微波滲糖加工低糖大果山楂果脯工藝研究

劉艷 ，唐小閑，張巧，商飛飛，李定金，蔡文，段振華*

（1.賀州學(xué)院食品科學(xué)與工程技術(shù)研究院，廣西賀州 542899；2.賀州學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，廣西賀州 542899）

大果山楂（Malus domeriChev.）又名烏嬋子（廣西苗語）、麻缺頓、撒多、廣西楂（商品名）等[1]，屬于南山楂的一種，是由傳統(tǒng)的小果南山楂經(jīng)過選育嫁接而得，主要產(chǎn)地位于廣西桂東北地區(qū)[2]。大果山楂果皮青黃色，果肉白色，肉質(zhì)細(xì)嫩，主要成分為總糖、氨基酸、維生素、有機(jī)酸類、三萜類、黃酮類、鞣質(zhì)、酚類及微量元素等[3]。研究表明，大果山楂中含有多種活性成分，具有降壓、抗氧化、降血脂、護(hù)肝、抑菌、提高機(jī)體免疫力等多種藥理作用[4-5]。大果山楂鮮食酸澀，口感不佳，而制成果脯后則可延長其保質(zhì)期，顯著改善產(chǎn)品口感，更受消費(fèi)者喜愛。

果脯是以果蔬為原料，經(jīng)過煮制、糖漬、干燥等工藝制成的略有透明感、表面無糖霜析出的果蔬制品。作為我國傳統(tǒng)的休閑食品，果脯已有3000 多年的歷史。果脯蜜餞的加工為開發(fā)利用果蔬資源、提高果蔬附加值提供了一條途徑[6]。根據(jù)含糖量果脯可分為低糖果脯和高糖果脯，低糖果脯含糖量為40%～55%，高糖果脯含糖量一般在60%以上。傳統(tǒng)果脯基本上為高糖果脯，口味過于甜膩，掩蓋了果蔬原有的色香味，另外，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，過多地?cái)z入食糖對人體健康不利，如易導(dǎo)致心血管病、肥胖癥、兒童齲齒等多種問題[7]。從20 世紀(jì)90 年代起，低糖果脯的研制成為果脯行業(yè)發(fā)展的方向，尤其是健康安全的天然、低糖、無硫果脯成為了果脯研究開發(fā)的熱點(diǎn)。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[8]。影響低糖果脯品質(zhì)的關(guān)鍵是滲糖技術(shù)，果蔬在高滲透壓的糖溶液中容易發(fā)生質(zhì)壁分離、導(dǎo)致組織失水，細(xì)胞膜透性增大，蔗糖等分子進(jìn)而填充到細(xì)胞間隙，既改善了口感、風(fēng)味，預(yù)防了果蔬揮發(fā)性營養(yǎng)物質(zhì)的損失，還能提高后期的干燥效率[9]。

目前果脯加工中研究較多的滲糖技術(shù)有常壓、超聲波、真空和微波滲糖[10-12]。研究發(fā)現(xiàn)微波滲糖時(shí)間短，可最大程度地保持果脯中維生素C 等果蔬組織原有的品質(zhì)和風(fēng)味；使原料受熱均勻且受熱速度快，可以快速膨化原料內(nèi)部組織，加快糖液的滲透，進(jìn)而提高滲糖效率，還能最大限度地保持食品原有的品質(zhì)和風(fēng)味[13-14]，已應(yīng)用到蘋果、橙皮、藍(lán)莓、歐李、芒果等果脯的加工中[15-19]，但微波滲糖加工大果山楂果脯的工藝研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)以大果山楂為原料，對微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝進(jìn)行優(yōu)化，為低糖大果山楂果脯加工工藝研究和工廠化生產(chǎn)提供參考和技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)對于延長大果山楂保質(zhì)期、增加產(chǎn)品附加值、促進(jìn)大果山楂產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮大果山楂：購于廣西壯族自治區(qū)賀州市八步區(qū)某水果店。

食鹽（食品級）和白砂糖（食品級），購于廣西壯族自治區(qū)賀州市某連鎖超市；氯化鈣、氫氧化鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉等試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平，JJ500，江蘇常熟市雙杰測試儀器廠；美的多功能電磁爐，C21-ST2106，廣東美的生活電器制造有限公司；微波爐，G70D20CN1P-D2，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；鼓風(fēng)干燥箱，DHG-9240A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；真空包裝機(jī)，AS-20L，泉州市安森機(jī)電有限公司；水分測定儀，MA150C-000230V1，賽多利斯稱重技術(shù)有限公司；培養(yǎng)箱，PH-070A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；高速組織搗碎機(jī)，DS-1，上海標(biāo)本模型廠；恒溫水浴鍋，B-220，上海亞榮生化儀器廠；立式壓力蒸汽滅菌器，LDZX-75KBS，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

大果山楂→挑選→清洗→去皮、去核、切塊→護(hù)色→硬化→糖煮→微波滲糖→熱風(fēng)干燥→冷卻→包裝

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料挑選、清洗

選取新鮮、大小一致、色澤鮮艷的大果山楂，剔除有病蟲害、疤痕和外形受損的殘次果。用流動(dòng)的自來水將大果山楂表面的污物洗凈，并瀝干水分。

（2）去皮、去核、切塊

采用手工去皮，再將每個(gè)大果山楂豎切成大小相近的4～6 塊，并用小刀挖去果核。

（3）護(hù)色、硬化

將切塊的大果山楂果肉立即放入2.0%食鹽溶液中，進(jìn)行護(hù)色30 min。將護(hù)色處理后的大果山楂果肉用0.5%氯化鈣溶液硬化60 min，硬化后用蒸餾水將大果山楂果肉沖洗干凈。

（4）糖煮

將硬化后的大果山楂果肉置于一定濃度的糖液中煮制一段時(shí)間，使糖液滲透到大果山楂果肉中。

（5）微波滲糖

將糖煮后的大果山楂果肉浸泡在糖液中，再放入微波爐中進(jìn)行微波滲糖，大果山楂果肉與糖液的質(zhì)量比為1:2，一定時(shí)間后取出。

（6）熱風(fēng)干燥

將浸糖后的果肉撈出，瀝干后放入鼓風(fēng)干燥箱中，干燥溫度60 ℃，干燥期間每隔1 h 翻動(dòng)一次，使果脯干燥均勻，干燥時(shí)間6 h，使果脯含水率降至25%～35%。

（7）包裝

將低糖大果山楂果脯用PE 食品包裝袋進(jìn)行抽真空包裝。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 單因素試驗(yàn)

預(yù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，糖液質(zhì)量濃度、糖煮時(shí)間、微波功率和微波時(shí)間這四個(gè)因素對低糖大果山楂果脯的品質(zhì)影響較大。糖液質(zhì)量濃度設(shè)置為40%、45%、50%、55%、60%，糖煮時(shí)間設(shè)置為5、15、25、35、45 min，微波功率設(shè)置為70、140、210、280、360 W，微波時(shí)間設(shè)置為10、30、50、70、90 min，以感官評分為指標(biāo)，每次優(yōu)化一個(gè)因素，考察各因素對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響。

1.4.2 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評價(jià)作為考察指標(biāo)，以糖液質(zhì)量濃度、糖煮時(shí)間、微波功率和微波時(shí)間為因素，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)，優(yōu)化微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝條件，因素水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.5 測定指標(biāo)與方法

1.5.1 感官質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)

選取有經(jīng)驗(yàn)的感官品評者8 人，采用綜合評分法，以低糖大果山楂果脯的色澤、組織形態(tài)、滋味與氣味為評定指標(biāo)進(jìn)行綜合評分，統(tǒng)計(jì)評分結(jié)果進(jìn)行分析。參考低糖蘋果脯的評分標(biāo)準(zhǔn)來制定低糖大果山楂果脯的感官評分標(biāo)準(zhǔn)[20]，見表2。

表2 低糖大果山楂果脯的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of sensory evaluation of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev

1.5.2 理化指標(biāo)測定

水分含量按照GB 5009.3—2016 中直接干燥法測定；總糖（以葡萄糖計(jì)）含量按照GB/T 10782—2006 中的方法測定。

1.5.3 微生物指標(biāo)測定

菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2016 測定；大腸菌群數(shù)按GB/T 4789.3—2016 測定；霉菌數(shù)按照GB 4789.15—2016 測定。

表3 糖液質(zhì)量濃度對果脯品質(zhì)的影響Table 3 Effect of sugar mass concentration on the quality of preserved fruit

表4 糖煮時(shí)間對果脯品質(zhì)的影響Table 4 Effect of sugar cooking time on the quality of preserved fruit

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同糖液質(zhì)量濃度對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響

不同糖液質(zhì)量濃度對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響見表3。由表3 可知，糖液質(zhì)量濃度對低糖大果山楂果脯品質(zhì)影響較大。當(dāng)糖液質(zhì)量濃度過低時(shí)，糖分不易滲入，大果山楂果脯甜味偏淡，酸味較濃；糖液質(zhì)量濃度高時(shí)，果脯色澤較好，有透明感，但甜味太濃。隨著糖液質(zhì)量濃度的增大，滲透壓增大，使低糖大果山楂果脯的飽滿度和硬度都有所增加，但糖液質(zhì)量濃度過高，會(huì)使果脯內(nèi)水分迅速析出而降低飽滿度，其色澤也會(huì)隨之變暗[21]。當(dāng)糖液質(zhì)量濃度增加到50%時(shí)，大果山楂果脯酸甜適中，呈淡黃色，具有大果山楂特有的香味，感官評分最高，因此糖液質(zhì)量濃度選擇50%。

2.1.2 不同糖煮時(shí)間對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響

不同糖煮時(shí)間對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響見表4。糖煮不僅可以有效降低大果山楂中多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，抑制酶促褐變反應(yīng)，從而對大果山楂褐變有一定的抑制作用[22]，還能提高大果山楂的透明度，增加其細(xì)胞通透性，有利于后期微波滲糖過程中糖液的滲入，但糖煮時(shí)間過長，會(huì)使大果山楂軟爛，嚴(yán)重影響果脯的品質(zhì)。由表4 可知，糖煮時(shí)間為25 min 時(shí)，低糖大果山楂果脯呈淡黃色，有透明感，組織飽滿，不黏手，酸甜適中，感官評分最高，故最佳糖煮時(shí)間為25 min。

2.1.3 不同微波功率對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響

不同微波功率對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響如表5（見下頁）所示。隨著微波功率的增加，低糖大果山楂果脯的感官評分先升高后降低。這是因?yàn)槲⒉▽呓M織的滲糖有明顯的促進(jìn)作用，并且與微波的輸出功率密切相關(guān)[23]。當(dāng)微波功率較低時(shí)，微波滲糖較慢，大果山楂果脯甜味不足；當(dāng)微波功率較高時(shí)，糖液溫度過高，破壞了大果山楂的組織結(jié)構(gòu)，使大部分果香揮發(fā)，同時(shí)大部分維生素C 也遭到破壞[13]，另外，高溫加速了大果山楂果肉顏色的變深。由表5 可知，當(dāng)微波功率為210 W 時(shí)，低糖大果山楂果脯產(chǎn)品質(zhì)量相對較好，感官評分最高，故最佳微波功率為210 W。

2.1.4 不同微波時(shí)間對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響

不同微波時(shí)間對低糖大果山楂果脯品質(zhì)的影響見表6（見下頁）。經(jīng)過不同微波時(shí)間滲糖處理后，大果山楂品質(zhì)發(fā)生較大變化。當(dāng)微波時(shí)間低于30 min，微波時(shí)間過短，不利于糖液滲透，大果山楂果脯甜味不足，偏酸；而微波時(shí)間過長，雖有利于糖液的充分滲透，但大果山楂顏色變深，口味偏甜。當(dāng)微波時(shí)間超過30 min 后，糖液溫度顯著升高，大果山楂顏色逐漸加深，甜味濃厚，大果山楂風(fēng)味被掩蓋，影響了果脯品質(zhì)。由表6 可知，當(dāng)微波時(shí)間為30 min 時(shí)，大果山楂果脯為淡黃色，組織飽滿，不黏手，酸甜適中，具有大果山楂特有的香味，感官評分高達(dá)80.3 分，故微波時(shí)間選擇30 min。

表5 微波功率對果脯品質(zhì)的影響Table 5 Effect of microwave power on the quality of preserved fruit

表6 微波時(shí)間對果脯品質(zhì)的影響Table 6 Effect of microwave time on the quality of preserved fruit

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取糖液質(zhì)量濃度、糖煮時(shí)間、微波功率和微波時(shí)間四個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7 所示，方差分析結(jié)果見表8。

由表7 中極差R 可以看出，各因素對低糖大果山楂果脯感官評分影響的主次順序?yàn)锽>A>D>C，即糖煮時(shí)間>糖液質(zhì)量濃度>微波時(shí)間>微波功率，從而得出微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工藝條件為A1B2C1D1，即糖液質(zhì)量濃度45%，糖煮時(shí)間25 min，微波功率140 W，微波時(shí)間20 min。經(jīng)驗(yàn)證該條件下得到的低糖大果山楂果脯淡黃色，有透明感，組織飽滿，不黏手，山楂味濃郁，酸甜適中，感官評分為88.3 分，均優(yōu)于其他試驗(yàn)組。

由表8 方差分析可知，各因素的F 值均小于F 臨界值，所以在微波滲糖加工低糖大果山楂果脯工藝優(yōu)化試驗(yàn)中，所考察的4 個(gè)因素，即糖液質(zhì)量濃度、糖煮時(shí)間、微波功率和微波時(shí)間對低糖大果山楂果脯感官評分的影響均不顯著。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of orthogonal experiment

2.3 低糖大果山楂果脯質(zhì)量指標(biāo)

對正交試驗(yàn)優(yōu)化組合A1B2C1D1得到的低糖大果山楂果脯進(jìn)行理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)的測定，結(jié)果如表9 所示。由表9 可知，低糖大果山楂果脯的理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10782—2006 和GB 14884—2016 的規(guī)定。

表8 正交試驗(yàn)方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 低糖大果山楂果脯的理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)Table 9 Physical,chemical indicators and microbiological indicators of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev.

3 結(jié)論

采用微波滲糖法，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化確定微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝，結(jié)果表明，各因素對低糖大果山楂果脯感官評分影響的大小順序?yàn)樘侵髸r(shí)間>糖液質(zhì)量濃度>微波時(shí)間>微波功率，四個(gè)因素對低糖大果山楂果脯感官評分無顯著性影響。優(yōu)化得到微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工藝條件為糖液質(zhì)量濃度45%，糖煮時(shí)間25 min，微波功率140 W，微波時(shí)間20 min，在此工藝條件下，可以制得酸甜適中、脯體飽滿、顏色鮮亮、口感純正、品質(zhì)最佳的低糖大果山楂果脯。大果山楂具有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值，加工成低糖果脯后轉(zhuǎn)化糖的含量較高，易被人體吸收利用，因此低糖大果山楂果脯具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的市場前景。