果汁柠檬干护色工艺优化

黄纯哲 高伟 姚淑敏 郭春晓 郭芬芬 李冠喜

摘要 [目的]优化果汁柠檬干的护色工艺。[方法]采用不同的果实切片厚度、处理温度及护色剂处理果汁柠檬干，研究其对果汁柠檬干褐变度的影响。[结果]保护柠檬干色泽的最佳条件为选择3 mm切片，处理温度宜控制在 70  ℃，不同护色剂的最佳处理浓度分别为：柠檬酸2.0%、L-半胱氨酸0.3%、CaCl21.5%、植酸2.0%，其护色效果表现为柠檬酸>L-半胱氨酸>CaCl2>植酸。[结论]采用适宜的果实切片厚度、处理温度及护色剂能有效延缓和阻止果汁柠檬干的褐变。

关键词 果汁果干;护色;柠檬干

中图分类号 TS 255.42  文獻标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）08-0144-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.040

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Optimization of the Color-protecting Technology on Dried Lemon in Juice Processing

HUANG Chun-zhe 1，GAO Wei 2，YAO Shu-min 1 et al （1.College of Life Science，Qufu Normal University，Qufu，Shandong 273165;2.Linyi Qiwei Canned Food Co.，Ltd，Pingyi，Shandong 273306）

Abstract [Objective]To optimize the color-protecting technology of dried lemon in juice processing.[Method]Dried lemon juice was treated with different fruit slice thickness，treatment temperature and color protectants，and its effects on the browning degree of dried lemon juice were studied.[Result]Perfect color-protecting condition of dried lemons in juice processing was to select 3 mm slices and control at 70  ℃.The optimal treatment concentration of different color-protecting reagent were citric acid 2.0%，L-cysteine 0.3%，CaCl2 1.5%，phytic acid 2.0%，and their color-protecting effect were：Citric acid > L-cysteine > CaCl2 > Phytic acid.[Conclusion]The browning of dried lemons in juice processing can be effectively delayed and prevented by proper fruit slice thickness，treatment temperature and color protectant.

Key words Dried fruit with juice;Color-protecting;Dried lemon

果干是我国特有的优质传统美食，以各类水果、蔬菜为主要原料，经过糖水腌渍或煮制后，进行烘烤干燥而成的具有特殊风格和独立口味的糖制品。水果果干加工工艺主要包括原料果选择、清洗、切片、护色、干燥、回软等。其中，护色是至关重要的一步，水果果干的色泽变化会直接影响其感官、营养和食用品质 [1-2]。传统果干属于高糖果干，含糖量通常高于60%，是将鲜果通过冲洗、切片、糖渍、干制等工艺流程制作的水果干制品。水果果干应严格保证颜色鲜明透亮，果干外观表面清洁干爽，略有黏性，含水量不得高于20%。目前，随着生产力的进一步发展和人们物质生活水平的飞速提高，人们开始关注饮食生活健康，更加关心食品质量、外观和营养等。传统果干由于生产工艺老旧、生产设备低端，往往存在着糖分流失严重、果干褐变、风味不佳、含硫量高等问题，这使得传统果干在休闲食品领域遇到了瓶颈。

现在，人们对水果干制品提出了更高要求，由传统的高糖果干转为追求低糖分、低硫、养分含量高、外观诱人、原汁原味的果干。与市场中常见的传统果干不同，果汁果干开创性地将多种生果榨取果汁，并按照不同水果的酸甜比设计配方，精心调配注入果干，既保持了水果的原汁原香原色，又比传统加糖果干更加健康安全，符合广大消费者的心理需求和健康消费趋势。色泽是影响果汁果干商品性的主要因素，果汁果干色泽的恶变主要体现在储运过程中发生的褐变，而褐变受多种因素影响。在加工过程中护色尤为重要，护色的效果直接影响企业效益。

柠檬为芸香科柑橘属植物，是一种口感鲜美、风味诱人的水果，柠檬果实含有丰富的营养物质，富含多种维生素、蛋白质、还原糖，还有谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸等人体必需氨基酸，以及磷、氮、钾和镁等矿物质 [3]。新鲜柠檬因其味道极酸，适宜加工成果汁饮料或其他制品，同时可以保存较长时间 [4]。近年来，用柠檬作为原料果生产的各种食品受到人们的广泛青睐，如柠檬饮料、柠檬干和柠檬奶茶等。柠檬干是经典的柠檬加工产品，其加工工艺和贮藏过程都极易发生褐变，引发褐变的原因主要是美拉德反应和氧化酚醛树脂导致的非酶促褐变 [5]，这种褐变会严重影响柠檬干的外观、组织形态特征和食用品质，甚至还会导致营养成分大幅流失，诱发食品变质。赖氨酸等人体必需氨基酸，很容易在美拉德反应中流失，从而降低柠檬干的蛋白质营养成分含量 [6-7]。

因此，人们开始探寻更多的方法维持水果干制品原有的色泽和感官品质，减少水果干储存期间的褐变。目前，果干生产加工护色常采取的方式主要包括：在加工过程中对原果进行护色;热处理灭活酶促褐变所需的酶（如多酚氧化酶和过氧化物酶）可以减少酶促褐变;控制氧气浓度和pH;添加护色剂等 [8-9]。如朱春华等 [10-11]研究表明，护色剂对柠檬干加工和贮藏过程中褐变有抑制效果。笔者以柠檬干为研究对象，探究果汁果干的护色方法，以及切片厚度、温度及护色剂等对柠檬干颜色指标的影响，旨在寻找保持柠檬干色泽的最佳方案。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器 柠檬：临沂奇伟罐头食品有限公司。主要仪器：电热恒温干燥箱、紫外可见分光光度计、电子分析天平、恒温水浴锅、高速冷冻离心机。药品：柠檬酸、CaCl2、植酸、L-半胱氨酸（食品级）、蒸馏水、乙醇。

1.2 褐变度的测定

采用文献[12]的方法测定褐变度，以吸光度表示褐变度。

1.3 果实切片厚度设置

选用结构紧致、表皮光滑、水分饱满的新鲜柠檬作为原料 [13]，将挑选好的柠檬清洗晾干，用切片机分别横切成厚度为2、3、4和5 mm的切片。然后将相同厚度的柠檬片单层平铺于干燥箱的物料盘中，70  ℃条件下进行干燥，每隔一定时间称取一次质量，当柠檬片含水量降低至10% 时停止干燥，制成果干，测定褐变度。

1.4 烘干温度梯度设置

将洗净的柠檬用切片机沿横轴切成厚度为3 mm 的圆片，选择大小相似的柠檬片放到托盘上，单层平铺，分别在干燥温度为50、60、70、80  ℃条件下进行热风干燥，直至柠檬片含水量降至10%，测定其褐变度。

1.5 护色剂浓度设置

护色剂浓度梯度设计见表1。将柠檬片切成3 mm 厚度，分别置于不同浓度的护色溶液中浸泡30 min后，沥干3 min [14]。将经过浸泡的柠檬片平铺在热风干燥箱中，于70  ℃干燥，干燥4 h [15]后测定褐变度。

1.6 护色剂对比设置

根据“1.5”的结果，将3 mm厚度的柠檬片分别用4种最佳浓度

护色剂进行护色处理，并以去离子水作为对照（CK），浸泡30 min后，沥干3 min，然后于70 ℃干燥4 h制成果干，测定褐变度。

2 结果与分析

2.1 切片厚度对柠檬干色泽的影响

由图1可知，随着切片厚度的增加，柠檬干的褐变度先减小后增大，并在3 mm 处有最小值，褐变度仅0.20。综上可知，柠檬切片厚度在3 mm 时，柠檬干颜色较好。

2.2 烘干温度对柠檬干色泽的影响

不同厚度的柠檬片在不同温度下制得的干片颜色变化情况相似，选择切片厚度为3 mm 的柠檬片进行分析，结果见图2。由图2可知，当温度在50～70 ℃时，随着温度升高，柠檬干褐变度降低;70 ℃时，柠檬干褐变度最低，色泽最好;而当温度在70 ℃以上时，柠檬干脱水严重发生劣变，褐变度增大。由此可知，柠檬片烘干温度宜控制在70 ℃。

2.3 护色剂浓度对柠檬干色泽的影响

2.3.1 不同浓度柠檬酸对柠檬干褐变的影响。

由图3可知，柠檬酸对抑制柠檬干褐变有明显效果，当柠檬酸浓度在1.0%～2.0%时，柠檬干褐变度显著下降，其中浓度在2.0%时护色效果最好，褐变度仅0.033。当柠檬酸浓度高于2.0%时，柠檬酸护色效果降低。

2.3.2 不同浓度植酸对柠檬干褐变的影响。

由图4可知，不同浓度植酸对柠檬干褐变程度的抑制效果不同，浓度为1.0%～2.0%时柠檬干褐变度下降，在2.0%时降至最低，当植酸浓度继续增大时，褐变度反而增大，可能与植酸本身颜色有关。因此，植酸的适宜浓度为2.0%。

2.3.3 不同浓度 L-半胱氨酸对柠檬干褐变的影响。由图5可知，L-半胱氨酸在不同浓度下对柠檬干褐变抑制程度不同，在浓度为0.1%～0.3%时褐变度呈下降趋势，在0.3%时褐变度降至最低，之后逐渐增大。因此，L-半胱氨酸的适宜浓度为0.3%。

2.3.4 不同浓度CaCl2对柠檬干褐变的影响。

由图6可知，不同浓度CaCl2对柠檬干的护色效果不同，隨着CaCl2浓度的升高，柠檬干褐变度呈先减后增的趋势，1.5% CaCl2时达到最佳抑制效果。因此，CaCl2适宜浓度为 1.5%。

2.4 不同护色剂的护色效果比较

从图7可以看出，未经护色处理的 CK 褐变度最大，而经过护色处理的柠檬干的褐变度均小于 CK ，即4种护色剂对柠檬干褐变均能起到一定的抑制效果，且护色效果表现为柠檬酸>L-半胱氨酸>CaCl2>植酸，其对应的最佳浓度分别为2.0%、0.3%、1.5%、2.0%。

3 讨论

影响柠檬干色泽变化的因素较多，如柠檬的品种、成熟度、生长环境及氧气、光照等，因此需要更加深入地探索果干的褐变机理，开展从果实选择、制作处理到包装、储存、运输、销售等食品生产过程的进一步全方位研究 [16]，探索发现更加安全高效的褐变控制措施。

该研究分别从切片厚度、温度、护色剂3个方面探究了其对柠檬干褐变度的影响，结果表明，切片厚度是影响柠檬干色泽的重要因素，当果实切片较薄时，果干表面水分逸出多，会迅速下降至美拉德反应的合适范围，致使果干色泽不佳、褐变度大。当切片厚度为3 mm 时非酶促褐变少，护色效果较佳，柠檬干呈淡黄色，有光泽，且具有柠檬滋味。随着切片厚度继续增大，烘干速度变慢，柠檬干光泽降低，褐变度增加。这与葛帅等 [17]在切片厚度对柠檬片热风干燥特性及相关品质的影响的研究结论一致。

柠檬鲜果富含有机酸、VC、糖类、矿物质等，在烘干过程中，高温条件会使糖类化合物发生焦糖化反应，致使柠檬干颜色变暗。该试验结果表明，温度是影响柠檬干色泽的重要因素，柠檬干经热风干燥后褐变度有所上升，温度越低，烘干时间越长，颜色变化越明显，原因可能是果实水分降低、叶绿素在受热过程中分解，糖褐变使亮度降低。而温度过高会使柠檬干色泽发生劣变，且随温度升高褐变程度愈加严重，这主要是由于高温条件下美拉德反应或焦糖化反应引起非酶褐变。与其他温度相比，70 ℃处理的柠檬干褐变度较低，色泽俱佳，保持了柠檬的光泽和口感。这与王蓉蓉等 [12]的柠檬片热风干燥特性及品质的研究结论相一致。

非酶褐变是导致柠檬干在制作过程中褐变的主要原因，其中包括美拉德反应、酚类物质氧化变色、焦糖化褐变和抗坏血酸褐变 [18-19]。通过单因素试验发现不同护色剂或者同一护色剂在不同浓度下对柠檬干的护色效果不同。总体观察护色剂对于柠檬干褐变的抑制效果，得知2.0%柠檬酸护色效果最佳，其他3种护色剂的护色效果依次为0.3%L-半胱氨酸、1.5% CaCl2和2.0%植酸，这与李鹤等 [20]利用响应曲面法研究模拟复合护色剂对柠檬干褐变抑制率的影响得出的结论一致。

色泽是柠檬干的重要特征品质之一，褐变不仅降低柠檬干的感官品质，更可能意味着使其滋味遭到破坏和营养成分流失，甚至产生有毒有害物质。切片厚度、温度和护色剂都是影响柠檬干褐变的重要因素，该研究结果表明，在柠檬干加工处理过程中，切片厚度宜选择3 mm，干燥温度在70 ℃最佳，不同护色剂护色效果依次为柠檬酸>L-半胱氨酸>CaCl2>植酸。护色作为食品加工的一项关键性技术，被广泛应用于各类食品加工领域，是今后的研究重点。该研究主要从褐变度角度分析探讨了各外界因素对柠檬干色泽的影响，其他因素以及内部因素如柠檬本身含有的有机酸对酶促褐变的影响有待进一步研究。

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