胡柚(Citrus aurantium L.Changshanhuyou)是酸橙与芸香科植物柚杂交而成的自然品种[1],起源于浙江常山县,富含氨基酸类、黄酮类、维生素及矿物质等多种功能性成分[2],具有改善糖脂代谢[3]、调整肠道菌群及抗氧化[4]等生理作用。以胡柚为原料制成的衢枳壳,近年来已被逐步纳入浙江中药炮制规范及中药材培育名单[5],因此胡柚兼具药食两用,有极高的食用价值与药用价值。

胡柚作为我国浙江省的地方特产,近年来发展态势较好,2023年总产量约14.5万t[6]。胡柚加工产品胡柚汁及双柚汁一经投产迅速走红,年销量达到1亿瓶[7],深受消费者的喜爱。胡柚汁一方面保留了胡柚的口感与价值,另一方面延长了胡柚的产品周期,具有极大的发展潜力。目前,胡柚深加工领域仍处于起步阶段,现阶段开展的关于胡柚的研究大多聚焦于果树栽培[5]以及胡柚果实功能成分的提取分析[8],关于胡柚汁加工工艺及营养风味的相关研究较少。

不同的加工工艺会对果汁理化性质以及整体品质产生重要影响[9],生产过程选取的加工以及取汁方式决定果汁类型,机械压榨过程中,柑橘类水果的皮油和囊衣油会混入果汁中,而三者的挥发性及营养成分相比显著差异,果皮与果汁香气和营养成分密切相关[8,10]。果汁类产品杀菌方式包括热杀菌和二次杀菌,二次杀菌指对包装完毕的食品进行再次热杀菌,可以有效杀灭在热杀菌中未被完全杀灭的致病微生物,避免包装过程的二次污染,从而延长食品的货架期[11]。不同的热杀菌和二次杀菌温度等杀菌工艺的差异会影响果汁的功能物质保留率、物理稳定状态及保质效果[12]。探究不同单元操作对胡柚汁性质的具体影响,可以为优化胡柚汁品质提供理论依据,对促进胡柚汁的高质量生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验原料

实验所用新鲜胡柚果购自常山县众柚胡柚专业合作社,符合GB/T 19332—2008《地理标志产品 常山胡柚》,果径75～80 mm。

1.1.2 主要试剂

NaCl、酚酞、Na2CO3、抗坏血酸,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;平板计数琼脂培养基、孟加拉红培养基,杭州微生物试剂有限公司;NaOH、NaNO2,上海麦克林生化科技有限公司;盐酸、Al(NO3)3,上海凌峰化学试剂有限公司;酒石酸钾钠、无水乙醇、无水草酸、冰乙酸、硅藻土,国药集团化学试剂有限公司;D(+)-无水葡萄糖、没食子酸、福林酚、芦丁,上海源叶生物科技有限公司;2,6-二氯靛酚,上海迈瑞尔生化科技有限公司;NaHCO3,上海易恩化学技术有限公司;活性炭,安徽泽生科技有限公司;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)酶活力检测试剂盒,南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

Scientz-04超静音型无菌均质器、SB-52000T超声波清洗仪,宁波新芝生物科技股份有限公司;ZD-85双功能气浴恒温振荡器,常州金坛良友仪器有限公司;TG16K-Ⅱ台式离心机,长沙东旺实验仪器有限公司;PHS-3E pH计,上海仪电科学仪器股份有限公司;VBS2手持折光仪,上海亚速旺商贸有限公司;P7紫外可见分光光度计,上海美谱达仪器有限公司;WSC-2B便捷式精密色差仪,上海仪电物理光学仪器有限公司;SHZ-D(Ⅲ) 循环水式多用真空泵,上海锦赋实验仪器设备有限公司;HR-20旋转流变仪,美国TA Instruments公司。

1.3 实验方法

1.3.1 不同取汁方式样品制备

取大小均一、无霉变、破损的新鲜胡柚果若干,充分清洗后分别采取带皮带囊衣、不带皮带囊衣、不带皮不带囊衣3种处理方式,于榨汁机中按质量比1∶1加水取汁。胡柚浆经40目尼龙网过滤2次去除残渣,置于均质袋内均质5 min,装入无菌玻璃瓶中,样品分别命名为Q-1、Q-2和Q-3,于4 ℃保存。

1.3.2 热处理样品制备

制备方式同1.3.1节的的整果取汁,均质后于4 ℃环境下冷藏备用。取100 mL经低温预热的胡柚果汁,迅速灌入预先煮沸灭菌的无菌玻璃瓶中,瓶盖微旋。各自于85、100、105、110、115 ℃温度下热杀菌,处理时间均为5 min,其中85 ℃采取水浴,其他温度均采取油浴,杀菌完毕后标记为R85、R100、R105、R110和R115。热杀菌完毕迅速旋紧瓶盖,通过热力排气法抽真空,冷却至室温后于4 ℃保存。

1.3.3 二次杀菌样品制备

110 ℃/5 min是胡柚汁热杀菌后在营养物质保留等方面较为适宜的条件,因此取密封热杀菌(110 ℃/5 min)胡柚汁样品5份,分别于80、82.5、85、87.5、90 ℃温度下进行二次杀菌,杀菌后取出冷却至室温,4 ℃条件保存。

1.4 检测方法

1.4.1 微生物指标及酶活力的测定

1.4.1.1 菌落总数的测定

参照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行菌落总数测定。

1.4.1.2 霉菌与酵母菌总数的测定

参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》进行霉菌及酵母菌测定。

1.4.1.3 SOD活力的测定

SOD活力测定采用黄嘌呤氧化酶法,按照试剂盒中使用说明书进行操作。将各试剂混匀,室温放置10 min后,于波长550 nm处进行调零、比色。结果以U/mg蛋白计,SOD活力计算如公式(1)所示:

总SOD活力

(1)

1.4.2 理化性质的测定

1.4.2.1 pH的测定

取待测果汁25 mL于烧杯中,摇匀后采用pH计测定胡柚汁的pH值。

1.4.2.2 酸度的测定

采用电位滴定法进行可滴定酸度(titratable acidity,TA)测定。取25 mL样品于100 mL烧杯中,使用标定后的0.1 mol/L NaOH溶液滴定pH至8.2±0.1,记录NaOH消耗量。TA计算如公式(2)所示:

(2)

式中:C,NaOH标准滴定溶液浓度,mol/L;V,滴定样品的量,mL;V1,滴定样品消耗的NaOH溶液量,mL;V0,滴定蒸馏水消耗的NaOH溶液量,mL;K,酸度转化系数,0.064。

1.4.2.3 可溶性固形物的测定

采用手持式折光仪测定样品的可溶性固形物含量。

1.4.2.4 总糖的测定

根据GB 5009.8—2023《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》中酸水解法对样品总糖含量进行测定,根据滴定所消耗的碱性酒石酸铜溶液体积计算样品总糖含量。计算如公式(3)所示:

总糖(以葡萄糖计)

(3)

式中:A,与10 mL碱性酒石酸铜溶液相当的葡萄糖质量,mg;m,样品质量,g;V,测定时消耗样液体积,mL。

1.4.2.5 色差的测定

采用手持式色差仪,在室温下,基于L*、a*、b*三个坐标的颜色测量胡柚汁样品。其中L*值表示亮度、a*值表示红度、b*值表示黄度,L0、a0、b0分别表示各个对照组的数值,并对色差ΔE进行计算。计算如公式(4)所示:

(4)

1.4.2.6 黏度的测定

采用流变仪测定不同取汁方式得到的样品的流变特性。夹具选择60 mm平行板,测量模式为振荡—频率扫描,平衡时间为120 s,对0.1～100 rad/s角频率范围内样品的表观动态黏度进行测定。

1.4.3 营养品质的测定

1.4.3.1 总酚含量的测定

采用Folin-Ciocalteu法[13-14]进行总酚含量的测定。以没食子酸为标准品绘制标准曲线,结果表示为每升果汁中的没食子酸当量毫克数(mg/L)。

1.4.3.2 总黄酮含量的测定

采用亚硝酸铝比色法[15]进行总黄酮含量的测定。以芦丁为标准品绘制标准曲线,结果表示为每升果汁中的芦丁当量毫克数(mg/L)。

1.4.3.3 抗坏血酸含量的测定

参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》,采用2,6-二氯靛酚法进行抗坏血酸含量的测定。

1.5 数据处理

每组实验重复3次,数据以“平均值±标准差”表示。采用SPSS 26软件进行实验数据处理,使用单因素ANOVA检验和邓肯多重比较法进行显著性分析,显著性水平P<0.05。实验数据图均采用Origin 2022软件进行绘制。

2 结果与分析

2.1 取汁方式对胡柚汁品质的影响

2.1.1 不同取汁方式对胡柚汁菌落、霉菌及酵母菌总数的影响

由表1可知,Q-1组带皮带囊衣的胡柚汁样品菌落总数为8 100 CFU/mL,低于其他2组。余丹丹等[8]研究发现,柚皮苷等黄烷酮类成分主要集中在胡柚油胞层、白皮层及囊衣中,在果肉中含量最少。柚皮苷具有抑菌作用,可以有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄杆菌的生长[16]。因此,Q-1组胡柚汁的菌落总数最低可能是由于果皮和囊衣中柚皮苷等黄酮类物质的抑菌作用。Q-3组去皮去囊衣的胡柚汁样品霉菌及酵母菌菌落总数最低可能是由于胡柚果肉中对羟基苯甲酸含量高于果皮中的含量[8],对羟基苯甲酸能抑制霉菌和酵母菌的生长[17],对细菌的抑制作用较弱。

2.1.2 不同取汁方式对胡柚汁pH和TA的影响

由表1可知,取汁方式对胡柚汁pH和TA的影响并不显著(P>0.05),说明果皮及囊衣的存在对胡柚汁pH和TA的影响较小。

2.1.3 不同取汁方式对胡柚汁可溶性固形物及总糖含量的影响

由表1可知,Q-1和Q-2处理组可溶性固形物含量显著高于Q-3组(P<0.05),可能由于不溶性果皮及囊衣破碎物的存在。不同取汁方式对胡柚汁总糖含量的影响并不显著。

2.1.4 不同取汁方式对胡柚汁颜色的影响

如表2所示,以Q-1为基准,Q-2、Q-3与Q-1间的色差值ΔE分别为2.09和3.84,3种取汁方式制备的胡柚汁L*值、a*值差异显著(P<0.05),b*值无明显区别(P>0.05)。胡柚皮及囊衣层的果胶含量显著高于果肉层[8],高果胶含量使果汁表现出较低的L*值,这与杜茜茜等[18]的研究结果一致。果皮中类胡萝卜素含量较高,使得Q-1组a*值显著大于其他2组(P<0.05)。

2.1.5 不同取汁方式对胡柚汁总酚含量的影响

由表2可知,Q-1胡柚汁样品中总酚含量较纯果肉取汁高出5.5%。相似地,庄远红等[19]及张声源等[20]的研究结果同样表明柚类果皮总酚含量高于果肉。

2.1.6 不同取汁方式对胡柚汁总黄酮及抗坏血酸含量的影响

由表2可知,Q-1组胡柚汁黄酮含量和抗坏血酸含量均为0.37 mg/L,显著高于另2种处理方式。这可能是由于柚皮苷等黄酮类化合物以及抗坏血酸在果皮中含量高于其他组织[21],果皮抗氧化能力高于果肉[22]。

2.1.7 不同取汁方式对胡柚汁SOD活力及黏度的影响

如图1-a所示,其中去皮去囊衣取汁制备的胡柚汁具有更高的SOD活力,为114.29 U/mL,取汁方式对胡柚汁总SOD活力影响显著(P<0.05)。研究发现[23],黄酮含量越高,SOD的活力越大,但在60 ℃以上条件下添加黄酮对SOD活力有损害作用。胡柚果皮和囊衣中黄酮类化合物含量高于果肉,这可能是Q-3组胡柚汁样品SOD活力最高的原因。

如图1-b所示,角频率由0.1 rad/s增加到100 rad/s,各组胡柚汁样品的动态黏度均呈现下降趋势,符合非牛顿假塑性流体的特征。相较于Q-2和Q-3,Q-1样品具有更高的动态黏度,这可能由于带皮取汁导致果皮中的果胶物质溶于果汁。果胶浓度的增加会形成网状结构,增加果汁的屈服应力[24]。

2.2 不同杀菌工艺对胡柚汁品质的影响

2.2.1 不同杀菌工艺对胡柚汁菌落总数、霉菌酵母总数的影响

在热杀菌过程中,温度过低会导致微生物的杀灭不够彻底,而过度杀菌则会造成果汁品质下降[25]。由表3可知,热杀菌处理后样品菌落总数、霉菌和酵母菌总数均有大幅下降,105 ℃条件下可使胡柚汁中微生物数量减少2个数量级。85、100 ℃热杀菌处理后菌落总数超出GB/T 7010—2022《食品安全国家标准 饮料》限量的100 CFU/mL、霉菌及酵母菌超出标准限量的20 CFU/mL,样品有被微生物污染的潜在安全风险,而110、115 ℃热杀菌处理效果较好。

由表3可知,二次杀菌处理后各组样品菌落总数均低于5 CFU/mL,霉菌及酵母菌基本未被检出,可看作无菌状态。二次杀菌可最大限度的消灭病原菌,提高产品的安全性及贮藏稳定性。

2.2.2 不同热杀菌、二次杀菌温度对胡柚汁总SOD活力的影响

由图2可知,与未处理组相比,85～115 ℃样品的SOD活力分别降低了3.89%～26.33%,说明高温钝化了胡柚汁的酶活力。研究表明[26],百香果汁经110 ℃高温处理后,其SOD活力降低。但经杀菌处理后的胡柚汁样品总SOD酶活力仍然保持了较高水平,平均处于75 U/mL左右。

在80～90 ℃温度下进行的二次杀菌,胡柚汁SOD活力降低1.00%～10.36%,表面温度的二次升高降低了酶活力。经热杀菌及二次杀菌,胡柚汁中SOD活力高达70%,说明SOD具有较好的热稳定性。

2.2.3 不同热杀菌、二次杀菌温度对胡柚汁pH和酸度的影响

如表4所示,样品pH值和可滴定酸度初始水平分别为3.90和0.33%。热杀菌使样品pH值提高了0.13～0.19(P<0.05),可滴定酸含量降低了0.013%～0.029%(P<0.05),热处理会使果汁中的酸根离子结合,降低酸度[27]。二次杀菌后,胡柚汁pH无显著变化,可滴定酸出现小幅度减小。

2.2.4 不同热杀菌、二次杀菌温度对胡柚汁可溶性固形物及总糖含量的影响

如表4所示,热杀菌处理使可溶性固形物含量显著下降(P<0.05),不同处理组间差异明显。这是因为高温会使果汁形成絮状沉淀物[27],降低了可溶性固形物含量。热杀菌处理增加了胡柚汁总糖含量。与李晓磊等[28]、YI等[29]研究结果相似,经热处理后NFC苹果汁的总糖含量上升、酸度下降。这可能是由于在热杀菌过程中相关糖代谢酶活性增强,蔗糖在酶催化下裂解生成小分子糖类[30],使溶液总糖含量小幅度升高。

2.2.5 不同热杀菌温度对胡柚汁颜色的影响

由表5可知,热杀菌处理后,胡柚汁颜色发生较大变化,L*值、b*值降低,a*值、ΔE值升高。L*值降低,表明果汁颜色变暗。a*值升高,即果汁红色增强;b*值降低,即果汁蓝色增强。ΔE值随处理温度上升而不断增加,表明热处理温度越高,处理组与样品组间的颜色差异愈显著。上述变化可能是由非酶促褐变或是色素的破坏[31]引起的,因此在加工过程中,较低的热处理温度有利于维持果汁色泽。二次杀菌处理后,样品各颜色指标的变化并不显著,表明胡柚汁色素类化合物在热杀菌过程中已受到较大程度的破坏[32],因此二次杀菌对果汁颜色的影响相对较小。

2.2.6 不同热杀菌温度对胡柚汁总酚含量的影响

由图3可知,经热杀菌后,胡柚汁总酚含量呈现先上升后下降的趋势。在85～100 ℃时,总酚含量呈现上升趋势,可能是加热破坏了总酚与其他生物大分子结合的非共价键,使得酚类物质从结合态中游离出来[27];在100 ℃以上的高温条件下,游离在溶液中的酚类物质发生降解[33],因此总酚含量下降。经二次杀菌后,胡柚汁总酚含量显著提高,表明可能在二次杀菌温度范围内,酚类化合物释放以及降解、转化达到一定的平衡[34]。

2.2.7 不同热杀菌温度对胡柚汁黄酮及抗坏血酸含量的影响

如图4所示,经过热杀菌处理后的胡柚汁黄酮及抗坏血酸含量显著降低,分别减少了10.7%～32.8%和6.6%～17.7%,且不同处理温度之间含量变化差异显著(P<0.05)。黄酮类物质与抗坏血酸热稳定性较差,在高温下黄酮发生降解[35],抗坏血酸发生氧化分解[36]。二次杀菌显著降低了胡柚汁黄酮及抗坏血酸含量,研究表明[37],高溶解氧环境会加速抗坏血酸的降解,溶解氧的水平随着加热时间而下降,当反应进行到一定程度后,各类物质的氧化分解受到抑制,黄酮和抗坏血酸的含量下降缓慢。

3 结论

带皮取汁能保留胡柚皮中多种营养成分,但同时会对果汁的色泽造成不良影响;去皮去囊衣取汁舍弃了果皮中的大量有益成分,但果汁的色泽、口感较好,SOD活力较高。热杀菌具备良好的杀菌效果,可使胡柚汁微生物总数降低2个数量级以上,显著提高胡柚汁产品安全性,但会造成营养成分流失、感官品质变化等不利影响。综合分析发现,105 ℃或110 ℃处理5 min是胡柚汁生产较为适宜的热杀菌条件。二次杀菌几乎可杀灭胡柚汁中所有微生物,最大限度提高产品安全性与贮藏性能,二次杀菌对胡柚汁品质的影响变化趋势同热杀菌相似。本研究通过分析不同的加工方式对胡柚汁品质的影响,为胡柚汁加工工艺的改进及胡柚汁品质的优化提供了方向。

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Effects of different processing technologies on quality of Citrus aurantium L.Changshanhuyou Juice

ZHU Yiting1,LIN Yang1*,WANG Lixia2,XU Xiaozhong3,LIN Qianqian1,CHEN Nuo1

1(College of Food Science and Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)2(Changshan County Huyou Research Institute, Quzhou 324000, China)3(Zhejiang Jinming Biotechnology Co.Ltd., Quzhou 324000, China)

Abstract Using Citrus aurantium L.Changshanhuyou as the raw material, the quality changes of the juice before and after key juice processing units such as different juice extraction methods and sterilization processes were studied.By measuring properties such as microorganisms, enzyme activity, chromaticity, and flavonoids of Citrus aurantium L.Changshanhuyou juice, the effects of different processing techniques on the quality of the juice were analyzed.Results showed that extracting juice with peel could effectively retain the total phenols, flavonoids, and ascorbic acid components in Changshanhuyou peel.The pH, titratable acid, and total sugar content of the juice did not show significant changes, while soluble solids slightly increased and the brightness and viscosity of the juice decreased.Although the peeled and decapsulated juice had a significant nutritional loss, it had better sensory quality and total SOD activity.Thermal sterilization could cause a decrease in the number of microorganisms, total SOD activity, acidity, soluble solids, flavonoids, and ascorbic acid content of Changshanhuyou juice, as well as an increase in total sugar and phenolic content.The overall chromaticity of the juice changed significantly, and the influence of different sterilization temperatures on parameters varied significantly.Secondary sterilization could almost kill all microorganisms in the juice, but it could also cause losses in total SOD activity, flavonoids, and ascorbic acid.Compared with thermal sterilization, secondary sterilization had a smaller overall impact on the quality of Changshanhuyou juice.

Key words Citrus aurantium L.Changshanhuyou;processing technologies;quality;extracting methods;thermal sterilization;secondary sterilization

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038310

引用格式：朱奕婷,林杨,汪丽霞,等.不同加工工艺对胡柚汁品质的影响研究[J].食品与发酵工业,2025,51(1):297-304.ZHU Yiting,LIN Yang,WANG Lixia, et al.Effects of different processing technologies on quality of Citrus aurantium L.Changshanhuyou Juice[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(1):297-304.

第一作者：硕士研究生(林杨副教授为通信作者,E-mail:linyang@zjut.edu.cn)

基金项目：衢州市重点科技攻关计划项目课题(2022K25,2023K101,2023K078)

收稿日期：2023-12-19,改回日期：2024-02-19