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《食品科学》:华中农业大学潘思轶教授等:超高压和热处理对低糖柑橘酱品质及流变特性的影响
2023-05-28 20:03:54 479
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果酱是常见的水果深加工制品,由果浆、蔗糖、柠檬酸和果胶熬制而成,具有营养丰富、口感醇厚的特点。柑橘(Citrus L.)富含L-抗坏血酸、类胡萝卜素和多酚等生物活性成分,具有抗氧化、抗炎、降血脂等功效,是加工果酱的良好原料。

华中农业大学食品科学技术学院的吴思宇、徐 阳、潘思轶*等采用传统热处理和超高压处理低糖柑橘酱,比较两种方法对低糖柑橘酱品质及流变特性的影响,以期为提高低糖柑橘酱的品质、优化其生产工艺提供科学的指导。

1、超高压和热处理对柑橘酱理化指标的影响


超高压及热处理对柑橘酱理化指标的影响如表2 所示。与未处理组相比,热处理和超高压处理后两种柑橘酱的可溶性固形物质量分数、pH值、总糖质量分数、可滴定酸质量分数和总黄酮含量没有显著性差异 (P>0.05),而总酚含量均显著下降(P<0.05),经热处理、超高压处理后脐橙酱的总酚含量分别下降了 7.34%、13.67%,而蜜橘酱的总酚含量减少得更多,分别减少了15.32%、41.41%。

2、超高压和热处理对柑橘酱感官品质的影响


由表3可以看出,超高压组与热处理组柑橘酱色泽方面存在显著差异(P<0.05),超高压组柑橘酱样品色泽得分均最高,脐橙酱平均得分为12.70,蜜橘酱平均得分为12.80。而热处理组脐橙酱及蜜橘酱的色泽得分均较低,分别为8.80和9.00,这说明热处理柑橘酱褐变较明显,与色泽测定结果一致。此外,超高压组和未处理组在柑橘酱口感方面也有显著差异(P<0.05),超高压组样品口感得分更高,脐橙酱平均得分为26.90,蜜橘酱平均得分为26.10,表现为样品口感更加细腻、清爽。综上所述,超高压组柑橘酱的综合品质均优于热处理组,能够很好地保留果酱的感官品质。

3、超高压和热处理对柑橘酱微生物指标的影响


由表4可知,未处理脐橙酱中菌落总数为 (3.15±0.12 )( lg( CFU/g )),霉菌数量为 (2.17±0.24)(lg(CFU/g))。未处理蜜橘酱中菌落总数为(3.64±0.07)(lg(CFU/g)),霉菌数量为(2.84±0.15)(lg(CFU/g))。所有柑橘酱样品经热处理(100 ℃、30 min)和超高压处理(500 MPa、 10 min)后均无微生物检出,符合GB/T 22474—2008 《果酱》食品卫生标准(菌落总数不高于104 CFU/g, 霉菌数量不高于150 CFU/g),表明热处理和超高压处理均可有效杀灭柑橘酱中的微生物。

4、超高压和热处理对柑橘酱色泽的影响


由表5可知,与未处理组相比,超高压处理显著增加了脐橙酱和蜜橘酱的L*、a*、b*值,而热处理则显著降低了L*、b*值。超高压处理脐橙酱、蜜橘酱 的∆E分别为1.70、1.40,均小于2,说明超高压处理对柑橘酱色泽影响不明显,而热处理后的∆E均大于2,且脐橙酱的∆E更大,为3.64,说明热处理使柑橘酱样品发生视觉可见的颜色变化,特别是脐橙酱。两种柑橘酱在杀菌处理前后的外观状态如图1所示,与未处理组相比,热处理组柑橘酱发生褐变,黄色加深,而超高压组柑橘酱更好地保持了原有的橙色。

5、超高压和热处理对柑橘酱流变特性的影响

静态流变特性


由图2可知,在0.1~100 s-1整个剪切速率范围内, 脐橙酱和蜜橘酱的流变曲线均凸向原点,其黏度均随剪切速率的增大而降低,表现出假塑性流体特有的剪切稀化现象。在低脂牛奶果酱的研究中也有类似现象。Bezerra等曾报道称百香果原浆的剪切稀化现象越明显,说明其黏度越大。因此,与未处理组相比,超高压和热处理均增加了柑橘酱的黏度,且热处理后黏度增加幅度更大。

触变性变化


由图3可知,所有样品的剪切应力上行曲线均凸向剪切应力轴并无限接近于原点,说明样品的触变性较好。其中热处理的滞后环面积较大,尤其是脐橙酱,这可能与样品果胶含量差异有关。由于热处理时果胶分子与其他物质形成大范围的三维网状结构,当剪切速率减小时,因果胶分子未及时恢复形变而出现较大面积的滞后环,严勇强等研究超高压与热处理对火龙果汁流变特性的影响时也发现类似现象。而超高压组样品的触变环较小,说明与热处理相比,超高压处理样品的稳定性更好。这可能是超高压未能完全钝化果胶甲酯酶(PME),残留的PME可催化高甲氧基果胶为低甲氧基果胶,后者可通过交联形成更稳定的三维网状结构,从而提高了体系的稳定性。

动态流变特性


由图4可知,在整个频率扫描范围(0.1~100 rad/s) 内,两个模量均有轻微的频率依赖性,所有样品的G’与G”随着角频率的增加而增加,G’始终高于相对应的 G”,说明所有柑橘酱样品以弹性性能为主,具有弱凝胶性质,这与郑炯等的研究结果相似。而不同品种柑橘酱之间动态流变行为存在差异,可能是果肉中果胶含量及其他多糖含量不同所致。对于脐橙酱而言,在整个频率扫描范围(0.1~100 rad/s)内,未处理组 的G’从177.25 Pa增加到973.95 Pa,G”从73.82 Pa增加到 461.55 Pa,热处理组的G’从757.2 Pa增加到4 390.5 Pa, G”从304 Pa增加到2 202 Pa,而超高压组的G’从375.5 Pa 增加到2 641.5 Pa,G”从160.6 Pa增加到1 120.5 Pa。对于蜜橘酱而言,在0.1~100 rad/s的频率扫描范围内,未处理组的G′则从287.1 Pa增加到1 763 Pa,G”从108.3 Pa增加到666.4 Pa,热处理组的G′从670.1 Pa增加到5 075 Pa, G”从248.3 Pa增加到1 998 Pa,超高压组的G′从361.3 Pa增加到2 058 Pa,G”从132.6 Pa增加到790 Pa。以上数据显示,所有热处理组及超高压组的G’均大于未处理组。

6、超高压和热处理对脐橙酱和蜜橘酱质构特性的影响

由表6可知,与未处理组相比,超高压处理可以显著降低柑橘酱的硬度、黏性、胶着度以及咀嚼度 (P<0.05),而热处理组无显著变化。张晶等在研究超高压处理对燕麦淀粉颗粒特性的影响时也发现类似现象。硬度是指牙齿间用来咬破食物所需的最大力,一般来说,超高压处理的果蔬制品普遍变软。

结论

结果显示,超高压和热处理均显著降低了柑橘酱的总酚含量,脐橙酱的总酚含量分别降低13.67%、7.34%,蜜橘酱则分别降低 41.41%、15.32%。与未处理组相比,热处理使两种柑橘酱发生明显褐变,总色差(∆E)均大于2,超高压处理则显著提高了两种柑橘酱的亮度(L*值)(P<0.05)。所有柑橘酱样品均为剪切稀化的假塑性流体,储能模量(G’)和损耗模量(G”)随振荡频率的增加而增大,呈现频率依赖性,且G’始终大于相对应的G”,表现为以弹性为主的黏弹体特征。就脐橙酱而言,在0.1~100 rad/s范围内,热处理组G’最大(757.2~4 390.5 Pa),超高压组G’次之(375.5~2 641.5 Pa),未处理组G’最小(177.25~973.95 Pa);蜜橘酱数据变化趋势类似。此外,与热处理相比,超高压组的柑橘酱的硬度、胶着度和咀嚼度更小,口感更细腻。综上,超高压处理柑橘酱的品质更好,本研究可为新型果酱食品开发提供一定的参考。

1.通信作者简介


潘思轶,华中农业大学教授。现任国务院学位委员会学科评议组成员;国家柑橘产业技术体系采后处理与加工研究室主任,岗位科学家。湖北省普通高等学校跨世纪学术骨干;湖北省新世纪高层次人才;湖北省人民政府第四届咨询委员会特邀专家;湖北省科技发展计划技术领域专家组成员;中国食品科学技术学会果蔬加工技术分会常务理事;中国农学会农产品贮藏加工分会常务理事;中国农业工程学会农产品贮藏加工分会常务理事;湖北省出口农产品安全卫生监控中心技术委员会委员。

2.第一作者简介


吴思宇,华中农业大学研究生,研究方向为食品化学。

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