魏芳,戴菁,杨盼,蔺万煌
(湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
维生素C(Vitamin C)又叫L-抗坏血酸(Ascorbic Acid),是一种水溶性维生素,广泛参与机体的氧化还原反应,具有多种重要的生理功能。国内外对Vc的研究较多,但主要集中在测定方法及Vc理化性质的分析方面。而人体不能合成维生素C,必须由食物供给[1]。本研究以橙汁加工条件为切入点,探究不同加工条件对Vc含量的影响及其变化规律,并采取有效措施控制Vc损失,旨在为橙汁加工中控制Vc损失提供理论依据及工艺参数。
以长沙市售的大小相同、同一批采摘的新鲜橙子为原料。
橙汁的加工过程包括新鲜橙子挑选、去皮暴露、快速清洗、热烫消毒、压榨打浆、自然澄清、上清液装袋、密封、橙汁灭菌、短时冷藏保存[2]。为考察加工流程对橙汁中Vc含量损失的影响,分别在去皮暴露、热烫消毒、压榨打浆、橙汁灭菌4个环节中设置不同的处理。
1.3.1 去皮暴露工序 挑选新鲜完整的橙子去皮后,分为4组,每组将50g橙子分别放在空气中暴露 0,15,30,45 min,然后测定各组橙子的Vc含量。
1.3.2 热烫消毒工序 将清洗后的橙子分别进行不同的热烫处理,每处理为50g。热水热烫处理分别为在温度40,60,80,100℃下水浴加热,均分别加热2,4,6,8 min;微波热烫处理使用美的家用微波炉,分别在40%,60%,80%,100%火力下均分别加热 20,40,60,80,100,120s。然后分别测定各处理橙子的Vc含量。
1.3.3 压榨打浆工序 将热烫处理后的材料分为4组,每处理为50g。在加入0.03%植酸和不加入植酸的条件下用研磨法打浆和搅拌机法打浆,然后分别测定各组橙汁的Vc含量。
1.3.4 橙汁灭菌工序 将橙汁灌装于复合软包装袋中,采用真空包装机(真空度0.08 MPa)抽真空密封[3]。包装好的果汁分别在 85,90,95,100℃的热水中均分别杀菌 5,15,25,35 min,然后测定橙汁的Vc含量。
采用2,6-二氯靛酚滴定法[4-5],对经预处理的试验材料进行Vc含量测定。所有处理与测定均重复3次。
去皮处理中橙子暴露的时间不同,Vc的损失率明显不同。从表1可以看出,随暴露时间的延长,Vc含量逐渐降低,损失率也随之增大。暴露时间为30min时,Vc含量损失严重,损失率为37.02%,比暴露15 min多损失24.86百分点;45 min时的Vc含量与30min的含量相差不大。这主要是处理过程中橙子物料广泛接触空气,氧气是造成不稳定的营养素Vc发生氧化的关键因素,且30min的暴露时间是Vc保存的极限。
表1 不同暴露时间橙子的Vc含量及损失率
不同的热烫方式对Vc含量影响较大。由表2可知,在热水热烫过程中,随着温度升高以及热烫时间的延长,橙汁的Vc损失率逐渐增大。加热2 min时,温度每升高20℃,Vc分别损失3.13,2.80,2.98百分点。温度40℃时,加热时间每增加 2 min,Vc分别损失 6.92,5.35,5.42 百分点。说明随着温度的升高和时间的延长,热水热烫处理的Vc含量逐渐降低。
表2 经热水热烫后橙子的Vc损失率 %
由表3可知,微波热烫对Vc的损失较热水热烫低。在20s微波时,微波火力每增加20%,Vc分别损失10.16,6.80,1.21百分点,说明40%火力为最佳微波火力。在40%微波火力下,加热每增加 20s,Vc分别损失 -4.14,-0.25,5.58,5.06,2.92百分点。说明以40%火力微波热烫40~60s较适宜,此时Vc含量损失小甚至无损失,而且有的还有所提高,分别提高1.09%,1.34%。
表3 经微波热烫后橙子的Vc损失率 %
不同的压榨打浆方式对橙汁Vc含量也有一定的影响。由表4可知,加入0.03%植酸后,研磨打浆时的Vc损失率仅为2.73%,比搅拌机打浆低10.71百分点。未加植酸时,研磨打浆的Vc损失率比搅拌机打浆低7.54百分点。因此,研磨打浆与搅拌机打浆的Vc损失率相比,无论是否加入植酸,均是研磨打浆的Vc损失率小于搅拌机打浆的损失率,平均少损失9.13百分点。这是由于搅拌机的搅拌头中的金属离子对Vc的氧化作用有干扰,因此,使用该方式对Vc的损失较大。无论是研磨打浆还是搅拌机打浆,均是加入0.03%植酸的Vc损失率远小于未加植酸的损失率,平均少损失48.91百分点。因植酸是天然抗氧化剂,添加0.03%植酸后可控制橙子打浆中的Vc损失,从而可起到保护剂的作用。
表4 经不同压榨打浆工序后橙汁Vc的损失率 %
从表5可以看出,不同灭菌条件对橙汁Vc损失率均有一定的影响。灭菌时间为5 min时,灭菌温度为95℃的Vc损失率较85,90,100℃分别低11.89,0.45,3.11百分点;灭菌时间为15 min时,灭菌温度95℃的Vc损失率较85,90,100℃分别低12.76,0.32,7.76百分点;灭菌时间为25 min时,灭菌温度为95℃的Vc损失率较85,90,100℃分别低 13.25,0.66,8.41 百分点;灭菌时间为35 min时,灭菌温度为95℃的Vc损失率较 85,90,100℃分别低 13.42,1.50,8.43 百分点,说明灭菌最佳温度为95℃。灭菌温度为95℃,灭菌时间为15 min的Vc损失率较5,25,35 min分别低5.43,0.99,4.65百分点。所以,橙汁Vc损失率最小的灭菌条件是95℃灭菌15 min,损失率仅为3.02%,且橙汁经过保温检验,产品质量很好,无败坏症状。
表5 不同灭菌条件下橙汁的Vc损失率 %
以往研究探讨空气对Vc含量的影响,通常设天数为变量[6]。而本试验设分钟数为变量,探究短时间内空气暴露对Vc含量变化的影响,结果表明,橙子去皮处理过程中,暴露空气30min,Vc损失严重;30min以后,橙子的Vc损失率变化小。在处理过程中由于橙子物料广泛接触空气,氧气使不稳定的Vc发生氧化作用,因此,30min的暴露时间是橙子去皮暴露的极限。一般研究认为,热烫工序会促进水果中Vc的氧化作用,随着加热温度的升高,氧化速度加快[7-8]。本试验结果表明,热水热烫处理中随着温度的升高和时间的延长,橙子的Vc损失率逐渐变大。但高愿军等[3]研究表明,高温短时热烫会使水果中的Vc含量有所提高。本研究也表明,在微波热烫工序中,40%火力微波热烫40~60s,可使Vc含量提高1.09%~1.34%。微波对Vc的保护效果可能与物料内部加热、升温迅速、干燥时间短有关[9-10],同时,Vc在微波热烫中无水溶物损失,且在热烫过程中酶的活性得到充分抑制[7]。其还可能与橙子中还原性成分增加、结合态成分被释放出来等因素有关[11]。
有研究表明,抗氧化剂能够控制水果打浆中Vc的损失,植酸作为一种天然食品抗氧化剂,对水果中Vc具有保护作用[12]。这与本试验中在橙子上的应用相一致。此外,本试验还改进了试验方案,进一步探讨了研磨法与搅拌机打浆法对橙汁Vc损失的影响。结果表明,研磨法对Vc损失的影响小,而搅拌机的金属搅拌头中的金属离子对Vc的氧化作用造成干扰[13]。高愿军等[3]研究表明,草莓在90℃下灭菌15 min效果最好。而本试验的橙汁灭菌,采用95℃灭菌15 min时灭菌效果最好,损失率仅为3.02%。这可能与不同水果类型及成熟度差异有关。
根据本试验结果,可得出橙汁加工的最佳工序及参数为:新鲜橙子挑选→去皮暴露(暴露时间小于30min)→快速清洗→热烫消毒(40%火力微波热烫40~60s)→压榨打浆(加入0.03%植酸且使用研磨法)→自然澄清→上清液装袋→密封→灭菌(95℃热水灭菌15 min)→短时冷藏保存→成品。
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