荔枝果实干制加工的热烫和无硫护色工艺

高志强 沈夏筠 林育钊 曾玲珍 林河通

摘  要：荔枝是我国南方一种重要的热带、亚热带水果，具有较高的营养价值和商业潜力。然而，在高温高湿季节，采后荔枝果实极易发生腐烂变质、果皮褐变、病原菌侵染等品质劣变现象。因此，荔枝果实除鲜食外，常被加工成不同的商业产品，特别是荔枝果干。干制荔枝由于干制加工时间较长，易发生果皮褐变，导致其外观色泽、产品质量和风味丧失，最终限制荔枝加工业的可持续发展。因此，有必要开发一种安全的、有效的干制加工工艺，以延缓干制荔枝果皮褐变，稳定荔枝果皮外观色泽，提高干制荔枝的产品品质。有研究报道，热烫和无硫护色液可以通过钝化多酚氧化酶活性，進而减缓园艺产品在干制加工过程中发生酶促褐变，从而提高产品质量。然而，未见关于利用安全护色技术延缓荔枝果实干制加工过程中果皮褐变发生和稳定其外观品质的研究报道。因此，为控制荔枝果实在热风干制过程中发生褐变，研究干制荔枝果实加工的热烫和无硫护色工艺。通过L（3）正交试验设计，研究不同浸酸热烫（热烫温度、热烫时间和柠檬酸浓度）和不同无硫护色液（柠檬酸、氯化钠和抗坏血酸）对荔枝果皮多酚氧化酶活性的钝化作用，分析干制荔枝果实加工的最佳浸酸热烫和无硫护色工艺参数。结果表明：当热烫温度为95℃，热烫时间为3 min，柠檬酸浓度为0.3%时，荔枝果实的热烫效果最佳;当无硫护色液配比为0.2%柠檬酸+2.0%氯化钠+0.3%抗坏血酸时，对荔枝果实干制品的护色效果最好。因此，上述适宜工艺参数能有效控制荔枝果实干制过程中的果皮褐变，较好地保持荔枝果实干制产品的品质。

关键词：荔枝;果实;干制;热烫;无硫护色中图分类号：TS255.36      文献标识码：A

Technologies of Blanching and Sulfur-free Color-protecting in Litchi Fruit During Drying Processing

GAO Zhiqiang， SHEN Xiajun， LIN Yuzhao， ZENG Lingzhen， LIN Hetong

1. College of Food Engineering， Zhangzhou Institute of Technology， Zhangzhou， Fujian 363000， China; 2. College of Food Science， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China; 3. Key Laboratory of Postharvest Biology of Subtropical Special Agricultural Products （Fujian Agriculture and Forestry University）， Fujian Provincial Universities， Fuzhou， Fujian 350002， China; 4. Institute of Postharvest Technology of Agricultural Products， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China

Litchi fruit， with the high nutritive value and commercial potential， is an important tropical and subtropical fruit in south China. However， the harvested litchi fruit is prone to quality deterioration such as rot occurrence， pericarp browning and pathogen infection in high temperature and high humidity seasons. Thus， litchi fruit is often processed into different commercial products in addition to fresh-eating， especially dried litchi. Due to the long drying processing time， the dried litchi is highly susceptible to serious pericarp browning development， resulting in the loss of appearance color， product quality and fruit flavor of the dried litchi， and eventually limit the sustainable development of litchi processing industry. Therefore， it is necessary to develop a safe and effective drying processing technology for the dried litchi fruit to delay pericarp browning， stabilize appearance color and improve quality of the dried litchi fruit. Some studies reported that the technologies of blanching and sulfur-free color protection liquids could effectively control the occurrence of enzymatic browning during drying processing by inactivating the activity of polyphenol oxidase （PPO）， and thus improve the product quality of the dried horticultural products. However， there are few reports on delaying pericarp browning development and maintaining appearance quality in the dried litchi during hot-air drying processing by using the safe color-protecting technology. Therefore， in this study， in order to control the pericarp browning of litchi fruit during hot-air drying， the technologies of blanching and sulfur-free color-protecting in litchi fruit during drying processing were studied. An L（3） orthogonal experimental design was used to investigate the effects of different blanching conditions such as blanching temperature and blanching time with different concentration of citric acid， and different sulfur-free color protection liquids including citric acid， sodium chloride （NaCl） and ascorbic acid， on the inactivation of PPO in the pericarp of litchi fruit， which would help to obtain the optimal parameters of blanching and sulfur-free color-protecting in litchi fruit during drying processing. The results displayed that the blanching temperature 95℃， blanching time 3 min and 0.3% citric acid were the optimum blanching conditions for dried litchi fruit during processing. Additionally， the application of the sulfur-free color protection liquids including 0.2% citric acid， 2.0% NaCl and 0.3% ascorbic acid for litchis revealed the best color-protecting of dried litchis. The data indicated that the above optimized parameters could effectively suppress the occurrence of pericarp browning in litchi fruit during drying processing， and thus maintain the better quality of dried litchi fruit.

litchi; fruit; drying; blanching; sulfur-free color-protecting

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.03.021

荔枝（ Sonn.）属于无患子科，是我国南方特色的热带、亚热带水果。由于荔枝果实具有独特芳香、果皮色泽鲜艳、果肉鲜美多汁、营养丰富，有较高的商业潜能和市场价值，因此深受消费者的喜爱。然而，荔枝果实主要成熟和采收于高温高湿季节，采后极易发生果实腐烂、果皮褐变、病原菌侵染等品质劣变现象，严重制约了荔枝果实采后贮藏保鲜和远距离商业运输。有研究报道，采后荔枝果实在低温（2～5℃）条件下仅可保鲜约20 d，这不利于采后荔枝果实的远距离运输和销售。因此，采后荔枝果实除鲜食之外，常被加工成不同产品，例如荔枝果干、荔枝罐头、荔枝果醋、荔枝果酒、荔枝果汁、荔枝蜜饯和冷冻荔枝等。其中，荔枝果干作为荔枝干制品的最主要加工产品，约占所有荔枝加工产品的80%以上。然而，荔枝果干因干制过程时间长，极易发生褐变，这严重导致荔枝果干外观色泽差、产品品质下降、风味不佳等问题，一定程度上阻碍了荔枝果干加工产业的发展。因此，很有必要开发安全、有效的干制荔枝果实处理工艺，以控制荔枝果实干制过程褐变发生、稳定荔枝果实干制品的外观色泽，最终提高荔枝干制品的品质。

有研究报道，热烫和无硫护色技术可通过钝化果蔬多酚氧化酶（PPO，是引起酶促褐变的关键酶）活性，从而有效控制果蔬加工过程中酶促褐变的发生、提高果蔬加工产品的品质。热烫和无硫护色技术除了有效钝化果蔬PPO活性外，还能有效排除果蔬组织中的氧气，从而抑制果蔬组织中酚类物质的酶促氧化褐变，最终达到控制果蔬加工过程中褐变发生的目的。胡柏耿等研究发现，鲜切薯条经过85℃下热烫120 s、90℃热烫90 s或95℃下热烫90 s处理，都能有效钝化薯条PPO活性，控制薯条褐变的发生，保持鲜切薯条品质。刘园等等研究認为，桃果实经蒸汽热烫处理80 s后，能有效抑制桃果实PPO活性、控制桃果实褐变发生，从而较好保持桃果实的色泽品质。另外，刘佩等研究报道，荔枝果实经过复合保鲜剂（40 μmol/L油菜素内酯、35 mmol/L曲酸）浸泡3 min后，可有效抑制荔枝果皮PPO活力、保持荔枝果实外观品质。张凯悦等研究发现，复合护色剂（0.22%柠檬酸+0.15%抗坏血酸+0.50% D-异抗坏血酸钠）在黄冠梨果汁加工过程能起有效的护色作用，控制黄冠梨果汁褐变的发生，从而提高黄冠梨果汁的营养品质和感官特性。MAHAYOTHEE等研究表明，由甘油、酸和/或海藻糖所组合的抗褐变剂结合渗透处理，可有效抑制荔枝果肉PPO活性，控制荔枝果肉干制过程的褐变发生，从而提高荔枝果肉干制品的品质。然而，关于热烫和无硫护色技术控制干制荔枝果实的褐变发生和提高其外观品质的研究尚未见报道。因此，开发操作简便、利于推广的干制荔枝果实护色工艺技术很有必要。

本研究考察不同热烫条件（温度、时间）和不同浓度的无硫护色液（柠檬酸、抗坏血酸、氯化钠）对荔枝果实果皮PPO钝化的影响，在此基础上，进一步探究浸酸（柠檬酸）热烫优化工艺及混合无硫护色液的最佳成分配比，以达到控制荔枝果实干制过程中褐变的目的，为干制荔枝果实的热烫和无硫护色工艺提供参考。

材料与方法

 材料

1.1.1  材料及处理  采摘自福建省漳州市龙海九湖荔枝园的八成熟上‘乌叶’荔枝果实，于采摘当日用冷藏车运送至实验室（福州），放置于5℃的冷库中保存备用。挑选色泽相近、大小均一、无机械损伤、无病虫害的新鲜果实进行实验。

1.1.2  仪器与设备  KL-UP-UV-5超纯水机，台湾艾柯公司;722型可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司;AL104分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司;6LH-70型果蔬烘干机，福建省安溪佳友茶叶机械厂;ADC1系列全自动色差计，北京辰泰克仪器技术有限公司;HH-4水浴锅，常州国华电器有限公司。

 方法

1.2.1  热烫工艺试验设计  干制荔枝果实加工的热烫工艺试验设计在相关文献的基础上进行研究。

将挑选的荔枝果实分别浸泡在不同温度（80、85、90、95、100℃）热水中处理2 min，分别测定荔枝果皮PPO活性，筛选出最适的热烫温度。

根据所筛选出的最适热烫温度，将荔枝果实分别在90℃热水中热烫1、2、3、4、5 min，分别测定荔枝果皮PPO活性，筛选出最适的热烫时间。

在上述所筛选出的最适热烫温度和热烫时间的基础上，选取适当的热烫温度（90、95、100℃）和热烫时间（1、2、3 min），结合浸酸（柠檬酸浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%）进一步研究这3个因素对荔枝果皮PPO活性钝化的影响，通过L（3）正交试验设计，对上述3个工艺参数进行优化。每组试验重复3次，结果取其平均值。通过极差分析、方差分析确定最佳的干制荔枝果实加工热烫工艺参数。具体的各因素及水平见表1。

1.2.2  无硫护色工艺试验设计  干制荔枝果实加工的无硫护色工艺试验设计在相关文献的基础上进行研究，选择柠檬酸、NaCl和抗坏血酸作为无硫护色液。

将荔枝果实浸泡在不同浓度的柠檬酸浓液（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）中30 min，测定其果皮PPO活性，确定最适的柠檬酸浓度。

将荔枝果实浸泡在不同浓度的抗坏血酸浓液（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）中30 min，测定其果皮PPO活性，确定最适的抗坏血酸浓度。

将荔枝果实浸泡在不同浓度的NaCl浓液（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）中30 min，测定其果皮PPO活性，确定最适的NaCl浓度。

基于上述3种不同护色液对荔枝果皮PPO活性钝化的试验结果，采用L（3）正交试验设计，研究不同浓度的柠檬酸（0.1%、0.2%、0.3%）、抗坏血酸（0.1%、0.2%、0.3%）、NaCl（1.0%、1.5%、2.0%）的无硫护色液配比对70℃下热风干制荔枝果实外观果皮色差a值的影响，以优化无硫护色工艺参数。每组试验进行3次重复，结果以其平均值表示。通过极差和方差分析，得出干制荔枝果实加工的最佳无硫护色工艺参数。具体的各因素及水平见表2。其中，色差a值计算如下：

△= –

式中：表示干制前荔枝果实的果皮色差a值;表示干制完成后荔枝果实的果皮色差a值。

1.2.3  荔枝果皮PPO活性的测定  从10个荔枝果实中取1 g果皮，参考林福兴等的方法进行测定果皮PPO活性，以反应体系的值在每分钟内变化1定义为一个酶活性单位（U），其结果用U/mg表示。

1.2.4  荔枝果皮色差值的测定  随机挑选5个不同荔枝果实，每个果实均匀挑选3个部位，用色差计测定荔枝干制前后的果皮色差值，并计算△值，每个试验重复5次。

  数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件对所得数据进行作图，采用SPSS 16.0软件对数据进行差异显著性分析。

结果与分析

干制荔枝果实加工的热烫工艺条件

2.1.1  不同热烫温度对荔枝果皮PPO活性的影响  由图1可知，荔枝果皮PPO活性随着热烫温度的升高而呈现下降趋势。当热烫温度为25～90℃时，荔枝果皮PPO活性快速下降;当热烫温度为90～100℃时，荔枝果皮PPO活性下降较为缓慢。从中可以看出，当热烫温度大于90℃时，荔枝果皮PPO活性基本上被钝化，能有效控制荔枝果皮褐变的发生。因此，干制荔枝果实的热烫温度需要高于90℃，且最佳热烫温度范围为90～100℃。

2.1.2  不同热烫时间对荔枝果皮PPO活性的影响  从图2可知，荔枝果皮PPO活性随着热烫时间的延长而下降。当热烫时间为0～3 min时，荔枝果皮PPO活性快速降低，说明此时对果皮PPO活性具有较大的钝化作用;当热烫时间为3～5 min时，荔枝果皮PPO活性下降趋势不明显。然而，考虑到长时间的热烫处理会破坏荔枝果实营养成分，且容易导致果皮发生褐变，因此热烫时间选择1～3 min。

2.1.3  浸酸热烫工艺优化  荔枝果皮中酚类物质被PPO氧化而产生黑褐色物质，这一过程为酶促褐变。热烫处理可通过钝化荔枝果皮PPO活性，以達到控制荔枝果皮褐变发生的目的。

极差分析，即直观分析，是以每个因素的平均极差作为基础，进而找到确定影响指标的重要因素，最终找到因素水平的最佳组合。由表3结果可知，对荔枝果皮PPO活性钝化的影响程度排序为热烫温度>热烫时间>柠檬酸浓度，最优组合为ABC。另外，由表4可知，热烫温度及热烫时间显著影响荔枝果皮PPO活性，因此这2个因素是主要因素;然而，柠檬酸浓度对荔枝果皮PPO活性的影响不显著，是次要因素。

综上，干制荔枝果实的热烫最佳工艺组合为：热烫温度95℃、热烫时间3 min和柠檬酸浓度0.3%。

  干制荔枝果实加工的无硫护色工艺条件

2.2.1  不同柠檬酸浓度对荔枝果皮PPO活性的影响  由图3可知，随着柠檬酸浓度的不断升高，荔枝果实的果皮PPO活性表现出整体下降趋势。当柠檬酸浓度为0%～0.3%时，荔枝果实的果皮PPO活性快速下降;当柠檬酸浓度超过0.3%～0.5%时，荔枝果实的果皮PPO活性变化不大。因此，采用柠檬酸对干制荔枝果实进行无硫护色处理时，所用浓度为0.1%～0.3%。

2.2.2  不同抗坏血酸浓度对荔枝果皮PPO活性的影响  由图4可知，当抗坏血酸浓度为0%～0.3%时，荔枝果实的果皮PPO活性加速降低;当抗坏血酸浓度为0.4%时，荔枝果实的果皮PPO活性缓慢上升;当抗坏血酸浓度为0.5%时，荔枝果实的果皮PPO活性快速降低，且与抗坏血酸浓度为0.3%时的果皮PPO活性基本一致。因此，采用抗坏血酸对干制荔枝果实进行无硫护色处理时，所用浓度为0.1%～0.3%。

2.2.3  不同NaCl浓度对荔枝果皮PPO活性的影响  由图5可知，荔枝果皮PPO活性随着NaCl浓度的升高而呈现整体下降趋势。当NaCl浓度为0.5%时，荔枝果皮PPO活性下降较少;当NaCl浓度为0.5%～2.0%时，荔枝果皮PPO活性快速下降;当NaCl浓度为2.5%时，荔枝果皮PPO活性略有升高。考虑到NaCl会残留在荔枝果实上，过高浓度会影响风味，不适合采取较高浓度的NaCl对荔枝果实进行无硫护色处理。因此，NaCl浓度选择为1.0%～2.0%。

2.2.4  无硫护色工艺优化  在亨特均匀表色系统中，a值表示色泽红/绿，a值越大表示色泽越鲜红，褐变程度越低。通过无硫护色液浸泡可稳定荔枝果皮外观色泽，△a值越小，说明果皮褐变越不易发生，外观色泽变化越小。由表5的极差分析结果中可看出，NaCl对荔枝果皮无硫护色效果最好，其次是抗坏血酸，柠檬酸的影响最小，且最优组合为ABC。另外，由表6可知，NaCl和抗坏血酸浓度对荔枝果皮△a值具有显著的影响，因此这2个因素是主要因素;然而，柠檬酸浓度对荔枝果皮△a值不具有显著的影响，因此这个因素是次要因素。

综上可知，干制荔枝果实加工的无硫护色工艺最佳条件为柠檬酸浓度为0.2%、NaCl浓度为2.0%、抗坏血酸浓度为0.3%。

 讨论

酶促褐变是果蔬干制过程中发生褐变的主要形式。酶促褐变是指果蔬中的酚类物质在PPO等酚酶的作用下和O充分接触，进而生成黑褐色物质的过程。果蔬在干制过程中极易发生褐变，从而降低果蔬干制品的外观品质和商业价值。在生产上，常使用热烫与护色等技术抑制或钝化PPO等酚酶的活力，从而控制果蔬干制过程中的褐变现象、较好保持果蔬干制品的外观品质。热烫可除去果蔬组织中的部分氧气，能一定程度上杀灭果蔬表面的微生物，最终达到降低褐变发生和稳定品质的目的;同时，热烫还具有成本较低、操作简便、无污染等特点。李彦丽等研究表明，100℃蒸汽热烫或沸水热烫都能有效抑制百合酚酶（例如PPO）活力，从而控制百合褐变发生。另外，高晴等研究发现，热烫联合半胱氨酸浸泡预处理马铃薯，可降低其薯条产品中的丙烯酰胺含量，还能较大保持薯条的风味品质。陈波伟等研究报道，夏秋茶鲜叶经0.04%护绿剂C烫漂（100℃）处理后，能提升其超微茶粉的外观色泽，进而提高茶粉品质。本研究发现，热烫处理能抑制荔枝果实的果皮PPO活性，从而控制荔枝果实干制过程中果皮褐变的发生;另外，浸酸（柠檬酸）结合热烫处理也能有效控制干制荔枝果实果皮褐变的发生，有利于稳定荔枝果实干制品的品质。本研究还发现，当浸酸（柠檬酸）浓度为0.3%时，结合95℃的热烫温度、3 min的热烫时间，能有效钝化荔枝果皮PPO活性和控制干制荔枝果实的果皮褐变。

此外，柠檬酸、抗坏血酸、NaCl、植酸等常被用于农产品干制加工的无硫护色，可有效抑制PPO活性，最终达到控制褐变发生、稳定产品外观色泽的目的。张壹钦等研究报道，复配护色液（包含0.15%柠檬酸、0.50% NaCl、0.15%异抗坏血酸和0.20%乙二胺四乙酸）能有效维持莲藕外观白嫩明亮，提升产品质量。韦保耀等研究表明，配比为0.7% NaCl +0.6%柠檬酸+0.3%抗坏血酸的护色液能有效钝化淮山片PPO活性，较好保持干制淮山片的外观色泽和品质。本研究发现，荔枝果实经配比为0.2%柠檬酸、2.0% NaCl和0.3%抗坏血酸的无硫护色液护色后，可有效抑制荔枝果实中的果皮PPO活性及荔枝果实干制加工过程中的果皮褐变，保持较低的荔枝果皮△a，较好保持荔枝果实干制品的外观颜色和品质。

综上，热烫温度95℃、热烫时间3 min和柠檬酸浓度0.3%是控制荔枝果实干制过程中果皮褐变发生的最佳热烫工艺条件;0.2%柠檬酸+ 2.0% NaCl+0.3%抗坏血酸的无硫护色液是控制荔枝果实干制过程中果皮褐变发生、较好地保持荔枝果实干制品外观果皮色泽的最佳无硫护色工艺条件。

参考文献

1. JIANG X J， LIN H T， LIN M S， CHEN Y H， WANG H， LIN Y X， SHI J， LIN Y F. A novel chitosan formulation treatment induces disease resistance of harvested litchi fruit to in association with ROS metabolism[J]. Food Chemistry， 2018， 266： 299-308.