五味子皮渣超微粉碎及其復(fù)合低糖果醬工藝研究

王晨，文連奎

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118）

五味子皮渣超微粉碎及其復(fù)合低糖果醬工藝研究

王晨，文連奎*

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118）

以五味子皮渣、人參為主要原料，采用單因素試驗及正交設(shè)計，篩選出五味子皮渣復(fù)合果醬的最佳超微粉碎和配方參數(shù)。結(jié)果表明：粉碎時間為5h、水分含量為9%、球料質(zhì)量比為3∶1、球尺寸為12mm和14 mm的球各50%，粒度小于178.2 μm的顆粒累積分布量為100%。五味子漿液與人參漿液質(zhì)量比為3∶2、加入CMC-Na為漿液的0.8%、加入白砂糖為漿液的40%，濃縮至可溶性固形物為40%時，復(fù)合果醬具有較高的穩(wěn)定性，組織均勻細(xì)膩，酸甜適口，具有輕微的五味子特有的香味和人參的天然風(fēng)味。

五味子皮渣；超微粉碎；低糖果醬；工藝

五味子（Schisandra chinensis）為木蘭科植物五味子的干燥成熟果實，別名山花椒、五味等?！缎滦薇静荨份d“五味皮肉甘酸，核中辛苦，都有咸味”，故有五味子之名［1-5］。

人參為五加科多年生植物，又稱為亞洲參，在中國東北土名“棒槌”，人參以根系入藥，含人參皂苷，是主要的藥用成分，具有愈后恢復(fù)、增強(qiáng)體力、調(diào)節(jié)荷爾蒙、降低血糖和控制血壓、控制肝指數(shù)和肝功能保健等功效。目前人參已作為新資源食品原料，現(xiàn)有人參酒、人參茶、人參糖等人參食品［6-9］。

板栗，殼斗科栗屬植物，又名栗、栗子等。栗果營養(yǎng)豐富，含有維生素C及礦物質(zhì)鉀、鋅、鐵等，現(xiàn)有板栗罐頭、板栗餅等［10-11］。

果醬是把含有果膠類水果漿、糖及酸度調(diào)節(jié)劑混合后，加溫熬制而成的凝膠食品，主要用于涂抹面包或吐司上食用，傳統(tǒng)的果醬制品含糖量一般都高達(dá)60%～65%。低糖果醬是指含糖量在45%以下的果醬，其優(yōu)點(diǎn)是突出了原果風(fēng)味和清爽的口感。近年來國內(nèi)已開始了低糖果醬方面的研究［12-13］。

高能納米沖擊磨通過罐體快速的多維擺動式運(yùn)動，使磨介在罐內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生巨大的沖擊力，可使被粉碎的物質(zhì)達(dá)到納米級，同時，提高被粉碎顆粒的均勻度。本試驗對五味子皮渣進(jìn)行超微粉碎，輔以人參、板栗研制復(fù)合低糖果醬，為五味子的深度開發(fā)提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料

干燥五味子（一級品）：購于健龍生物科技參茸特產(chǎn)商行。

鮮人參（三等品）：購于撫松萬良人參市場；板栗：購于長春市歐亞超市；白砂糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）：食品級，市售。

1.2主要儀器設(shè)備

OK1092打漿機(jī)：佛山市順德區(qū)歐科電器有限公司；WYT-4型手持糖度計：泉州中友光學(xué)儀器有限公司；TXQ1S64b1280滅菌鍋：北京鴻泰順延科技有限公司；50AB膠體磨：溫州市甌海振業(yè)食品機(jī)械；50L-150L真空電熱熬糖鍋：安徽省蚌埠市西市區(qū)前進(jìn)路425號；BT-9300HT激光粒度分布儀：丹東百特儀器有限公司；DV-1+PRO數(shù)字式粘度計：上海尼潤智能科技有限公司；CJM-SC-B01高能納米沖擊磨：秦皇島市太極環(huán)納米制品有限公司。

1.3方法

1.3.1五味子皮渣漿液的制備

1.3.1.1工藝流程

五味子→清洗→熱浸提→打漿與去籽→烘干→超微粉碎→打漿

1.3.1.2操作要點(diǎn)

1）五味子：果實要充分成熟，色澤鮮紅，香氣濃郁。

2）清洗：對原料進(jìn)行分選，剔除成熟度較差五味子，特別是爛果粒及枯爛果梗必須除去，用流動清水多次沖洗。

3）熱浸提、打漿與去籽：1∶10（質(zhì)量比）加水，于95℃下浸提90 min，打漿去除掉漿籽，留下皮渣。

4）烘干：溫度50℃～60℃，烘干到含水量在11%以下。

5）粉碎：①粗粉五味子皮渣，普通粉碎機(jī)，最粗粒度80目～100目。②超微粉碎，按試驗設(shè)計用高能納米沖擊磨進(jìn)行超微粉碎。將物料與磨球按照一定的體積比放入高能納米沖擊磨罐內(nèi)，蓋上端蓋后擰緊螺絲，將擰好的罐體放入機(jī)器的套殼內(nèi)，用螺母固定。球磨時間到，停機(jī)開罐，用篩網(wǎng)把球料分離。過400目篩網(wǎng)后裝袋包裝，目的是防止一些分子形成軟團(tuán)聚。

6）打漿：與水以1∶8（質(zhì)量比）的比例打成漿狀。

1.3.2人參漿液的制備

選取優(yōu)質(zhì)鮮人參，用清水清洗表面雜質(zhì)。人參切片，與水以1∶6的質(zhì)量比例于打漿機(jī)中打漿3次，漿液備用。

1.3.3板栗漿液的制備

選取新鮮板栗，去殼后破碎成小塊，與水以1∶8（質(zhì)量比）的比例于打漿機(jī)中打漿3次，漿液備用。

1.3.4五味子皮渣低糖果醬制備

1.3.4.1工藝流程

五味子漿液、人參漿液、板栗漿液→混合調(diào)配→真空濃縮→裝罐→密封→殺菌→冷卻→檢驗→成品

1.3.4.2操作要點(diǎn)

1）混合調(diào)配：將五味子漿液、人參漿液按試驗設(shè)計比例配比，再與板栗漿液混合，入真空鍋中，五味子漿液、人參漿液的配比液與板栗漿液的比例是1∶1（質(zhì)量比），加熱混合漿液，以混合液為基料，邊攪拌邊加入以基料為比例的白砂糖和CMC-Na，充分溶解。

2）真空濃縮：調(diào)配液加熱，在真空度0.09 MPa下濃縮至含糖40%～45%。

3）裝罐、密封、殺菌與冷卻：濃縮液趁熱裝罐，漿液中心溫度在85℃以上時迅速密封。將密封后的產(chǎn)品于沸水中殺菌15 min～20 min，而后冷卻至室溫。

1.4五味子皮渣低糖果醬工藝試驗

1.4.1五味子皮渣超微粉碎單因素試驗設(shè)計

以平均粒徑為評價指標(biāo)，研究粉碎時間、水分含量、球料比、球尺寸等因素對五味子皮渣超微粉碎的影響，確定3個水平進(jìn)入正交試驗。

1.4.1.1不同粉碎時間對五味子超微粉工藝的影響

以水分含量9%，球料比3∶1，10 mm和12 mm的磨介球各一半，選擇4、5、6、7、8 h進(jìn)行試驗；

1.4.1.2不同的水分含量對五味子超微粉工藝的影響

以粉碎時間6 h，球料比為3∶1，10 mm和12 mm的磨介球各一半，選擇7%、8%、9%、10%、11%進(jìn)行試驗；

1.4.1.3不同球料比對五味子超微粉工藝的影響

以粉碎時間6 h，水分含量9%，10 mm和12 mm的磨介球各一半，選擇1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1進(jìn)行試驗；

1.4.1.4不同尺寸的磨介球?qū)ξ逦蹲映⒎酃に嚨挠绊?/p>

以粉碎時間6 h，水分含量9%，球料比3∶1，選擇尺寸分別為8 mm、8 mm和10 mm各一半、10 mm和12 mm各一半、12 mm和14 mm各一半和14 mm的磨介球進(jìn)行試驗。

以上單因素試驗中，球尺寸均指不同尺寸的磨介球各一半。

1.4.2五味子皮渣超微粉碎優(yōu)化試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取影響超微粉體品質(zhì)的4個主要因素，即粉碎時間、水分含量、球料比和球尺寸中的3個水平，采用L9（34）正交表，進(jìn)行正交試驗，以平均粒徑為評價指標(biāo)確定最佳超微粉碎工藝參數(shù)。

1.4.3五味子皮渣低糖果醬配方試驗設(shè)計

五味子皮渣低糖果醬配方試驗設(shè)計方案見表1。

表1　配方L9（34）正交試驗因素水平表Table 1　Factors and level of L9（34）orthogonal test

1.5分析測定方法

1.5.1感官評分標(biāo)準(zhǔn)及方法

選擇食品科學(xué)與工程專業(yè)10人組成評審小組，對調(diào)配樣品進(jìn)行評審。從色澤、香氣、滋味、涂抹性及狀態(tài)等方面進(jìn)行評定，評分標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2　感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2　Sensory rating criterria

1.5.2理化標(biāo)準(zhǔn)測定方法

可溶性固形物：折光計法（20℃）?？偹幔篘aOH滴定法。粘度：數(shù)字式粘度計法。粒度：激光粒度分布儀法。

2　結(jié)果與分析

2.1五味子皮渣超微粉碎試驗結(jié)果與分析

2.1.1粉碎時間對平均粒徑的影響

粉碎時間對平均粒徑的影響見圖1。

隨著粉碎時間的增加，五味子超微粉的粒徑逐漸減小，但超過6 h之后，粒徑變小的趨勢不是特別明顯。如果繼續(xù)延長粉碎時間，粉體粒徑不但沒有減小，反而會使一些分子形成軟團(tuán)聚，不僅沒有達(dá)到理想的要求，而且增加了生產(chǎn)的成本。因此，選擇5、6、7 h作為正交試驗的粉碎時間。

圖1　粉碎時間對超微粉體平均粒徑的影響Fig.1　The impact of superfine griding time to the average particle size of superfine powder

2.1.2水分含量對平均粒徑的影響

水分含量對平均粒徑的影響見圖2。

圖2　水分含量對超微粉體平均粒徑的影響Fig.2　The impact of moisture content to the average particle size of superfine powder

當(dāng)水分含量在7%～9%時，粉體粒徑隨著水分含量的增加而逐漸減小；水分含量大于9%時，粉體粒徑逐漸增大。因此，可以選擇8%～10%作為正交試驗的水分含量。

2.1.3球料比對平均粒徑的影響

球料比對平均粒徑的影響見圖3。

圖3　球料比對超微粉體平均粒徑的影響Fig.3　The impact of the percentage of ball and material to the average particle size of superfine powder

當(dāng)球料質(zhì)量比在1∶1～3∶1時，粉體粒徑隨著球料比的增加而逐漸減小，變化的趨勢非常明顯；球料比大于3∶1時，幾乎沒有明顯的變化，而且當(dāng)球料比大于3∶1時，雖然粉體平均粒徑減小，但是生產(chǎn)的損耗比較大，給成本帶來了不便。因此，選取質(zhì)量比2∶1～4∶1作為正交試驗的球料比。

2.1.4球尺寸對平均粒徑的影響

球尺寸對平均粒徑的影響見圖4。

圖4　球尺寸對超微粉體平均粒徑的影響Fig.4　The Impact of the ball size to the average particle size of superfine powder

當(dāng)磨介球的尺寸小于10 mm和12 mm時，粉體的平均粒徑逐漸減小，超微粉的體積達(dá)到最小。當(dāng)磨介球尺寸大于10 mm和12 mm時，粉體的平均粒徑逐漸增大，而且增大的趨勢特別明顯。這可能是因為磨介球尺寸變大，球與球之間的空隙變大，導(dǎo)致粉體體積變大。因此，選取8 mm～10 mm、10 mm～12 mm、12 mm～14 mm磨介球作為球尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.5五味子皮渣超微粉碎工藝優(yōu)化結(jié)果

五味子皮渣超微粉碎工藝優(yōu)化結(jié)果見表3。

表3　五味子皮渣超微粉碎正交L9（34）試驗設(shè)計與結(jié)果表Table 3 Schisandra chinensis skin slag superfine grinding orthogonal L9（34）experiment design and results table

表3的結(jié)果表明，各因素對五味子超微粉的影響程度由大到小依次為C>A>D>B，即為球料比、粉碎時間、球尺寸、水分含量。通過K值得出制作五味子超微粉的最佳配方組合為A3B2C2D3，經(jīng)驗證試驗在A3B2C2D3條件下的超微粉粒度最小，為16.30 μm，即粉碎時間為7 h、水分含量為9%、球料質(zhì)量比為3∶1、球尺寸為12 mm和14 mm的球各一半。在此條件下，加工成的五味子超微粉色澤鮮明，具有五味子超微粉特有的香氣，組織狀態(tài)均勻。

2.1.6五味子皮渣超微粉的平均粒徑和累計含量分布圖

五味子皮渣超微粉的平均粒徑和累計含量分布見圖5。

圖5　五味子皮渣超微粉的平均粒徑和累計含量分布圖Fig.5　Distribution of the average particle size and cumulative content of the superfine grinding of the Schisandra chinensis skin slag

其中，從圖中我們可以看出五味子超微粉的中位粒徑為17.94 μm，當(dāng)粒徑在0.153 μm～0.170 μm時，在該區(qū)間上的分布含量為0.05%，累計含量為0.05%；當(dāng)粒徑在17.05 μm～18.97μm時，在該區(qū)間上的分布含量為3.75%，累計含量為51.98%；當(dāng)粒徑在179.7 μm～200.0 μm時，在該區(qū)間上的分布含量為0.01%，累計含量為100.0%。

2.2五味子皮渣果醬配方試驗結(jié)果與分析

五味子果醬配方試驗正交試驗結(jié)果見表4。

表4　五味子果醬配方L9（34）正交試驗設(shè)計與結(jié)果表Table4　The formula of Schisandra chinensis jam L9（34）orthogonal experiment desgin and reslut table

通過R′值分析可以看出，影響五味子人參果醬的因素的主次順序為A′>C′>B′，即五味子漿液與人參漿液的質(zhì)量比、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）的添加量、白砂糖的添加量。

通過K值得出制作五味子人參果醬的最佳配方組合為A3′B2′C2′，經(jīng)驗證試驗在A3′B2′C2′條件下制得果醬口感偏酸，五味子風(fēng)味過重，感官狀態(tài)不如A2′B1′C2′，由此得出五味子人參果醬的最佳配方為A2′B1′C2′，即五味子漿液與人參漿液的質(zhì)量比為3∶2，白砂糖添加量為40%，羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）添加量為0.8%。

這是由于五味子漿液與人參漿液的不同比例直接影響到產(chǎn)品的風(fēng)味，對感官評分具有較大影響，故影響最大，而羧甲基纖維素鈉則關(guān)系到果醬的感官狀態(tài)，故對產(chǎn)品評價具有較重要影響，而白砂糖加量即使在低糖果醬的糖濃度下，也使產(chǎn)品的糖酸比較大，故對產(chǎn)品評分影響最小。

2.3產(chǎn)品分析

對制得的五味子皮渣低糖果醬，參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22474-2008《果醬》進(jìn)行分析。果醬呈深褐色，質(zhì)地協(xié)調(diào)，光澤均勻，具有五味子和人參特有的香氣，酸甜適口，無異味，醬體均勻一致，涂抹性良好，無雜質(zhì)。可溶性固形物為40.7%，總酸為0.55%，粘度為2378.3 cP，粒度近90%的顆粒在30 μm以下。微生物指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。

3　討論

本論文為五味子皮渣復(fù)合低糖果醬加工，其關(guān)鍵是五味子皮渣的超微粉碎，試驗過程表明，五味子皮渣粗粉碎制漿經(jīng)調(diào)配后，采用膠體磨不易達(dá)到要求的粒度，果醬口感粗糙。原因可能是五味子果皮具有一定的韌性，不易被研磨至超微顆粒狀態(tài)，采用高能納米沖擊磨對干燥皮渣超微粉碎，提高了顆粒細(xì)度，但是仍有約10%的粉體粒徑大于超微粉要求的粒徑，建議以后對其果皮特性進(jìn)行深度研究，探究更好的超微粉碎方式。

4　結(jié)論

五味子皮渣超微粉的最佳超微粉碎參數(shù)為：粉碎時間7 h、水分含量9%、球料質(zhì)量比3∶1、球尺寸12 mm和14 mm的球各一半。在此條件下，五味子皮渣超微粉色澤鮮艷，具有五味子皮渣超微粉特有的香氣，組織狀態(tài)均勻。

五味子皮渣人參復(fù)合低糖果醬的最佳配方為：五味子漿液與人參漿液質(zhì)量比例為3∶2、CMC-Na添加量為漿液的0.8%、白砂糖的添加量為漿液的40%，濃縮至可溶性固形物為40%時，復(fù)合果醬呈深褐色，質(zhì)地協(xié)調(diào)，光澤均勻，具有五味子和人參特有的香氣，酸甜適口，無異味，醬體均勻一致，涂抹性良好，無雜質(zhì)。

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Schisandra chinensis Skin Slag Superfine Grinding and Its Composite Low Sugar Jam Processing Technology Research

WANG Chen，WEN Lian-kui*
（Food Science and Engineering，Jilin Agriculture University，Changchun 130118，Jilin，China）

The experiment used Schisandra chinensis skin residue and ginseng as the main raw materials and selected the best superfine grinding compound jam and formula parameters by using the single factor test and orthogonal test.The experimental result showed that：grinding time 5 hours，the moisture content of 9%，the ball material ratio 3∶1 and the ball size for the 12 mm and 14 mm ball 50%each.Particle size was less than 178.2 μm particles of 100%cumulative distribution.Schisandra chinensis sap and ginseng sap were at the ratio of 3∶2，CMC-Na was added in sap at 0.8%and sugar was 40%.Enriched the sap until the soluble solids was 40%. Meeting the above conditions，the compound jam had high stability with slight Schisandra chinensis peculiar smell and ginseng natural flavors and the tissue was uniform and exquisite with proper acidity and sugar.

Schisandra chinensis skin slag；superfine grinding；low sugar jam；technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.022

吉林省科技發(fā)展計劃項目（YYZX201242）

王晨（1991—），女（漢），在讀碩士，研究方向：果蔬貯藏加工工程。

文連奎（1962—），男（漢），教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：長白山野生植物資源利用。

2015-08-24