热力杀菌对柑橘罐头中营养物质影响的研究

周锦云 李宏飞 方琦 张俊

（浙江省农业科学院食品科学研究所，农业部果品采后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室 杭州 310021）

热力杀菌对柑橘罐头中营养物质影响的研究

周锦云 李宏飞 方琦 张俊*

（浙江省农业科学院食品科学研究所，农业部果品采后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室 杭州 310021）

我国是柑橘主产地，种植面积和年产量均为世界第一[1]。柑橘营养丰富，除含有糖分、有机酸外，还含有丰富的Vc、类胡萝卜素和黄酮等生理活性成分。我国柑橘除鲜食外，主要制成柑橘罐头，柑橘罐头出口量占世界贸易量的70%以上[2]。

罐头食品原料在装罐密封后，需通过一定的杀菌工艺杀灭原料中的致病微生物。杀菌技术是罐头食品加工中最重要的技术之一，通过杀菌可以保证食品免受虫害及微生物的危害[3,4]。热力杀菌是罐头食品最主要的杀菌方式，但热杀菌不仅会降低果肉硬度，还会造成食品中水溶性维生素（Vc）、热敏性成分（类胡萝卜素）[5,6]、氨基酸[7,8]、还原糖[9]及香气成分[8]的损失，影响到食品的色泽和风味。本文通过研究不同杀菌条件处理后的柑橘罐头中营养物质的变化，为传统的柑橘罐头热力杀菌工艺的优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

温州蜜柑，产自浙江黄岩，8～9成熟。

抗坏血酸、葡萄糖、橙皮苷、β类胡萝卜素等试剂均为标准品。硫酸（98%）、苯酚、丙酮、石油醚、氢氧化钠、邻菲罗啉（BP）、磷酸（85%）、无水乙醇、三氯化铁、一缩二乙二醇等试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

BS200S-WE1电子天平，余姚金诺电子天平仪器有限公司；LXJ-HB飞鸽离心机，上海安亭科学仪器厂；UV-1800紫外/可见分光光度仪，日本岛津公司；DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂；pH计（FE20），梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；DK-8D型电热恒温水槽，上海精密试验设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 柑橘罐头制作。挑选完整无损的柑橘，热烫处理1min后剥皮分瓣，把柑橘瓣放入1.2%的HCl中浸泡45min，用清水冲洗后再放入0.4%的NaOH中浸泡20min，用清水冲洗。用蔗糖调节糖度18°Brix，糖水温度60～65℃灌装，固形物含量占比60%。封罐，杀菌。

图1 柑橘罐头制作工艺流程

1.3.2 温度测定装置

图2 温度测定装置示意图

在柑橘罐头底部中心位置打孔，将温度探针固定在罐体几何中心处，将马口铁罐和探头一起放入杀菌锅中，在不同杀菌温度和时间下，测定中心温度（装置如图2所示），计算罐头杀菌F值。

式中T：杀菌中心温度，t：杀菌时间。

1.3.3 柑橘罐头营养成分含量测定

1.3.3.1 总糖测定。采用苯酚硫酸法[10]：将样品稀释适当倍数，取稀释的样品1ml，加入1ml蒸馏水，再加入5%的苯酚1ml，浓硫酸5ml，采用分光光度计在490nm处测定吸光度。

1.3.3.2 Vc测定[11]称取样品10g，倒入100ml容量瓶，加入三氯乙酸定容，反应15min，用滤布过滤，取2ml样液于试管，依次加入2ml三氯乙酸、2ml无水乙醇、1ml磷酸-乙醇、2ml邻菲罗啉-乙醇、1mlFeCl3-乙醇，30℃下反应60min，采用分光光度计在510 nm处测定吸光值。

1.3.4 还原糖测定。采用3,5－二硝基水杨酸（3,5-Dinitrosalicylic acid，DNS）法[12]测定，取0.5ml样品过滤液到100ml容量瓶，用蒸馏水定容，取2ml加入比色管，再加入2ml的DNS，沸水浴2min，冷却后定容至25ml，采用分光光度计在540nm处测定吸光值。

1.3.5 总酸测定。采用直接滴定法测定。吸取10ml样品，加入蒸馏水定容至100ml，过滤，取10ml滤液，放入烧杯中，加入40ml蒸馏水，用0.05mol/LNaOH滴定至pH值8.2，记录滴定所用NaOH溶液体积。

1.3.6 总黄酮测定[13]。称取两份平行试样10g于100ml烧杯中，加入0.01mol/L氢氧化钠10ml，再用4mol/L氢氧化钠调节pH至13，摇匀，静置30min后，再用柠檬酸调pH至6.0，转移到100ml容量瓶定容，过滤。吸取5ml滤液于比色管中，加入5ml二甘醇溶液和4mol/L氢氧化钠 0.1ml，摇匀，40℃水浴10min，取出后冷水浴5min，测定420nm处吸光值。

1.3.7 类胡萝卜素测定[14]。

采用石油醚-丙酮混合液对样品萃取，在451nm处测定萃取液吸光值。

图3 不同杀菌条件下柑橘罐头中心点温度变化

2 结果与讨论

2.1 不同杀菌条件下柑橘罐头中心点温度变化

不同杀菌条件下柑橘罐头中心点温度变化如图3，从图中可看出，中心点温度起始变化速率较快，在200s～400s后温度变化趋于平稳，最终达到内外平衡。杀菌温度越高，温差越大，罐头内部温度变化越快，中心点达到同一温度需要的时间越短，但达到杀菌温度需要的时间有所增加。

2.2 不同杀菌条件下柑橘罐头的F值

柑橘罐头工厂一般采用F（121℃，Z=16）=0.04min为杀菌终点，即在该杀菌条件下可保证产品达到商业无菌。图4为不同杀菌温度下的罐头中心F值变化情况，从图4中可见，杀菌温度100℃时所需的杀菌时间是80℃的一半，杀菌温度越高需要的时间越短。

图4 不同杀菌温度下中心点F（121℃，Z=16）

2.3 不同杀菌条件对营养物质的影响

图4 不同杀菌温度下中心点F（121℃，Z=16）

图5 杀菌温度对柑橘罐头中Vc保存率的影响

图6 杀菌终点Vc保存率

图5为柑橘罐头在不同杀菌温度下Vc的保存率。随着温度的增加，Vc的保存率降低。相同时间下，杀菌温度越高Vc保存率下降速度越快，当处理条件为100℃，30min时，Vc的保存率只有原来的65%。从图6可见当到达杀菌终点时，高于85℃Vc损失率高于85℃以下。虽然高温能钝化抗坏血酸氧化酶，降低Vc的氧化损失，但Vc在高温下不稳定，会促进其氧化，降低杀菌温度和时间可减少罐头中Vc的损失。

2.3.2 杀菌过程对柑橘罐头中类胡萝卜素含量的影响

图7 杀菌温度对柑橘罐头中类胡萝卜素保存率的影响

图8 杀菌终点类胡萝卜素保存率

图7为柑橘罐头中心温度对罐头中类胡萝卜素含量的影响。从图中可见，随着杀菌温度的增加，类胡萝卜素含量逐步下降，其中在杀菌温度＜95℃下，类胡萝卜素含量的下降随温度变化差异不明显，温度越高类胡萝卜素的保存率越低。从图8中可见，在不同杀菌温度下达到杀菌终点类胡萝卜素的保存率相差不大。类胡萝卜素的分子结构中含有不稳定的共轭双键等，易发生氧化反应。在相同杀菌时间温度下与Vc保存率相比，类胡萝卜素的相对较高，表明类胡萝卜素热稳定性高于Vc。柑橘中有丰富的类胡萝卜素，类胡萝卜素含量的变化会影响到柑橘罐头的营养价值和色泽。

图9 不同杀菌条件对柑橘罐头中黄酮保存率的影响

图10 杀菌终点黄酮保存率

2.3.3 杀菌过程对柑橘罐头中黄酮含量的影响

温度对黄酮保存率的影响如图9，起始杀菌过程（<15min）黄酮的保存率随着杀菌时间的增加下降较快，15min后黄酮下降趋于平稳；随着杀菌温度的提高，黄酮保存率也逐步下降；当温度＞85℃，温度对黄酮含量的影响与85℃以下相比明显增加，从图10杀菌终点黄酮保存率中也可以看出类似的变化。

图11 杀菌条件对柑橘罐头中总酸保存率的影响

图12 杀菌终点总酸保存率

图13 杀菌条件对柑橘罐头中总糖保存率的影响

图14 杀菌终点总糖保存率

图15 杀菌条件对柑橘罐头中还原糖保存率的影响

图16 杀菌终点类还原糖保存率

2.3.4 杀菌条件对柑橘罐头中总酸、糖的影响

图11、图13、图15分别为不同杀菌温度对总酸、总糖和还原糖的影响，从图中可见罐头总酸和总糖含量随杀菌时间的提高而下降，相同杀菌时间下，温度越高，罐头中的总酸、总糖的损失越多；而还原糖的含量随杀菌时间的提高先减少后升高。从图12、图14、图16杀菌终点总酸、总糖和还原糖保存率可见，总酸、总糖在较低温度杀菌条件下保存率比高温下要高些，还原糖保存率规律性不明显。柑橘罐头pH=3～4，在酸性条件下，加热提高总糖的水解速度，总糖下降，还原糖含量逐步提高；总糖、总酸含量随杀菌温度提高而降低，糖/酸变化比列为0.97～1.1，糖酸比反映出食品的口感，在加热过程中，由于糖和酸的下降比列相差不大，柑橘罐头口感不会发生明显差异。

3 结论

（1）不同温度柑橘罐头杀菌，温度100℃时所需时间为80℃的一半，温度越高杀菌所需时间越短。

（2）柑橘罐头杀菌过程中，Vc、类胡萝卜素、黄酮随温度的升高而下降，相同温度下杀菌时间越长，营养成分下降越多；在杀菌终点，采用较低的杀菌温度条件下VC、黄酮保存率较高，类胡萝卜素在不同杀菌温度下损失率相差不大。

（3）在柑橘罐头杀菌过程中，总糖、总酸含量下降，还原糖含量略有升高，糖/酸变化比例为0.97～1.1，对柑橘罐头口感影响不大。

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10.13906/j.cnki.zjgj.1009-0584.2017.04.602

2017-09-11

*通讯作者：张俊（1977-），男，副研究员，博士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：hunterzju@163.com

国家现代农业（柑橘）产业技术体系专项资金资助(CARS-27-06B)