不同干燥方式對贛南臍橙片非酶褐變和品質的影響

摘 要：為研究不同干燥方式對贛南臍橙片非酶褐變的影響，采用熱風干燥、熱泵干燥、微波真空干燥、真空冷凍干燥4 種方式處理臍橙片，將制得的成品在25℃ 下貯藏8 個月，定期測定非酶褐變評價指標的變化情況。結果表明：干制臍橙片的褐變指數和5-羥甲基糠醛含量分別為：熱風干燥（20.38 和44.79 μg·g?1）＞熱泵干燥（17.67 和32.41 μg·g?1）＞微波真空干燥（12.53 和12.72 μg·g?1）＞真空冷凍干燥（5.79 和6.21 μg·g?1），隨著貯藏時間的延長，2 個指標含量均呈現遞增趨勢；還原糖、L-抗壞血酸和總酚含量分別為：熱風干燥（14.52 g·hg?1、24.85 mg·hg?1、6.87 mg·g?1）＜熱泵干燥（21.49 g·hg?1、43.28 mg·hg?1、9.56 mg·g?1）＜微波真空干燥（29.54g·hg?1、67.29 mg·hg?1、12.46 mg·g?1） ＜ 真空冷凍干燥（ 39.36 g·hg?1、82.18 mg·hg?1、15.60mg·g?1），隨著貯藏時間的延長，3 個指標含量均呈現遞減趨勢。綜上，微波真空干燥和真空冷凍干燥對臍橙片的非酶褐變具有較好的控制效果，其中真空冷凍干燥制備的產品品質最佳，相關營養成分的損耗最少。

關鍵詞：贛南臍橙；干燥方式；非酶褐變；褐變指數；5-羥甲基糠醛

中圖分類號：S666.4 文獻標志碼：A 文章編號：0253?2301（2024）11?0037?07

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.11.006

臍橙Citrus sinensis Osb. var. brasliliensis Tanaka為蕓香科柑橘亞科柑橘屬橙類[1]。我國是世界上臍橙種植面積最大的國家，主要種植區域為江西、四川、重慶、湖北、湖南、廣西、廣東等地[2]。其中，贛南臍橙因其色澤橙紅鮮麗、香氣濃郁、果肉鮮甜微酸、細膩多汁，富含維生素、膳食纖維、類黃酮、有機酸和氨基酸等多種營養組分，被列入中國國家地理標志性產品， 占全國臍橙產量的40%[3]。至今為止，贛南臍橙多以鮮銷為主，采后的臍橙果實經過保鮮和包裝處理便會運送至全國各地進行銷售，然因其存在銷售期短、出口量低、不耐貯藏，運輸流通損耗大，產量過剩等現實問題，每年仍有大量贛南臍橙因腐爛變質被丟棄造成資源浪費和環境污染[4]。因此，研究贛南臍橙的深加工技術，開發臍橙相關產品，有助于增加臍橙資源的利用率，提升其附加值。

目前，臍橙的加工技術和產品多圍繞果汁、果酒、果醬、果糕、果脯和干制果片等方向展開[5]。有學者研究發現，將新鮮臍橙全果進行切片處理，經熱風干燥方式制得的臍橙片，不僅因脫水濃縮而保留了臍橙濃郁的風味，還具備便于運輸、貯藏和攜帶的優勢[6]。盡管干制臍橙片具有一定的市場潛力，但相關的研究文獻卻相對較少。過往試驗發現，熱風干制的臍橙片存在色澤加深，褐變現象嚴重等問題，不僅造成其感官品質下降，還可能引起營養組分的流失，從而影響其銷售[6]。在低于100℃的干燥和貯藏條件下，食品中出現的非酶褐變現象，主要由美拉德反應、L-抗壞血酸氧化降解、多酚類化合物的氧化縮合引起[7]。因此，采用不同干燥方式處理臍橙片，研究其非酶褐變相關指標的變化情況，對改善臍橙片的褐變現象和提升感官品質有積極作用。

本研究采用熱風干燥、熱泵干燥、微波真空干燥及真空冷凍干燥4 種方式處理鮮切臍橙片，對比分析不同干燥方式制得的臍橙片在8 個月貯藏期內的褐變指數、褐變相關成分（還原糖、L-抗壞血酸、5-羥甲基糠醛、總酚）含量的變化情況，探討不同干燥方式對臍橙片非酶褐變的影響，以期篩選出合適的加工手段，為贛南臍橙的褐變控制和精深加工提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

贛南臍橙，購自江西省贛州市龍南市平樂果園，果實直徑在7 cm 左右，成熟度為七成至八成，果實表面無機械損傷和病蟲害，且試驗原料為同一批次，采后貯藏在4℃ 冰箱中。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 主要試劑

檸檬酸、L-抗壞血酸、草酸-EDT 酸、濃鹽酸、硫代巴比妥酸、福林-酚顯色劑、碳酸鈉（分析純），中國醫藥集團有限公司；沒食子酸、5-羥甲基糠醛（標準品），上海阿拉丁生化科技有限公司。

1.2.2 主要儀器

FA-1 004 型電子分析天平（昆山金珂華貿易有限公司）；FC-D2139L 型果蔬切片機（方太廚具有限公司）；ORW2S-3Z 型微波真空干燥設備（南京澳潤微波科技有限公司）；DSH-7 真空冷凍干燥機（北京博醫康實驗儀器有限公司）；DHG-9240A 型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣科學儀器有限公司）；YG-KRK 熱泵干燥機（東莞市永淦節能科技有限公司）；手持色差計CR-400（日本柯尼卡美能達有限公司）；LRH-21CU600 型電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實驗儀器有限公司）；UV-1600PC 型紫外-可見分光光度計（賽默飛世爾科技中國有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 贛南臍橙片干燥工藝流程

新鮮贛南臍橙→果實篩選→鮮果清洗→切去果實的首尾兩端→取中段切片→漂燙護色處理→瀝干→熱風干燥/真空冷凍干燥/微波真空干燥→干制臍橙片→用鋁箔袋包裝封口→成品

從相同批次的臍橙中挑選出無病蟲害、無機械損傷、無腐爛、形狀相似、顏色均勻和大小相近的果實，用純凈水洗凈表面灰塵和污漬，瀝干水分。沿橫徑將臍橙首尾兩端切除棄用，取其中段，用切片機切成厚度為5 mm 左右的臍橙片，選取直徑為7 cm 左右的臍橙片進行下一步處理。將臍橙片置于90℃ 的蒸餾水中高溫漂燙滅酶90 s，取出后置于護色劑（1% 檸檬酸）溶液中，于室溫下浸泡15min，其中浸泡料液比（w/v）為1∶2，浸泡結束后取出瀝水3 min，并進行隨機分組。分別采用熱風干燥、熱泵干燥、微波真空干燥、真空冷凍干燥4 種方式處理漂燙護色后的臍橙片，直至臍橙片中的水分含量為10% 左右，停止干燥。

具體干燥條件如下，（1）熱風干燥：干燥溫度為60℃，風速為1.2 m·s?1；（2）熱泵干燥：設備內干燥溫度為60℃，風機轉速1.2 m·s?1；（3）微波真空干燥：設置微波功率2.0 kW，真空度71.6 kPa；（4）真空冷凍干燥：將臍橙片置于-20℃ 冰箱中預凍12 h 后進行凍干，設置凍干機的冷阱溫度為?50℃，真空度為0.75 kPa。

將不同干燥方式制得的臍橙干片用鋁箔袋包裝封口，得到成品。取上述干燥方式制得的成品，于25℃ 下貯藏，測定其在8 個月內的褐變指數、還原糖、L-抗壞血酸、5-羥甲基糠醛和總酚的含量，平均每兩個月取1 次樣，進行測定。

1.3.2 褐變指數的測定

使用手持色差計測定干制臍橙片的色差值L*、a*、b*，根據下列公式計算臍橙片的褐變指數BI（Browning Index，BI）[8]。

BI = [100（x0：31）]=0：172

式中x=（a*+1.75L*）/（5.645L*+a*?3.012b*）。

1.3.3 還原糖含量的測定

干制臍橙片中的還原糖含量的測定方法參照3，5-二硝基水楊酸（ 3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）比色法[9]。以葡萄糖濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為y=0.543 6x?0.102 4（R 2 =0.999 6），據此計算干制臍橙片中還原糖的含量。

1.3.4 L-抗壞血酸含量的測定

參照Liu 等[10]的測定方法，稍作調整。稱取粉碎后的干制臍橙片2.5g，制備樣液，取樣液1 mL 依次加入4 mL 草酸-EDTA 溶液、1.5 mL 3% 偏磷酸-醋酸溶液、2 mL5% 硫酸溶液和2 mL 5% 鉬酸銨溶液，定容至25mL 容量瓶中，于30℃ 下恒溫水浴20 min，取出靜置1 h，于700 nm 處測定并記錄吸光值。以L-抗壞血酸濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為y = 0.952 4 x±0.077 3（R2 = 0.999 3），據此計算干制臍橙片中L-抗壞血酸的含量。

1.3.5 5-羥甲基糠醛含量的測定

參照UdomkunP 等[11]的測定方法，稍作調整。稱取粉碎后干制臍橙片4.0 g，制備樣液，取1 mL 樣品溶液，依次加入8.5 mL 的濃鹽酸、7 mL（0.03 mol·L?1）硫代巴比妥酸溶液，混勻后，于40℃ 恒溫水浴30 min，冷卻至室溫，定容至25 mL 容量瓶中，于414 nm處測定并記錄吸光值。以5-羥甲基糠醛濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為y=0.024 7x±0.001 1，R2=0.999 4，計算出待測樣品中5-羥甲基糠醛的含量。

1.3.6 總酚含量的測定

采用福林-酚比色法[12]測定總酚含量。稱取粉碎后的干制臍橙片樣品2.0g，制備樣液，取樣液加入1 mL 的福林-酚顯色劑及3 mL 的20% 碳酸鈉溶液，混勻，于 50℃ 水浴反應30 min，在765 nm 處測定吸光值。以沒食子酸濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，得到線性回歸方程為y = 0.001 6 x±0.047 3（R2 = 0.999 2），據此計算干制臍橙片中總酚的含量。

1.4 數據統計分析

所有樣品均做3 次重復試驗，以3 次試驗的平均值±標準差顯示。采用Excel 2019 和SPSS 20.0軟件進行統計學分析和顯著性檢驗，并用 Origin8.5 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對臍橙片褐變指數的影響

褐變指數的高低可體現干制臍橙片的非酶褐變程度。由表1 可見，在第0 個月時，4 種干燥方式處理的臍橙片BI 排序為：熱風干燥（20.38）＞熱泵干燥（17.67）＞微波真空干燥（12.53）＞真空冷凍干燥（5.79），褐變色澤由深到淺依次排列，處理間BI 差異達顯著水平（P＜0.05），且在8 個月貯藏期內，這種排列順序未發生變化。此外，每種干燥方式制得的成品隨著貯藏時間的延長，褐變指數均呈現遞增趨勢。其中，貯藏8 個月后，熱風干燥制得的臍橙片BI 達到35.41，顏色呈棕褐色，褐變程度嚴重，產生了不愉悅的氣味，不具備可食用性；真空冷凍干燥制得的臍橙片BI 為13.46，顏色呈金黃色，褐變程度不明顯，且保留了部分臍橙香氣。由此可見，相較于其他3 種干燥方式，真空冷凍干燥最有利于臍橙片原有色澤的保持，能最大程度減少褐變帶來的外觀和風味上的不利影響。

2.2 不同干燥方式對臍橙片還原糖含量的影響

還原糖是非酶褐變反應的重要評價指標之一。由圖1 可見，在第0 個月時，4 種干燥方式制得的臍橙片還原糖含量排序為： 熱風干燥（ 14.52g·hg?1）＜熱泵干燥（21.48 g·hg?1）＜微波真空干燥（ 29.54 g·hg?1）＜真空冷凍干燥（39.36 g·hg?1），處理間還原糖含量差異達顯著水平（ P＜0.05），且在8 個月的貯藏期內，這種排列順序未發生變化。隨著貯藏時間的延長，4 種干燥方式制得的臍橙片還原糖含量均呈遞減趨勢。由此可見，與真空低溫干燥方式相比，高溫有氧加熱干燥方式使臍橙片中的還原糖損耗程度更嚴重。

2.3 不同干燥方式對臍橙片L-抗壞血酸含量的影響

L-抗壞血酸的降解反應是非酶褐變的主要反應之一。由圖2 可見，在8 個月的貯藏期內，4 種干燥方式制得的臍橙片L-抗壞血酸的含量排序為：熱風干燥＜熱泵干燥＜微波真空干燥＜真空冷凍干燥。在貯藏8 個月后，熱風干燥制得的臍橙片L-抗壞血酸濃度極低，僅有5.63 mg·hg?1；真空冷凍干燥制得的臍橙片L-抗壞血酸含量為82.18mg·hg?1， 在貯藏8 個月后， 其含量降至35.23mg·hg?1，顯著高于另外3 種干燥方式制得的臍橙片（ P＜0.05）。由此可見，在貯藏過程中，4 種干燥方式制得的臍橙片中L-抗壞血酸均出現大幅度下降。

2.4 不同干燥方式對臍橙片5-羥甲基糠醛含量的影響

5-羥甲基糠醛非酶褐變反應的重要中間產物，是非酶褐變反應的重要參考指標。由圖3 可見，真空冷凍干燥（6.21 μg·g?1）和微波真空干燥（ 12.72μg·g?1）這兩種方式制得的臍橙片中，5-羥甲基糠醛生成量顯著低于熱風干燥（ 44.79 μg·g?1）和熱泵干燥（ 32.41 μg·g?1）制得的樣品（ P＜0.05）。隨著貯藏時間的延長，5-羥甲基糠醛的含量呈現遞增趨勢，表明在貯藏過程中，美拉德反應和L-抗壞血酸氧化降解反應在持續進行。當貯藏至第8 個月時，熱風干燥制得的臍橙片中5-羥甲基糠醛的含量高達114.69 μg·g?1，顯著高于真空冷凍干燥制得的臍橙片中5-羥甲基糠醛的含量（30.68±1.17）μg·g?1。

2.5 不同干燥方式對臍橙片總酚含量的影響

由圖4 可見，在第0 個月時，真空冷凍干燥制得的臍橙片總酚含量是熱風干燥、熱泵干燥和微波真空干燥的2.27、1.63 和1.25 倍，其總酚含量得到了較好的保留。隨著貯藏時間的延長，4 種干燥方式制得的樣品總酚含量均呈現不同程度的下降趨勢，但其變化幅度不如5-羥甲基糠醛和L-抗壞血酸的變化幅度大。在8 個月的貯藏期內，采用真空冷凍干燥制得的臍橙片，其總酚含量減少了6.01mg·g?1；相比之下，熱風干燥制得的樣品總酚含量變化幅度較小，僅減少了2.43 mg·g?1。

3 討論與結論

本研究以贛南臍橙為原料，采用熱風干燥、熱泵干燥、微波真空干燥、真空冷凍干燥4 種干燥方式處理鮮切臍橙片，對比研究不同干燥方式制得的臍橙片在8 個月貯藏期內的褐變指數、褐變相關成分（ 還原糖、L-抗壞血酸、5-羥甲基糠醛、總酚）的變化情況。

褐變指數BI 能有效反映干制臍橙片的褐變程度，是衡量產品顏色深淺的指示性參數。褐變指數越高，表示產品的色澤越深，褐變現象越嚴重[13]。本試驗結果顯示，4 種干燥方式制得的臍橙片褐變指數BI 和5-羥甲基糠醛的含量的變化情況為：熱風干燥＞熱泵干燥＞微波真空干燥＞真空冷凍干燥，且隨著貯藏時間的延長，2 個指標含量均呈現遞增趨勢，在8 個月的貯藏期內，4 種干燥方式制得的臍橙片中褐變指數BI 和5-羥甲基糠醛含量均呈現顯著差異性（ P＜0.05）。有學者在評估微波真空膨化干燥、熱風干燥、微波聯合熱風干燥和真空冷凍干燥處理新疆駿棗脆片的試驗中，也發現了褐變指數BI 呈現出相似的變化規律[14]。出現這種現象的是因為真空冷凍干燥在真空和低溫條件下，快速凍結了臍橙片中的水分，使水分由固態直接升華為氣態，這種低溫、低壓的干燥環境減少了臍橙片中易褐變物質的生成，從而抑制了褐變反應的進行，減少產品顏色的加深[15]。5-羥甲基糠醛是果糖和葡萄糖在高溫或者酸性條件下，經加氫或脫水生成的醛類化合物，也是兩類主要非酶褐變反應（美拉德反應和L-抗壞血酸降解反應）的特征性中間產物，其生成量的高低與褐變速率呈正相關性，是非酶褐變反應的關鍵評價指標之一[16]。有研究者在龍眼干制試驗中也發現，真空冷凍干燥制得的龍眼干中5-羥甲基糠醛的含量顯著低于熱風干燥制備的產品[17]。出現這種結論是因為，臍橙屬于L-抗壞血酸和總糖含量較高的水果，相較于微波真空干燥和真空冷凍干燥兩種干燥方式，熱風干燥和熱泵干燥具備高溫、有氧的加工條件，這種加工條件加快了美拉德反應和L-抗壞血酸氧化降解的速率，反應速率的加快進一步促進了中間產物5-羥甲基糠醛的累積[18]。

還原糖、L-抗壞血酸和總酚含量為：熱風干燥＜熱泵干燥＜微波真空干燥＜真空冷凍干燥，隨著貯藏時間的延長，3 個指標含量均呈現遞減趨勢，在8 個月的貯藏期內，4 種干燥方式處理的臍橙片中還原糖、L-抗壞血酸和總酚含量均呈現顯著差異性（ P＜0.05）。還原糖屬于羰基類化合物，在食品的加工和貯藏過程中，它可作為反應前驅物，與食品中的氨基類化合物（如蛋白質、多肽和氨基酸等）發生美拉德反應，生成棕褐色物質，引起褐變[19]。有研究表明，相較于熱風干燥和熱泵干燥兩種高溫加熱的干燥方式，微波真空干燥縮短了干燥時間，真空冷凍干燥降低了干燥溫度，這兩種干燥方式從不同角度控制了美拉德反應的發生條件和反應速率， 從而減少了還原糖的損耗[20]。L-抗壞血酸又名維生素C，對光、熱和溫度均較為敏感，在食品的加工中極易被氧化降解，經脫氫、脫羧和聚合生成多聚體，最終生成有色物質，引起食品體系的非酶褐變[21]。冉思婷等[22]采用熱風、微波、真空冷凍干燥處理火龍果果皮粉，試驗發現，真空冷凍干燥制得的火龍果果皮粉中L-抗壞血酸的含量為42.22 mg·hg?1，顯著高于微波干燥和熱風干燥制得的樣品（ P＜0.05），該結果與本試驗結果相似。由此推斷出現這種結果的原因是，與微波真空干燥和冷凍真空干燥相比，熱風和熱泵干燥因高溫且有氧的條件，會使L-抗壞血酸經脫氫、內酯開環水解、再進一步降解生成木糖酮或3-脫氧戊糖酮，降解的生成物還可與美拉德反應的中間產物發生交互作用，致使L-抗壞血酸含量下降，生成棕褐色物質，從而引起褐變[23]。多酚類化合物是鮮果中廣泛存在的一類有益于人體健康的營養組分，這類物質結構復雜，化學性質活潑，易被氧化，生成強活性親電子的醌類物質，與食品中的其他物質進一步反應，生成棕褐色物質，引起褐變現象，破壞臍橙片的色澤和風味[24]。推斷本試驗結論的原因可能是，在前期干燥過程中，高溫和氧氣聯合作用，創造了有利的反應條件，致使大部分多酚類化合物已被氧化降解，而相較于L-抗壞血酸和其他非酶褐變反應的中間產物，后續25℃的貯藏條件下，多酚類化合物更不易被氧化降解，從而使其損耗速度適當變緩[25]。綜上所述，相較于熱風干燥和熱泵干燥，微波真空干燥和真空冷凍干燥對臍橙片的非酶褐變具有更好的控制作用，其中真空冷凍干燥制的樣品品質最佳，但其存在耗時長，生產成本高的缺陷。本研究拓寬了贛南臍橙的干燥方式，為生產高品質的干制臍橙片提供了新的思路，下一步可以考慮采用聯合干燥方式，以期加工出能耗少、褐變度低的優質產品。

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（責任編輯：柯文輝）

基金項目：廈門市重大科技計劃項目（3502Z20211006）。