鉴别味道的 仪器,由味觉传感器,信号采集器和模式识别工具3 部分组成.其中,味觉传感器能够敏锐感觉到多组分 的味觉信息,信号采集器将样本收集并存储在计算机 内存中;模式识别工具则是模拟人脑对采集的电信号 加以分析,识别,对不同的化学物质成分进行模式识 别.现有的电子舌技术已能够定性地识别出苹果,菠 萝,橙子和红葡萄等几种不同的果汁[27-30].滕炯华 等人采用由7个性能彼此重叠的味觉传感器阵列与 基于BP算法的模式识别工具组成的电子舌识别不 同的饮料,结果表明,电子舌所识别的电信号与味觉 有关的化学物质成分有相关性,可以实现在线检测或 监测.该方法目前存在的问题是电子舌的稳定性及 检测的精确度有待进一步提高. 3.6超声波检测 超声检测技术可以用于确定不同食品物料的成 分,结构和物理状态,与其他检测方法相比,超声检 测具有非破坏性,快速,精确,设备廉价,能够对高浓 度食品和光不透明性材料进行检测的独特优点,近几 年正成为国内外倍受关注的研究方向.刘东红等人 研究了超声波在糖混合溶液中的传播速度与糖组分 浓度之问的关系,获得了葡萄糖.蔗糖混合溶液的经 验公式,证实采用超声检测法对果汁,饮料中的糖组 分浓度的测定结果与化学滴定法,高效液相色谱法的 检测结果无显着性差异[,0.因此超声检测在果 汁,饮料糖含量检测中不仅可以确定果汁,饮料的总 糖含量,同时还可确定糖组分的浓度,通过完善检测 方法和检测系统,超声检测技术在果汁,饮料中将有 广阔的应用前景,具有潜在的优势. 4结论与展望,1J 随着科技的发展,果汁饮料检测技术出现了日新 月异的变化,呈现如下发展趋势:(1)检测指标多样 化,特征指标的选择更加全面,尤其是指纹图谱的应 用将饮料的鉴别手段从对单一成分的检测向对某一 类化合物的整体比对发展,检测结果更加可靠;(2)检 测方法更加丰富,由单纯依赖化学检测向化学检测,, 仪器分析,物理检测等多种技术联合应用发展,检测 的灵敏度,准确度和稳定性均有了很大提高;(3)检测 方法更加规范合理,果汁饮料检测的国际标准和国家18 标准将更加完善,对果汁饮料的检测由各单位自行选 择检测方法向采用或参照国家标准,国际先进标准检 测标准发展. 19 参考文献 1霍夫索默尔HJ.果汁国际标准(一)[J].软饮料工业, 1995,3:6,9 2霍夫索默尔HJ.果汁国际标准(二)[J].软饮料工业, 1995,4:17,18 3徐清渠.《橙,柑,桔汁及其饮料中果汁含量的测定》国际 标准概况[J].饮料工业,2002,5:16,18 4田志梅.山楂汁及其饮料中果汁含量的测定[J].中华临 床与卫生,2003(2),5:31,32 5李向华,赵宇,赵永红,等.果酒,果汁饮料中原果汁含 量的检测与鉴别[J].食品科学,1994,8:43--45 6张爱玉,张秋明,张展薇,等.利用氨基氮含量及缓冲能力 检测西番莲果汁饮料中果汁含最的研究[J].食品科学, 2004,25(11):49,51 7单扬,何建新,方杰文,等.商品柑桔饮料中果汁含量的 检测[J].食品与机械,1999,4:33,34 8程湘东,高呼,兰孝峰,等.柑桔原汁理化指标及商品柑 桔饮料果汁含量的检测[J].食品科学,1993,1:65,68 9吴继军,肖更生,陈卫东.利用缓冲能力检测桑果汁饮料 中果汁含量的方法研究[J].食品科学,2003,24(6):100, 102 10于丽薇,蒋丽萍.果汁饮料真假的鉴别方法[J].哈尔滨 学院,2002,23(8):66,67 11李恩君.真假果汁饮料的鉴别[J].甘肃科技情报,1994, 10(3):40,41 12张水华.食品分析[M].北京:中国轻工出版社, 2004.147,150 13郑元桂,林国信.柑桔类果汁饮料的真实度鉴定[J].软 饮料工业,1996,3:38,4O 14丁明玉,小泉均,铃木义仁.半微量液相色谱分离与激光 共振拉曼检测法分析果汁中的总糖[J].色谱,1997,15 21 22 23 24 27 28 (4):281,283 CorradiniC,CristalliA,CorradiniD.测定果汁饮料中的 糖类化合物[J].加工工艺,1995,2(1):28--31 FabioChinnici,UmbertoSpinabelli,ClaudioRiponi,eta1. 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Keywordsfruitjuices,fruitdrinks,primaryfruitjuicescontent,detection 市 场舍球香料番赫市场拳采凰年需求将灰爝 动 态近年来,亚太地区(不包括日本)对香料和香精的需求特别强劲,未来几年有望以午均7.3%的增速快速增长.包 括丹麦Danisco公司在内的众多香料和香精公司都扩大在亚太地区的业务,其中Danisco公司计划投资300万美元在马来 西亚Penang新建一套香料生产装置,并预计在今年晚些时候完工投产;而国际香料和香精公司则计划在中国杭州投资2900万 美元新建香料和香精工厂,计划在2008午建成投产. 随着发展中国家经济的快速增长,全球对香料和香精的需求也将持续快速增长;再加上香料和香精的广泛应用,预计未来 几年这一市场的需求将以午均4.4%的速度快速增长,到2008午该市场的份额将达到186亿美元.这是国际知名咨询公司 Freedonia的最新研究报告显示的信息.研究报告指出,受市场饱和,香料和香精应用产业的合并以及价格等因素的制约,日 本,北美和西欧等国家和地区的香料,香精市场需求仍将继续缓慢增长. 信 息 窗 供谡喙搠嘞啤湎粉朱番精哪成功 日前一种供调味用的啤酒粉末香精研制成功,它是将啤酒和麦芽糊精一起喷雾干燥加工后除去了水和乙醇再制成 粉状制品.在这种松散的粉未中,啤酒的香气得到了浓缩.它有几个优于啤酒的特点:由于是粉状制品,容易操作.可以同不加 快餐调味料和液体的干燥品方便地混合,且无需冷冻贮存,香味稳定而又全,可以作为调味料添加在各种食品中,如在烹制前漫 堕生酒或调味液和包复食品的外涂包衣材料中,以及添加在沙司,浸渍液和快餐调味中等. 82f—2006Vo1.32—No,2(To—tal2—18)