低糖蘋果果脯微波滲糖工藝影響因素研究

魏 征，祝美云*，邵建峰

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

低糖蘋果果脯微波滲糖工藝影響因素研究

魏 征，祝美云*，邵建峰

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

采用單因素和L9(34)正交試驗(yàn)研究預(yù)處理方式、切片厚度和滲糖時(shí)間等因素對(duì)低糖蘋果果脯微波滲糖效果的影響，通過測(cè)定微波滲糖過程中的含糖量變化以及產(chǎn)品感官品質(zhì)來確定最佳微波滲糖工藝。結(jié)果表明：果片經(jīng)預(yù)凍處理，微波滲糖效果最佳；使用30%微波火力(240W)滲糖40min，果脯既可以保持較高的含糖量，并且產(chǎn)品晶瑩透明、口感純正；控制蘋果切片厚度為6mm，微波滲糖效果最好。綜合方差分析表明，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鹽水浸泡切片厚度6mm的蘋果果片2h，在30%微波火力下滲糖40min，滲糖效果最好。

蘋果；低糖果脯；含糖量；微波滲糖

Abstract：The optimal sugar osmosis of low-sugar preserved apples under microwave assistance for achieving both high sugar content and sensory quality was investigated by analyzing the effects of pretreatment methods, slice thickness and sugar permeation time on sugar content and sensory quality using single factor and orthogonal array design methods. Results indicated that sugar osmosis was obvious under the conditions of freezing pretreatment and slice thickness of 6 mm. Preserved apples obtained after 40 min sugar permeation under 30% microwave power (240 W) exhibited the highest sugar content, good appearance with glossy and glittering transparency and excellent mouthfeel. Therefore, apple slice thickness of 6 mm, soaking time in 2%saline of 2 h and sugar permeation time under 30% microwave power of 40 min were found optimum for achieving both high sugar content and sensory quality.

Key words：apple；low-sugar preserved fruits；sugar content；microwave-assisted sugar osmosis

低糖果脯由于糖度低，存在滲糖速度慢、外形不飽滿、貯藏期短等缺點(diǎn)，使用傳統(tǒng)滲糖方法不利于糖液的滲入[1]，目前研究較多的新型滲糖方式主要有超聲波滲糖、真空滲糖以及微波滲糖，但實(shí)際應(yīng)用效果各有千秋。李軍生等[2]認(rèn)為超聲波可以顯著提高果蔬組織的滲糖效率、明顯降低糖煮對(duì)果蔬組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，但超聲波的安全性無法保證，難以得到推廣應(yīng)用。艾啟俊等[3]發(fā)現(xiàn)真空滲糖有利于果坯含糖量的提高，但果坯飽滿度難以控制，加工過程也會(huì)對(duì)果脯風(fēng)味帶來一定的負(fù)面影響。Huo等[4]研究建立了微波三維加熱模型，為微波滲糖工藝在低糖果脯中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。周禮娟等[5]用微波滲糖生產(chǎn)低糖板栗果脯，發(fā)現(xiàn)微波處理對(duì)板栗組織滲糖有明顯的促進(jìn)效果；祝美云等[6-7]發(fā)現(xiàn)微波滲糖時(shí)間短，可以最大程度地保持果脯VC含量等果蔬組織原有的品質(zhì)和風(fēng)味。生產(chǎn)低糖果脯的關(guān)鍵是滲糖，果蔬組織的滲糖速度和效果與果蔬組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[8]，龔華珍等[9]發(fā)現(xiàn)，在微波滲糖前采用微波滲糖促進(jìn)液處理，能大大增加微波滲糖效果，認(rèn)為滲糖促進(jìn)液有效地改變了細(xì)胞膜的通透性，對(duì)微波滲糖起很好的促進(jìn)作用。但有關(guān)蘋果果脯微波滲糖工藝的系統(tǒng)研究尚不多見[10-12]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)低糖蘋果果脯微波滲糖部分工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為低糖果脯生產(chǎn)改良和微波滲糖工藝研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蘋果為“粉紅女士”，成熟度一致，大小均勻，購(gòu)于鄭州。

白砂糖(食用級(jí))、麥芽糖漿(食用級(jí))、濃硫酸(分析純)、甘油(分析純) 西隴化工股份有限公司；蒽酮(分析純) 上海化學(xué)試劑公司；葡萄糖(分析純)、檸檬酸(分析純) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；CaCl2(分析純)、MgCl2(分析純) 北京化學(xué)試劑公司；VC(分析純) 沈陽市試劑五廠。

1.2 儀器與設(shè)備

KD21C-C2型微波爐(800W，2450MHz) 美的微波爐制造有限公司；DHG-9143BS-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；722S型分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH-501型數(shù)顯超級(jí)恒溫水浴鍋 金壇市杰瑞爾電器有限公司；BCD-277型直冷式冷藏冷凍箱 博西華家用電器有限公司。

1.3 果脯微波滲糖加工工藝流程

原料挑選→清洗→去皮切片→護(hù)色硬化→滲糖促進(jìn)液處理→漂洗瀝干→微波滲糖→上膠衣→恒溫干燥→成品

1.4 方法

1.4.1 預(yù)處理方式單因素試驗(yàn)

蘋果清洗去皮，切成6mm厚的薄片，經(jīng)不同預(yù)處理方式處理，浸入復(fù)合護(hù)色液[13](組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.30%檸檬酸+0.08% VC+1.5% CaCl2+1.0% NaCl)中護(hù)色硬化3h，入微波滲糖促進(jìn)液[9](組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0% CaCl2+0.5%MgCl2+0.5% Na2HPO4+0.4%甘油)中浸泡1h，清洗瀝干后浸入300mL含質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%糖液[6](麥芽糖漿取代量為50%，同時(shí)添加0.2%的檸檬酸)的500mL燒杯中，在30%微波火力(240W)下滲糖40min(每隔10min暫停1min)，取出瀝干后測(cè)果坯總糖含量。其預(yù)處理方式如下：

1)空白(CK)：不做任何預(yù)處理；

2)微波處理：果片加4倍體積的水，在100%微波火力(800W)下處理2min；

3)沸水處理：將果片投入沸水中煮3min；

4)冷凍處理：將果片置于－18℃以下的冰箱中凍結(jié)2 h，室溫解凍；

5)鹽水處理：將果片浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的食鹽溶液中浸泡2h。

1.4.2 切片厚度單因素試驗(yàn)

蘋果清洗去皮，分別切成2、4、6、8和10mm厚的薄片，經(jīng)冷凍預(yù)處理、護(hù)色硬化和微波滲糖促進(jìn)液處理后，在30%微波火力下微波滲糖40min(每隔10min暫停1min)，取出瀝干后測(cè)果坯總糖含量。

1.4.3 微波滲糖時(shí)間單因素試驗(yàn)

蘋果清洗去皮，切成6mm厚的薄片，經(jīng)冷凍預(yù)處理、護(hù)色硬化和微波滲糖促進(jìn)液處理后，在30%微波火力下分別滲糖20、30、40、50min和60min(每隔10min暫停1min)，取出瀝干后測(cè)果坯總糖含量。

1.4.4 蘋果果脯微波滲糖正交試驗(yàn)

選擇不同的預(yù)處理方式、切片厚度和微波滲糖時(shí)間作為試驗(yàn)因素，按L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)(設(shè)計(jì)一組空列)，以樣品含糖量和感官綜合指標(biāo)進(jìn)行滲糖效果評(píng)價(jià)，通過極差和方差分析確定最優(yōu)工藝條件。因素水平見表1。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design

1.5 指標(biāo)測(cè)定與數(shù)據(jù)處理

1.5.1 蘋果果脯含糖量測(cè)定

蒽酮比色法[14-15]，所有處理及含糖量測(cè)定均重復(fù)3次。

1.5.2 蘋果果脯感官評(píng)定

參照國(guó)標(biāo)GB/T 10085—92《蘋果脯》感官評(píng)價(jià)部分制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，選擇12人組成品評(píng)小組，通過感官對(duì)產(chǎn)品的色澤、滋味、外形進(jìn)行綜合評(píng)分，取平均值。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 低糖蘋果果脯感官評(píng)定方法Table 2 Sensory evaluation standards for low-sugar preserved apples

1.5.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2003統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)，利用SPSS 11.5軟件(SPSS Inc.，Chicago，IL，USA)中的ANOVA進(jìn)行方差分析確定因素顯著性，利用Duncan’s新復(fù)極差法比較因素水平間的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)處理方式對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響

圖1 不同預(yù)處理方式對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響Fig.1 Effect of pretreatment methods on the sugar content of preserved apples

由圖1可知，經(jīng)沸水處理過的果坯含糖量相對(duì)CK有所提高，但差異不顯著(P＞0.05)；CK的含糖量為26.82%，而鹽水和冷凍預(yù)處理后果坯含糖量分別達(dá)到33.23%和37.63%，含糖量明顯增高，與CK相比差異顯著(P＜0.05)。就4種預(yù)處理方式來看，冷凍預(yù)處理與其他各處理之間差異顯著(P＜0.05)，但鹽水處理與微波處理間差異不顯著(P＞0.05)。從感官品質(zhì)上來看，理論上說微波處理時(shí)間短，對(duì)組織的傷害也比較小，但實(shí)際發(fā)現(xiàn)微波處理后的樣品質(zhì)軟且顏色發(fā)暗，而鹽水和冷凍處理后的蘋果片雖然硬度上略有下降，但脯體晶瑩透亮，產(chǎn)品的外觀效果最佳。

2.2 切片厚度對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響

圖2 不同切片厚度對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響Fig.2 Effect of slice thickness on the sugar content of preserved apples

從圖2可知，隨著果坯厚度的增加，含糖量有一定程度的增加，當(dāng)果坯厚度為6mm時(shí)，含糖量最高為32.10%，與其他處理間差異顯著(P＜0.05)，隨后含糖量迅速下降。當(dāng)果坯厚度為10mm時(shí)，含糖量只有21.98%，與6mm和8mm處理間差異顯著(P＜0.05)。但4mm的果坯厚度與8mm和10mm處理間差異不顯著(P＞0.05)。這主要是因?yàn)槲⒉▽?duì)物料有一定的穿透深度，在其穿透深度以內(nèi)，物料表里同時(shí)被加熱，如果物料厚度比微波的穿透深度大得多，則物料內(nèi)外加熱不均勻，為了達(dá)到所需要的熱量，只能靠傳熱升溫，由于升溫慢，果脯膨化不充分，形成的微小孔洞較少，因此果塊滲糖速度較慢。反之，如果物料過薄，將使微波能從內(nèi)部反射到果品表面，導(dǎo)致能量損失[5]。所以，要提高果脯的滲透速度，必須選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)暮穸?，過薄和過厚均不利。就感官品質(zhì)而言，6mm切片脯體透明均勻，外觀組織略有改變，品質(zhì)較好。

2.3 微波時(shí)間對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響

圖3 不同微波時(shí)間對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響Fig.3 Effect of sugar permeation time on the sugar content of preserved apple fruits

圖3表明，隨著滲糖時(shí)間的延長(zhǎng)，果坯含糖量急劇增加，除了50min和60min處理之間差異不顯著(P＞0.05)外，其他處理間差異均達(dá)到了顯著性水平(P＜0.05)。其中，滲糖時(shí)間40min時(shí)，果坯含糖量達(dá)到26.13%，是滲糖20min時(shí)的149.40%，且產(chǎn)品外觀晶瑩透明，口感純正，品質(zhì)最佳；40min以后雖然果坯含糖量仍然增加，但果坯顏色開始變暗、組織松軟，外觀品質(zhì)等工藝效果已經(jīng)明顯下降，可能是由于果坯長(zhǎng)時(shí)間處于微波加熱狀態(tài)，果肉組織已經(jīng)受到了嚴(yán)重的破壞。

2.4 蘋果果脯微波滲糖正交試驗(yàn)

根據(jù)表1安排正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果及極差分析結(jié)果見表3，SPSS方差分析結(jié)果見表4、5。

表3表明，影響含糖量因素作用的主次順序?yàn)锳＞C＞B，較優(yōu)水平為A2B3C2；影響感官品質(zhì)因素作用的主次順序?yàn)锳＞B＞C，較優(yōu)水平為A3B2C2。由表4可知，預(yù)處理方式對(duì)蘋果果脯微波滲糖含糖量影響顯著(P＜0.05)，切片厚度和滲糖時(shí)間不顯著(P＞0.05)；表5表明，預(yù)處理方式對(duì)蘋果果脯微波滲糖感官品質(zhì)影響極顯著(P＜0.01)，切片厚度顯著(P＜0.05)，滲糖時(shí)間不顯著(P＞0.05)。因素A對(duì)感官品質(zhì)影響極顯著，對(duì)含糖量影響顯著，故取A3；因素B對(duì)感官品質(zhì)影響顯著，對(duì)含糖量影響不顯著，故取B2；因素C對(duì)含糖量和感官品質(zhì)影響一致，故取C2。綜合分析，本試驗(yàn)較優(yōu)條件為A3B2C2，即使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%鹽水處理切片厚度為6mm的蘋果果片，在30%微波火力下滲糖40min，但此條件不在表3所列的處理中，相同條件下追加一次實(shí)驗(yàn)(重復(fù)3次)，測(cè)得其含糖量為37.01%，感官評(píng)分94.17分。

表3 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 L9(34) orthogonal array arrangement and experimental results

表4 含糖量SPSS方差分析表Table 4 SPSS ANOVA analysis for sugar content with different treatment conditions

表5 感官評(píng)分SPSS方差分析表Table 5 SPSS ANOVA analysis for sensory evaluation with different treatment conditions

3 討 論

通過微波滲糖工藝生產(chǎn)低糖果脯，深入討論各個(gè)因素對(duì)蘋果果脯微波滲糖效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的預(yù)處理方式對(duì)低糖果脯含糖量影響不同，鹽水和冷凍預(yù)處理后果坯的含糖量明顯增高，微波處理次之，空白和沸水處理最差。其原因是：熱燙處理使果蔬細(xì)胞組織受熱破壞程度較大，已經(jīng)影響了滲糖；鹽水處理利用淡鹽液的滲透壓，使果蔬肉質(zhì)產(chǎn)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象；冷凍處理可以增加果蔬組織空間并導(dǎo)致細(xì)胞的破裂，從而增加果蔬的滲糖速度[8-9]。其次，發(fā)現(xiàn)不同切片厚度對(duì)微波滲糖影響顯著，在2～6mm時(shí)果脯含糖量下降幅度小于6～10mm下降幅度，這主要是因?yàn)樵?～6mm制約滲糖的主要因素是微波在穿透過程的能量損失，6～10mm時(shí)制約滲糖的主要因素是其中心部位的質(zhì)地，而前者對(duì)滲糖的影響小于后者[5]。

實(shí)驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)，低糖果脯由于自身的特性，在生產(chǎn)過程中比較容易出現(xiàn)的首要問題就是脯體滲糖不足。生產(chǎn)低糖果脯，關(guān)鍵在于滲糖，如果脯體滲糖不足，在干燥過程中果脯失水會(huì)導(dǎo)致組織皺縮干癟，給產(chǎn)品感官品質(zhì)帶來不良影響。經(jīng)過微波火力預(yù)實(shí)驗(yàn)和滲糖時(shí)間試驗(yàn)設(shè)定微波滲糖火力為30%(240W)，微波滲糖時(shí)間40min，可以將果脯終產(chǎn)品的含糖量控制在一定范圍，有效減緩工藝過程中VC等營(yíng)養(yǎng)成分的損失[6]。

4 結(jié) 論

鹽水和冷凍預(yù)處理方式對(duì)滲糖效果有較好的促進(jìn)作用；采用30%微波火力(240W)滲糖40min，果脯既可以保持較高的含糖量，而且產(chǎn)品晶瑩透明，口感純正；控制蘋果切片厚度為6mm時(shí)滲糖效果較好。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，影響含糖量因素作用的主次順序?yàn)轭A(yù)處理方式＞微波時(shí)間＞切片厚度，影響感官品質(zhì)因素作用的主次順序?yàn)轭A(yù)處理方式＞切片厚度＞微波時(shí)間。SPSS分析結(jié)果表明，預(yù)處理方式對(duì)蘋果果脯微波滲糖含糖量影響顯著，切片厚度和滲糖時(shí)間差異不顯著；預(yù)處理方式對(duì)感官品質(zhì)影響極顯著，切片厚度顯著，滲糖時(shí)間不顯著。Duncan’s新復(fù)極差比較選出最佳工藝組合為使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的鹽水浸泡切片厚度為6mm的蘋果果片2h，在30%微波火力下滲糖40min，滲糖效果最好。

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Factors Affecting Microwave-assisted Sugar Osmosis of Low-sugar Preserved Apples

WEI Zheng，ZHU Mei-yun*，SHAO Jian-feng
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

TS215；TS255.41

A

1002-6630(2010)18-0037-04

2010-05-18

河南省教育廳科技攻關(guān)項(xiàng)目(2007550010)；河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目(20080203)

魏征(1984—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：weizheng76096@sina.com

*通信作者：祝美云(1955—)，女，副教授，研究方向?yàn)楣哔A藏加工。E-mail：zmyfood@126.com