臍橙皮渣的快速脫苦及其餡料制備

范茜，范剛，任婧楠，潘思軼，李曉

華中農業大學食品科學技術學院/環境食品學教育部重點實驗室，武漢 430070

臍橙(Citrussinensis(L.) Osbeck)，又名甜橙、香橙，蕓香科柑橘屬植物，是世界各國主要栽培的柑橘品種。臍橙皮渣是臍橙加工業的主要殘留物，其來源廣、成本低、營養成分豐富，可作為潛在的營養來源。然而，國內外關于臍橙皮渣的研究目前主要集中在發酵、飼料、有機肥、藥物、果膠和精油成分提取等方面[1]，剩余皮渣大量被扔棄、腐爛，造成資源浪費和環境污染。隨著臍橙產量逐年增加，臍橙皮渣的開發利用顯得尤為重要。

臍橙類柑橘果實中的苦味物質較多,目前柑橘類產品的脫苦主要集中在果汁加工中，關于柑橘皮渣的脫苦技術研究較少。曾知富[2]曾在1%煮沸的碳酸氫鈉溶液中加入南豐蜜桔皮繼續煮沸15 min，雖然脫苦效果良好，但桔皮營養成分損失嚴重。滕飛等[3]通過研究鹽堿濃度、脫苦溫度、脫苦時間和漂洗脫水次數等優化出一種簡單、高效的柚子皮脫苦工藝。據趙靜等[4]報道，將龍安柚果皮浸泡在45 ℃、2%的β-環狀糊精溶液中，兩者可形成穩定的包嵌物從而達到柚皮脫苦去澀的目的。脫苦后的柑橘皮渣可作為食品原料進行各種新型產品的開發，如制成營養豐富、清香宜人的臍橙皮飲料，帶保健功效的橙皮果醬，酸甜可口的桂花型低糖橘皮果脯，酥脆可口的柑橘皮膳食纖維曲奇等[5-8]。總之，關于柑橘皮渣的資源利用與新型食品的研發將成為柑橘領域的又一研究熱點。

為尋求一種快速、簡便的脫苦方法，本研究主要探討采用超聲輔助NaCl-NaHCO3溶液對臍橙皮渣的脫苦效果，同時以臍橙皮渣為主要原料，確定添加白砂糖、食用植物油和玉米淀粉對餡料感官品質和質構特性的影響，并對臍橙皮渣餡料配方進行優化，以期為新型食品餡料的開發和柑橘副產物的利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

贛南臍橙，購于江西省贛州市安遠縣；食鹽(主要成分NaCl)、白砂糖、食用玉米淀粉(普通玉米淀粉，一級品)、食用植物油(發牌調和色拉油)均購于華中農業大學校內中百超市；三聚磷酸鈉、碳酸氫鈉(NaHCO3)購于國藥集團化學試劑有限公司。試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

AR522CN電子天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司；KQ-300DE 超聲波清洗機，昆山超聲儀器有限公司；DHG-06-100B 鼓風干燥箱，武漢市海達儀器設備有限公司；BOKING家用電磁爐，九陽股份有限公司；JP13D-800溫養破壁料理機，浙江蘇泊爾股份有限公司；TA.XT Plus物性測試儀，英國Stable Micro System有限公司。

1.3 待脫苦臍橙皮渣樣品的制備

取新鮮的贛南臍橙果皮，將外表皮磨破后使用自來水沖洗2次，切成1 cm×1 cm的方塊丁，于90 ℃熱水中加熱5 min進行滅酶處理。參考楊文俠等[6]方法，將皮渣置于0.1%的三聚磷酸鈉溶液中浸泡30 min，促進苦味物質從細胞結構中釋放，隨后使用自來水漂洗2次，瀝干水分即為待脫苦樣品。

1.4 臍橙皮渣脫苦去澀試驗

分別稱取20 g待脫苦樣品于5個100 mL離心管中，添加60 mL 4%的NaCl-NaHCO3溶液(預試驗得兩者質量比為1∶1)，在超聲功率180 W、超聲溫度60 ℃、超聲時間30 min條件下，對樣品進行脫苦處理。隨后置于自來水中浸泡2 h，取出漂洗2次，再將水瀝干，即為脫苦樣品。

單因素試驗各因素的具體條件設定為：(1)NaCl-NaHCO3含量分別為2%、3%、4%、5%、6%；(2)超聲功率分別為120、150、180、210、240 W；(3)超聲溫度分別為30、45、60、75、90 ℃；(4)超聲時間分別為15、30、45、60、75 min。

在單因素試驗基礎上，對各因素分別選取3個較優水平，然后采用 L9( 34) 進行正交試驗。

1.5 臍橙皮渣餡料的制作工藝

參考張延杰等[9]的餡料生產工藝，略作改動。將脫苦瀝水后的臍橙皮渣切成小塊置于破壁機中加入適量水(料水比1∶1)斬拌得細膩的臍橙皮渣漿，參考預試驗結果，將臍橙皮渣漿在90 ℃下煮制7 min使水分蒸發，加入白砂糖繼續炒制5 min，最后將油脂和玉米淀粉混勻呈油乳狀后加入其中，炒至餡料可抱團、不粘鍋(此過程約5 min)，即可起鍋。

1.6 餡料評價指標的確定

參考唐曉鳳等[10]的方法，略作修改。將從市場上購買的綠豆沙、黑芝麻、白蓮蓉、紅豆沙、紫薯蓉、桔香蓉共6種餡料進行感官評價并做質構分析，然后使用SPSS Statistics 20.0軟件的皮爾森相關系數雙尾檢驗(two-tailed)法對測定結果進行相關性分析，確定評價餡料品質的質構參數。

1.7 餡料TPA測試

取充分冷卻后的餡料約4.5 g，利用質構儀在設定參數下進行TPA測試，每個樣品重復測定8次，取其平均值進行統計。設定參數參考文獻[11]并略作修改：測前速度1.00 mm/s，測試速度5.00 mm/s，測后速度5.00 mm/s，壓縮率75.00%，停留時間0.5 s，觸發力5.0 g，探頭類型P/36R。

1.8 餡料混料設計試驗

采用Design Expert軟件混料設計中的D-Optimal Design方法，以臍橙皮渣漿、白砂糖、食用植物油、玉米淀粉為主要配方設計出20組試驗配方，以餡料總質量為100%計，每種成分的用量上下限設定如下：65.0%≤臍橙皮渣漿≤80.0%，15.0%≤白砂糖≤30.0%，2.0%≤食用植物油≤5.0%，1.0%≤玉米淀粉≤2.0%。在確定原料中臍橙皮渣漿、白砂糖、食用植物油和玉米淀粉對餡料的品質影響后，將餡料的硬度、膠黏性和回復性均設為最小值，經軟件分析計算得出最優組合，并進行驗證試驗。

1.9 臍橙皮渣餡料成分測定

水分測定參考GB 5009.3-2016的直接干燥法；灰分測定參考GB 5009.4-2016的食品中總灰分的測定法；蛋白質測定參考GB 5009.5-2016的凱氏定氮法；脂肪測定參考GB 5009.6-2016的酸水解法；總碳水化合物參考GB 28050-2011預包裝食品營養標簽通則計算；膳食纖維含量參考GB/T 5009.88-2008的酶重量法。

1.10 感官評定

邀請8名有感官評定經驗的食品專業研究生組成感官評定小組(男女比例1∶1)。為避免溶液中的苦味物質對感官產生影響，將脫苦樣品瀝水后在60 ℃鼓風干燥箱中烘烤1 h取出，冷卻后進行脫苦去澀感官評定，評分標準見表1。參照GB/T 21270-2007 《食品餡料》和NY/T 2107-2011《綠色食品 食品餡料》制訂臍橙皮渣餡料評分標準，并進行感官評定，評分標準見表2。

表1 臍橙皮渣脫苦效果的感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria for the debittering effect of navel orange peel

表2 餡料感官評分標準Table 2 Sensory scoring standards for fillings

1.11 數據處理

試驗數據用Excel 2016進行整理，采用SPSS 20.0和Design Expert進行數據統計分析處理，并用Origin 2017軟件作圖。采用Duncan’s法進行顯著性分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 超聲輔助NaCl-NaHCO3溶液對臍橙皮渣脫苦效果的影響

1)單因素試驗。由圖1可知，在一定添加范圍內，臍橙皮渣的感官評分隨NaCl-NaHCO3含量的增加先上升后下降，含量為4%時感官評分達到最大值，可能是此時的NaCl與NaHCO3能最大限度地促進檸檬苦素、柚皮苷等苦味物質溶出。由圖2、圖3可見，感官評分隨超聲功率、超聲時間的增加而有所提高，當功率超過150 W或超聲時間超過30 min后感官評分呈下降趨勢，可能是NaCl-NaHCO3含量過高、超聲功率過大或超聲時間過長導致分子運動加劇，細胞壁質壁分離加速使得橙皮組織形態被破壞，NaCl-NaHCO3溶液反吸到樣品中加重了鹽味或堿味。圖4中，超聲溫度越高，感官評分反而越低，可能是因為檸檬苦素、柚皮苷在水中的溶解度隨溫度升高而增大，苦味物質溶出增加又重新滲入到組織中引起苦澀味，使得感官評分不高，因此，將超聲溫度設定為30 ℃進行后續試驗。

圖1 NaCl-NaHCO3含量對脫苦效果的影響Fig.1 Effect of NaCl-NaHCO3 content on debittering

圖2 超聲功率對脫苦效果的影響Fig.2 Effect of ultrasonic power on debittering

圖3 超聲時間對脫苦效果的影響Fig.3 Effect of ultrasound time on the debittering

圖4 超聲溫度對脫苦效果的影響Fig.4 Effect of ultrasonic temperature on the debittering

2) 正交試驗。在單因素試驗基礎上，對各因子各選取3個較優水平，然后采用 L9(34) 進行正交試驗,確定臍橙皮渣脫苦去澀的最佳方案(表3)，正交試驗結果見表4。

表3 正交試驗因素水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal experimental design

表4 正交試驗結果Table 4 Results of orthogonal experiment

分析極差R可知，影響樣品感官評分的主次因素依次是超聲功率>超聲時間>NaCl-NaHCO3含量。由k值優選出超聲輔助NaCl-NaHCO3溶液的最佳脫苦工藝條件為A1B1C1，即保持超聲溫度為30 ℃，NaCl-NaHCO3含量為3%，超聲時間為15 min，超聲功率為120 W，此時感官評分為80。

2.2 餡料感官評分與TPA參數的相關性

市售6種餡料的感官評分與TPA參數的變化見表5，其相關性分析結果見表6。由表6可知，感官評分與質構儀測定的硬度(r=-0.440，P<0.01)、膠黏性(r=-0.583,P<0.01)和回復性(r=-0.466，P<0.01)均達到了極顯著的負相關性，說明餡料的硬度、膠黏性和回復性越小，其品質越好。

表5 感官評分隨餡料TPA參數的變化Table 5 Sensory score changes with filling TPA parameters

表6 餡料感官評分與TPA參數的相關性Table 6 Correlation between the sensory evaluation and TPA parameters of filling

2.3 臍橙皮渣餡料的配方優化

混料優化試驗方案見表7，單因素方差分析見表8。由表8可知，臍橙皮渣漿對餡料硬度、膠黏性影響顯著(P<0.05)，白砂糖對餡料硬度影響顯著(P<0.05)，對回復性影響極顯著(P<0.01)，而食用植物油和玉米淀粉的用量在一定范圍內對餡料的硬度、膠黏性和回復性影響不顯著(P>0.05)。由此可知，臍橙皮渣漿和白砂糖用量對餡料的質構特性影響較大。

表7 混料優化試驗方案與結果Table 7 Mixture optimization test design and results

表8 單因素方差分析Table 8 One-way analysis of variance

2.4 最優配方的確定

經軟件分析得出5組最優配方，結合實際生產情況，將配方略作調整，質構特性和感官結果見表9，樣品照片見圖5。

圖5 5組樣品的數碼照片Fig.5 Digital photos of five samples

表9 質構特性與感官結果Table 9 Texture and sensory results

分析得臍橙皮渣餡料的最優配方為：以餡料總質量為100%計，臍橙皮渣漿77.0%、白砂糖17.0%、食用植物油4.5%、玉米淀粉1.5%，此時餡料的硬度、膠黏性和回復性最小，感官評分最高。

2.5 臍橙皮渣餡料基本成分

臍橙皮渣餡料基本成分的測定結果如下：水分、灰分、蛋白質、脂肪、總膳食纖維、碳水化合物含量分別為39.80±1.41、0.34±0.00、0.35±0.01、22.20±0.28、4.43±0.06、32.85±1.63 g/100 g，能量為1 421.50±17.68 kJ/100 g。根據GB/T 21270-2007 《食品餡料》和NY/T 2107-2011《綠色食品 食品餡料》規定，焙烤食品用餡料脂肪含量需符合≤33 g/100 g，冷凍飲品用餡料≤28 g/100 g，速凍食品餡料≤30 g/100 g，該餡料脂肪含量均符合指標要求，說明生產的臍橙皮渣餡料符合健康需求。

3 討 論

柑橘類水果含豐富的黃烷酮、抗壞血酸、類胡蘿卜素、萜烯等生物活性化合物，但在榨汁、殺菌、貯藏后易出現苦味增強的現象[12]。據報道，柑橘中存在的非苦味檸檬苦素A環內酯可在酸性條件和檸檬苦素D環內酯水解酶的催化下轉變成具有強烈苦味的檸檬苦素，其中的柚皮苷在常溫下易溶于甲醇、乙醇、丙酮、熱水和堿性溶液[12-14]。楊文俠等[6]指出，碳酸氫鈉可軟化皮組織、促進檸檬苦素內酯環結構開環，NaCl可增加溶液的滲透壓促進柚皮苷等黃酮類物質的溶出。用氫氧化鈉處理水果可使苦味物質較多的乳白色外層與羥基和羧基在堿液處理過程中反應形成親水性衍生物，并在水洗過程中得以去除[15]。滕飛等[3]的沙田柚皮的鹽堿脫苦工藝研究表明，堿液對柚皮去苦澀度效果顯著，且NaCl添加量為5%且NaHCO3添加量為0.5%時，柚皮苷含量最低。目前已有較多研究證實鹽堿法脫苦具有一定效果，然而其脫苦機制還有待進一步研究[12]。若以NaCl-NaHCO3為脫苦液，超聲輔助技術法可使物質結構產生一定松動從而促使苦味物質溶出，但此過程需嚴格控制鹽堿液的濃度和超聲條件。婁瀟雨等[16]在研究超聲波輔助堿液-酶解法對柚皮的脫苦過程中發現，超聲功率過大或超聲時間過長都會致使柚皮苦味更明顯，可能是因為超聲功率增強，柚皮細胞的破壞程度增大，且長時間超聲劇烈振動導致溫度過高，超聲機械效應和空穴效應減弱；并且使用此法所需料液較多，酶價格偏高。本研究利用超聲波輔助NaCl-NaHCO3溶液法對臍橙皮渣進行脫苦，試驗結果表明在NaCl-NaHCO3溶液(二者質量比1∶1)用量為3%、超聲條件為30 ℃、120 W下超聲時間15 min時皮渣的脫苦去澀效果最佳，此時感官評分為80。用此方法進行脫苦簡單經濟、快速方便，具有一定的實用性。

一定時間的高溫炒制可以使物料在白砂糖、食用植物油和玉米淀粉的綜合作用下形成細膩爽滑、具有黏性和清香風味的餡料。利用蔗糖的高滲透壓可使餡料中水分蒸發、組織賦形，并增加餡料的黏性和凝聚性，提高風味，起到一定的防腐作用[17]。油脂是風味物質的載體，炒制后期加入油脂和淀粉可使餡料顆粒表面光滑、柔軟、酥松[18]。若油脂含量較少易引起餡料的干硬、出現裂紋，含量過高引起結構坍塌，不利于高血脂和肥胖人群食用。淀粉在食品生產中起著重要作用，如在制作果醬、罐頭、飲料等過程中添加合適直/支鏈比例的淀粉，可使糕點柔軟可口，飲品入口嫩滑[19]。有研究表明玉米淀粉比小麥淀粉更能有效維持豆沙餡的持水性，使餡料表面濕潤、柔軟細膩[20]。龔雪娟等[21]在優化傳統糯米糍配方時指出，玉米淀粉可降低產品的黏性，提高糯米糍軟化Q彈的口感。此外，用玉米淀粉制得的葡萄糖漿與其他糖類混合能提高糖的甜度、增加焙烤食品的風味，同時防止蔗糖結晶返砂[22]。質構參數也可作為客觀評價食品品質的標準。唐曉鳳等[10]采用傳統工藝研制出具有高營養價值和抗氧化活性的柿子月餅餡料，其結果表明餡料的感官品質與硬度、膠黏性和咀嚼性呈極顯著負相關(P<0.01)。陳弦[23]在研究廣式冬瓜蓉月餅品質時發現，硬度、凝聚性和回復性3個參數越小，月餅感官評分越高；且冬瓜漿、白砂糖和玉米淀粉對月餅質構特性影響極顯著(P<0.01)，食用植物油對這3個指標影響均不顯著(P>0.05)。硬度反映樣品的軟硬程度，餡料硬度越大，咀嚼所需力越大，過大時易出現粗糙難咽的情況，嚴重影響口感和消費者心理。膠黏性用于描述測試樣品的黏性，當膠黏性較大時，產品黏牙不爽口，感官品質不佳。回復性體現樣品的回彈能力，若餡料的回復性過高則不利于產品的售賣與流通。將質構分析與感官品評相結合，得到臍橙皮渣餡料的最優配方為：以餡料總質量為100%計，臍橙皮渣漿77.0%、白砂糖17.0%、食用植物油4.5%、玉米淀粉1.5%。

臍橙皮渣來源廣泛、營養豐富，將臍橙皮渣脫苦并制成餡料，既可豐富食品種類、降低配方產品的成本，又能提高臍橙的副產物附加價值。因此，如何將臍橙皮渣進行合理加工，對推動柑橘產業的未來發展和保護環境有著重大的意義。