脐橙加工利用技术研究进展
2016-04-09段振华
段振华
(贺州学院食品科学与工程技术研究院,广西贺州542899)
脐橙加工利用技术研究进展
段振华
(贺州学院食品科学与工程技术研究院,广西贺州542899)
在介绍脐橙果实品质特性基础上,综述脐橙的果汁饮料加工、果酱加工、果酒酿造、果派加工、去皮脱囊衣加工、陈皮加工、果胶提取、膳食纤维提取、黄酮类化合物提取、柠檬苦素提取及色素提取等加工利用技术,并探讨脐橙的加工利用技术可能发展的方向。
脐橙;加工;利用
脐橙,果皮较粗糙,果顶有脐,果形较大,具有分解脂肪、减少有色金属和放射性元素在人体内积累、清火养颜、防癌抗癌等保健功效[1-2]。我国是世界上脐橙植面积最大的国家,包括江西、四川、重庆、湖北、湖南、广西以及广东等地,出口地区集中在江西、广西、广东、云南、福建等省[3]。近年来,脐橙的种植规模不断扩大,总产量不断提高,但脐橙加工多处在商品化处理初级加工阶段,由于脐橙果实特性及成熟期集中,易腐烂[4],损耗大,且在储藏过程中维生素C等营养成分含量降低,脐橙加工产业的滞后导致脐橙的鲜销压力大,甚至滞销,因此开展脐橙的加工利用技术研究非常必要。本文针对近几年来有关脐橙的加工利用技术进行了分析研究,旨在为推动脐橙产业的健康发展、提高脐橙的加工利用水平提供技术支持和参考。
1 脐橙果实的品质特性
脐橙果实肉质细嫩而脆,化渣、多汁,可食率73%~75%,果汁率48%~49%,可溶性固形物12%~13%,糖含量85 g/L~105 g/L,可滴定酸含量10 g/L~11 g/L,维生素C含量0.47 g/L~0.64 g/L[5]。随着脐橙果实的成熟,可溶性固形物、固酸比和维生素C含量显著增加,可滴定酸含量降低,萜烯类、醇类和酯类香气成分种类显著减少。果实糖酸含量及其比例是评价果实风味的重要指标,脐橙类果实可溶性糖主要有葡萄糖、果糖、蔗糖等,这些糖是果实品质成分和风味物质等合成的基础原料。
2 脐橙的加工技术
2.1 果汁饮料加工
果汁是果实的汁液部分,含有各种可溶性营养成分,是一种生理碱性食品,无论在营养还是风味上,都是十分接近天然果实的一种制品。果汁饮料,是在果汁中加入水、糖、酸等调制而成的制品。果汁加工的关键就是如何提高出汁率。采用果胶酶等酶制剂处理果浆,可以有效降低黏度,提高出汁率。刘功良等[6]研究了果胶酶在脐橙果汁加工中的应用,测定了酶量、酶解时间、酶解温度、酶解pH对脐橙出汁率的影响,结果表明:在酶添加量0.06%、酶解时间0.5 h、酶解温度45℃、酶解pH 4.0,脐橙的出汁率最高可达到53.93%。郭静等[7]对酶解法制备冰糖脐橙全果汁饮料的生产工艺进行了研究,得出对出汁率的影响从大到小的次序是:酶解温度>酶浓度>pH值>酶解时间;确立的最佳工艺参数为纤维素酶、果胶酶质量之比为2、酶浓度0.06%、酶解温度45℃、酶解时间4.5 h、pH值为4.5。余森艳等[8]以火龙果和脐橙为原料,研制了一种复合饮料。结果表明,火龙果汁和脐橙汁最佳质量比为1.5,复合饮料的配方组成为40%的火龙果—脐橙汁量、0.05%柠檬酸、3%蔗糖,所制得的饮料酸甜适口,风味独特,营养品质较好。
2.2 果酱加工
果酱加工,是以水果为原料,经过预处理,加入砂糖等,经过加热浓缩而成。加工中不仅保留了原果的风味,而且经过糖酸比例调整,产品具有酸甜适口、营养丰富的特点,可直接食用,也可冲成饮料,还可作调味品食用。卫娜等[9]以脐橙果肉和脐橙皮为原料,利用乳酸菌发酵研制了脐橙果酱的制作工艺,确定了脐橙果酱的最佳工艺条件:发酵时间24 h,脐橙皮和果肉的添加质量比为1∶4,白砂糖的添加量为40%。制得的脐橙果酱颜色金黄,流散性好,酸甜可口,均匀细腻。
2.3 果酒酿造
利用脐橙所具有的独特风味特性酿造脐橙果酒,有利于丰富脐橙加工的产品类型。李伟雄等[2]以脐橙为原料,经打浆和酶解等预处理,对脐橙果酒的发酵工艺进行了研究,确定最佳条件为初始pH值为4.5、加入30mg/L的SO2、发酵温度28℃、接入0.12%的酵母、发酵7 d。在此条件下,可得到浅黄色,风味独特,营养丰富、品质稳定的脐橙果酒。邓志勇等[10]以脐橙和石榴为原料,对脐橙-石榴复合果酒的酿造工艺进行了研究。结果表明,脐橙-石榴复合果酒酿造的最佳条件为:脐橙、石榴体积比为1∶1,发酵初始糖度为20%,安琪酵母接种量为0.015%,发酵温度为20℃,发酵初始pH值为4.0。为了提高脐橙果酒的稳定性,潘训海[11]比较了壳聚糖、皂土、明胶等不同澄清剂对脐橙果酒的澄清效果,并对澄清处理后的脐橙果酒进行了稳定性考察,得出了最佳澄清剂为明胶—皂土复合剂,浓度分别为0.08、0.70 g/L。澄清处理后的脐橙酒呈金黄色,澄清透明,酒体丰满,具有悦人的脐橙果香和清新的酒香,并具有良好的稳定性。
2.4 果派加工
凝胶型果派加工,是在小分子糖类、乳化剂、盐分等共溶质场中,以明胶、淀粉、琼脂、果胶等食品高分子单一或共混物作胶凝剂,经溶胶—凝胶共性过程等制成的一种水分含量高,质构良好的糖果凝胶产品。罗秋潜等[12]以新鲜脐橙果浆为主要原料,研制了一种脐橙凝胶果派产品。最优配方为:47.0%甜味剂(果葡糖浆∶白砂糖质量比为1.3∶1)、13.0%脐橙果浆、1.7%胶凝剂(琼脂1.3%、黄芪胶0.2%、卡拉胶0.2%)、1.1%柠檬酸。该产品色泽均一,具典型脐橙香味,酸甜味适中,并具良好的咀嚼性和弹性等质构特性。
2.5 去皮、脱囊衣加工
随着脐橙资源的不断开发利用,脐橙加工制品越来越受到人们的喜爱。在脐橙生产加工过程中,去皮、脱囊衣是影响产品质量和生产效率的关键环节。秦艳等[13]以脐橙全果为对象,研究了酶法去皮的工艺。结果表明,以果胶酶∶纤维素酶的质量比为6∶1配制复合酶,脐橙全果在酶解液质量分数为0.4%,45℃、pH4.5时酶解40min,去皮效果最好,可以得到去皮彻底、外形保存完好的全果肉,并且营养成分保持良好。工业上,常将去皮后果实外部残留的中果皮与内果皮共同包括在脱囊衣范围内,脱囊衣主要通过降解果皮中起连接作用的果胶,使得皮层支架结构崩塌而从果肉上脱落下来。脱囊衣的方法主要有酸碱脱囊衣、酶法脱囊衣[14]。
3 脐橙加工副产物的综合利用技术
3.1 陈皮加工
脐橙皮约占整个果实重量的20%,资源量非常丰富,但是大部分为白色内囊,苦味和涩味较重。九制陈皮是一种深受消费者喜爱的休闲食品,具陈皮芳香,不但能化痰止咳,顺气解渴,口感好,而且加工成本低,经济效益高。闵甜等[15]以脐橙皮为原料,研究并确定了一种制作九制陈皮的工艺为陈皮25 g、白砂糖50 g、柠檬酸3 g、食盐5 g、冷水浸泡1 d。制作的产品颜色金黄,条状均匀并富有弹性,风味酸甜适中。
3.2 果胶的提取
脐橙皮中果胶含量丰富。目前酸提乙醇沉淀、酸提盐析法在果胶提取中应用最广泛。李春海[16]采用酸提醇沉技术,研究了从脐橙皮中提取果胶的工艺,最佳提取条件为:温度90℃、pH值为3.5、时间为30min、料液比为1∶6(g/mL),此时,提取的果胶得率为5.8%,果胶凝胶强度为350Pa·s左右。魏秋红等[17-18]以脐橙皮干品为原料,分别研究了超声波、微波辅助提取果胶的方法,得出超声波辅助提取果胶的最佳条件为料液比为1∶20(g/mL)、pH值为2.0、超声波浸提温度为70℃、浸提时间为50min。在此条件下,果胶得率21.30%。微波辅助提取脐橙皮果胶的条件为中高火挡、微波5min、pH值为1.5、料液比1∶20(g/mL),此条件下的果胶得率25.49%。
3.3 膳食纤维的提取
膳食纤维,被人们称为“第七营养素”,其制备方法有粗分离法、化学法、酶法、膜分离法等。吴笑臣等[19-20]以脐橙渣为原料,分别用碱法、纤维素酶法制备膳食纤维,碱法最佳工艺条件为:NaOH质量分数8%、浸提温度60℃、浸提时间5 h、料液比1∶15(g/mL)。在该条件下膳食纤维得率达52.8%,可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维分别占25.7%、27.1%。维素酶法最佳提取条件为酶解温度48℃、加酶量1.25%、酶解时间5 h,此条件下水溶性膳食纤维得率为13.11%。此外,卫娜[21]报道了利用绿色木霉和米根霉制备脐橙皮膳食纤维的工艺,得出最佳制备条件为接种比例(绿色木霉∶米根霉)3∶2(质量比)、发酵温度25℃、发酵pH值6.5、发酵时间3 d。此条件下所得产物中,可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维及总膳食纤维得率分别为32.93%、49.87%、82.80%。
3.4 黄酮类化合物的提取
黄酮类化合物是一类在自然界分布广泛的多酚类物质。迄今为止,从柑橘中鉴定出的类黄酮单体达60多种,包括黄烷酮、黄酮、黄酮醇等。从脐橙皮中提取黄酮类化合物的研究报道很多,是目前脐橙加工利用中的研究热点。
曹玲[22]研究了脐橙果皮中类黄酮超声提取的工艺,结果表明,超声提取功率160W,提取时间10min,提取温度60℃,料液比1∶25(g/mL),此时的类黄酮得率最高为1.05%。曹庆[23]通过研究乙醇浓度、料液比、提取温度、超声时间、提取时间对脐橙皮类黄酮得率的影响,得出类黄酮的最佳提取条件为乙醇浓度60%、料液比1∶25(g/mL)、提取温度60℃、超声时间60min、提取时间120min。在此条件下,类黄酮的得率3.16%。两者同样是以脐橙皮干品为原料,但类黄酮的得率相差很大。其原因,可能与原料的来源、采用的工艺条件不同有关。尹波等[24]以新鲜赣南脐橙榨汁后剩余皮渣为原料,研究了微波辅助、超声波辅助提取脐橙皮渣中总黄酮的工艺。得出微波辅助最佳提取条件为功率390W、辐射时间7min、乙醇体积分数50%、料液比1∶45(g/mL)、总黄酮提取可达19.3mg/g;超声波最佳提取条件为温度70℃、超声提取时间60min、乙醇体积分数50%、料液比1∶45(g/mL),总黄酮提取达16.6mg/g。
赵永会等[25]采用碱浸酸析的方法研究了赣南脐橙果皮中提取橙皮苷的工艺,其最佳条件为橙皮粉25 g、料液比1∶30(g/mL)、氢氧化钙1.5 g、提取时间1.0 h,此条件下的粗产品收率可达2.14%。陈兴田等[26]研究了乙醇/硫酸铵双水相体系与超声波法结合提取脐橙皮中橙皮苷的工艺,结果表明:按硫酸铵浓度0.30(g/mL)、醇水比0.6(体积比)配制双水相,料液比1∶35(g/mL),温度75℃,超声处理时间250 s。此工艺从干燥橙皮粉中提取橙皮苷的得率为4.23%。黄利华[27]以脐橙皮渣为原料,利用超声波辅助提取橙皮苷,提取剂为75%乙醇、超声波功率为200W,料液比为1∶40(g/mL)、超声波时间30min,橙皮苷的提取率为2.70%。
3.5 柠檬苦素的提取
柠檬苦素是一种存在于芸香科类植物果实中的一种三萜类化合物,具有抗肿瘤、镇痛、抗炎、除虫、抗癌等生物活性,广泛应用于食品及药物等领域。汪建红[28]以低温烘干的脐橙皮为原料,利用乙醇一硫酸铵双水相体系提取脐橙皮中的柠檬苦素。研究了乙醇浓度、料液比、硫酸铵用量、提取温度和提取时间对提取率的影响。结果表明:当乙醇体积浓度为60%,料液比为1∶20(g/mL),硫酸铵用量为12 g,提取温度为50℃,提取时间为4 h时,得率可达0.345 3%。
3.6 色素的提取
橙皮色素的主要成分是天然类胡萝卜素,具有抗氧化性,可以广泛应用于食品色素。刘小华等[29]以赣南脐橙皮粉末为原料,采用碳酸钠溶液为皂化剂,探讨了料液比、皂化时间、皂化温度对番茄红素提取的影响,发现在皂化工艺中对番茄红素提取的影响程度大小依次是料液比、皂化时间、皂化温度,得出最佳皂化工艺为料液比1∶10(g/mL)、皂化时间40min、皂化温度20℃。在此条件下,番茄红素提取率为17.14mg/100 g。时伟等[30]研究了纽荷尔脐橙果皮色素提取的工艺,结果表明:60%乙醇与水料液比为1∶20(g/mL),提取温度60℃,提取时间0.5h条件下,色素收率可达55.4%。
4 小结
脐橙的加工利用技术研究可以归纳为脐橙加工、脐橙加工副产物的综合利用两方面。加工方面包括果汁饮料加工、果酱加工、果酒酿造、果派加工、去皮脱囊衣加工、陈皮加工等技术,副产物综合利用方面包括果胶提取、膳食纤维提取、黄酮类化合物提取、柠檬苦素提取及色素提取等技术。虽然脐橙的加工利用研究涉及范围广泛,但是从脐橙皮中提取黄酮类化合物的研究报道最多,是目前脐橙加工利用的研究热点。从脐橙皮提取黄酮类化合物的方法很多,如超声波结合乙醇法、酶法结合醇法、微波法结合乙醇法、有机溶剂浸提法、酶解法、微波法及其两种方法的结合等,通过综合利用各种方法,以达到最大提取率。另外,目前已经商品化的脐橙加工产品较少,而要解决脐橙的出路问题,除了鲜销之外,脐橙加工是最重要的途径,因此研究现代食品工程高新技术在脐橙加工利用中的应用,使得脐橙产品系列化、功能化、方便化,可能是未来脐橙产业健康发展的方向。
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Review of Navel Orange Processing and Utilization Technology
DUANZhen-hua
(Instituteof Food Scienceand Engineeringand Technology,Hezhou University,Hezhou 542899,Guangxi,China)
On the basis of the quality evaluation of navel orange,the status of fruit juice processing,beverage processing,jam processing,fruitwine brewing,fruit pie processing,peeled processing,excystment garment processing,chenpi processing,pectin extracting,dietary fiber extracting,flavonoid extracting,limonin extractingand pigmentextracting in recentyearswas reviewed in thispaper.The development trendsofprocessing and utilization technology ofnavelorangewere put forward.
navelorange;processing;utilization
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.048
2016-08-14
广西特色果蔬深加工与保鲜技术研究(YS201601);贺州学院“果蔬深加工与保鲜团队建设”项目(YS201602)
段振华(1965—),男(汉),教授,博士,主要从事果蔬加工科技研究。