龍安柚柚皮硬化工藝研究

趙 靜，王春嬌，楊小艷，周曉麗

（廣安職業(yè)技術學院，四川 廣安 63800 0）

龍安柚 （Citrusgrandis. Longanyou） 產(chǎn)于四川省廣 安 市， 果 肉 粉 紅 、肉 質(zhì) 脆 嫩、 酸 甜 適 中 ， 汁 多 ，少核或無核，2008 年獲準成為國家地理標志保護產(chǎn)品[1]。近年來，龍安柚作為當?shù)氐膬?yōu)勢特色農(nóng)產(chǎn)品，種植面積不斷增加，并大力發(fā)展成為新的支柱產(chǎn)業(yè)之一。目前，龍安柚的加工以柚味果酒和柚味飲料的生產(chǎn)為主[2]，而其銷售與加工過程中，柚皮多被廢棄，造成資源浪費和環(huán)境污染，因此有效利用龍安柚果皮，提升柚果附加值對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著積極作用。柚子皮富含膳食纖維、精油、柚皮苷、天然色素 和 黃 酮 等 多 種 天 然 產(chǎn) 物[3-5]， 也 因 其 具 有 降 血 脂 、穩(wěn)定血壓、降血糖等功效而被當作藥食同源食物使用[6-7]，目前針對柚子皮的報道主要集中在天然成分的提取和利用，以及作為吸附材料的研 究上[8-9]，少量報道涉及到將柚子皮渣加工成飼料[10]，而柚子皮作為食品主要原料進行加工除了將其制做成蜜餞和蜂蜜柚子茶外，其他研究則相對較少[11]，僅有部分研究以柚子皮為輔料將其加工為柚皮肉醬、高膳食纖維面包、速溶柚子茶粉等[12-14]，在對柚子皮進行食品加工的過程中，需要通過熱燙去除 苦澀味以保證其食用口感[15]，而這一過程將導致柚皮硬度下降，白色果瓤化渣，嚴重影響柚皮作為食品的口感，并且柚皮硬度的變化對食用口感和品質(zhì)影響較大。因此，研究柚子皮的硬化不僅有利于其加工品質(zhì)的提升，對于柚子的綜合利用與開發(fā)也有一定的價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

廣 安 當 地 市 售 龍 安 柚，取 新 鮮 柚 皮；氯 化 鈣 ，浙江大成鈣業(yè)有限公司提供；乳酸鈣，河南金丹乳酸科技股份有限公司提供；氯化鎂，青海嘉友鎂業(yè)有限公司提供。以上試劑均為食品級。

1.2 儀器和設備

Rapid TA+ 型質(zhì)構儀，上海騰拔儀器科技有限公司產(chǎn)品；數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州智博瑞儀器制造有限公司產(chǎn)品；電磁爐，九陽股份有限公司產(chǎn)品；電子天平，沈陽龍騰電子有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

新鮮柚皮→清洗→切片→熱燙→冷卻→瀝水→硬化處理→密封儲存→硬度檢測→感官評價。

1.3.2 試驗設計

采用單因素試驗探索各因素適宜水平，并根據(jù)單因素試驗結果進行正交試驗，探索最佳硬化工藝，評價指標為硬度檢測結果和感官評價得分。

（1） 硬化工藝。新鮮龍安柚清洗后取果皮，保留全部白囊，切片 （長 5 cm±1 cm、寬 3 cm±1 cm、厚0.5 cm±0.1 cm），置于 95 ℃熱水中漂燙 2 min，撈出后立即用流水冷卻，瀝水備用。按照料液比 1∶2分別對不同硬化劑和浸泡溫度、浸泡時間進行單因素試驗，各組試驗條件為氯化鈣 （0，1.0%，1.5%，2.0% ， 2.5% ， 3.0%）， 乳 酸 鈣 （0， 0.5% ， 1.0% ，1.5% ， 2.0% ， 2.5%）， 氯 化 鎂 （0， 0.5% ， 1.0% ，1.5%，2.0%，2.5%） 和浸泡溫度 （40，50，60，70，80，90 ℃），浸泡時間 （5，10，15，20，25，30 min），硬化處理后撈出柚皮瀝水密封保存于 4 ℃冰箱中，2 d 后進行硬度檢測，非試驗因素設定值如下：浸泡時間為 20 min，CaCl2溶液質(zhì)量分數(shù)為 1.5%，浸泡溫度 60 ℃，每組進行 3 次重復試驗。根據(jù)單因素試驗結果，選取上述適宜因素和水平進行 L9（34）正交試驗。

（2） 感官評定。將硬化處理好的柚皮進行調(diào)味，參考川式?jīng)霭璨苏{(diào)味方法，以姜蒜汁、食鹽、雞精、醬油、醋、川式特色辣椒油等作為佐料，每組稱取200 g 硬化后的柚子皮，加入相同種類和數(shù)量的佐料，且加入順序相同，腌制 24 h 后進行感官評定。10 名經(jīng)過嚴格培訓的學生擔任評價員，對柚子皮的色澤、口味和質(zhì)地進行評價。

柚皮硬化效果的感官評定標準見表 1。

表1 柚皮硬化效果的感官評定標準

正交試驗綜合評分法：結合各指標在產(chǎn)品中的重要程度設置權重系數(shù)，與各指標試驗測試值的隸屬函數(shù)值乘積之和作為最終綜合得分。試驗選取柚皮硬度 （Y1）、感官評分 （Y2） 2 個指標計算綜合評分 （Z），指標的權重系數(shù)為 λ1、λ2，根據(jù)設定其系數(shù)大小分別為 0.4，0.6，綜合評定值Z=λ1Y1+λ2Y2。

1.3.3 硬度檢測

柚子皮硬度以黃色外表皮硬度來表示，測定條件為測試速度 1 mm/s，穿刺距離 3 mm，觸發(fā)力 6 g，探頭型號為直徑 2 mm 柱形探頭。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件以 LSD 法進行分析，數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

CaCl2添加量對柚子皮硬度的影響見圖 1，MgCl2添加量對柚子皮硬度的影響見圖 2，乳酸鈣添加量對柚子皮硬度的影響見圖 3，浸泡時間對柚子皮硬度的影響見圖 4，浸泡溫度對柚子皮硬度的影響見圖 5。

圖1 CaCl2 添加量對柚子皮硬度的影響

圖2 MgCl2 添加量對柚子皮硬度的影響

圖3 乳酸鈣添加量對柚子皮硬度的影響

由圖 1 ～ 圖 5 可知，3 種硬化劑、浸泡時間和浸泡溫度對龍安柚柚皮的硬度和感官評分皆有一定程度的影響。由圖 1 ～ 圖 3 可知，隨著 3 種硬化劑添加量的增加，柚皮硬度均出現(xiàn)先增加后降低的現(xiàn)象，當 CaCl2、MgCl2和乳酸鈣溶液的添加量分別為 1.5%，0.5%，1.5%時，柚子皮硬化效果最好，與其他添加量時的硬度呈現(xiàn)顯著差異 （p<0.05），感官評分隨著3 種硬化劑的添加量增加而增加，在 CaCl2、MgCl2和乳酸鈣溶液的添加量分別為 1.5%，0.5%，1.5%時，感官評分最高，這與硬度檢測結果相同，隨著 3 種硬 化 劑 添 加 量 繼 續(xù) 增 加 ， 感 官 評 定 得 分 顯 著 下 降（p<0.05），其中CaCl2溶液對龍安柚柚皮硬化效果的影響最大，浸泡后可使柚皮硬度達到 1 400 gf 以上，感官評分達到 90 分。因此，在使用硬化劑對龍安柚柚皮進行硬化時可優(yōu)先選擇 CaCl2。隨著浸泡時間的增加，龍安柚柚皮的硬度和感官評分出現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當浸泡時間為 20 min 時，柚皮硬度最大，達到 1 200 gf 以上，而感官評分為 87 分 （見圖 4），與其他浸泡時間呈現(xiàn)顯著差異 （p<0.05）。由圖 5 可知，柚子皮硬度和感官評分隨著浸泡溫度的增加而增加，當浸泡溫度為 60 ℃時，柚子皮硬度和感官評分最高，浸泡溫度繼續(xù)增加時柚子皮硬度和感官評分則顯著下降 （p<0.05）。

圖4 浸泡時間對柚子皮硬度的影響

圖 5 浸泡溫度對柚子皮硬度的影響

2.2 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結果可知，CaCl2對于龍安柚柚皮的硬化效果最好。因此，選取 CaCl2、浸泡時間和浸泡溫度 3 個因素進行 L9（34）正交試驗。

龍安柚柚皮硬化 L9（34）正交試驗因素與水平設計見表 2。

表2 龍安柚柚皮硬化L9（34）正交試驗因素與水平設計

多指標正交試驗設計及極差分析結果見表 3。

表3 多指標正交試驗設計及極差分析結果

由表 3 可知，各因素在龍安柚柚皮硬化中作用大小順序為 CaCl2溶液添加量 （A） > 浸泡溫度 （B） >浸泡時間 （C）。由值可知，龍安柚柚皮硬化的最佳工藝組合為A2B2C2，即將處理過的柚皮置于質(zhì)量分數(shù)為 1.5%的 CaCl2溶液中 60 ℃浸泡 20 min。

由于試驗中綜合評分最高組非直觀分析法最佳工藝組合。因此，采用最優(yōu)工藝進行驗證試驗，所得龍安柚柚皮的硬度為 1 281 gf，感官評分 89.5 分。

3 結論

果蔬及其制品硬度的變化與所含果膠、果膠酶、纖維素、纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶等物質(zhì)有關，其中果膠的分解是導致硬度變化的主要因素[16]，減少果蔬中果膠的分解在一定程度上可以達到保持 硬度的目的。果蔬類產(chǎn)品硬化方法較多，如添加硬化劑、酶法硬化、低溫漂燙和高濃度鹽腌等[17]，其中最為有效的方式就是添加含鈣的硬化劑，常用的含鈣硬化劑有氯化鈣、乳酸鈣、碳酸鈣等，對果蔬硬度的保護主要有 2 個方面：一是加速果膠的膠凝作用，果膠酸與鈣離子作用生成的果膠酸鹽使聚合物結構發(fā)生改變，加快果膠的膠凝，從而改善蔬菜的硬度[18]；二是鈣離子激活內(nèi)源性果膠甲酯酶，鈣離子激活對果膠甲酯酶，加速果膠分解進而提高了果蔬中自由羧基的含量，達到保持硬度的目的[19]，龍安柚作為一種特色柚類農(nóng)產(chǎn)品，果皮中含有豐富的果膠，為了解決龍安柚果皮加工中的軟化問題，同 時保證龍安柚柚皮深加工后的口感，避免熱燙過程中柚皮過度化渣對口感造成影響，采用柚皮硬度檢測和感官評定雙指標進行評價。試驗選取氯化鈣、乳酸鈣和氯化鎂 3 種硬化劑進行柚皮的硬化，從單因素試驗可以看出，與未添加硬化劑的對照組相比，3 種硬化劑均對龍安柚柚皮起到不同程度的硬化作用且感官評定得分也呈現(xiàn)相同結果，這可能是由于鈣離子加快了柚皮中果膠的膠凝作用或與果膠酸結合后形成不溶性物質(zhì)，從而阻止柚子皮硬度降低[18-19]，而氯化鎂對龍安柚柚皮硬度的維持可能與其對雪里蕻硬度的影響原因類似，通過加強細胞中纖維結構，導致熱水溶解性果膠部分減少，氯化鎂的添加有利于總果膠中六偏磷酸鈉溶解性果膠形成交聯(lián)，以增加其含量[20]，進而保持柚皮的硬度；在對柚皮進行漂燙過程中，漂燙時間過短，不能起到滅酶和殺菌作用，而燙漂時間過長，則會加快果膠以非酶方式水解，生成可溶性果膠酸[21]，破壞果皮細胞結構，導致白瓤化渣影響口感；低溫漂燙對果蔬的硬化原理與金屬離子相似，通過增加內(nèi)源性果膠甲酯酶的活性，加速果膠與鈣離子的交聯(lián)，達到保持果蔬硬度的目的。

通過硬化試驗發(fā)現(xiàn)，3 種硬化劑中，針對龍安柚柚皮的最佳硬化劑為氯化鈣，影響龍安柚硬度的因素大小分別為 CaCl2溶液添加量 > 浸 泡溫度 >浸泡時間，將處理后的柚子皮按照料液比 1∶2 浸泡于 60 ℃質(zhì)量分數(shù)為 1.5%的 CaCl2溶液中 20 min 將達到最佳硬化效果，試驗對龍安柚柚子皮的進一步開發(fā)和利用提供了理論支持。