周錦云 李宏飛 方琦 張俊

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)部果品采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州 310021）

熱力殺菌對(duì)柑橘罐頭中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響的研究

周錦云 李宏飛 方琦 張俊*

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)部果品采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州 310021）

我國(guó)是柑橘主產(chǎn)地，種植面積和年產(chǎn)量均為世界第一[1]。柑橘營(yíng)養(yǎng)豐富，除含有糖分、有機(jī)酸外，還含有豐富的Vc、類胡蘿卜素和黃酮等生理活性成分。我國(guó)柑橘除鮮食外，主要制成柑橘罐頭，柑橘罐頭出口量占世界貿(mào)易量的70%以上[2]。

罐頭食品原料在裝罐密封后，需通過(guò)一定的殺菌工藝殺滅原料中的致病微生物。殺菌技術(shù)是罐頭食品加工中最重要的技術(shù)之一，通過(guò)殺菌可以保證食品免受蟲害及微生物的危害[3,4]。熱力殺菌是罐頭食品最主要的殺菌方式，但熱殺菌不僅會(huì)降低果肉硬度，還會(huì)造成食品中水溶性維生素（Vc）、熱敏性成分（類胡蘿卜素）[5,6]、氨基酸[7,8]、還原糖[9]及香氣成分[8]的損失，影響到食品的色澤和風(fēng)味。本文通過(guò)研究不同殺菌條件處理后的柑橘罐頭中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化，為傳統(tǒng)的柑橘罐頭熱力殺菌工藝的優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

溫州蜜柑，產(chǎn)自浙江黃巖，8～9成熟。

抗壞血酸、葡萄糖、橙皮苷、β類胡蘿卜素等試劑均為標(biāo)準(zhǔn)品。硫酸（98%）、苯酚、丙酮、石油醚、氫氧化鈉、鄰菲羅啉（BP）、磷酸（85%）、無(wú)水乙醇、三氯化鐵、一縮二乙二醇等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

BS200S-WE1電子天平，余姚金諾電子天平儀器有限公司；LXJ-HB飛鴿離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；UV-1800紫外/可見(jiàn)分光光度儀，日本島津公司；DS-1高速組織搗碎機(jī)，上海標(biāo)本模型廠；pH計(jì)（FE20），梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DK-8D型電熱恒溫水槽，上海精密試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 柑橘罐頭制作。挑選完整無(wú)損的柑橘，熱燙處理1min后剝皮分瓣，把柑橘瓣放入1.2%的HCl中浸泡45min，用清水沖洗后再放入0.4%的NaOH中浸泡20min，用清水沖洗。用蔗糖調(diào)節(jié)糖度18°Brix，糖水溫度60～65℃灌裝，固形物含量占比60%。封罐，殺菌。

圖1 柑橘罐頭制作工藝流程

1.3.2 溫度測(cè)定裝置

圖2 溫度測(cè)定裝置示意圖

在柑橘罐頭底部中心位置打孔，將溫度探針固定在罐體幾何中心處，將馬口鐵罐和探頭一起放入殺菌鍋中，在不同殺菌溫度和時(shí)間下，測(cè)定中心溫度（裝置如圖2所示），計(jì)算罐頭殺菌F值。

式中T：殺菌中心溫度，t：殺菌時(shí)間。

1.3.3 柑橘罐頭營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定

1.3.3.1 總糖測(cè)定。采用苯酚硫酸法[10]：將樣品稀釋適當(dāng)倍數(shù)，取稀釋的樣品1ml，加入1ml蒸餾水，再加入5%的苯酚1ml，濃硫酸5ml，采用分光光度計(jì)在490nm處測(cè)定吸光度。

1.3.3.2 Vc測(cè)定[11]稱取樣品10g，倒入100ml容量瓶，加入三氯乙酸定容，反應(yīng)15min，用濾布過(guò)濾，取2ml樣液于試管，依次加入2ml三氯乙酸、2ml無(wú)水乙醇、1ml磷酸-乙醇、2ml鄰菲羅啉-乙醇、1mlFeCl3-乙醇，30℃下反應(yīng)60min，采用分光光度計(jì)在510 nm處測(cè)定吸光值。

1.3.4 還原糖測(cè)定。采用3,5－二硝基水楊酸（3,5-Dinitrosalicylic acid，DNS）法[12]測(cè)定，取0.5ml樣品過(guò)濾液到100ml容量瓶，用蒸餾水定容，取2ml加入比色管，再加入2ml的DNS，沸水浴2min，冷卻后定容至25ml，采用分光光度計(jì)在540nm處測(cè)定吸光值。

1.3.5 總酸測(cè)定。采用直接滴定法測(cè)定。吸取10ml樣品，加入蒸餾水定容至100ml，過(guò)濾，取10ml濾液，放入燒杯中，加入40ml蒸餾水，用0.05mol/LNaOH滴定至pH值8.2，記錄滴定所用NaOH溶液體積。

1.3.6 總黃酮測(cè)定[13]。稱取兩份平行試樣10g于100ml燒杯中，加入0.01mol/L氫氧化鈉10ml，再用4mol/L氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至13，搖勻，靜置30min后，再用檸檬酸調(diào)pH至6.0，轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶定容，過(guò)濾。吸取5ml濾液于比色管中，加入5ml二甘醇溶液和4mol/L氫氧化鈉 0.1ml，搖勻，40℃水浴10min，取出后冷水浴5min，測(cè)定420nm處吸光值。

1.3.7 類胡蘿卜素測(cè)定[14]。

采用石油醚-丙酮混合液對(duì)樣品萃取，在451nm處測(cè)定萃取液吸光值。

圖3 不同殺菌條件下柑橘罐頭中心點(diǎn)溫度變化

2 結(jié)果與討論

2.1 不同殺菌條件下柑橘罐頭中心點(diǎn)溫度變化

不同殺菌條件下柑橘罐頭中心點(diǎn)溫度變化如圖3，從圖中可看出，中心點(diǎn)溫度起始變化速率較快，在200s～400s后溫度變化趨于平穩(wěn)，最終達(dá)到內(nèi)外平衡。殺菌溫度越高，溫差越大，罐頭內(nèi)部溫度變化越快，中心點(diǎn)達(dá)到同一溫度需要的時(shí)間越短，但達(dá)到殺菌溫度需要的時(shí)間有所增加。

2.2 不同殺菌條件下柑橘罐頭的F值

柑橘罐頭工廠一般采用F（121℃，Z=16）=0.04min為殺菌終點(diǎn)，即在該殺菌條件下可保證產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無(wú)菌。圖4為不同殺菌溫度下的罐頭中心F值變化情況，從圖4中可見(jiàn)，殺菌溫度100℃時(shí)所需的殺菌時(shí)間是80℃的一半，殺菌溫度越高需要的時(shí)間越短。

圖4 不同殺菌溫度下中心點(diǎn)F（121℃，Z=16）

2.3 不同殺菌條件對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響

圖4 不同殺菌溫度下中心點(diǎn)F（121℃，Z=16）

圖5 殺菌溫度對(duì)柑橘罐頭中Vc保存率的影響

圖6 殺菌終點(diǎn)Vc保存率

圖5為柑橘罐頭在不同殺菌溫度下Vc的保存率。隨著溫度的增加，Vc的保存率降低。相同時(shí)間下，殺菌溫度越高Vc保存率下降速度越快，當(dāng)處理?xiàng)l件為100℃，30min時(shí)，Vc的保存率只有原來(lái)的65%。從圖6可見(jiàn)當(dāng)?shù)竭_(dá)殺菌終點(diǎn)時(shí)，高于85℃Vc損失率高于85℃以下。雖然高溫能鈍化抗壞血酸氧化酶，降低Vc的氧化損失，但Vc在高溫下不穩(wěn)定，會(huì)促進(jìn)其氧化，降低殺菌溫度和時(shí)間可減少罐頭中Vc的損失。

2.3.2 殺菌過(guò)程對(duì)柑橘罐頭中類胡蘿卜素含量的影響

圖7 殺菌溫度對(duì)柑橘罐頭中類胡蘿卜素保存率的影響

圖8 殺菌終點(diǎn)類胡蘿卜素保存率

圖7為柑橘罐頭中心溫度對(duì)罐頭中類胡蘿卜素含量的影響。從圖中可見(jiàn)，隨著殺菌溫度的增加，類胡蘿卜素含量逐步下降，其中在殺菌溫度＜95℃下，類胡蘿卜素含量的下降隨溫度變化差異不明顯，溫度越高類胡蘿卜素的保存率越低。從圖8中可見(jiàn)，在不同殺菌溫度下達(dá)到殺菌終點(diǎn)類胡蘿卜素的保存率相差不大。類胡蘿卜素的分子結(jié)構(gòu)中含有不穩(wěn)定的共軛雙鍵等，易發(fā)生氧化反應(yīng)。在相同殺菌時(shí)間溫度下與Vc保存率相比，類胡蘿卜素的相對(duì)較高，表明類胡蘿卜素?zé)岱€(wěn)定性高于Vc。柑橘中有豐富的類胡蘿卜素，類胡蘿卜素含量的變化會(huì)影響到柑橘罐頭的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和色澤。

圖9 不同殺菌條件對(duì)柑橘罐頭中黃酮保存率的影響

圖10 殺菌終點(diǎn)黃酮保存率

2.3.3 殺菌過(guò)程對(duì)柑橘罐頭中黃酮含量的影響

溫度對(duì)黃酮保存率的影響如圖9，起始?xì)⒕^(guò)程（<15min）黃酮的保存率隨著殺菌時(shí)間的增加下降較快，15min后黃酮下降趨于平穩(wěn)；隨著殺菌溫度的提高，黃酮保存率也逐步下降；當(dāng)溫度＞85℃，溫度對(duì)黃酮含量的影響與85℃以下相比明顯增加，從圖10殺菌終點(diǎn)黃酮保存率中也可以看出類似的變化。

圖11 殺菌條件對(duì)柑橘罐頭中總酸保存率的影響

圖12 殺菌終點(diǎn)總酸保存率

圖13 殺菌條件對(duì)柑橘罐頭中總糖保存率的影響

圖14 殺菌終點(diǎn)總糖保存率

圖15 殺菌條件對(duì)柑橘罐頭中還原糖保存率的影響

圖16 殺菌終點(diǎn)類還原糖保存率

2.3.4 殺菌條件對(duì)柑橘罐頭中總酸、糖的影響

圖11、圖13、圖15分別為不同殺菌溫度對(duì)總酸、總糖和還原糖的影響，從圖中可見(jiàn)罐頭總酸和總糖含量隨殺菌時(shí)間的提高而下降，相同殺菌時(shí)間下，溫度越高，罐頭中的總酸、總糖的損失越多；而還原糖的含量隨殺菌時(shí)間的提高先減少后升高。從圖12、圖14、圖16殺菌終點(diǎn)總酸、總糖和還原糖保存率可見(jiàn)，總酸、總糖在較低溫度殺菌條件下保存率比高溫下要高些，還原糖保存率規(guī)律性不明顯。柑橘罐頭pH=3～4，在酸性條件下，加熱提高總糖的水解速度，總糖下降，還原糖含量逐步提高；總糖、總酸含量隨殺菌溫度提高而降低，糖/酸變化比列為0.97～1.1，糖酸比反映出食品的口感，在加熱過(guò)程中，由于糖和酸的下降比列相差不大，柑橘罐頭口感不會(huì)發(fā)生明顯差異。

3 結(jié)論

（1）不同溫度柑橘罐頭殺菌，溫度100℃時(shí)所需時(shí)間為80℃的一半，溫度越高殺菌所需時(shí)間越短。

（2）柑橘罐頭殺菌過(guò)程中，Vc、類胡蘿卜素、黃酮隨溫度的升高而下降，相同溫度下殺菌時(shí)間越長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分下降越多；在殺菌終點(diǎn)，采用較低的殺菌溫度條件下VC、黃酮保存率較高，類胡蘿卜素在不同殺菌溫度下?lián)p失率相差不大。

（3）在柑橘罐頭殺菌過(guò)程中，總糖、總酸含量下降，還原糖含量略有升高，糖/酸變化比例為0.97～1.1，對(duì)柑橘罐頭口感影響不大。

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10.13906/j.cnki.zjgj.1009-0584.2017.04.602

2017-09-11

*通訊作者：張俊（1977-），男，副研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：hunterzju@163.com

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（柑橘）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金資助(CARS-27-06B)