李 濤 李綺麗 張 群 周 熠 李高陽 付復(fù)華 蘇東林 吳玉英 單 楊

（1 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 長沙410125 2湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 長沙410125） 3 辣妹子食品股份有限公司 湖南沅江413108 4 湖南果秀食品（集團）有限公司 湖南永州425000 5 果蔬貯藏加工與質(zhì)量安全湖南省重點實驗室 長沙410125 6 湖南省果蔬加工與質(zhì)量安全國際科技創(chuàng)新合作基地 長沙410125）

柑橘是世界第一大水果，我國是世界柑橘生產(chǎn)大國[1]。2019年，我國柑橘種植面積達到286.67萬hm2，年產(chǎn)量4 584.54 萬t，均居世界第一。我國柑橘以鮮食為主，加工僅占10%，主要加工產(chǎn)品是橘片罐頭，占柑橘加工量的80%以上，是我國的傳統(tǒng)出口產(chǎn)品，也是我國在國際柑橘加工品市場上最有競爭力的產(chǎn)品[2]。2019年我國柑橘罐頭出口量達到26.58 萬t，出口額30 765.2 萬美元，占國際貿(mào)易量的75%以上。

柑橘營養(yǎng)價值極高，除富含多種可溶性糖、有機酸外[3]，還含有豐富的維生素類、類黃酮、類胡蘿卜素和檸檬苦素等營養(yǎng)成分[4-7]。然而，柑橘在裝罐、密封、殺菌過程中，高溫不僅造成果肉色度、硬度、脆度等物理特性的改變，還加速了維生素C、類胡蘿卜素、黃酮、還原糖及香氣物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分的氧化、分解和流失，從而對柑橘罐頭的色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生影響[8-10]。本文通過研究不同殺菌條件下柑橘果肉物理特性和營養(yǎng)成分的變化，為柑橘罐頭低溫連續(xù)殺菌工藝的優(yōu)化提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

溫州蜜橘，產(chǎn)自湖南沅江，8～9 成熟。甲醇、二甲基亞砜、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯，均為色譜純級，德國CNW Technologies 有限公司；氫氧化鈉、鹽酸，均為分析純級，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸、葡萄糖均為標準品，成都曼斯特生物科技有限公司；對香豆酸、芥子酸，純度均為95%以上，美國Chroma Dex 公司；原兒茶酸，純度為95%以上，中國食品藥品檢定研究院；橙皮苷，純度為98.0%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司；蕓香柚皮苷和香蜂草苷，純度均為95%以上，美國Chroma Dex 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

EL204-IC 型電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；WZ109 型阿貝折光儀，北京陽光億事達科技有限公司；WD-12 氮吹儀，杭州奧盛儀器有限公司；CT3 型質(zhì)構(gòu)分析儀，美國Brookfield 公司；LC-20A HPLC 色譜儀，日本島津公司；ACQUITY UPLC 色譜儀（2996 PDA 檢測器），美國Waters 公司；3K15 高速冷凍離心機，美國Sigma-Aldrich 公司；JYL-C012 型料理機，中國九陽股份有限公司；Milli-Q Advantage A10 超純水器，美國Millpore公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 柑橘罐頭制作 挑選完好無損的溫州蜜橘，經(jīng)90 ℃熱燙處理45 s 后剝皮、分瓣，把橘瓣放入1.2% HCl 中浸泡60 min，用清水沖洗后放入0.4% NaOH 中浸泡8 min，再用清水沖洗數(shù)次至pH 值與原清水一致。用蔗糖調(diào)節(jié)糖度18°Brix，在糖水溫度60～65 ℃灌裝，固形物含量占比55%。封罐，殺菌。

1.3.2 色度測定 采用Hunter Lab 色度系統(tǒng)測定罐頭果肉顏色，每個指標均平行測定3 次，取平均值。L*值為明度指數(shù)，L*越大，果汁顏色越亮；a*值、b*值分別代表果汁紅綠度和黃藍度，a*值為正值時，數(shù)值越大果汁越接近紅色；a*值為負值時，數(shù)值越小果汁越接近綠色；b*值為正值時數(shù)值越大果汁越接近黃色，b*值為負值時數(shù)值越小果汁越接近藍色。

1.3.3 質(zhì)地的測定 將罐頭果肉放在質(zhì)構(gòu)儀載具上，采用TPA 模式測定參數(shù)：距離5 mm，探頭為TA5，觸發(fā)點負載6.8 g，探頭下行速率為1 mm/s，檢測速率和后撤速率均為5 mm/s，每個樣品平行測定10 次，取平均值。測定硬度、壓縮功、斷裂性、內(nèi)聚性、彈力、膠著性和咀嚼性。

1.3.4 維生素C 含量的測定 采用高效液相色譜法測定。罐頭果肉用20 g/L 偏磷酸溶液溶解，超聲提取5 min 后于4 000 r/min 離心5 min，取上清液過0.45 μm 水相濾膜待測。色譜條件：C18 色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相A：0.01 mol/L 磷酸二氫鉀緩沖液 （用磷酸調(diào)節(jié)pH 值至2.55）；流動相B：無水甲醇；洗脫條件：97%流動相A，等梯度洗脫；柱溫：30 ℃；流速：0.6 mL/min；檢測波長210 nm；進樣量10 μL。

1.3.5 總糖含量的測定 按照GB 5009.7-2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》[11]中方法測定，以還原糖計。

1.3.6 可溶性固形物含量測定 參考GB/T 8210-2011《柑橘鮮果檢驗方法》[12]：可溶性固形物采用手持式糖度計測定法測定。

1.3.7 黃酮類物質(zhì)含量測定 稱取樣品5 g 于離心管中，加入10 mL 甲醇和二甲基亞砜（體積比1 ∶1），超聲提取30 min，10 000 r/min 離心10 min，收集上清液，重復(fù)上述操作1 次，合并2 次提取的上清液，10 000 r/min 離心10 min，定容25 mL，經(jīng)0.22 μm 微孔有機濾膜過濾后上機檢測。色譜條件：色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18 分析柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）；流動相：0.2%乙酸水溶液（A）和甲醇（B），梯度洗脫，洗脫程序見表1。流速0.30 mL/min，柱溫35 ℃，進樣量3.0 μL，波長283 nm。

表1 流動相洗脫程序Table 1 Elution procedures of mobile phase

1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 本試驗數(shù)據(jù)取3 次測量的平均值，采用Excel 2010 軟件建立數(shù)據(jù)庫，進行描述性分析。用SPSS 26.0 軟件對數(shù)據(jù)進行均值計算，Duncan’s 法進行差異顯著性檢驗，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同殺菌溫度下達到商業(yè)無菌所需時間

采用連續(xù)式水浴殺菌機對柑橘罐頭成品進行殺菌，記錄不同中心溫度（罐頭底部中心位置的溫度，即殺菌溫度）下達到商業(yè)無菌（既不含致病性微生物，也不含在通常溫度下能在其中繁殖的非致病性微生物）需要的時間。從表2可見，隨著殺菌溫度的升高，殺菌時間大大縮短，95 ℃時的殺菌時間僅為80 ℃時的一半。同時，還記錄了罐頭在達到不同中心溫度時的表面溫度，結(jié)果顯示表面殺菌溫度比中心溫度高3 ℃。

2.2 殺菌溫度對橘肉色度的影響

色度作為柑橘果肉重要的物性指標，對消費者購買產(chǎn)品產(chǎn)生重要的影響[13]。較好的色澤能夠提高消費者的購買欲，提高經(jīng)濟效益。圖1顯示不同溫度滅菌對柑橘色度的影響，其中，L*值反映肉樣的亮度值，a*值反映肉樣的紅度值，b*值反映肉樣的黃度值[14]。通過圖1發(fā)現(xiàn)，與未殺菌的橘肉色澤相比，隨著殺菌溫度的升高，L*，b*值出現(xiàn)不同程度的升髙，而a*值降低，表現(xiàn)為橘肉亮度增加，黃色加深，紅色變淺。其中，95 ℃條件下，橘肉的亮度和黃色值增加最多，而紅色值降低也最大。推測橘肉色澤變化與高溫殺菌過程中類胡蘿卜素和維生素C 被破壞有關(guān)。Wibowo S 等[15]研究了巴西橙汁熱巴氏殺菌（92 ℃，30 s）后貯藏過程中類胡蘿卜素含量和果汁色澤的變化，發(fā)現(xiàn)熱殺菌后類胡蘿卜素損失顯著，同時橙汁色澤也變得更淺、更加飽和，說明高溫加快了類胡蘿卜素的降解，而類胡蘿卜素的降解又導(dǎo)致果汁色澤的變化。有研究顯示，柑橘果汁中的維生素C 有保持類胡蘿素穩(wěn)定性的作用，而高溫對維生素C 的破壞會進一步加劇類胡蘿卜素的降解，從而導(dǎo)致柑橘果肉在加工過程中的色度變化[16]。高溫可導(dǎo)致罐頭果肉發(fā)生美拉德反應(yīng)，同樣會造成L*，b*值的升髙和a*值的降低。

表2 不同殺菌溫度下達到商業(yè)無菌所需時間Table 2 Time required to achieve commercial sterility at different sterilization temperatures

圖1 不同殺菌溫度對橘肉色度的影響Fig.1 Effects of different sterilization temperatures on color in Satsuma mandarin flesh

2.3 殺菌溫度對橘肉質(zhì)地的影響

質(zhì)地是鮮食型水果重要指標之一，包括硬度、膠著性、咀嚼性、彈力、斷裂性和內(nèi)聚性等。本試驗通過質(zhì)構(gòu)儀的多面分析（TPA）法測定各項指標，以全面、客觀地反映經(jīng)不同溫度殺菌后果實質(zhì)地的變化。由圖2可知，殺菌后，柑橘果肉的硬度、膠著性、咀嚼性、彈力和斷裂性均表現(xiàn)出不同程度的下降，并隨殺菌溫度的升高而不斷降低。其中硬度在80 ℃和85 ℃時下降明顯，超過85 ℃后變化不顯著。膠著性在80 ℃時下降不明顯，超過80 ℃后顯著降低。咀嚼性在80～90 ℃時變化不明顯，然而相較于未殺菌組顯著降低。彈力在80 ℃和85 ℃時下降不明顯，高于85 ℃后呈顯著梯度遞減趨勢。斷裂性在80 ℃和85 ℃時相較于未殺菌組降低不明顯，超過85 ℃后下降顯著。內(nèi)聚性在不同殺菌條件相較于未殺菌組均未出現(xiàn)明顯變化。綜上可知，柑橘果肉在80 ℃殺菌時，相較其它殺菌溫度，能呈現(xiàn)更高的硬度、膠著性、咀嚼性、彈力和斷裂性，因此能更好地維持果肉在高溫殺菌后的口感。

圖2 不同殺菌溫度對橘肉質(zhì)地的影響Fig.2 Effects of different sterilization temperatures on texture in Satsuma mandarin flesh

2.4 殺菌溫度對橘肉中維生素C 含量的影響

維生素C 含量是衡量柑橘罐頭營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標。通過圖3發(fā)現(xiàn)，殺菌后柑橘果肉的維生素C 含量顯著降低，并隨殺菌溫度的提高而下降。在80 ℃和85 ℃條件下維生素C 含量未出現(xiàn)明顯下降，而當殺菌溫度90～95 ℃時，維生素C 含量呈顯著梯度降低趨勢。雖然高溫能鈍化抗壞血酸氧化酶和過氧化氨酶，降低維生素C 的氧化損失，但是維生素C 在高溫下不穩(wěn)定，會促進其氧化[17]。維生素C 含量總趨勢還是隨著殺菌溫度的升高而下降。

2.5 殺菌溫度對橘肉中總糖與可溶性固形物含量的影響

圖3 不同殺菌溫度對橘肉中維生素C 含量的影響Fig.3 Effects of different sterilization temperatures on Vitamin C content in Satsuma mandarin flesh

罐頭橘肉的總糖和可溶性固形物含量，與其甜味和口感等感官品質(zhì)密切相關(guān)，是決定罐頭品質(zhì)的重要因素[18]。柑橘罐頭加工對橘肉中總糖（以還原糖計）含量的影響如圖4a 所示，總糖含量在未殺菌前呈現(xiàn)最大值，隨著殺菌溫度的升高呈降低的趨勢，推測與高溫導(dǎo)致還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)有關(guān)[19]。而可溶性固形物的含量在殺菌前、后變化不明顯，只有95 ℃時才出現(xiàn)顯著降低（圖4b）。究其原因一方面熱燙會軟化橘瓣組織，有利于可溶性固形物的溶出，使可溶性固形物含量增加；另一方面高溫導(dǎo)致可溶性還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，又會導(dǎo)致可溶性固形物含量降低[20]。兩者的反應(yīng)相疊加導(dǎo)致可溶性固形物數(shù)值變化不顯著。

圖4 不同殺菌溫度對橘肉中總糖與可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effects of different sterilization temperatures on total sugar and soluble solid content in Satsuma mandarin flesh

2.6 殺菌溫度對橘肉中黃酮含量的影響

黃酮是柑橘中最重要的活性成分，主要存在于柑橘果實的外皮中，果肉中含量較低。柑橘黃酮具有多種生理功能，尤其是在抗氧化，抗炎，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，抑制腫瘤等方面效果顯著[21-23]。由圖5可知，采用超高效液相色譜檢測不同殺菌溫度下的黃酮單體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)殺菌后橙皮苷、蕓香柚皮苷和香蜂草苷3 種黃酮單體的含量均顯著降低，并隨殺菌溫度的升高呈梯度下降趨勢。其中，橙皮苷含量在溫度80～90 ℃間未出現(xiàn)明顯下降，而在95℃條件下相較于其它溫度均呈顯著降低趨勢；蕓香柚皮苷含量在溫度85～95 ℃間未表現(xiàn)出明顯的顯著性差異，而與80 ℃相比均呈顯著降低趨勢；香蜂草苷含量在80 ℃殺菌后與殺菌前相比未出現(xiàn)顯著降低，而在溫度85～95 ℃間呈顯著梯度下降趨勢。綜上可知，3 種黃酮在80 ℃殺菌條件下的保存率都較高，因此選擇殺菌溫度80 ℃更有利于柑橘罐頭中黃酮的保留。

圖5 不同殺菌溫度對橘肉中黃酮含量的影響Fig.5 Effects of different sterilization temperatures on flavonoids content in Satsuma mandarin flesh

2.7 柑橘罐頭品質(zhì)參數(shù)間的相關(guān)性

苷草蜂1香柚香蕓苷皮橙苷皮1 1 0.932*0.958*0.978**性溶可物形固1 0.849 0.627 0.736表陣矩性關(guān)相的間數(shù)參質(zhì)品頭罐橘柑3表Correlation matrix among quality parameters in Citrus canned Table 3 糖總C素生維性聚內(nèi)性裂斷力彈性嚼咀性著膠度硬*值b*值a*值L 1*值L 1-0.992***值a 1 0.988**-0.976***值b 1-0.938*0.970**-0.941*度硬1 0.933*-0.921*0.884*-0.868性著膠1 0.836 0.967**-0.926*-0.960** 0.986**性嚼咀1 0.884*0.942*0.917*-0.993**0.948*-0.963**力彈1 0.967**0.891*0.992**0.956*-0.956*0.931*-0.917*性裂斷1 0.467 0.238 0.207 0.543 0.389-0.188 0.186-0.099性聚內(nèi)1 0.218 0.955*0.974**0.963**0.910*0.956*-0.988** 0.991**-0.989**C素生維1 0.983**0.215 0.946*0.962**0.964**0.912*-0.989** 0.992**-0.983** 0.977**糖總0.658 0.775 0.275 0.781 0.802 0.625 0.744 0.619-0.765 0.689-0.701物形固性溶可0.954*0.986**0.312 0.978**0.983**0.917*0.945*0.934*-0.981**0.958*-0.956*苷皮橙0.966**0.935*0.435 0.975**0.940*0.907*0.972**0.981**-0.943*0.938*-0.921*苷皮柚香蕓0.993**0.993**0.215 0.961**0.986**0.947*0.927*-0.991** 0.987**-0.997** 0.960**苷草蜂香。關(guān)相著顯）上側(cè)（雙平水0.05在示表；*關(guān)相著顯）上側(cè)（雙平水0.01在示表：**注

由表3可知，柑橘果肉中維生素C 的含量與色度值L*，b*呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)（R2=-0.988，-0.989，P＜0.01），與色度值a*呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)（R2=0.991，P＜0.01）。研究顯示，類胡蘿卜素對柑橘果肉的呈色有重要的貢獻[24]，而維生素C 對保持類胡蘿素的穩(wěn)定性有非常重要的作用。罐頭果肉的維生素C 保存率隨殺菌溫度的升高而顯著降低，從而間接加劇類胡蘿卜素的降解，導(dǎo)致柑橘果肉色澤發(fā)生變化[16]。由本試驗結(jié)果可知，雖然殺菌溫度為95 ℃時的殺菌時間是80 ℃時的一半，但是80 ℃時的果肉中維生素C 含量更高，說明殺菌溫度對維生素C 的破壞比殺菌時間更顯著。為降低柑橘罐頭殺菌過程對維生素C 和果肉色澤的影響，選擇殺菌溫度80 ℃，殺菌時間900 s 更為理想。

柑橘果肉中總糖含量與色度值L*，b*呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)（R2=-0.989，-0.983，P＜0.01），與色度值a*呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)（R2=0.992，P＜0.01）。研究顯示，高溫可導(dǎo)致果肉發(fā)生美拉德反應(yīng)，使還原糖含量降低[17]。同時美拉德反應(yīng)會造成果肉色澤發(fā)生顯著變化，使L*，b*值升髙而a*值降低，表現(xiàn)為橘肉亮度增加，黃色加深，紅色變淺。為減輕美拉德反應(yīng)對果肉色澤的影響，選擇80 ℃作為殺菌溫度。

柑橘果肉的硬度與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)（R2=0.967，P＜0.01），與膠著性、彈力、斷裂性均呈顯著正相關(guān)（R2=0.933，0.917，0.956，P＜0.05），說明果肉的硬度越大，咀嚼性越強，膠著性越大，彈力越大，斷裂性越強，能更好地呈現(xiàn)果肉的堅實度和果肉組織內(nèi)部結(jié)合的致密性。試驗結(jié)果顯示，在80 ℃殺菌條件下果肉的硬度、咀嚼性、膠著性、彈力和斷裂性等5 項質(zhì)構(gòu)指標都呈現(xiàn)更大值，說明80℃殺菌條件更有利于罐頭果肉品質(zhì)的保持。

由表3可知，柑橘果肉中維生素C 含量與橙皮苷、香蜂草苷呈極顯著正相關(guān)（R2=0.986，0.993，P＜0.01），與蕓香柚皮苷呈顯著正相關(guān)（R2=0.935，P＜0.01）。維生素C 與黃酮類物質(zhì)都屬于熱敏性物質(zhì)，隨著殺菌溫度的升高會表現(xiàn)出一定的損失。試驗結(jié)果顯示，橙皮苷、香蜂草苷和蕓香柚皮苷在95 ℃殺菌條件下?lián)p失最大，80 ℃殺菌條件下?lián)p失率最低。

3 結(jié)論

1）柑橘罐頭達到商業(yè)無菌所需時間隨溫度的升高而減少，95 ℃時的殺菌時間僅為80 ℃時的一半，溫度越高殺菌所需時間越短。

2）隨著殺菌溫度的升髙，L*，b*值出現(xiàn)梯度顯著升髙，而a*值不斷降低，表現(xiàn)為橘肉亮度增加，黃色加深，紅色變淺，其中80 ℃殺菌條件下色澤表現(xiàn)最佳，L*，a*，b*值分別為43.02，9.62，18.88。同時殺菌溫度的升高會導(dǎo)致柑橘果肉的硬度、膠著性、咀嚼性、彈力和斷裂性均表現(xiàn)出不同程度的下降，從而對柑橘罐頭的口感造成一定影響。

3）柑橘罐頭殺菌過程中，隨著溫度的升高，橘肉中維生素C、總糖及橙皮苷、蕓香柚皮苷和香蜂草苷3 種黃酮含量均出現(xiàn)降低，與未殺菌組相比最大降幅分別為18.10%，17.66%，22.49%，16.68%，27.21%，而可溶性固形物含量變化不顯著。同樣達到商業(yè)無菌的情況下，采用較低的殺菌溫度，果肉中黃酮、維生素C、總糖等營養(yǎng)成分保存率更高。最終選擇80 ℃作為低溫連續(xù)殺菌的溫度更有利于柑橘罐頭色澤、質(zhì)地和營養(yǎng)品質(zhì)的保持。