紅肉蜜柚果汁粉的生產工藝研究

陳雪梅+黎英+石小瓊

摘要：以閩西紅肉蜜柚為材料，探討了紅肉蜜柚果汁粉生產中的酶法取汁和噴霧干燥等問題。結果表明：紅肉蜜柚酶法取汁的最佳工藝條件為果膠酶用量0.08%，纖維素酶用量0.2%，50 ℃酶解2 h，此時的出汁率為85.8%;噴霧干燥的最佳工藝條件是40%β-環糊精為助干劑，進料流量10 mL/min，進風溫度170 ℃，出風溫度60 ℃，以產品的出粉率、維生素C含量和感官狀態為指標，所得紅肉蜜柚果汁粉的綜合評價最高。

關鍵詞：紅肉蜜柚;果汁粉;酶法取汁;出汁率;助干劑;噴霧干燥;工藝流程

中圖分類號： TS278 文獻標志碼： A

文章編號：TS2781002-1302（2015）04-0258-04

收稿日期：2014-05-29

基金項目：福建省教育廳B類科技項目（編號：JB12200）。

作者簡介：陳雪梅（1977—），女，福建龍巖人，講師，碩士，研究方向為食品加工與貯藏。E-mail：chenxuemei1977@163.com。

紅肉蜜抽是福建省農業科學院果樹研究所從平和縣琯溪蜜柚園中的芽變株系選育而成的[1]，其果肉柔軟多汁，不留殘渣，風味酸甜，不僅富含碳水化合物，有機酸，維生素B1、維生素B2、維生素C等維生素和磷、鉀、鈣等礦物質，而且具有健胃、潤肺、補血、降血脂、美容等功效[2-4]。此外，紅肉蜜柚是唯一含有番茄紅素和β-胡蘿卜素的柚子品種。紅肉蜜柚囊瓣的囊皮粉紅色，果肉淡紫紅色，汁胞的呈色色素為番茄紅素和β-胡蘿卜素，分別約為55.45 μg/g和41.10 μg/g，是琯溪蜜柚的55倍和46.8倍[1]，而β-胡蘿卜素和番茄紅素是世界上公認的強抗氧化劑，有助于清除人體內的自由基，能起到提高免疫力、延緩衰老的作用[5]?？梢?，紅肉蜜柚不僅含有普通蜜柚中的營養成分，而且保健價值更高，因此深受人們的喜愛。目前，紅肉蜜柚以鮮食為主，市場上有關柚子的加工產品很少，而紅肉蜜柚的生產具有季節性和地域性特點，因此，開發紅肉蜜柚深加工產品具有特殊的意義。通過一定的加工技術將紅肉蜜柚加工成營養豐富、食用方便的紅肉蜜柚果汁粉，既能豐富市場上果汁飲料的花色品種，又能減少柚子產區大量柚子資源的浪費，同時增加農戶的經濟效益。本研究主要探討紅肉蜜柚果汁粉生產工藝中的關鍵技術問題——果肉取汁工藝和果汁的噴霧干燥工藝，為紅肉蜜柚果汁粉的工業化生產提供一定的技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紅肉蜜柚，采自福建省龍巖市新羅區蘇坂鄉。

β-環糊精、麥芽糊精、可溶性淀粉，遠大食品添加劑有限公司（食品級）生產。

果膠酶（10萬U/g）、纖維素酶（5萬U/g），江蘇銳陽生物科技有限公司（食品級）生產。

柚皮苷酶（800 U/g），上海伊卡生物技術有限公司（生化試劑）生產。

1.2 儀器與設備

AL204電子分析天平（上海托利多儀器有限公司），WAY-32 手持式折光儀（上海物理光學儀器有限公司），MJ-BL25C3 多功能打漿機（美的電器制造有限公司），DK-S14 型電熱恒溫水浴鍋（上海森信實驗儀器有限公司），TDL-5000bR離心機（上海安亭科學儀器廠），DZF6020電熱恒溫真空干燥箱（上海索域試驗設備有限公司），實驗用小型均質機（上?？苿跈C械有限公司），6000Y型實驗室噴霧干燥機（北京林音科技有限公司）。

1.3 工藝流程

果膠酶和纖維素酶

↓

紅肉蜜柚→去皮、去囊衣、去核→果肉預煮→打漿→酶解取汁→果汁脫苦→減壓濃縮→均質→噴霧干燥 → 果汁粉

↑

助干劑

1.4 操作要點

（1）原料選擇。選用外皮完整、光滑、黃凈，長圓形的成熟純種紅肉蜜柚果實。（2）去皮、去囊衣、去核。先用水果刀沿著水平方向切去果實頭部和底部的表皮，然后沿縱向在果實腰部劃出幾條細縫，剝去外皮，去除白色海綿體，分瓣，再除去囊衣和核。（3）果肉預煮。將果肉在60～70 ℃的水中預煮 10 min[6]。預煮可鈍化內源酶的活性，具有護色作用，也能除去部分苦味，還可以抑制部分微生物[7]。（4）打漿。經預煮處理后的果肉用打漿機打成果漿。（5）酶解取汁。打漿后，在柚子果漿中添加果膠酶和纖維素酶，在一定的條件下酶解一段時間，然后90 ℃、5 min滅酶，冷卻，過濾，再5 000 r/min離心 10 min 取上層澄清果汁，即紅肉蜜柚果汁。（6）果汁脫苦。柚汁苦味的產生是由于在柚子加工取汁過程中一些天然存在的非苦味前體物質在其內源酶的作用下轉化為苦味物，從而產生加工“后苦味”?？辔吨饕獊碓从?類化合物，一類是黃酮化合物，其主要成分是柚皮苷，另一類是類檸檬苦素，其主要成分是檸堿。含有一定苦味是保持柚汁產品特有風味必不可少的，但苦味過強會導致產品苦不堪食，影響產品的質量。柑橘類果汁（橙、柑橘、柚等）的脫苦方法有很多，例如代謝脫苦、吸附脫苦、包埋脫苦、酶法脫苦、膜分離脫苦、基因工程脫苦[8]等，采用酶法脫苦具有操作簡單、脫苦條件溫和、脫苦效率高、營養成分損失少等優點[9]。本試驗于柚汁中加入 0.5 g/L 柚皮苷酶，60 ℃下脫苦90 min[9]。（7）減壓濃縮。將脫苦果汁置于真空干燥箱內，抽真空，于80 ℃進行蒸發濃縮，使果汁的固形物含量提高至20%～25%。（8）均質。根據需要添加β-環糊精、麥芽糊精等助干劑，于15 MPa高壓均質 5 min，使助干劑與紅肉蜜柚果汁充分混合，提高包埋效果。（9）噴霧干燥。將果汁預熱至60 ℃，控制果汁的進料流量，在一定的進風溫度和出風溫度下，將果汁噴霧干燥成果汁粉。

1.5 試驗方法

1.5.1 酶法取汁工藝條件的選擇 柚子果肉組織較為緊密，果肉中含有大量的果膠質和纖維素[10]，給取汁工藝帶來一定的困難。而果汁出汁率的多少直接影響飲料的生產成本，盡可能提高果肉出汁率是紅肉蜜柚果汁粉生產中要解決的問題之一。本試驗采用由果膠酶和纖維素酶組成的復合酶水解紅肉蜜柚果肉來取汁。endprint

參考果膠酶和纖維素酶的性質及相關研究資料[11-13]，采用L9（34）正交試驗，對果膠酶用量、纖維素酶用量、酶解溫度、酶解時間進行研究，因素水平見表1，以果汁出汁率為指標確定酶法提取紅肉蜜柚果汁的最佳工藝條件。

表1 紅肉蜜柚酶法取汁工藝的因素水平

水平

因素

A：果膠酶

用量（%） B：纖維素酶

用量（%） C：酶解溫度

（℃） D：酶解時間

（h）

1 0.05 0.1 40 1

2 0.08 0.2 50 2

3 0.10 0.3 60 3

果汁出汁率的計算：

出汁率=紅肉蜜柚果汁的質量紅肉蜜柚果漿的質量×100%。

1.5.2 噴霧干燥工藝條件的選擇 柚子果汁中含有較高的糖分、維生素C和呈色物質，由于果汁中所含糖分（如蔗糖、葡萄糖、果糖等）分子量小，熔點低，果汁在塔壁不易干燥或已干燥的粉粒在流動中又熔化[14]，較難噴霧成粉，而且直接噴霧干燥會造成維生素C等營養成分的損失，對果汁粉的色澤也有一定影響。通過添加β-環糊精、麥芽糊精等干燥助劑可解決此類問題。

先采用單因素試驗，對助干劑的種類和用量進行篩選，然后通過L9（33）正交試驗對噴霧干燥過程中果汁的進料流量、進風溫度和出風溫度進行研究，以果汁粉的出粉率、維生素C的損失率和感官狀態為評價指標，綜合各項指標選擇紅肉蜜柚果汁粉的噴霧干燥工藝條件。

出粉率的計算：

出粉率=果汁粉的質量噴霧干燥前料液中固形物的含量×100%。

維生素C損失率的計算：

維生素C損失率=（1-果汁粉的質量×果汁粉維生素C含量果汁的質量×果汁維生素C含量）×100%。

1.5.3 理化測定指標 采用手持折光儀法測定可溶性固形物含量，參照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》;維生素C的測定采用2，6-二氯靛酚滴定法，參照GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測定法（2.6-二氯靛酚滴定法）》。

1.5.4 果汁粉流動性的測定 參照林弘通的方法[15]進行紅肉蜜柚果汁粉流動性的測定。將漏斗鉛直放置，漏斗底下放置水平的平板，把40 g果汁粉從漏斗加入，測定果汁粉自由下落在平板上所形成錐形的底部直徑，用直徑的大小來判別果汁粉流動性的大小。直徑越大，表示流動性越好。

1.5.5 果汁粉的綜合評價標準 由10人組成測評小組，對紅肉蜜柚果汁粉進行全面評價。對產品的出粉率、維生素C含量和感官狀態進行評價，綜合各項指標，以綜合得分為最終評價指標。其中，出粉率占30分，出粉率得分=出粉率（%）×30分;維生素C含量占20分，維生素C得分=[1-維生素C損失率（%）]×20分;果汁粉的感官占50分，從色澤、質地、氣味、掛壁情況、流動性進行評價，各指標占10分，評分標準詳見表2。

表2 紅肉蜜柚果汁粉的感官評價標準

感官評價指標

色澤 質地 氣味 掛壁情況 流動性

得分

粉紅色 細膩、均勻 柚子香味 不黏壁 好 9～10

淡粉紅色 較細膩、不黏 香味淡 稍黏壁 一般 6～8

暗粉紅色 稍粗糙、黏結 無氣味 黏壁嚴重 較差 3～5

褐紅色 粗糙、有粉塊 有異味 無粉噴出 很差 0～2

2 結果與分析

2.1 紅肉蜜柚酶法取汁工藝條件的確定

紅肉蜜柚果肉中含有大量的果膠質和纖維素，在果肉破碎取汁時，果膠的溶出使果漿黏度增高，造成果汁和果渣分離困難，試驗結果表明紅肉蜜柚果肉打漿后直接過濾取汁的出汁率為65.2%，同時果汁中的混濁粒子處于穩定的高分子化合物構成的膠態體系中，因此果汁渾濁。

采用果膠酶和纖維素酶酶解提取果汁的正交試驗結果見表3。

表3 紅肉蜜柚酶法取汁的正交試驗結果

試驗號 A：果膠

酶用量 B：纖維

素酶用量 C：酶解

溫度 D：酶解

時間 出汁率

（%）

1 1 1 1 1 71.9

2 1 2 2 2 82.4

3 1 3 3 3 82.3

4 2 1 2 3 86.4

5 2 2 3 1 86.1

6 2 3 1 2 83.1

7 3 1 3 2 83.4

8 3 2 1 3 81.7

9 3 3 2 1 84.3

k1 78.9 80.6 78.9 80.8

k2 85.2 83.4 84.4 83.0

k3 83.1 83.2 83.9 83.5

R 6.3 2.8 5.5 2.7

由表3、圖1可知，各因素對紅肉蜜柚出汁率的影響次序為A>C>B>D，即果膠酶用量>酶解溫度>纖維素酶用量>酶解時間，最佳酶解工藝為A2B2C2D3，即果膠酶用量為008%，纖維素酶用量為0.2%，酶解溫度為50 ℃，酶解時間為3 h。從圖1可知，酶解時間由2 h延長到3 h時，果汁的出汁率增加較緩慢，考慮到實際生產周期，酶解時間可選擇2 h。

按果膠酶用量0.08%，纖維素酶用量0.2%，酶解溫度50 ℃，酶解時間2 h的工藝條件酶解紅肉蜜柚果漿，然后取汁，果汁的出汁率為85.8%，可溶性固形物含量為11.6%，維生素C含量為354 mg/L，果汁澄清。與打漿后直接過濾的出汁率（65.2%）相比，出汁率提高了31.6%?？梢?，采用果膠酶和纖維素酶處理果漿，可分解果肉中的果膠和纖維素等成分，其中，起主要作用的是果膠酶，果膠的分解降低了果漿的黏度，使果肉細胞中的汁液更容易滲出，從而提高了出汁率，同時果膠酶能降解果膠以及其他導致果汁渾濁的各類物質，具有澄清果汁的作用。endprint

本試驗未對酶解的最適pH值展開研究。果膠酶和纖維素酶酶解作用pH值范圍分別為3.5～6.5和4.0～5.5，最適pH值分別為5.5～6.0和4.8，柚子原汁的pH值為3.5～42，雖然不是酶解的最適pH值，但在酶作用pH范圍之內，而調節pH值會使果汁原本的粉紅色發生顯著變化，影響果汁粉的感官，因此不宜調節pH值。

2.2 噴霧干燥工藝的確定

2.2.1 助干劑的種類和用量對紅肉蜜柚果汁粉的影響 將不同種類和含量的助干劑分別添加到濃縮紅肉蜜柚果汁中，然后均質、預熱至60 ℃，控制進料流量8 mL/min，在進風溫度160～170 ℃、出風溫度60～70 ℃下進行噴霧干燥，結果如表4所示。

表4 不同助干劑對噴霧干燥效果的影響

助干劑的種類

和用量 出粉率

（%） 果汁粉維生素C含量

（mg/kg） 噴霧干燥效果

無 0 — 不成功，黏壁嚴重，產品不干，塔底積累大量濕漿

20%β-環糊精 >40 1 856 稍黏壁，產品含水量高、流動性較差、有柚子清香味

20%麥芽糊精 >40 1 885 稍黏壁，產品含水量高、稍粗糙、流動性差、稍有異味

20%可溶性淀粉 <20 1 363 黏壁嚴重，產品不干，塔底積累大量濕漿

40%β-環糊精 >75 2 098 不黏壁，產品感官好、流動性好、有柚子清香味

40%麥芽糊精 >70 2 215 不黏壁，顆粒稍粗糙、流動性一般、稍有異味

40%可溶性淀粉 >40 1 486 黏壁嚴重，產品含水量高，塔底積累較多濕漿

注：助干劑的用量以果汁中固形物含量計算，“—”表示未測定

從表4可見，不加助干劑的果汁無法噴霧成粉，β-環糊精、麥芽糊精、可溶性淀粉及其不同用量對果汁粉的出粉率、維生素C含量和噴霧干燥效果的影響不同。其中，以β-環糊精和麥芽糊精為助干劑的噴霧干燥效果較好，粉末不黏壁、流動性較好，可溶性淀粉的黏壁現象較嚴重;不同助干劑的果汁出粉率排序為β-環糊精>麥芽糊精>可溶性淀粉，并且隨著助干劑添加量的增加，出粉率也增加，當β-環糊精和麥芽糊精的用量達到40%時，出粉率可達70%以上;而維生素C含量最高的是以40%麥芽糊精為助干劑的果汁粉，其維生素C含量為2 215 mg/kg，其次是以40%β-環糊精為助干劑的果汁粉。另外，在柚汁脫苦研究中，也常使用β-環糊精進行包埋脫苦，制得的柚汁具有清香味，無異味。綜上考慮各因素，選擇40%β-環糊精作為紅肉蜜柚果汁粉的助干劑較好。

2.2.2 噴霧干燥條件的確定 以40%β-環糊精為助干劑，對噴霧干燥過程的進料流量、進風溫度和出風溫度進行正交試驗，因素水平見表5。以紅肉蜜柚果汁粉的綜合得分為指標，試驗結果如表6所示。

表5 噴霧干燥過程正交試驗的因素水平

水平

因素

A：進料流量

（mL/min） B：進風溫度

（℃） C：出風溫度

（℃）

1 8 150 50

2 10 170 60

3 12 190 70

由表6的R值可知，在所選擇的水平范圍內，各因素對紅肉蜜柚果汁粉噴霧干燥效果的影響次序為B>A>C，即進風溫度對紅肉蜜柚果汁粉的影響最大，進料流量次之，出風溫度的影響最小。表6、圖2結果表明，噴霧干燥條件的最佳組合為A2B2C2，即進料流量為10 mL/min，進風溫度為170 ℃，出風溫度為60 ℃。進料流量大、進風溫度過低，由于蒸發能力

表6 紅肉蜜柚果汁粉噴霧干燥的正交試驗結果

實驗號 A：進料流量 B：進風溫度 C：出風溫度 果汁粉的

綜合得分

1 1 1 1 68

2 1 2 2 78

3 1 3 3 73

4 2 1 2 71

5 2 2 3 80

6 2 3 1 75

7 3 1 3 65

8 3 2 1 78

9 3 3 2 74

k1 73.0 68.0 73.7

k2 75.3 78.7 74.3

k3 72.3 74.0 72.7

R 3.0 10.7 1.6

不夠，塔底積累的濕漿較多，果汁粉的出粉率低，粘壁現象嚴重，產品水分含量高、流動性較差;進料流量小、進風溫度過高，則易使果汁粉顏色變暗，同時會導致已干燥的粉粒在流動中由于低分子糖的熔化而產生粘結現象，從而降低產品的感官狀態及其流動性。出風溫度的影響雖小，但過低會使果汁粉水分含量高、出粉率低，過高則因過度受熱而導致色澤變暗和營養損失;當出風溫度與進風溫度相匹配時，不僅能提高出粉率、減少營養損失，還能縮短果汁粉的干燥過程，節約能耗。

在濃縮紅肉蜜柚果汁中添加40%β-環糊精，在進料流量為10 mL/min，進風溫度為170 ℃，出風溫度為60 ℃下進行噴霧干燥，經多次試驗驗證，紅肉蜜柚果汁粉的出粉率為（75±2）%，維生素C含量為（2 020±35） mg/kg，產品粉紅色、顆粒均勻細膩、流動性較好，具有柚子的清香味，綜合得分平均為81.5。

3 小結

采用酶法提取紅肉蜜柚果汁，在自然pH下，最佳工藝條件是果膠酶用量0.08%，纖維素酶用量0.2%，酶解溫度 50 ℃，酶解時間為2 h，此時的果汁出汁率為85.8%，可溶性固形物含量為11.6%，果汁澄清。與打漿后直接過濾取汁相比，出汁率提高了31.6%。endprint

紅肉蜜柚果汁粉噴霧干燥的優選工藝為以40%β-環糊精為助干劑，進料流量為10 mL/min，進風溫度170 ℃，出風溫度60 ℃，在此工藝條件下所得產品為粉紅色粉末，出粉率為（75±2）%，維生素C含量為（2 020±35） mg/kg，顆粒均勻細膩、流動性較好、具有柚子的清香味。但產品易吸潮，需及時包裝。

參考文獻：

[1]胡寧三，蔡盛華，陸修閩，等. 柚類新品種——紅肉蜜柚[J]. 云南農業科技，2008（5）：47-48.

[2]齊繼成.保健果品——柚子[J]. 保健食品與健康，2006（2）：44-45.

[3]張 怡，曾紹校，鄭寶東.柚子降血脂作用的研究[J]. 營養學報，2010，32（4）：406-408.

[4]任珊珊，胡延濱. 柚子可止咳平喘[J]. 農村新技術：加工版，2011（6）：72-72.

[5]但俊峰，盛雪飛，陳健初. 5種柚汁中主要抗氧化成分含量及其抗氧化能力的比較[J]. 食品科學，2008，29（7）：90-93.

[6]李 宇，孫鐘雷，聞 鳳，等. 柚子黃酮、果膠的提取及保健飲料的研制[J]. 食品工業，2012，33（6）：58-61.

[7]楊 敏，于立梅，李麗新. 華南特色袖子果汁飲料加工影響因素研究[J]. 現代農業科技，2010（23）：322-323.

[8]賴崇德，涂曉赟，張智平，等. 柑橘類果汁苦味物質去除方法的研究進展[J]. 江西科學，2007，25（6）：720-725.

[9]王鴻飛，李和生，董明敏，等. 柚皮苷酶對柑橘類果汁脫苦效果的研究[J]. 農業工程學報，2004，20（6）：174-177.

[10]劉昭明，何 仁，黃翠姬，等. 粒粒柚果汁飲料的生產工藝研究[J]. 廣西工學院學報，2002，13（1）：67-70.

[11]陳 渝，李遠志. 果膠酶和纖維素酶對菠蘿汁澄清效果的研究[J]. 食品研究與開發，2005，26（6）：61-64.

[12]王海棠，李 燕，鄒 盈，等. 果膠酶和纖維素酶對尤力克檸檬出汁率的影響[J]. 農產品加工·學刊，2010，202（3）：56-58.

[13]劉盈盈，張玉武，賀紅早，等. 復合酶法澄清余甘子果汁的工藝條件優化[J]. 江蘇農業科學，2013，41（4）：254-256.

[14]滕建文，文良娟，于 蘭，等. 龍眼粉噴霧干燥的初步研究[J]. 廣西園藝，2000，31（1）：13-14.

[15]林弘通. 乳粉制造工程[M]. 北京：中國輕工業出版社，1987：89.endprint