龙安柚柚皮硬化工艺研究

赵 静，王春娇，杨小艳，周晓丽

（广安职业技术学院，四川 广安 63800 0）

龙安柚 （Citrusgrandis. Longanyou） 产于四川省广 安 市， 果 肉 粉 红 、肉 质 脆 嫩、 酸 甜 适 中 ， 汁 多 ，少核或无核，2008 年获准成为国家地理标志保护产品[1]。近年来，龙安柚作为当地的优势特色农产品，种植面积不断增加，并大力发展成为新的支柱产业之一。目前，龙安柚的加工以柚味果酒和柚味饮料的生产为主[2]，而其销售与加工过程中，柚皮多被废弃，造成资源浪费和环境污染，因此有效利用龙安柚果皮，提升柚果附加值对产业的发展有着积极作用。柚子皮富含膳食纤维、精油、柚皮苷、天然色素 和 黄 酮 等 多 种 天 然 产 物[3-5]， 也 因 其 具 有 降 血 脂 、稳定血压、降血糖等功效而被当作药食同源食物使用[6-7]，目前针对柚子皮的报道主要集中在天然成分的提取和利用，以及作为吸附材料的研 究上[8-9]，少量报道涉及到将柚子皮渣加工成饲料[10]，而柚子皮作为食品主要原料进行加工除了将其制做成蜜饯和蜂蜜柚子茶外，其他研究则相对较少[11]，仅有部分研究以柚子皮为辅料将其加工为柚皮肉酱、高膳食纤维面包、速溶柚子茶粉等[12-14]，在对柚子皮进行食品加工的过程中，需要通过热烫去除 苦涩味以保证其食用口感[15]，而这一过程将导致柚皮硬度下降，白色果瓤化渣，严重影响柚皮作为食品的口感，并且柚皮硬度的变化对食用口感和品质影响较大。因此，研究柚子皮的硬化不仅有利于其加工品质的提升，对于柚子的综合利用与开发也有一定的价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

广 安 当 地 市 售 龙 安 柚，取 新 鲜 柚 皮；氯 化 钙 ，浙江大成钙业有限公司提供；乳酸钙，河南金丹乳酸科技股份有限公司提供；氯化镁，青海嘉友镁业有限公司提供。以上试剂均为食品级。

1.2 仪器和设备

Rapid TA+ 型质构仪，上海腾拔仪器科技有限公司产品；数显恒温水浴锅，常州智博瑞仪器制造有限公司产品；电磁炉，九阳股份有限公司产品；电子天平，沈阳龙腾电子有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

新鲜柚皮→清洗→切片→热烫→冷却→沥水→硬化处理→密封储存→硬度检测→感官评价。

1.3.2 试验设计

采用单因素试验探索各因素适宜水平，并根据单因素试验结果进行正交试验，探索最佳硬化工艺，评价指标为硬度检测结果和感官评价得分。

（1） 硬化工艺。新鲜龙安柚清洗后取果皮，保留全部白囊，切片 （长 5 cm±1 cm、宽 3 cm±1 cm、厚0.5 cm±0.1 cm），置于 95 ℃热水中漂烫 2 min，捞出后立即用流水冷却，沥水备用。按照料液比 1∶2分别对不同硬化剂和浸泡温度、浸泡时间进行单因素试验，各组试验条件为氯化钙 （0，1.0%，1.5%，2.0% ， 2.5% ， 3.0%）， 乳 酸 钙 （0， 0.5% ， 1.0% ，1.5% ， 2.0% ， 2.5%）， 氯 化 镁 （0， 0.5% ， 1.0% ，1.5%，2.0%，2.5%） 和浸泡温度 （40，50，60，70，80，90 ℃），浸泡时间 （5，10，15，20，25，30 min），硬化处理后捞出柚皮沥水密封保存于 4 ℃冰箱中，2 d 后进行硬度检测，非试验因素设定值如下：浸泡时间为 20 min，CaCl2溶液质量分数为 1.5%，浸泡温度 60 ℃，每组进行 3 次重复试验。根据单因素试验结果，选取上述适宜因素和水平进行 L9（34）正交试验。

（2） 感官评定。将硬化处理好的柚皮进行调味，参考川式凉拌菜调味方法，以姜蒜汁、食盐、鸡精、酱油、醋、川式特色辣椒油等作为佐料，每组称取200 g 硬化后的柚子皮，加入相同种类和数量的佐料，且加入顺序相同，腌制 24 h 后进行感官评定。10 名经过严格培训的学生担任评价员，对柚子皮的色泽、口味和质地进行评价。

柚皮硬化效果的感官评定标准见表 1。

表1 柚皮硬化效果的感官评定标准

正交试验综合评分法：结合各指标在产品中的重要程度设置权重系数，与各指标试验测试值的隶属函数值乘积之和作为最终综合得分。试验选取柚皮硬度 （Y1）、感官评分 （Y2） 2 个指标计算综合评分 （Z），指标的权重系数为 λ1、λ2，根据设定其系数大小分别为 0.4，0.6，综合评定值Z=λ1Y1+λ2Y2。

1.3.3 硬度检测

柚子皮硬度以黄色外表皮硬度来表示，测定条件为测试速度 1 mm/s，穿刺距离 3 mm，触发力 6 g，探头型号为直径 2 mm 柱形探头。

1.4 数据分析

采用 SPSS 19.0 统计软件以 LSD 法进行分析，数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

CaCl2添加量对柚子皮硬度的影响见图 1，MgCl2添加量对柚子皮硬度的影响见图 2，乳酸钙添加量对柚子皮硬度的影响见图 3，浸泡时间对柚子皮硬度的影响见图 4，浸泡温度对柚子皮硬度的影响见图 5。

图1 CaCl2 添加量对柚子皮硬度的影响

图2 MgCl2 添加量对柚子皮硬度的影响

图3 乳酸钙添加量对柚子皮硬度的影响

由图 1 ～ 图 5 可知，3 种硬化剂、浸泡时间和浸泡温度对龙安柚柚皮的硬度和感官评分皆有一定程度的影响。由图 1 ～ 图 3 可知，随着 3 种硬化剂添加量的增加，柚皮硬度均出现先增加后降低的现象，当 CaCl2、MgCl2和乳酸钙溶液的添加量分别为 1.5%，0.5%，1.5%时，柚子皮硬化效果最好，与其他添加量时的硬度呈现显著差异 （p<0.05），感官评分随着3 种硬化剂的添加量增加而增加，在 CaCl2、MgCl2和乳酸钙溶液的添加量分别为 1.5%，0.5%，1.5%时，感官评分最高，这与硬度检测结果相同，随着 3 种硬 化 剂 添 加 量 继 续 增 加 ， 感 官 评 定 得 分 显 著 下 降（p<0.05），其中CaCl2溶液对龙安柚柚皮硬化效果的影响最大，浸泡后可使柚皮硬度达到 1 400 gf 以上，感官评分达到 90 分。因此，在使用硬化剂对龙安柚柚皮进行硬化时可优先选择 CaCl2。随着浸泡时间的增加，龙安柚柚皮的硬度和感官评分出现先增加后降低的趋势，当浸泡时间为 20 min 时，柚皮硬度最大，达到 1 200 gf 以上，而感官评分为 87 分 （见图 4），与其他浸泡时间呈现显著差异 （p<0.05）。由图 5 可知，柚子皮硬度和感官评分随着浸泡温度的增加而增加，当浸泡温度为 60 ℃时，柚子皮硬度和感官评分最高，浸泡温度继续增加时柚子皮硬度和感官评分则显著下降 （p<0.05）。

图4 浸泡时间对柚子皮硬度的影响

图 5 浸泡温度对柚子皮硬度的影响

2.2 正交试验

根据单因素试验结果可知，CaCl2对于龙安柚柚皮的硬化效果最好。因此，选取 CaCl2、浸泡时间和浸泡温度 3 个因素进行 L9（34）正交试验。

龙安柚柚皮硬化 L9（34）正交试验因素与水平设计见表 2。

表2 龙安柚柚皮硬化L9（34）正交试验因素与水平设计

多指标正交试验设计及极差分析结果见表 3。

表3 多指标正交试验设计及极差分析结果

由表 3 可知，各因素在龙安柚柚皮硬化中作用大小顺序为 CaCl2溶液添加量 （A） > 浸泡温度 （B） >浸泡时间 （C）。由值可知，龙安柚柚皮硬化的最佳工艺组合为A2B2C2，即将处理过的柚皮置于质量分数为 1.5%的 CaCl2溶液中 60 ℃浸泡 20 min。

由于试验中综合评分最高组非直观分析法最佳工艺组合。因此，采用最优工艺进行验证试验，所得龙安柚柚皮的硬度为 1 281 gf，感官评分 89.5 分。

3 结论

果蔬及其制品硬度的变化与所含果胶、果胶酶、纤维素、纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶等物质有关，其中果胶的分解是导致硬度变化的主要因素[16]，减少果蔬中果胶的分解在一定程度上可以达到保持 硬度的目的。果蔬类产品硬化方法较多，如添加硬化剂、酶法硬化、低温漂烫和高浓度盐腌等[17]，其中最为有效的方式就是添加含钙的硬化剂，常用的含钙硬化剂有氯化钙、乳酸钙、碳酸钙等，对果蔬硬度的保护主要有 2 个方面：一是加速果胶的胶凝作用，果胶酸与钙离子作用生成的果胶酸盐使聚合物结构发生改变，加快果胶的胶凝，从而改善蔬菜的硬度[18]；二是钙离子激活内源性果胶甲酯酶，钙离子激活对果胶甲酯酶，加速果胶分解进而提高了果蔬中自由羧基的含量，达到保持硬度的目的[19]，龙安柚作为一种特色柚类农产品，果皮中含有丰富的果胶，为了解决龙安柚果皮加工中的软化问题，同 时保证龙安柚柚皮深加工后的口感，避免热烫过程中柚皮过度化渣对口感造成影响，采用柚皮硬度检测和感官评定双指标进行评价。试验选取氯化钙、乳酸钙和氯化镁 3 种硬化剂进行柚皮的硬化，从单因素试验可以看出，与未添加硬化剂的对照组相比，3 种硬化剂均对龙安柚柚皮起到不同程度的硬化作用且感官评定得分也呈现相同结果，这可能是由于钙离子加快了柚皮中果胶的胶凝作用或与果胶酸结合后形成不溶性物质，从而阻止柚子皮硬度降低[18-19]，而氯化镁对龙安柚柚皮硬度的维持可能与其对雪里蕻硬度的影响原因类似，通过加强细胞中纤维结构，导致热水溶解性果胶部分减少，氯化镁的添加有利于总果胶中六偏磷酸钠溶解性果胶形成交联，以增加其含量[20]，进而保持柚皮的硬度；在对柚皮进行漂烫过程中，漂烫时间过短，不能起到灭酶和杀菌作用，而烫漂时间过长，则会加快果胶以非酶方式水解，生成可溶性果胶酸[21]，破坏果皮细胞结构，导致白瓤化渣影响口感；低温漂烫对果蔬的硬化原理与金属离子相似，通过增加内源性果胶甲酯酶的活性，加速果胶与钙离子的交联，达到保持果蔬硬度的目的。

通过硬化试验发现，3 种硬化剂中，针对龙安柚柚皮的最佳硬化剂为氯化钙，影响龙安柚硬度的因素大小分别为 CaCl2溶液添加量 > 浸 泡温度 >浸泡时间，将处理后的柚子皮按照料液比 1∶2 浸泡于 60 ℃质量分数为 1.5%的 CaCl2溶液中 20 min 将达到最佳硬化效果，试验对龙安柚柚子皮的进一步开发和利用提供了理论支持。