高蘇娟,黃鈿,李南薇*,白衛(wèi)東,劉功良,傅曼瓊
1. 仲愷農業(yè)工程學院輕工食品學院(廣州 510225);2. 大埔縣通美實業(yè)有限公司(梅州 514299)
蜜柚(Honey pomelo)又名香拋,是柚子的優(yōu)質品種之一,一般生長在南方[1]。梅州作為全國最大的柚類生產基地,生產地域覆蓋了梅縣區(qū)、大埔縣、興寧市、五華縣、梅江區(qū)等所轄的共65個鎮(zhèn)[2]。蜜柚在梅州栽種歷史已逾百年,有“天然水果罐頭”之稱[3-5],它的產量大,營養(yǎng)價值高,含有多種礦物質元素和活性成分,具有調節(jié)人體代謝、降壓、降血脂、健胃、潤脾等功效[6-7]。
目前,果汁加工工藝成熟,但在柚汁加工方面仍處于初步階段[8],主要原因是柚子加工過程中會產生消費者難以接受的苦味,且難以去除,嚴重影響柚汁的口感[9]。近年來,對柚汁脫除苦味物質的方法主要有β-環(huán)糊精包埋法、酶法、樹脂吸附法、基因工程、膜技術等[10-12]。此次試驗采用β-環(huán)糊精包埋法、柚苷酶法、樹脂吸附法進行梅州蜜柚汁的脫苦,比較3種方法在最優(yōu)工藝條件下的脫苦效果,得到最適合于梅州蜜柚工業(yè)化生產的脫苦方法。
梅州蜜柚(梅州市豐順縣潘田鎮(zhèn));β-環(huán)糊精(廣東東康香料香精公司);柚苷酶(河南豫中生物科技有限公司);D101樹脂(山東東鴻化工有限公司);其他試劑均為分析純試劑。
SHZ-A水浴恒溫振蕩器(上海博迅有限公司醫(yī)療設備廠);FA2004B分析天平(上海越平儀器有限公司);722可見分光光度計(上海佑科儀器有限公司);HH-2恒溫水浴鍋(上海一恒科學儀器有限公司)。1.3 試驗方法
1.3.1 原料處理
蜜柚去皮、去囊衣,取果肉榨汁,然后用4層紗布過濾,在80 ℃下殺菌30 min,冷卻后制得蜜柚汁,保存于冰箱中。
1.3.2 β-環(huán)糊精包埋法脫苦
向10 mL梅州蜜柚汁中添加不同用量(0.04,0.06,0.08,0.10和0.12 g)的β-環(huán)糊精,分別在不同溫度(30,40,50,60和70 ℃)的水浴鍋中反應不同時間(30,60,90,120和150 min)。測定β-環(huán)糊精處理前后柚汁中柚皮苷和檸檬苦素的吸光度,計算脫除率,并進行正交優(yōu)化試驗。綜合考慮蜜柚汁的感官評分,確定最佳的β-環(huán)糊精包埋法脫苦條件。
1.3.3 柚苷酶法脫苦
在不同的pH條件(3.0,3.5,4.0,4.5和5.0)下,向10 mL蜜柚汁中加入不同添加量(0.2,0.4,0.6,0.8和1.0 g/L)的柚苷酶,置于不同溫度(30,35,40,45和50 ℃)的水浴鍋中酶解不同時間(30,60,90,120和150 min),再放入沸水中滅酶1 min,待冷卻后測定柚汁中柚皮苷吸光度,計算脫除率,并進行正交優(yōu)化試驗。綜合考慮蜜柚汁的感官評分,確定最佳的柚苷酶法脫苦條件。
1.3.4 樹脂吸附法脫苦
1) 樹脂處理
D101樹脂→乙醇浸泡24 h→水洗至無醇味→4%HCl浸泡4 h→水洗至中性→4% NaOH浸泡4 h→水洗至中性→乙醇浸泡備用
2) 樹脂吸附法脫苦
向10 mL蜜柚汁中分別添加不同量(1.0%,1.5%,2.0%,2.5%和3.0%)的樹脂,置于不同溫度(20,30,40,50和60 ℃)的水浴鍋中反應不同時間(5,10,15,20和25 min),過濾樹脂得到果汁待測液。測定樹脂處理前后柚汁中柚皮苷、檸檬苦素吸光度,計算脫除率,并進行正交優(yōu)化試驗。綜合考慮蜜柚汁的感官評分,確定最佳的樹脂脫苦條件。
1.3.5 柚皮苷的測定
采用戴維斯(Davis)法[13]測定柚皮苷含量。
1.3.6 檸檬苦素的測定使用對-二甲氨基苯甲醛(Ehrlich)比色法測定檸檬苦素的含量[14]。
1.3.7 感官評價
根據梅州蜜柚汁的風味、口感、組織狀態(tài)、色澤4個方面進行感官評價。其中,風味、口感、組織狀態(tài)、色澤各25分,總分100分,選定10人組成感官鑒定小組,對其進行品評打分。
試驗考察了β-環(huán)糊精添加量、包埋溫度、包埋時間等單因素對梅州蜜柚汁脫苦的影響,并進行了正交優(yōu)化試驗。由表1可知,柚皮苷的最佳脫除工藝條件為A3B3C2,檸檬苦素脫除率最高的工藝條件為A1B2C2。統(tǒng)計分析的結果顯示,柚皮苷脫除率最高的工藝條件為A3B3C2,而檸檬苦素脫除率最高的工藝條件為A1B2C3。補充驗證試驗A1B2C3,檸檬苦素脫除率為46.25%,與A1B2C2相比差別較大。即在試驗范圍內,β-環(huán)糊精包埋時間對檸檬苦素脫除率的影響較大。影響柚皮苷和檸檬苦素脫除率的順序均為C(包埋時間)>B(包埋溫度)>A(β-環(huán)糊精添加量)。在A3B3C2和A1B2C3兩個工藝條件下,對脫苦后的果汁進行感官評分比較,前者感官評分為83分,后者為80分,故確定A3B3C2為果汁脫苦最優(yōu)工藝條件。即最適的β-環(huán)糊精添加量為1.0%,包埋溫度為50℃,包埋時間為90 min。在此條件下,柚皮苷和檸檬苦素脫除率分別達到39.22%和42.25%。
表1 β-環(huán)糊精脫苦正交試驗結果
試驗考察了酶添加量、pH、酶解溫度、酶解時間等單因素對梅州蜜柚汁脫苦的影響,并進行了正交優(yōu)化試驗。由于柚苷酶只能脫除柚皮苷,不能脫除檸檬苦素,故檢測指標只有柚皮苷脫除率。由表2可知,柚皮苷脫除率最高的工藝條件為A1B3C3D3,統(tǒng)計分析結果的最佳脫除工藝條件為A1B2C3D3。補充驗證試驗,條件為A1B2C3D3,柚苷酶脫除率為72.42%,略高于A1B3C3D3條件下的脫除率,是柚苷酶脫除率最高的工藝條件。在試驗范圍內,果汁pH對果汁中柚皮苷脫除率的影響較小。試驗結果表明,各因素影響柚皮苷脫除率的主次順序為C(酶解溫度)>A(酶添加量)>D(酶解時間)>B(pH),即酶解溫度是影響蜜柚汁中柚皮苷脫除率的最主要因素,酶添加量和酶解時間次之,pH的影響最小。結果表明,在酶解溫度40 ℃、酶添加量0.4%、pH 4.5的條件下酶解90 min,柚皮苷脫除率達到72.42%,感官評分為77分。
試驗考察了樹脂添加量、吸附溫度、吸附時間等單因素對梅州蜜柚汁脫苦的影響,并進行了正交優(yōu)化試驗。由表3可知,柚皮苷和檸檬苦素脫除率最高的工藝均為A3B3C2,統(tǒng)計分析結果的最佳脫除工藝條件均為A3B3C1。補充驗證試驗,條件為A3B3C1,柚皮苷和檸檬苦素脫除率分別為74.52%和47.04%,即A3B3C1對柚皮苷和檸檬苦素的脫除率略優(yōu)于A3B3C2。在試驗范圍內,樹脂吸附時間對柚皮苷和檸檬苦素脫除率的影響不顯著。從試驗結果還可看出,各因素對柚皮苷和檸檬苦素脫除率的影響主次順序有所差異,影響柚皮苷脫除率的因素主次順序為A(樹脂添加量)>B(吸附溫度)>C(吸附時間),而影響檸檬苦素脫除率的因素主次為B(吸附溫度)>A(樹脂添加量)>C(吸附時間),其中吸附時間是影響柚皮苷和檸檬苦素脫除率的最小的因素。
綜上所述,樹脂吸附法脫苦的最佳工藝條件為A3B3C1,即當樹脂添加量為2.2%、吸附溫度為45 ℃、吸附時間為15 min時,蜜柚汁柚皮苷和檸檬苦素脫除率分別為74.52%和47.04%,感官評分為90分。
表2 柚苷酶法脫苦正交試驗結果
表3 樹脂吸附法脫苦正交試驗結果
2.4.1 脫除率的比較結果
由表4可知,樹脂吸附法對蜜柚汁中柚皮苷和檸檬苦素的脫除效果最好,柚皮苷和檸檬苦素脫除率分別為74.52%和47.04%,β-環(huán)糊精包埋法的脫苦效果較樹脂法較差,而柚苷酶法只能脫除柚皮苷,不能脫除檸檬苦素。
表4 柚皮苷和檸檬苦素脫除率的比較
2.4.2 感官評分的比較結果
如表5所示,3種方法脫苦后的蜜柚汁感官評分順序為:樹脂吸附法>β-環(huán)糊精包埋法>柚苷酶法。酶法脫苦感官評分最低,這可能是柚苷酶只降解了果汁中的柚皮苷,但果汁中還含有檸檬苦素,這導致蜜柚汁苦味依舊明顯,柚汁口感較差。
表5 蜜柚汁感官評分結果
蜜柚汁的脫苦是制約蜜柚深加工的主要問題。此次試驗使用β-環(huán)糊精包埋法、柚苷酶法、樹脂吸附法對梅州蜜柚進行果汁脫苦,并在最佳工藝條件下比較3種脫苦方法對柚皮苷和檸檬苦素的脫除率,以及制得的蜜柚汁的感官評分,試驗顯示樹脂吸附法是目前最佳的脫苦方法。
但是,由于酶法脫苦可以在不影響蜜柚果汁品質的條件下脫除苦味物質,并且具有其他脫苦方法沒有的高效性,可能會成為未來柚汁脫苦的主要方法。而基因工程技術脫苦和膜技術脫苦也同樣具有很廣闊的應用前景。綜合考慮各種方法的優(yōu)缺點,可采用兩種或多種脫苦技術共同作用于果汁脫苦。