李梅閣,吳亞君,楊艷歌,徐幸蓮,陳 穎,*(.中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院,北京 0076;.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 0095)
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漿果果汁真?zhèn)舞b別技術(shù)研究進(jìn)展
李梅閣1,2,吳亞君1,楊艷歌1,徐幸蓮2,陳 穎1,*
(1.中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院,北京 100176;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095)
摘 要:以藍(lán)莓、樹莓為代表的漿果類水果素有“黃金水果”的美譽(yù),由于產(chǎn)量低、保質(zhì)期短和價(jià)格高昂,漿果果汁摻假、造假、錯(cuò)誤標(biāo)簽等導(dǎo)致的食品質(zhì)量和安全爭(zhēng)議不斷發(fā)生,果汁真?zhèn)舞b別技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。目前,常用的漿果真?zhèn)螜z測(cè)方法主要是常規(guī)理化法和傳統(tǒng)的分子生物學(xué)方法,這些方法在漿果果汁鑒定上各有優(yōu)缺點(diǎn)。如理化方法的優(yōu)勢(shì)在于漿果的質(zhì)量控制和品質(zhì)評(píng)價(jià),對(duì)產(chǎn)品中植源性成分的識(shí)別易受個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育、加工條件等外部因素的影響;而基于DNA的分子生物學(xué)方法更多的用于果汁中植源性成分的識(shí)別。面對(duì)漿果果汁摻假造假現(xiàn)象,本文綜述了近年來常用于漿果及其果汁質(zhì)量控制和真?zhèn)舞b別技術(shù)的研究進(jìn)展,主要包括感官技術(shù)、理化技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:漿果果汁;真?zhèn)?;感官技術(shù);理化技術(shù);分子生物學(xué)技術(shù)
引文格式:
李梅閣, 吳亞君, 楊艷歌, 等.漿果果汁真?zhèn)舞b別技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2016, 37(13): 243-250.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201613044. http://www.spkx.net.cn
LI Meige, WU Yajun, YANG Yange, et al.Progress in authentication technologies for berry juice[J].Food Science, 2016,37(13): 243-250.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613044. http://www.spkx.net.cn
近年來,以蘋果、桃、梨為代表的第一代水果,獼猴桃、山楂、草莓為代表的第二代水果在市場(chǎng)上已漸漸趨于飽和,以藍(lán)莓、樹莓為代表的漿果類水果作為第三代水果開始大量涌入市場(chǎng)。漿果是由一個(gè)含有子房的花發(fā)育而來,且具有很多種子的肉質(zhì)水果[1],主要包括藍(lán)莓、蔓越莓、樹莓、黑加侖等。相較于常見的大宗水果,漿果的鮮果過于柔軟,主要以果醬、果汁以及果汁飲料的形式存在,是典型的加工型水果,如世界約95%的黑莓漿果用于加工[2]。有研究表明,由于漿果具有較高的抗氧化活性,經(jīng)常飲用漿果類飲料有利于改善人體氧化狀態(tài)、降低心血管疾病以及預(yù)防各種代謝性疾病等[3]。占世界蔓越莓總產(chǎn)量78%的美國,其最大蔓越莓果汁生產(chǎn)商Ocean Spray僅在2001年的銷售額就超過13 億美元,至2010年,全美蔓越莓加工果在加工和鮮食中的比例更是高達(dá)98.6%[4];作為葡萄消費(fèi)大國的巴西,其葡萄汁產(chǎn)量正以每年30%的速率遞增[5],進(jìn)出口貿(mào)易呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì);并且據(jù)英國連鎖超市巨頭泰斯考統(tǒng)計(jì),在英國果汁行業(yè),濃縮石榴汁飲料的消費(fèi)增速居于飲料業(yè)首位,由于其加工技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量較好,已成為廣受消費(fèi)者喜愛的漿果飲料。
目前,中國果汁行業(yè)正以平均每年20%的增長(zhǎng)率成為食品工業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)[6],新興的漿果類飲料進(jìn)出口貿(mào)易逐年增長(zhǎng),僅在2014年,葡萄汁進(jìn)口量達(dá)到2010年的3.4 倍。漿果濃縮汁以及漿果類復(fù)合飲料市場(chǎng)份額不斷增大,尤以美國、加拿大等國產(chǎn)品居多,形成新的果汁消費(fèi)市場(chǎng)。開展果汁真?zhèn)舞b別特別是小漿果類果汁的鑒別研究對(duì)打擊摻加制假、維護(hù)市場(chǎng)秩序都具有重要意義。本文就近年來常用于漿果果汁的多種真?zhèn)舞b別方法進(jìn)行了評(píng)述。
根據(jù)GB/T 10789—2015《飲料通則》的規(guī)定,果汁是以水果為原料,采用物理方法(機(jī)械方法、水浸提等)制成的可發(fā)酵但未發(fā)酵的汁液制品,或在濃縮果蔬汁中加入其加工過程中除去的等量水分復(fù)原制成的汁液制品,如原榨果汁(非復(fù)原果汁)、果汁(復(fù)原果汁)、復(fù)合果汁等;果汁類飲料則是以果汁、濃縮果汁為原料,添加或不添加其他食品原輔料和(或)食品添加劑,經(jīng)過加工制成的制品,如果汁飲料、果肉飲料、復(fù)合果汁飲料、發(fā)酵果汁飲料、水果飲料等。然而,隨著果汁行業(yè)的快速發(fā)展,果汁摻假現(xiàn)象越演越烈,高達(dá)60%~80%[7],而漿果果汁的摻假現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。漿果果汁摻假的原因主要包括:1)營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的大宗水果;2)產(chǎn)品需求量大;3)價(jià)格高;4)收獲期短和生產(chǎn)短缺等[8]。而無良廠家、公司或貿(mào)易者的摻假方式更是多種多樣,如添加深色的大宗水果替代高價(jià)漿果;標(biāo)簽虛假標(biāo)注漿果提取物含量;添加糖、水等完全勾兌的果汁;以老化漿果或漿液冒充新鮮果汁。這些摻假行為嚴(yán)重影響了漿果行業(yè)的聲譽(yù)、引起食品安全問題、降低消費(fèi)者對(duì)果汁行業(yè)的信任。
針對(duì)漿果果汁摻假現(xiàn)象,各個(gè)國家以及國際機(jī)構(gòu)頒布了一系列標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。在1993—1995年間,歐盟果蔬汁飲料工業(yè)協(xié)會(huì)陸續(xù)頒布了包括西番蓮汁、番石榴汁、樹莓汁、黑加侖汁等在內(nèi)的漿果類水果指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。并且歐盟在2011年的新法規(guī)中明確對(duì)混合型果汁的規(guī)定,對(duì)含90%蘋果汁和含10%草莓汁的果汁一律標(biāo)識(shí)為蘋果草莓汁,任何含有3 種以上水果成分的果汁都標(biāo)注為“混合果汁”[9]。自2001年加入世界貿(mào)易組織(World Trade Organization,WTO)以來,我國陸續(xù)出臺(tái)了一系列果汁標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),如NY/T 291—1995《綠色食品 番石榴果汁飲料》、DB 44/T 274—2005《桑果汁及桑果汁飲料》、SL 353—2006《沙棘原果汁》等。為提升漿果類果汁產(chǎn)品的質(zhì)量水平,加強(qiáng)漿果果汁市場(chǎng)的監(jiān)管,亟需制定漿果類水果新標(biāo)準(zhǔn)、新措施、新方法,加大同國際標(biāo)準(zhǔn)接軌,提高國內(nèi)漿果企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)漿果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
規(guī)范生產(chǎn)者自身的行為,提高消費(fèi)者的安全意識(shí),建立合理的標(biāo)準(zhǔn)法律法規(guī),有利于遏制摻假行為,而準(zhǔn)確、便捷的果汁鑒偽技術(shù)是政府監(jiān)管、行業(yè)自律、企業(yè)質(zhì)控的重要支撐。目前,對(duì)漿果果汁的真?zhèn)舞b別主要采用傳統(tǒng)的感官鑒別技術(shù)、常規(guī)理化鑒定技術(shù)和日益發(fā)揮重要作用的分子生物學(xué)技術(shù)。
2.1 感官鑒定
感官鑒定是發(fā)展最早的鑒定技術(shù),是指對(duì)果汁的色(顏色、透明度和固形物)、香、味(風(fēng)味和口感)、清汁、混汁等感官特征的初步識(shí)別,在日常生活中具有很大的實(shí)際意義。
漿果大部分為深色水果,其果汁尤其是濃縮果汁和果肉類漿果飲料相較于常見的大宗水果果汁(蘋果汁、梨汁等)顏色濃郁,香味醇厚。蘇格蘭作物研究所建立了基于感官分析的樹莓品種和樹莓果汁評(píng)價(jià)方法,并用于樹莓、黑加侖及其加工品的質(zhì)量評(píng)價(jià)。研究結(jié)果顯示,感官屬性能明顯區(qū)分紅樹莓汁的外觀(顏色、豐富度、自然性)、香氣(強(qiáng)度、果香、花香)和味道,且香氣和味道具有很大的相關(guān)性[10]。但經(jīng)加工的漿果果汁味道極為復(fù)雜,多種因素(品種、環(huán)境、采后因素、加工和貯藏條件等)影響著漿果果汁的味道和口感,而人的感官辨識(shí)度有限,并且具有很強(qiáng)的主觀性,導(dǎo)致驗(yàn)證準(zhǔn)確性降低。為了能精確測(cè)量人類對(duì)食品的反應(yīng)程度,以感官評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的智能感官技術(shù)迅速發(fā)展起來,并在漿果果汁中得到應(yīng)用。其中,電子鼻和電子舌是兩種最具代表性的智能感官鑒定技術(shù)。
電子鼻和電子舌都是以生物感官為基礎(chǔ)發(fā)展而來的現(xiàn)代感官鑒定技術(shù)。電子鼻是一種模仿生物嗅覺的儀器,通過電子化學(xué)傳感器結(jié)合局部特異性和適當(dāng)?shù)哪J阶R(shí)別系統(tǒng)對(duì)簡(jiǎn)單或復(fù)雜的氣味進(jìn)行識(shí)別;與電子鼻原理相似,電子舌是模仿生物感受味覺的儀器,通過金屬或者聚合物傳感器來檢測(cè)溶液中物質(zhì)電導(dǎo)率的變化,常被用來描述復(fù)雜液體食物中不同程度的甜味、酸味、咸味、苦味和澀味等[11-12]。兩種電子感官技術(shù)均能對(duì)樣品進(jìn)行定性或定量分析,尤其是當(dāng)兩種技術(shù)結(jié)合使用時(shí),能大大提高樣品的鑒別能力。Kraujalyte等[13]對(duì)不同基因型的高叢藍(lán)莓、沼澤藍(lán)莓果汁進(jìn)行電子舌感官檢驗(yàn),檢測(cè)到超過100 種揮發(fā)性物質(zhì),其中(Z)-3-己烯醇、(E)-2-己烯醛和萜類化合物如香葉醇、芳樟醇是藍(lán)莓的典型香氣成分,根據(jù)主成分分析法(principal component analysis,PCA)建立分類模型,能夠?qū)Σ煌蛐偷乃{(lán)莓果汁進(jìn)行有效區(qū)分。同時(shí),Siomon等[14]采用電子嗅探器技術(shù)檢測(cè)包裝藍(lán)莓的質(zhì)量和成熟度。將盒裝藍(lán)莓放入與嗅探器相連的密閉室中,室內(nèi)空氣不斷循環(huán),從果實(shí)中散發(fā)出的頂隙氣體通過傳感器在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻連續(xù)測(cè)量。當(dāng)藍(lán)莓散發(fā)揮發(fā)性氣體時(shí),密閉室的氧氣被揮發(fā)性氣體取代,而嗅探器半導(dǎo)體表面的二氧化錫隨著空氣的減少其電導(dǎo)率增加,利用這種電導(dǎo)率的變化可以檢測(cè)總揮發(fā)物的濃度,最終在包裝藍(lán)莓的質(zhì)量檢測(cè)中,發(fā)現(xiàn)5%的藍(lán)莓有軟或壞的現(xiàn)象,最終以4 個(gè)等級(jí)來區(qū)分藍(lán)莓的成熟度:綠色和綠粉色、藍(lán)粉色、藍(lán)色和成熟的藍(lán)莓,嗅探器的響應(yīng)隨著果實(shí)的成熟不斷增強(qiáng)[15]。這種快速、無損的檢測(cè)技術(shù)能夠預(yù)測(cè)漿果的感官特征與消費(fèi)者滿意度評(píng)定的關(guān)系,可用于新鮮封閉包裝漿果及其果汁制品的質(zhì)量檢查和品種鑒定。
2.2 理化鑒定
除了感官鑒定,理化鑒定在漿果果汁的摻假檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛,色譜技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)以及光譜技術(shù)為主的理化鑒定方法實(shí)現(xiàn)對(duì)漿果果汁從單一成分到多成分的代謝組分析。其高維數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)算法同時(shí)使用,達(dá)到對(duì)漿果果汁中已知成分或未知成分的定性和定量檢測(cè)。其中,以PCA和偏最小二乘法(partial leasr square,PLS)在代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用最為廣泛。
漿果果汁中未知代謝組成分的分析主要采用PCA[16],通過降維將原來的綜合變量轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合變量,由每個(gè)綜合變量進(jìn)行線性組合,變量方差表示原始數(shù)據(jù)的信息量,方差最大信息量最高,為第一主成分,以此類推,得到果汁代謝組的主成分模型。PLS是已知分類信息的監(jiān)督模式算法,在PCA的基礎(chǔ)上給出明確的分類信息,更有利于解決類與類之間的差異性。而反向傳播(back-propagation,BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其高度非線性映射能力,解決果汁中復(fù)雜的非線性模式識(shí)別問題[17]。線性判別函數(shù)、二次判別函數(shù)以及交叉驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的互相結(jié)合得到代謝組成分的校正模型,最終確定漿果果汁中各種樣本的良好百分比分類。
2.2.1 色譜技術(shù)
2.2.1.1 氣相色譜
氣相色譜(gas chromatography,GC)主要利用物質(zhì)的極性、沸點(diǎn)以及吸附性差異來實(shí)現(xiàn)混合物的快速分離,是一種分析速度快、分離效率高的分離分析方法。在目前已知化合物的色譜分析中,20%的混合物(包括15%的直接分析化合物和5%的衍生物)采用GC的指紋圖譜進(jìn)行直接分析[18],其余以液相色譜分析為主。GC檢測(cè)多集中于對(duì)果汁中的衛(wèi)生指標(biāo)以及主揮發(fā)性成分的定性定量檢測(cè),單獨(dú)的GC技術(shù)在果汁真?zhèn)舞b別中應(yīng)用較少。
在常見的果酒類飲料中,甲醇和雜醇油是兩種必檢指標(biāo)。童永鑫等[19]在檢測(cè)葡萄石榴混合發(fā)酵果酒時(shí),利用GC技術(shù)檢測(cè)出葡萄石榴酒中不含甲醇成分,并且果酒中微量的雜醇油含量符合國家標(biāo)準(zhǔn),建立了可同時(shí)對(duì)果酒中甲醇和雜醇油進(jìn)行定量的GC技術(shù)。同樣,將GC技術(shù)用于甜蜜素等果汁添加劑的檢測(cè),以甜蜜素與亞硝酸反應(yīng)衍生物為靶目標(biāo),對(duì)果汁中的甜蜜素進(jìn)行定量[20]。在PCA分析中,Larsen等[21]利用GC技術(shù)檢測(cè)到樹莓中含有200多種揮發(fā)性物質(zhì),其中只有10 種關(guān)鍵的風(fēng)味化合物(α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、順式-3-己烯醇、香葉醇、芳樟醇、苯甲醇、3-羥基丁酮、乙酸、己酸以及樹莓酮),并且發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)性物質(zhì)隨熱加工條件以及外源物質(zhì)(奶油)的加入出現(xiàn)增加或減少的現(xiàn)象[22]??梢?,這種揮發(fā)性物質(zhì)隨加工條件的改變可能給果汁等深加工制品的檢測(cè)帶來一定的難度。為了對(duì)果汁進(jìn)行真實(shí)性鑒定,往往需要與其他技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合處理分析。
2.2.1.2 液相色譜
液相色譜(liquid chromatography,LC)是以液體作為流動(dòng)相的色譜方法,對(duì)混合物的檢測(cè)范圍相較于GC更廣。不同于GC的指紋圖譜,LC不能由色譜圖直接給出未知物的鑒定結(jié)果,必須以已知標(biāo)準(zhǔn)作參照進(jìn)行檢測(cè)。目前,LC在食品檢測(cè)分析中的應(yīng)用主要是高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC),HPLC克服了傳統(tǒng)LC技術(shù)不能對(duì)大多數(shù)金屬鹽類和熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的缺點(diǎn),在檢測(cè)低揮發(fā)性、離子型化合物和高分子化合物時(shí)極為有利[23],并已被列入檢測(cè)食品營養(yǎng)成分的國家標(biāo)準(zhǔn)。近年來,漿果中的花青素是漿果果汁LC真?zhèn)螜z測(cè)的主要對(duì)象。
漿果是一類富含花青素的水果,其花青素含量遠(yuǎn)高于常見的大宗水果。在應(yīng)用LC進(jìn)行紅色漿果(紅醋栗、接木骨、歐洲酸櫻桃、蔓越莓等)的游離花色苷含量的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn),接木骨中主要為矢車菊桑布雙糖苷和矢車菊雙葡萄糖苷,樹莓中主要是矢車菊-3-槐糖苷和矢車菊-3-葡萄糖苷,而矢車菊葡萄糖苷、矢車菊蕓香糖苷、花翠素葡萄糖苷、花翠素蘆丁糖苷在黑加侖中含量較多,并成功利用HPLC檢測(cè)不同紅色果汁中羥基酸以及軟飲料中的兒茶酚成分,結(jié)果表明,HPLC可用于紅色果汁和一些紅紫色軟飲料的質(zhì)量控制和真?zhèn)舞b別[24-26]。Gardana等[27]以高效液相色譜耦合二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行歐洲越橘的標(biāo)簽符合性查驗(yàn),以15 種花青素成分分析了14 種越橘的提取物和12 種標(biāo)簽為覆盆子的市售產(chǎn)品,其中66%的提取物和33%的市售產(chǎn)品花青素含量較低,與標(biāo)簽含量不符。Soufleros等[28]利用LC技術(shù)對(duì)獼猴桃果酒和葡萄汁中的果糖、葡萄糖和蔗糖進(jìn)行比較,獼猴桃果酒糖含量大于葡萄酒,可以用于獼猴桃果酒的感官評(píng)價(jià)。而新型液相色譜技術(shù)-手性膠束電動(dòng)色譜-激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)利用十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑檢測(cè)石榴汁中的手性氨基酸,通過比較石榴汁和蘋果汁中的氨基酸,提出以L-天冬酰胺作為石榴汁中摻雜蘋果汁的標(biāo)記[29]。
2.2.2 質(zhì)譜技術(shù)
2.2.2.1 穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜
質(zhì)譜技術(shù)(mass spectrometry,MS)是以檢測(cè)化合物中的氣相離子即離子質(zhì)荷比進(jìn)行鑒定的技術(shù),豐富的結(jié)構(gòu)信息、高特異性和高靈敏度使其在漿果及其果汁制品的產(chǎn)地溯源和真?zhèn)舞b別中具有普適性。其中,穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜(stable isotope ratio mass spectrometers,IRMS)通過檢測(cè)果汁中有機(jī)物同位素成分(如C、H、O、N等),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于對(duì)還原果汁和非濃縮還原果汁、果汁中是否添加蔗糖或玉米糖漿的真?zhèn)舞b別中,并初步用于漿果果汁的產(chǎn)地溯源。
穩(wěn)定性同位素(O、H和C元素)在果汁的抗氧化活性和摻假檢測(cè)中的研究已經(jīng)有30多年的歷史。其中,相對(duì)于稀釋類果汁,真果汁中的重氧和重氫(18O和2H)同位素含量相對(duì)較低,這主要是由于自然中的雨水和自來水中的18O和2H含量不同,經(jīng)稀釋了的果汁其同位素含量和自來水相近;而由不同光合作用途徑(C4和C3)產(chǎn)生的δ13C(13C/12C同位素比值,‰)值也具有顯著差異,摻雜了源自C4途徑糖漿的果汁其δ13C值低于C3類果汁,可以憑借這種差異對(duì)果汁中不同來源的糖漿(甘蔗或玉米糖漿)進(jìn)行檢測(cè)鑒別。Vedeanu等[30]利用IRMS檢測(cè)4 種商業(yè)市售果汁(果蔬汁、維生素復(fù)合飲料、漿果果汁以及漿果類復(fù)合維生素汁)中的18O、2H以及糖漿含量。結(jié)果顯示,4 種市售果汁中18O和2H的含量均與自來水相近,屬于濃縮液稀釋果汁,與標(biāo)簽相符,并且δ13C值表明沒有C4類糖漿,與報(bào)道結(jié)果相一致,即大多數(shù)的植物中的糖類是通過C3途徑產(chǎn)生的。類似的檢測(cè)在藍(lán)莓中也有相關(guān)研究,以IRMS技術(shù)分析藍(lán)莓中的13C和2H成分,通過分析肉桂酸和酒精的δ13CV-PDB和δ2HV-SMOW值,對(duì)藍(lán)莓中的肉桂酸和酒精進(jìn)行定量[31]。另外,有研究采用多重比較、單向方差分析黑加侖果汁中的碳和氮同位素,發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地黑加侖果實(shí)的δ15N值和δ13C值存在不同程度差異,且果汁和果實(shí)的碳和氮穩(wěn)定性同位素有著顯著相關(guān)性,因而可以通過對(duì)產(chǎn)地果實(shí)以及市售果汁中的15N、13C檢測(cè)對(duì)黑加侖果汁進(jìn)行有效溯源[32]。
2.2.2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜
電感耦合等離子體質(zhì)譜(inductively coupled plasmamassspectrometry,ICP-MS)是一種集實(shí)時(shí)檢測(cè)、在線分析、多元素同時(shí)分析的質(zhì)譜技術(shù),不同于IRMS的有機(jī)同位素法,ICP-MS主要是對(duì)漿果果汁中的微量元素和重金屬元素的分析,其檢測(cè)范圍更廣、檢測(cè)限更低,是漿果果汁痕量無機(jī)元素分析的強(qiáng)有力技術(shù)[33]。
果汁中的有機(jī)和無機(jī)元素一直是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn),質(zhì)譜技術(shù)因其較好的分離能力和重復(fù)性,在果汁元素分析中占有巨大優(yōu)勢(shì)。有研究采用ICP-MS對(duì)36 種市售葡萄漿果飲料(19 種有機(jī)葡萄汁和17 種普通葡萄汁)進(jìn)行非靶目標(biāo)成分的檢測(cè),通過依次刪除樣本不斷建立新模型的簇類獨(dú)立軟模式法(soft independent modeling of class analogy,SIMCA)檢驗(yàn),建立獨(dú)立的PCA模型,對(duì)24 種主要元素進(jìn)行分類,發(fā)現(xiàn)有機(jī)葡萄汁和普通葡萄汁中的大部分微量元素含量相近,但普通葡萄汁中的Na 和VA含量更高,能夠有效地將有機(jī)和無機(jī)葡萄汁進(jìn)行區(qū)分,這種結(jié)合PCA和SIMCA分析法的ICP-MS可作為葡萄汁真?zhèn)舞b別的工具[34]。朱利娜等[35]在對(duì)青海地區(qū)的沙棘果汁進(jìn)行ICP-MS的檢測(cè)結(jié)果顯示,在所有的微量元素中,沙棘果汁中Fe含量最高,其次為Zn、Mn和Cu,且不同顏色沙棘果汁中的微量元素存在顯著差異,依靠這種元素差異,可對(duì)不同沙棘品種進(jìn)行選擇性開發(fā)和培育。Perez等[36]采用ICP-MS結(jié)合碳同位素和氮同位素對(duì)來自不同產(chǎn)地的新鮮藍(lán)莓果汁、草莓果汁和梨果汁中的多種元素(Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg等)進(jìn)行研究,不同品種和區(qū)域采用方差多重比較分析,結(jié)合圖形演示和t檢驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行地理位置判別,果汁產(chǎn)地判別率高達(dá)70%~100%??梢?,結(jié)合多元分析技術(shù)的ICP-MS通過對(duì)微量元素或痕量元素的分析,可對(duì)漿果果汁進(jìn)行真?zhèn)舞b別、質(zhì)量控制以及產(chǎn)地溯源。
2.2.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)
漿果果汁經(jīng)商業(yè)化處理后成分復(fù)雜,在不確定靶目標(biāo)前提下,常規(guī)的單一理化技術(shù)很難解決未知摻雜物的難題。氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)將色譜分離和質(zhì)譜定性能力相結(jié)合,以氣體為流動(dòng)相,整個(gè)處理過程中無外來雜質(zhì)引入,保證了揮發(fā)性組分的分離效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性,可對(duì)不適用于直接GC鑒定的低揮發(fā)性化合物快速分離鑒定。
Wang Chengjun等[37]以GC-MS結(jié)合超聲波水解對(duì)蔓越莓、蔓越莓果汁和蔓越莓果醬中的20 種酚類物質(zhì)和苯甲酸化合物進(jìn)行檢測(cè),這些成分具有相對(duì)低的揮發(fā)性,不適合直接毛細(xì)管GC分析。在檢測(cè)結(jié)果的分析評(píng)價(jià)中,酚類物質(zhì)的定量評(píng)價(jià)是基于峰面積比值作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)混合物制作校準(zhǔn)曲線,在蔓越莓果實(shí)中檢測(cè)到20 種酚類物質(zhì)均以共軛形式存在,以苯甲酸、槲皮素和楊梅素含量最高。不同于果實(shí)的直接GC-MS,蔓越莓產(chǎn)品中的酚類化合物的分離和定量相對(duì)較難,這主要是由于它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及蔓越莓產(chǎn)品的復(fù)雜性,需在操作前進(jìn)行樣品預(yù)清理和分餾,最終檢測(cè)出100%蔓越莓果汁中9.1 mg/mL和蔓越莓果醬中11.1 mg/mL的總酚物質(zhì)。石榴汁是另一種含酚量較高的漿果果汁,通過GC-MS技術(shù)分析石榴汁中的酚類物質(zhì)及其抗氧化活性,對(duì)30 種非花色苷以及超過20 種花色苷成分進(jìn)行識(shí)別,可有效地對(duì)石榴汁的總抗氧化成分進(jìn)行定量[38]。
2.2.2.4 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)
同LC技術(shù)相比,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquid chromatography-mass spectrometer,LC-MS)具有分析速度快、靈敏度和分辨率高、多組分同時(shí)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn),在分離分析漿果果汁中的代謝組成分和外來添加物中具有顯著優(yōu)勢(shì)。
漿果中有機(jī)酸的檢測(cè)一直是果汁真實(shí)性判別的有效成分。石榴汁中含有酒石酸和奎寧,其含量在1~5 mg/L,這些質(zhì)量濃度遠(yuǎn)低于摻雜了葡萄汁和蘋果汁的石榴汁,僅達(dá)到5%的水平[39],因此可以通過LC-MS檢測(cè)酒石酸含量來判定石榴汁真?zhèn)巍5浅R?guī)的檢測(cè)方法(例如美國分析化學(xué)家協(xié)會(huì)的官方方法是反相或離子交換液相色譜結(jié)合紫外檢測(cè))在果汁有機(jī)酸檢測(cè)中的重復(fù)性較差,對(duì)次要有機(jī)酸的測(cè)定結(jié)果往往偏高,經(jīng)常給出酒石酸的假陽性或陰性結(jié)果,造成以葡萄汁或蘋果汁摻假石榴汁的可能性,但LC-MS技術(shù)能夠避免這種假陽性的出現(xiàn),并對(duì)不同品種石榴汁的總酚含量和抗氧化活性進(jìn)行檢測(cè)分析,其結(jié)果準(zhǔn)確,重復(fù)性好[38]。同樣,利用超高效液相色譜-四極桿串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜(ultra high performance liquid chromatography/quadrupole tandern time-of-flight mass spectrometry,UPLC/Q-TOF-MS)檢測(cè)藍(lán)莓中的有機(jī)酸,其奎尼酸含量遠(yuǎn)超過檸檬、葡萄、橘子等水果,而綠原酸作為藍(lán)莓果汁的主要酚酸物質(zhì),其質(zhì)量濃度高達(dá)210~850 μg/mL,可用于藍(lán)莓果汁的真實(shí)性檢測(cè)[13]。特征性化學(xué)成分的識(shí)別是漿果及其果汁檢測(cè)的另一重要組成部分。甲基酮類化合物樹莓酮是樹莓的特征氣味成分[40],單獨(dú)依靠GC技術(shù)和分光光度法檢測(cè)不到低濃度的樹莓酮成分,而HPLC-MS以其較高的靈敏度,能夠檢測(cè)到樹莓汁中較低含量的樹莓酮,因而可利用這種特征成分的方法用于樹莓及其他漿果果汁的真?zhèn)巫R(shí)別。
2.2.3 光譜技術(shù)
2.2.3.1 紅外光譜
不同物質(zhì)含有不同化學(xué)成分,這些化學(xué)成分的組成及其分子結(jié)構(gòu)決定了它們各自具有獨(dú)特的紅外光譜。根據(jù)射線的波長(zhǎng)范圍可分為遠(yuǎn)紅外、中紅外(midinfrared,MIRS)和近紅外光譜(near infrared,NIR)。其中,無損檢測(cè)的MIRS和NIR是紅外活性中吸收最強(qiáng)的振動(dòng)區(qū)域,主要反映了C—H、O—H、N—H等化學(xué)鍵的信息,分析范圍幾乎囊括了所有有機(jī)化合物和混合物,可以對(duì)果汁中的可溶性固形物、原果汁含量進(jìn)行定性定量檢測(cè),在果汁的鑒別和產(chǎn)地溯源中應(yīng)用前景廣闊。
在漿果果汁的檢測(cè)中,多元分析方法和模型建立是紅外光譜可靠性和快速性的有力保障。根據(jù)建立不同的分析模型,可以在MIRS和NIR區(qū)域?qū)λ{(lán)莓中的總酚和花青素含量進(jìn)行評(píng)價(jià),而抗壞血酸在MIRS和NIR區(qū)域就沒有明顯的參數(shù)結(jié)果,紅外光譜這種快速無損的檢測(cè)形式極大地降低了藍(lán)莓質(zhì)量評(píng)價(jià)的分析時(shí)間和檢測(cè)花費(fèi)[41]。張海紅等[42]采用可見-近紅外光譜技術(shù)(visible-near infrared spectrum,VIS-NIR)對(duì)3 種不同品牌的沙棘果汁進(jìn)行研究,結(jié)合多元散射校正法(multiplicative scatter correction,MSC)、平均平滑法、PCA以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行聚類分析和模型建立,對(duì)沙棘不同品牌的果汁鑒定率高達(dá)100%。Contal等[43]在純的草莓汁和樹莓汁中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%、20%、30%、50%和75%的蘋果汁,采用VIS-NIR技術(shù),最終確定草莓汁和樹莓汁中摻雜蘋果汁的檢測(cè)水平分別為>20%和>10%,這種模擬添加的成功為NIR在漿果果汁中添加大宗水果的檢測(cè)提供可靠的技術(shù)支撐。He Jian等[44]采用全反射傅里葉紅外光譜(attenua total internal reflectance Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR)對(duì)不同公司的市售漿果果汁(包括純蔓越莓汁、純葡萄汁、純藍(lán)莓汁以及蔓越莓混合汁和藍(lán)莓混合汁)進(jìn)行了區(qū)分研究,結(jié)合SIMCA的層序聚類分析(hierarchical cluster analysis,HCA)和PCA對(duì)不同果汁中的糖成分和酚類物質(zhì)建立模型。在以含糖豐富度建立的系統(tǒng)樹中,36 種果汁樣品可分為藍(lán)莓、葡萄和藍(lán)莓3 個(gè)集群,與其他集群相比,蔓越莓集群擁有較低的相似性,可能是蔓越莓中含有較高的高奎尼和其他酸類成分。不同于酚類物質(zhì),糖成分在果汁中的區(qū)別較小,依靠糖成分構(gòu)建的系統(tǒng)樹對(duì)果汁制造商的區(qū)分效果不明顯。在酚類系統(tǒng)樹中,藍(lán)莓混合汁的集群靠近純藍(lán)莓汁,蔓越莓混合汁集群靠近純蔓越莓,表明了多元分析模型在預(yù)測(cè)果汁成分中的潛力。
2.2.3.2 核磁共振
核磁共振(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)是一種基于原子核磁性的光譜技術(shù),通過確定核磁共振中原子核的松弛特性來檢測(cè)分子運(yùn)動(dòng),如1H、2H、3H、13C、17O、23Na和31P。目前研究最廣泛的主要是1H-NMR和13C-NMR。豐富的分子結(jié)構(gòu)信息使NMR技術(shù)在食品代謝組學(xué)中應(yīng)用廣泛,但在漿果類果汁中的研究還處于起始階段,主要是對(duì)漿果進(jìn)行成分分析和質(zhì)量控制。
1H-NMR可提供H原子所處的化學(xué)環(huán)境、相對(duì)數(shù)目以及分子構(gòu)型,在水果提取物中擁有數(shù)以百計(jì)的諧振現(xiàn)象,使得其在水果的原代謝物和次生種屬特異性代謝物分析中應(yīng)用廣泛。Sobolev等[45]在對(duì)多種水果的1H-NMR中發(fā)現(xiàn),代謝物組成的不同造成不同果汁的氫核磁共振圖譜差異明顯。在研究中發(fā)現(xiàn),葡萄糖、果糖和蔗糖存在于所有的果汁中,而棉子糖只出現(xiàn)在獼猴桃中;氨基酸、丙氨酸和纈氨酸幾乎無處不在,但只有黑莓和葡萄中含有甘氨酸和蛋氨酸,賴氨酸僅在獼猴桃和芒果中檢出,利用這種代謝物組成的差異成功鑒定出藍(lán)莓、獼猴桃、樹莓等漿果品種。同樣,將NMR應(yīng)用于藍(lán)莓的水溶性(糖、氨基酸、有機(jī)酸和酚類化合物)和脂溶性(甘油三酯、甾醇和脂肪酸)代謝物的分析時(shí),藍(lán)莓固相萃取物可以用NMR鑒定出5 種水溶性花青素(氯化錦葵色素-3-葡糖苷、錦葵色素-3-半乳糖苷、飛燕草素-3-葡萄糖苷、飛燕草素-3-半乳糖苷以及矮牽牛素-3-葡萄糖苷)以及槲皮素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷成分[46]。在蘋果、葡萄和橘子3 種果汁的糖區(qū)域、芳香族區(qū)域以及脂肪族區(qū)域的1H-NMR光譜的統(tǒng)計(jì)處理中,基于芳香族區(qū)域的光譜可以有效地將3 種果汁成功區(qū)分[47-48]??梢?,化學(xué)計(jì)量學(xué)分析同NMR技術(shù)相結(jié)合可以有效對(duì)漿果果汁進(jìn)行成分識(shí)別和果汁區(qū)分。
2.3 基于DNA的分子生物學(xué)鑒定
理化方法在漿果果汁品質(zhì)評(píng)價(jià)中具有很大優(yōu)勢(shì),但在果汁物種鑒定方面容易受到原材料的產(chǎn)地、品種、加工方式等諸多因素的影響,尤其是當(dāng)果汁是多品種混合汁時(shí),理化方法的準(zhǔn)確性、靈敏度和檢測(cè)范圍將會(huì)受到很大限制。而DNA是生物遺傳信息的載體,遺傳信息決定生物體的本質(zhì),基于DNA的分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)物種鑒定的權(quán)威性和科學(xué)性不容置疑,是近10 a來發(fā)展最快的真?zhèn)舞b別技術(shù),并已逐漸應(yīng)用于漿果的物種鑒定中。
基于DNA的分子生物學(xué)法通過設(shè)計(jì)通用引物或者特異性引物和探針,檢測(cè)漿果果汁中的漿果成分或其他摻雜的水果成分,著重于對(duì)單一果汁、完全勾兌型果汁和混合果汁的真?zhèn)舞b別,對(duì)由濃縮汁稀釋的果汁鑒定效果不明顯。目前應(yīng)用于漿果果汁的DNA技術(shù)主要包括普通PCR、實(shí)時(shí)定量基因擴(kuò)增熒光檢測(cè)(real-time quantitative PCR,qPCR)、高分辨率溶解曲線(high-resolution melting,HRM)以及DNA條形碼等。
2.3.1 常規(guī)DNA分子技術(shù)
在常見的DNA分子生物學(xué)技術(shù)中,以普通PCR發(fā)展最早、應(yīng)用最廣,是一種在引物、聚合酶、脫氧核糖核苷三磷酸(deoxy-ribonucleotide triphosphate,dNTP)等物質(zhì)的介導(dǎo)下,經(jīng)由高溫變性、低溫退火、適溫延伸多個(gè)連續(xù)過程,將微量DNA進(jìn)行大量復(fù)制的體外擴(kuò)增技術(shù),擴(kuò)增產(chǎn)物需進(jìn)行電泳觀察。qPCR是在PCR擴(kuò)增過程中,通過在反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán),利用熒光信號(hào)積累實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,解決了普通PCR只能進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)的局限,是一種靈敏度高、特異性強(qiáng)、快速、簡(jiǎn)便的半定量技術(shù),目前以TaqMan探針和SYBR Green I 探針應(yīng)用最為廣泛。不同于qPCR的特異性熒光探針,HRM利用一種飽和熒光染料,通過不同形狀的熔解曲線分析單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)或掃描突變對(duì)樣品進(jìn)行基因分型或歸類,其對(duì)樣品的定量精度高于qPCR,廣泛用于食品分析。利用常規(guī)的DNA分子技術(shù)在食品、環(huán)境、制藥等方面的研究已逐漸趨于成熟,其在漿果物種鑒別中的應(yīng)用已廣泛存在。
Herbst等[49]對(duì)葉綠體基因matK采用多重序列比對(duì)法設(shè)計(jì)藍(lán)莓和蔓越莓的特異性引物和探針,對(duì)來自藍(lán)莓和蔓越莓的果實(shí)和果汁DNA進(jìn)行普通PCR擴(kuò)增,電泳結(jié)果顯示該matK區(qū)域的引物不能擴(kuò)增出葡萄、蘋果、梨成分,但藍(lán)莓和蔓越莓條帶明亮,顯示了該matK區(qū)域引物對(duì)越橘屬的特異性,但是該引物不能擴(kuò)增出蔓越莓果汁和蔓越莓干中的DNA。當(dāng)針對(duì)水果的psbA-trnH區(qū)域設(shè)計(jì)引物,采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)分析時(shí),藍(lán)莓(465 bp)、接木骨(560 bp)、石榴(463 bp)、蘋果(392 bp)以及梨(411 bp)的葉片和果實(shí)DNA可以有效地將幾種物種區(qū)分開來。但當(dāng)應(yīng)用于市售產(chǎn)品檢測(cè)時(shí),果泥和果醬檢測(cè)結(jié)果較好,果汁中則發(fā)現(xiàn)多個(gè)擴(kuò)增產(chǎn)物且片段均小于果實(shí)和葉子DNA的擴(kuò)增片段,數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯差別,無法對(duì)果汁中的DNA進(jìn)行成分鑒定[50]。這可能是由于加工造成了DNA的降解,熱處理和酸性環(huán)境增加了果汁DNA非特異性擴(kuò)增的可能性,需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)更短的目標(biāo)序列以適用于漿果加工制品的檢測(cè)。Palmieri[51]和Sordo[52]等從表達(dá)序列標(biāo)簽5S rRNA和花青素合成酶(anthocyanin synthase,ANS)中尋找漿果的引物,通過常規(guī)PCR和qPCR,源自ANS的序列可以對(duì)草莓、紅樹莓、黑樹莓、蘋果和橘子進(jìn)行區(qū)分,而蘋果、樹莓、藍(lán)莓、草莓以及菠蘿和橘子的序列多態(tài)性位點(diǎn)在5S rRNA中也有檢出,實(shí)現(xiàn)漿果種屬之間以及漿果同其他植物種屬的定性區(qū)分,并成功應(yīng)用于簡(jiǎn)單和復(fù)雜食品基質(zhì)中漿果或其他水果成分的識(shí)別。
2.3.2 新興DNA條形碼技術(shù)
在各種分子檢測(cè)中,DNA條形碼被認(rèn)為是一種強(qiáng)大、快速、成本低且廣泛適用于物種鑒定的方法,是食品真?zhèn)舞b別的有效工具。2003年,加拿大科學(xué)家Hebert等[53]首次依據(jù)核酸序列多樣性關(guān)系提出DNA條形碼的概念。類似超市利用條形碼掃描成千上萬的零售商品,DNA條形碼是利用一段較短且相對(duì)易擴(kuò)增的基因片段通過測(cè)序后數(shù)據(jù)庫比對(duì)獲得物種信息的生物識(shí)別系統(tǒng)。其中,由ATCG 4 種堿基構(gòu)成的DNA分子一級(jí)結(jié)構(gòu)排列方式是基因條碼建立的理論依據(jù),假如一段序列含有10 個(gè)核苷酸,那么它的組合方式就有410種,足以區(qū)分所有物種。并且DNA條形碼不需要進(jìn)行特異性引物和探針的設(shè)計(jì),通用引物的設(shè)計(jì)以及測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)真正意義上的高通量檢測(cè),廣泛用于植物物種鑒定和真?zhèn)螜z測(cè)[54]。不同于常規(guī)分子檢測(cè)在漿果中的廣泛應(yīng)用,DNA條形碼技術(shù)起步較晚,在漿果中的應(yīng)用報(bào)道相對(duì)較少,還處于初始研究階段。
Bruni等[55]突破傳統(tǒng)的理化鑒定方法,采用DNA條形碼技術(shù)對(duì)蘋果屬、接木骨屬以及番茄屬等紅色漿果植物進(jìn)行了物種鑒定。通過對(duì)5 個(gè)DNA條形碼候選片段(3 個(gè)葉綠體基因(光系統(tǒng)II蛋白D1和組氨酸t(yī)RNA連接酶基因間隔區(qū)(intergenic spacer region between photosystem II protein D1 and histidine-tRNA ligase,trnH-psbA)、RNA聚合酶β亞基(RNA polymerase β subunit,rpoB)、成熟酶K蛋白基因(maturase K,matK))和2 個(gè)核基因(At103基因和sqd1基因))的篩選,發(fā)現(xiàn)matK和psbA-trnH在美國國立生物技術(shù)信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的序列比對(duì)中匹配效果最好,通過兩個(gè)片段的結(jié)合使用可以大大提高水果的鑒定成功率,建立了以DNA條形碼進(jìn)行可食用和不可食用水果物種鑒定的方法。Jaakola等[56]采用DNA條形碼結(jié)合HRM技術(shù)對(duì)野生歐洲越橘的8 個(gè)品種進(jìn)行研究,通過對(duì)越橘的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer,ITS)和質(zhì)體DNA(trnH-psbA、亮氨酸-tRNA合成酶(tRNA-Leu gene,trnL)、核糖體蛋白L36-核糖體蛋白S8 (ribosomal protein L36-ribosomal protein S8,rpl36-rps8))進(jìn)行全基因掃描測(cè)序,成功鑒別出不同的越橘品種,適用于包含完整DNA片段的加工類漿果制品中越橘成分的鑒定,而在深加工漿果制品中(如果汁),由于DNA斷裂嚴(yán)重,其應(yīng)用受到一定限制。因此,尋找較短的通用目標(biāo)片段用以區(qū)分所有的漿果物種,是目前DNA條形碼在果汁應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)。
目前,漿果果汁的檢測(cè)主要是以理化鑒定技術(shù)為主,主要應(yīng)用于果汁產(chǎn)地溯源、營養(yǎng)和功效成分檢測(cè)、品質(zhì)評(píng)價(jià)等,而通過多元技術(shù)結(jié)合可對(duì)漿果中的主成分甚至是多個(gè)成分進(jìn)行同時(shí)分析,能極大提高理化鑒定的靈敏度和準(zhǔn)確率。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展,基于DNA的分子檢測(cè)技術(shù)為漿果的質(zhì)量控制和真?zhèn)舞b別提供了新的應(yīng)用方向。這種基于遺傳信息的檢測(cè)方法不受原料產(chǎn)地以及各種環(huán)境和加工方式的影響,非常適用于水果品種的鑒定,已經(jīng)在蘋果、梨等大宗水果果汁的物種鑒定和摻假檢測(cè)中得到應(yīng)用,在漿果果汁的真?zhèn)舞b定領(lǐng)域亦有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
[1] ROBERT P, FREDES C.The encapsulation of anthocyanins from berry-type fruits.trends in foods[J].Molecules, 2015, 20(4): 5875-5888.DOI:10.3390/molecules20045875.
[2] 李維林, 吳文龍, 張春紅, 等.世界黑莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展和研究現(xiàn)狀及前景[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 21(3): 105-115.DOI:10.3969/ j.issn.1674-7895.2012.03.017.
[3] DíAZ-RUBIO M E, PéREZ-JIMéNEZ J, MARTíNEZBARTOLOMé M á, et al.Regular consumption of an antioxidantrich juice improves oxidative status and causes metabolome changes in healthy adults[J].Plant Foods for Human Nutrition, 2015, 70(1): 9-14.DOI:10.1007/s11130-014-0455-4.
[4] 張利, 李亞東, 陸曉雅.世界蔓越橘產(chǎn)業(yè)[J].世界農(nóng)業(yè), 2014(10): 140-142.DOI:10.13856/j.cn11-1097/s.2014.10.028.
[5] ALVES A A R, RODRIGUES A S, BARROS E B P, et al.Determination of pesticides residues in brazilian grape juices using GC-MS-SIM[J].Food Analytical Methods, 2014, 7(9): 1834-1839.DOI:10.1007/s12161-014-9823-9.
[6] 李艷, 蘇琦.藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析[J].經(jīng)營管理者, 2014(24): 389.
[7] 牛燦杰, 張慧, 陳小珍.果汁摻假鑒別檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 43(6): 292-294.DOI:10.15889/ j.issn.1002-1302.2015.06.096.
[8] NUNCIO-JAUREGUI N, CALIN-SANCHEZ á, HERNANDEZ F,et al.Pomegranate juice adulteration by addition of grape or peach juices[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2014, 94(4): 646-655.DOI:10.1002/jsfa.6300.
[9] 王曉郡.歐盟頒布果汁標(biāo)準(zhǔn)新法規(guī) 禁止在純果汁中添加糖[N].新華網(wǎng), 2011-12-15.
[10] HARRISON R E, MUIR D D, HUNTER E A.Genotypic effects on sensory profiles of drinks made from juice of red raspberries (Rubus idaeus L.)[J].Food Research International, 1998, 31(4): 303-309.DOI:10.1016/S0963-9969(98)00096-9.
[11] QIU S S, WANG J, GAO L P.Qualification and quantisation of processed strawberry juice based on electronic nose and tongue[J].LWT-Food Science and Technology, 2015, 60(1): 115-123.DOI:10.1016/S0963-9969(98)00096-9.
[12] BETTGARBER K L, WATSON M A, LEA J M, et al.Efficacy of monitoring the sensory taste characteristics in pomegranate juice with electronic tongue and chemical measurements[J].Journal of Food Quality, 2014, 37(6): 383-394.DOI:10.1111/jfq.12113.
[13] KRAUJALYTE V, VENSKUTONIS P R, PUKALSKAS A, et al.Antioxidant properties, phenolic composition and potentiometric sensor array evaluation of commercial and new blueberry (Vaccinium corymbosum) and bog blueberry (Vaccinium uliginosum)genotypes[J].Food Chemistry, 2015, 188: 583-590.DOI:10.1016/ j.foodchem.2015.05.031.
[14] SIOMON J E, HETZRONI A, BORDELON B, et al.Electronic sensing of aromatic volatiles for quality sorting of blueberries[J].Journal of Food Science, 1996, 61(5): 967-970.DOI:10.1111/j.1365-2621.1996.tb10912.x.
[15] BAIETTO M, WILSON A D.Electronic-nose applications for fruit identification, ripeness and quality grading[J].Sensors, 2015, 15(1): 899-931.DOI:10.3390/s150100899.
[16] 朱航, 藍(lán)文賢, 劉買利.代謝組學(xué)研究中樣本間區(qū)分度的簡(jiǎn)易評(píng)判方法[J].分析化學(xué), 2015, 41(7): 1000-1005.DOI:10.3724/ SP.J.1096.2013.00959.
[17] HUANG X, DAI H, XU F, et al.Quantitative evaluation of orange juice sensory quality using electronic tongue[J].Modern Food Science and Technology, 2014, 30(5):172-177.
[18] 馬文菊.淺析色譜檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備, 2013(8): 47-48.
[19] 童永鑫, 李玲, 楊文宇, 等.氣相色譜法測(cè)定石榴葡萄酒中的甲醇和雜醇油[J].中國釀造, 2013, 32(3): 142-145.
[20] 王麗君, 蔣紅進(jìn).氣相色譜法測(cè)定果汁中甜蜜素的定量方法改進(jìn)[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志, 2015(9): 1354-1356.
[21] LARSEN M, POLL L.Odour thresholds of some important aroma compounds in raspberries[J].Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung, 1990, 191(2): 129-131.DOI:10.1007/ BF01202638.
[22] ZELLNER B A, DUGO P, DUGO G, et al.Gas chromatographyolfactometry in food flavour analysis[J].Journal of Chromatography A,2008, 1186(1): 123-143.DOI:10.1016/j.chroma.2007.09.006.
[23] 劉先德.高效液相色譜在食品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè), 2015(18): 50-52.
[24] GOIFFON J P, MOULY P P, GAYDOU E M.Anthocyanic pigment determination in red fruit juices, concentrated juices and syrups using liquid chromatography[J].Analytica Chimica Acta, 1999, 382(1): 39-50.DOI:10.1016/S0003-2670(98)00756-9.
[25] OBON J M, DIAZ-GARCIA M C, CASTELLAR M R.Red fruit juice quality and authenticity control by HPLC[J].Journal of Food Composition and Analysis, 2011, 24(6): 760-771.DOI:10.1016/ j.jfca.2011.03.012.
[26] NYMAN N A, KUMPULAINEN J T.Determination of anthocyanidins in berries and red wine by high-performance liquid chromatography[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49(9): 4183-4187.DOI:10.1021/jf010572i.
[27] GARDANA C, CIAPPELLANO S, MARNONI L, et al.Bilberry adulteration: identification and chemical profiling of anthocyanins by different analytical methods[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(45): 10998-11004.DOI:10.1021/jf504078v.
[28] SOUFLEROS E H, PISSA I, PETRIDIS D, et al.Instrumental analysis of volatile and other compounds of Greek kiwi wine; sensory evaluation and optimisation of its composition[J].Food Chemistry,2001, 75(4): 487-500.DOI:10.1016/S0308-8146(01)00207-2.
[29] TEZCAN F, UZASCI S, UYAR G, et al.Determination of amino acids in pomegranate juices and fingerprint for adulteration with apple juices[J].Food Chemistry, 2013, 141(2): 1187-1191.DOI:10.1016/ j.foodchem.2013.04.017.
[30] VEDEANU N S, MAGDAS D A, BOLOJAN L, et al.Antioxidant potential and authenticity of some commercial fruit juices studied by EPR and IRMS[J].Chemical Papers, 2012, 66(6): 612-616.DOI:10.2478/s11696-011-0115-1.
[31] FINK K, RICHLING E, HECKEL F, et al.Determination of2H/1H and13C/12C isotope ratios of (E)-methyl cinnamate from different sources using isotope ratio mass spectrometry[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(10): 3065-3068.DOI:10.1021/jf040018j.
[32] 陳歷水, 丁慶波, 蘇曉霞, 等.碳和氮穩(wěn)定同位素在黑加侖產(chǎn)地區(qū)分中的應(yīng)用[J].食品科學(xué), 2013, 34(24): 249-253.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201324052.
[33] SZYMCZYCHA-MADEJA A, WELNA M, JEDRYCZKO D, et al.Developments and strategies in the spectrochemical elemental analysis of fruit juices[J].Trends in Analytical Chemistry, 2014, 55: 68-80.DOI:10.1016/j.trac.2013.12.005.
[34] BORGES E M, VOLMERR D A, BRANDELERO E, et al.Monitoring the authenticity of organic grape juice via chemometric analysis of elemental data[J].Food Analytical Methods, 2016, 9(2): 362-369.DOI:10.1007/s12161-015-0191-x.
[35] 朱利娜, 索有瑞.不同顏色沙棘果中微量元素的含量比較[J].光譜實(shí)驗(yàn)室, 2012, 29(6): 3561-3563.
[36] PEREZ A L, SMITH B W, ANDERSON K A.Stable isotope and trace element profiling combined with classification models to differentiate geographic growing origin for three fruits: effects of subregion and variety[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(13): 4506-4516.DOI:10.1021/jf0600455.
[37] WANG C J, ZUO Y G.Ultrasound-assisted hydrolysis and gas chromatography-mass spectrometric determination of phenolic compounds in cranberry products[J].Food Chemistry, 2011, 128(2): 562-568.DOI:10.1016/j.foodchem.2011.03.066.
[38] LANTZOURAKI D Z, SINANOGLOU V J, ZOUMPOULAKIS P G,et al.Antiradical-antimicrobial activity and phenolic profile of pomegranate (Punica granatum L.) juices from different cultivars: a comparative study[J].RSC Advances, 2015, 5(4): 2602-2614.DOI:10.1039/C4RA11795F.
[39] EHLING S, COLE S.Analysis of organic acids in fruit juices by liquid chromatography-mass spectrometry: an enhanced tool for authenticity testing[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(6): 2229-2234.DOI:10.1021/jf104527e.
[40] 李斌, 王小杰, 楊磊, 等.HPLC-MS/MS 法測(cè)定樹莓中樹莓酮含量的研究[J].生物技術(shù)進(jìn)展, 2013, 3(6): 439-442.
[41] SINELLI N, SPINARDI A, DI EGIDIO V, et al.Evaluation of quality and nutraceutical content of blueberries (Vaccinium corymbosum L.) by near and mid-infrared spectroscopy[J].Postharvest Biology and Technology, 2008, 50(1): 31-36.DOI:10.1016/ j.postharvbio.2008.03.013.
[42] 張海紅, 張淑娟, 王鳳花, 等.應(yīng)用可見-近紅外光譜快速識(shí)別沙棘汁品牌[J].光學(xué)學(xué)報(bào), 2010(2): 574-578.
[43] CONTAL L, LEON V, DOWNEY G.Detection and quantification of apple adulteration in strawberry and raspberry purées using visible and near infrared spectroscopy[J].Journal of Near Infrared Spectroscopy,2002, 10(4): 289-300.DOI:10.1255/jnirs.345.
[44] HE J, RODRIGUEZ-SAONA L E, GIUSTI M M.Midinfrared spectroscopy for juice authentication rapid differentiation of commercial juices[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007, 55(11): 4443-4452.DOI:10.1021/jf062715c.
[45] SOBOLEV A P, MANNINA L, PROIETTI N, et al.Untargeted NMR-based methodology in the study of fruit metabolites[J].Molecules,2015, 20(3): 4088-4108.DOI:10.3390/molecules20034088.
[46] CAPITANI D, SOBOLEV A P, DELFINI M, et al.NMR methodologies in the analysis of blueberries[J].Electrophoresis, 2014,35(11): 1615-1626.DOI:10.1002/elps.201300629.
[47] BALAN M, NIOCOLESCU A, STAVARACHE C, et al.Fast NMR juice identification based on sugars and other plant metabolites from fruits[J].Revue Roumaine de Chimie, 2013, 58(2/3): 175-182.
[48] GRANDIZOLI C W P S, CAMPOS F R, SIMONELLI F, et al.Grape juice quality control by means of1H NMR spectroscopy and chemometric analyses[J].Química Nova, 2014, 37(7): 1227-1232.DOI:10.5935/0100-4042.20140208.
[49] HERBST N, WILSON T, KLEIN J, et al.Detection of cranberry and blueberry (Vaccinium sp.) DNA by PCR amplification of the MatK gene.(LB386)[J].The FASEB Journal, 2014, 28(Suppl 1): LB386.
[50] CLARKE M A L, DOOLEY J J, GARRETT S D, et al.An investigation into the use of PCR-RFLP profiling for the identification of fruit species in fruit juices[M].The United Kingdom: Food Standards Agency, 2015: 1-44.
[51] PALMIERI L, BOZZA E, GIONGO L.Soft fruit traceability in food matrices using real-time PCR[J].Nutrients, 2009, 1(2): 316-328.DOI:10.3390/nu1020316.
[52] SORDO M, GRANDO M S, PALMIERI L, et al.Blueberry: germplasm characterization and food traceability by the use of molecular markers[C]//IX International Vaccinium Symposium 810.USA: Acta Horticulturae, 2008: 167-172.DOI:10.17660/ ActaHortic.2009.810.21.
[53] HEBERT P D N, CYWINSKA A, BALL S L.Biological identifications through DNA barcodes[J].Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 2003, 270: 313-321.DOI:10.1098/rspb.2002.2218.
[54] PE?NIKAR ? F, BUZAN E V.20 years since the introduction of DNA barcoding: from theory to application[J].Journal of Applied Genetics, 2014, 55(1): 43-52.DOI:10.1007/s13353-013-0180-y.
[55] BRUNI I, de MATTIA F, GALIMBERTI A, et al.Identification of poisonous plants by DNA barcoding approach[J].International Journal of Legal Medicine, 2010, 124(6): 595-603.DOI:10.1007/s00414-010-0447-3.
[56] JAAKOLA L, SUOKAS M, H?GGMAN H.Novel approaches based on DNA barcoding and high-resolution melting of amplicons for authenticity analyses of berry species[J].Food Chemistry, 2010,123(2): 494-500.DOI:10.1016/j.foodchem.2010.04.069.
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613044
中圖分類號(hào):TS255.44
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-6630(2016)13-0243-08
收稿日期:2015-10-10
基金項(xiàng)目:國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015IK312)
作者簡(jiǎn)介:李梅閣(1990—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槭称氛鎮(zhèn)舞b別。E-mail:1310764839@qq.com
*通信作者:陳穎(1972—),女,研究員,博士,研究方向?yàn)槭称氛鎮(zhèn)舞b別。E-mail:chenyingcaiq@163.com
Progress in Authentication Technologies for Berry Juice
LI Meige1,2, WU Yajun1, YANG Yange1, XU Xinglian2, CHEN Ying1,*
(1.Chinese Academy of Inspection and Quarantine, Beijing 100176, China;2.College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Abstract:Berry, mainly represented by blueberry and raspberry, has the reputation of golden fruit.Adulteration,counterfeiting and mislabeling of berry have led to endless disputes on food quality and safety, which poses a great challenge for identification technologies for berry juice authenticity.Nowadays, conventional physicochemical methods and traditional molecular biology methods are commonly used to detect the authenticity of berries, all of which have their advantages and disadvantages.The physicochemical methods are advantageous mainly in quality control and quality evaluation, which,however, are easy to be influenced by individual growth, processing conditions and other external factors involved in the recognition of plant-derived ingredients in products.In addition, the molecular biology methods based on DNA are more commonly used to identify plant-derived ingredients in juice, which complement the physicochemical methods.In this paper,recent progress in the commonly used technologies for quality control and authentication of berry fruits and juices, mainly sensory evaluation, physicochemical technologies and molecular biology technologies, is reviewed.
Key words:berry juice; authenticity; sensory evaluation; physicochemical technology; molecular biology technology