果膠型檸檬果粕關(guān)鍵技術(shù)的研究

蔣麗　陳燕　車(chē)振明等

摘要[目的] 探討微波干燥檸檬皮渣的最佳工藝條件，并研究果膠型檸檬皮渣干燥前的預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)。[方法]以檸檬皮渣為原料制備檸檬干渣，采用正交試驗(yàn)法對(duì)檸檬皮渣進(jìn)行干燥預(yù)處理，探討不同的滅酶時(shí)間、粒度大小的選擇、復(fù)合磷酸鹽處理時(shí)間、微波功率的選擇對(duì)果膠的提取、干渣得率、產(chǎn)品色澤、能量消耗以及干燥時(shí)間的影響。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，對(duì)檸檬皮渣進(jìn)行沸水滅酶3 min，粒度選擇3～5 mm，復(fù)合磷酸鹽處理5 min，微波干燥用480 W，此最佳工藝條件下干燥30 g新鮮檸檬渣得到產(chǎn)品6.556 1 g，鮮渣所消耗的能量0.19 kW·h，所用的總時(shí)間15 min，干渣中果膠質(zhì)為16.556 1%，感官得分是88分。[結(jié)論] 試驗(yàn)優(yōu)化的工藝可提高檸檬皮渣干燥的得率，降低能耗，提高果膠的提取率，保持干渣顏色基本不變，運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本，提高工業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)。

關(guān)鍵詞檸檬；皮渣；果膠；節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)S509.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）07-290-03

Research on the Key Technology of Pectin Type Lemon Fruit Cake

JIANG Li， CHEN Yan， CHE Zhen-ming* et al

（Key Laboratory of Food Bio-technology， College of Bioengineering， Xihua University， Chengdu， Sichuan 610039）

Abstract[Objective] To discuss optimal conditions of drying lemon skin slag with microwave， and research pre-treatment key technology of pectin type lemon peel before drying. [Method] With lemon peel as raw material to prepare slag， orthogonal test was used to conduct drying pre-treatment， effects of enzyme inactivation time， particle size， compound phosphate processing time， selection of microwave power on pectin extraction， slag yield， product color， energy consumption and drying time were discussed. [Result] The results show that： The lemon peel residue was boiling water enzyme inactivation of 3 minutes， particle size selection of 3-5 mm， compound phosphate treatment 5 min， 480 W of microwave drying， the optimum process conditions of 30 g of fresh lemon dry slag which obtained 6.556 1 g of product， consumed fresh residue energy of 0.19 kW·h， the total time used by the 15 min， dry slag pectin is 16.556 1%， and the sensory score of 88. [Conclusion] The optimized technique can improve yield of lemon slag drying， reduce energy consumption， improve pectin yield， reduce production cost， improve industrial profits.

Key words Lemon； Skin slag； Pectin； Energy saving

研究表明，檸檬加工后產(chǎn)生的皮渣約占總量的50%以上[1]，但檸檬皮渣的利用不被國(guó)內(nèi)人重視，所以大量檸檬皮渣利用率低，甚至被廢棄。同時(shí)，檸檬本身就有特別重的檸檬酸味，即使在檸檬被破壞后酸味依然存在，如果這些檸檬未被處理利用，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵會(huì)使檸檬皮渣發(fā)霉變臭[2-3]，對(duì)環(huán)境、人畜及農(nóng)作物都是有害的。檸檬皮渣中含有豐富的果膠以及膳食纖維[4]，因此大力開(kāi)發(fā)我國(guó)豐富的檸檬皮渣資源，提高皮渣利用率，以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求。這就要求人們加大力度對(duì)檸檬皮渣干燥的預(yù)處理進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)和研究出既能益于果膠浸提又有利于對(duì)原料全年供應(yīng)生產(chǎn)，保證果膠生產(chǎn)的順利進(jìn)行[5]。比較其他的干燥方式，微波干燥檸檬皮渣更加具有優(yōu)勢(shì)，有消耗的能量低、所用的時(shí)間少、對(duì)檸檬果膠的提取率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，該試驗(yàn)采用微波干燥的方式對(duì)檸檬皮渣進(jìn)行干燥處理。試驗(yàn)著重對(duì)檸檬皮渣進(jìn)行微波干燥，探討微波干燥的最佳工藝條件，以及研究檸檬皮渣干燥前的預(yù)處理對(duì)檸檬果膠提取率、干渣得率、產(chǎn)品色澤、能量消耗的最佳工藝條件。

筆者通過(guò)微波干燥來(lái)干燥檸檬皮渣，旨在提高檸檬干燥的得率，降低能耗，提高果膠的提取率，保持干渣顏色基本不變，干燥條件的優(yōu)化，據(jù)此再運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高工業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)，滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求。

1材料與方法

1.1 材料

原料：

新鮮檸檬，市售。主要試劑：愈創(chuàng)木酚、無(wú)水氯化鈣、無(wú)水碳酸鈉、碳酸鈉 、六偏磷酸鈉、過(guò)氧化氫、氫氧化鈉、無(wú)水焦磷酸鈉、95%乙醇，均屬于分析純，成都市科龍化工試劑廠。

主要儀器：

電子天平（TB-214），北京塞多利斯天平有限公司；萬(wàn)用電爐（DL-1型），北京中興偉業(yè)儀器有限公司；WY080T手持折光儀，成都萬(wàn)辰光學(xué)儀器廠；微型電力監(jiān)測(cè)儀，深圳市北電市番禹電器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1

工藝流程。新鮮檸檬清洗→磨油→削皮→滅酶→稱(chēng)質(zhì)量→切片→復(fù)合磷酸鹽處理→均勻平鋪在物料盤(pán)→干燥。

1.2.2

操作要點(diǎn)。

檸檬皮原料洗滌：首先將購(gòu)買(mǎi)的新鮮檸檬先置于0.05%的碳酸鈉溶液浸泡10 min，除去檸檬皮表面的蠟質(zhì)，用清水漂凈[6]，用手工磨油，注意不要破壞檸檬果肉部分，最后用清水洗滌2～3次，備用。

滅酶：目的主要是破壞果膠酶，降低果膠的損失，因?yàn)楣z是可溶性膳食纖維，所以需要盡量保存[7-9]，也是該試驗(yàn)的目的之一。

原料粉碎：針對(duì)原材料的粉碎，粉碎粒度以原料能夠獲得合適的比表面積為依據(jù)，原料粒度能很明顯地影響果膠的溶出，然而粒度過(guò)大或者過(guò)小都不利于果膠的提取[10-12]，適當(dāng)?shù)牧６瓤梢允乖汐@得最適的比表面積增大，更利于果膠的水解。

組織破壁：破壁采用復(fù)合磷酸鹽處理方法，復(fù)合磷酸鹽可改善食品的色、香、味、形，能讓食品的新鮮度和質(zhì)量得到保持[13]，并能讓加工工藝過(guò)程的需求得到滿(mǎn)足，且復(fù)合磷酸鹽在食品中是非常重要的品質(zhì)改良劑。在試驗(yàn)中分別采用Na3PO4 2.0%、NaH2PO4 0.5%、焦磷酸鈉0.3%、六偏磷酸鈉0.6%。使用時(shí)將此溶液溶于3倍原液的水中，在水浴中浸泡檸檬皮，取出后立即用大量清水沖洗，

1.2.3

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 。

以滅酶條件、破碎粒度、復(fù)合磷酸鹽處理時(shí)間（干燥原料）、微波功率作為正交試驗(yàn)的4個(gè)因素，進(jìn)行4因素3水平的正交試驗(yàn)，以干燥得率、單位消耗、干渣顏色、果膠含量為考察指標(biāo)，并以綜合評(píng)分為最終考察指標(biāo)確定最優(yōu)的工藝條件。綜合各指標(biāo)的重要性通過(guò)加權(quán)平均得到。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平

水平因素

滅酶條件（A）粒度（B）復(fù)合磷酸鹽（C）干燥功率（D）∥W

1不滅酶1～3不處理320

2沸水滅酶3 min3～5水浴溫度60 ℃處理2 min480

3 沸水滅酶5 min5～7水浴溫度60 ℃處理5 min640

1.3測(cè)定方法

1.3.1

檸檬干渣的得率的計(jì)算。

按以下公式計(jì)算：

檸檬干渣得率=干渣質(zhì)量新鮮檸檬質(zhì)量×100%

1.3.2

檸檬皮渣干燥時(shí)能耗與時(shí)間的測(cè)定。

將功率計(jì)與電源連接，再把微波爐與功率計(jì)連接，記錄一級(jí)干燥與二級(jí)干燥消耗的電量，并記錄下所用的時(shí)間。

1.3.3

檸檬干渣感官測(cè)定。

微波干燥后的檸檬皮渣的感官測(cè)定采用觀察法，包括色澤、氣態(tài)、形態(tài)、口感，按表2的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。

表2檸檬干渣感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

分?jǐn)?shù)分色澤（25分）氣味（25分）形態(tài)（25分）口感（25分）

24～25鮮黃有獨(dú)特的檸檬香味干燥程度合適，水分要求達(dá)標(biāo)，形態(tài)飽滿(mǎn)極酸，脆度合適

20～23鮮黃有獨(dú)特的檸檬香味干燥程度合適，水分要求達(dá)標(biāo)，形態(tài)飽滿(mǎn)較脆，極酸

16～19微黃檸檬香味較淡，有點(diǎn)焦味較干，形態(tài)較完整較脆，酸味較強(qiáng)

0～15暗黃檸檬香味較淡，焦味較嚴(yán)重極干，形態(tài)不完整 極脆，酸味較弱

1.3.4

果膠含量的測(cè)定方法[14]。

將新鮮檸檬皮渣經(jīng)預(yù)處理后得到的干渣制成粉末（m1）置于250 ml燒杯中，加入150 ml水，加熱1.5 h（不斷攪拌并加水補(bǔ)充蒸發(fā)掉的水分）。冷卻后完全移入250 ml常量瓶中，加水定容搖勻。用3 500 r/min離心9 min。吸取25 ml于500 ml燒杯中，加100 ml 0.1 mol/L氫氧化鈉溶液，放置0.5 h，再加50 ml 1 mol/L醋酸溶液，5 min后加入50 ml 2 mol/L氯化鈣溶液，放置1.0 h。將放置的溶液放入100 ℃的沸水中加熱5 min左右即可，然后將其濾紙過(guò)濾（用干燥箱干燥至恒重的濾紙）。過(guò)濾后將帶有果膠的濾紙?jiān)俅畏湃敫稍锵洌?05 ℃）烘干至恒重，質(zhì)量設(shè)為m2。新鮮鮮檸檬干渣中果膠=0.923 3%。

2結(jié)果與分析

2.1 檸檬干渣質(zhì)量正交試驗(yàn)結(jié)果

每組試驗(yàn)取新鮮檸檬皮渣30 g進(jìn)行干燥，得出結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，影響檸檬干渣質(zhì)量的因素主次以干渣得率衡量為準(zhǔn)，則為滅酶條件>粒度選擇>復(fù)合磷酸鹽處理時(shí)間>干燥功率。由此可以得出滅酶條件為影響檸檬干渣質(zhì)量的最重要因素，其次是粒度選擇，而干燥功率的影響為最小。通過(guò)極差分析得到各因素的最優(yōu)組合是A2B3C2D3。方差分析顯示，F(xiàn)A=36.250，F(xiàn)B=9.205，F(xiàn)C=6.091，F(xiàn)D=1.000，F(xiàn)臨界值=19.000。由此可以得出，A因素對(duì)檸檬皮渣質(zhì)量影響顯著，而其他因素則沒(méi)有顯著影響。

表3 干渣得率正交試驗(yàn)結(jié)果

（ n=3）

2.2能耗正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，以能耗為衡量指標(biāo)時(shí)，各因素的最優(yōu)組合為：A3B3C3D1。由極差可知，D因素對(duì)干燥檸檬皮渣消耗的功率影響最大，其次為C因素（復(fù)合磷酸鹽處理）。方差分析顯示，F(xiàn)A=1.000，F(xiàn)B=1.000，F(xiàn)C=2.000，F(xiàn)D=9.000，F(xiàn)臨界值=6.940。由此可以得出，D因素對(duì)檸檬皮渣干燥能耗影響顯著，這與表4的結(jié)果相符。

表4 二級(jí)干燥能耗正交試驗(yàn)結(jié)果