果脯滲糖工藝研究進(jìn)展

李勤勤，李佳慧，馬曉敏，苗文娟，董藝凝

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（滁州 239000）

果脯，又稱蜜餞，是以果蔬為原料，用糖或蜂蜜腌制后加工制成的食品[1]。在中國果脯有2 000多年歷史，是中國特有的傳統(tǒng)食品[2-3]，果脯除了作為休閑食品可以直接食用以外，還可以在餅干、酸奶、蛋糕等加工食品上進(jìn)行裝飾或改善風(fēng)味[4]，市場空間廣闊。

滲糖是果脯制作工序中的關(guān)鍵控制點(diǎn)之一，果脯滲糖是在一定溫度下，將果蔬浸入高滲透壓的糖液中，利用細(xì)胞膜的半透性，使食糖滲入果蔬組織內(nèi)部并使果蔬組織中水分轉(zhuǎn)移到溶液中，達(dá)到降低果蔬水分活度的目的[5]。傳統(tǒng)滲糖方式存在時間久、滲糖率低、營養(yǎng)損失嚴(yán)重等問題[6-7]，因此，利用真空、超聲波、微波等新型技術(shù)，探究不同滲糖工藝對果脯品質(zhì)的影響的研究增多，但目前尚未有研究對果脯的滲糖工藝進(jìn)行總結(jié)。

從果脯的常壓滲糖、真空滲糖、微波滲糖、超聲波滲糖等滲糖方式對果脯品質(zhì)的影響展開論述，為果脯滲糖工藝的深入研究提供參考。

1 果脯滲糖工藝

1.1 常壓滲糖

果脯的傳統(tǒng)滲糖方式一般采用常壓滲糖，在加工過程中，用蜂蜜或糖液長時間反復(fù)浸煮果塊，經(jīng)烘曬上糖衣制得。常壓滲糖所得果脯含糖量高，滲糖時間長，滲糖速度慢，原果風(fēng)味差。所以近年來諸多研究對常壓滲糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期降低其含糖量或者改善其風(fēng)味。

張紹陽等[8]以沙子空心李和木糖醇等為主要原料，采用常溫常壓滲糖技術(shù)加工低糖沙子空心李果脯，探討其加工工藝，結(jié)果表明低糖沙子空心李果脯的最佳常壓常溫滲糖時間為12 h，干燥時間為40 h，該條件下沙子空心李果脯的含糖量為43%，酸甜可口，組織飽滿、硬度適宜、表面光澤、無返砂現(xiàn)象。趙文紅等[9]探究如何改善常壓滲糖白果果脯品質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在滲糖前將白果用20%糖液高壓煮沸20 min進(jìn)行預(yù)處理，采用梯度濃度的糖液連續(xù)常壓滲糖2 d，可顯著改善白果果脯品質(zhì)，經(jīng)此常壓滲糖工藝制得的果脯顆粒飽滿度、色澤、口感均較佳，且克服常壓滲糖時間過長和真空滲糖成本過高的缺點(diǎn)。

1.2 真空滲糖

真空滲糖是通過抽真空將果實(shí)周圍環(huán)境及果實(shí)內(nèi)的氣體排除，減小果實(shí)組織對糖分滲透的阻力，同時利用細(xì)胞膜的半透性，使果實(shí)內(nèi)的水分快速轉(zhuǎn)移到滲透液，從而完成滲糖[5]。

李斌等[10]研究不同真空度、真空維持時間、充氣時間等因素對藍(lán)莓真空滲糖效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)果實(shí)組織內(nèi)部的空氣逸出量在一定的范圍內(nèi)隨真空度的增大而增大，因而當(dāng)真空度增加時滲糖量也在增加；但真空度過大時，果粒皺縮，其組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，糖液不易滲入，最終確定藍(lán)莓果脯真空滲糖技術(shù)的最佳技術(shù)參數(shù)：溫度45 ℃、真空度0.08 MPa、維持真空時間36 min、充氣時間70 min。在此條件下藍(lán)莓滲糖效果好、產(chǎn)品品質(zhì)高。

何金蘭等[11]研究真空度、真空維持時間、真空滲糖溫度對南瓜滲糖效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)真空度對真空滲糖效果的影響最大。隨著真空度增加，南瓜果肉真空滲糖后質(zhì)量會顯著增加，所以在不影響產(chǎn)品外形的前提下，應(yīng)盡量選取高真空度。確定低糖南瓜果脯的最佳真空滲糖工藝：在28 ℃、0.09 MPa條件下滲糖處理40 min，解除真空后繼續(xù)在常壓下浸漬3 h，經(jīng)烘干后所得產(chǎn)品品質(zhì)較好。

孫海濤等[12]為保證糖液均勻、快速地滲透到軟棗獼猴桃組織內(nèi)部，對其真空滲糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%蔗糖和木糖醇混合溶液，在真空度0.075 MPa條件下，真空滲糖12 h，常壓糖漬2 h，在此條件下制得的軟棗獼猴桃果脯可最大限度地保持果實(shí)固有的營養(yǎng)成分，且含糖量低，組織形態(tài)佳。

與傳統(tǒng)滲糖工藝相比較，真空滲糖技術(shù)能夠縮短果脯生產(chǎn)周期，提高糖液的滲透效率[13]，因滲糖過程中減少與空氣中氧的接觸，從而降低多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，且較大程度地保持原果風(fēng)味[14]。但是真空滲糖技術(shù)仍存在很多不足，經(jīng)真空滲糖后的果脯，其總糖含量較高，使果脯的口感較差[4]，且真空滲糖工藝難以準(zhǔn)確控制真空度，真空度過大會使果蔬片皺縮效應(yīng)增大，結(jié)構(gòu)致密，糖不易滲入[10]，果坯飽滿度差。

1.3 微波滲糖

微波輻射具有穿透力強(qiáng)、加熱速度快的特點(diǎn)，采用微波滲糖時果蔬組織內(nèi)部水分可快速升溫汽化、因組織內(nèi)汽化產(chǎn)生膨脹力和物料的質(zhì)構(gòu)變化而形成網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，有利于糖分的滲入，提高滲糖效率，并可以較好地保持水果的營養(yǎng)品質(zhì)[7]，因此微波滲糖是一種非常適宜于低糖果脯加工的滲糖技術(shù)。

桑田[15]利用正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)和層次分析法優(yōu)化低糖黑莓果脯微波滲糖工藝，得出最佳微波滲糖工藝條件：微波功率210 W、糖液濃度35%、微波滲糖時間12 min。與水浴加熱滲糖樣品相比，經(jīng)掃描電鏡可見微波滲糖黑莓樣品的表面更加平滑，表明微波滲糖適合于黑莓果脯的加工生產(chǎn)。但是由于微波加熱不均勻性的缺點(diǎn)，滲糖過程中很難嚴(yán)格控制黑莓的溫度，一定程度上會影響產(chǎn)品的品質(zhì)，后續(xù)可針對該問題開展微波滲糖果脯的相關(guān)研究。

王愈等[16]在探討微波功率和微波處理時間對橙皮果脯的影響中發(fā)現(xiàn)，橙皮經(jīng)不同微波功率和不同微波滲糖時間處理后，產(chǎn)品品質(zhì)發(fā)生很大變化，馬艷弘等[17]對藍(lán)莓的微波滲糖研究時也得到相似結(jié)論。袁芳等[7]通過優(yōu)化芒果果脯微波滲糖工藝所得出的結(jié)果與王愈等[16]相似，隨著微波功率升高，滲糖速率增大，但微波功率過高，會使糖液褐變凝固進(jìn)而影響果脯品質(zhì)；微波功率過小，滲糖速率變慢，滲糖效果不好。隨著微波處理時間增加，果脯含糖量增加，滲糖均勻，顏色透明。但微波處理時間過長時，導(dǎo)致果脯色澤變暗，甜度加重，果脯風(fēng)味被掩蓋，且組織軟爛，不利于果脯形成良好果脯質(zhì)地。

張觀飛等[18]研究椰子角果脯微波滲糖工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在280 W微波功率下，隨著滲糖時間延長，椰子角的含糖量快速增加，但是滲糖時間超過30 min時，椰肉部分組織出現(xiàn)褐變，說明過度的微波處理容易引發(fā)椰肉發(fā)生美拉德反應(yīng)，通過工藝優(yōu)化確定微波滲糖條件：在350 W功率條件下微波滲糖24 min，加入糖液中浸漬10 h，含糖量可達(dá)46%以上，微波滲糖工藝可較好提高椰子角的感官品質(zhì)和含糖量。

由此可見，微波滲糖雖然具有滲糖時間短、滲糖效率高等優(yōu)點(diǎn)，但隨著微波功率增加和微波加熱時間延長，可能導(dǎo)致果脯組織軟爛變色、糖液褐變，進(jìn)而影響果脯品質(zhì)。因此在選擇使用微波滲糖工藝時，不能過度加熱，否則引起果脯褐變及過度膨脹而破爛，進(jìn)而影響產(chǎn)品品質(zhì)。

1.4 超聲波滲糖

近年來，作為一種優(yōu)良的傳質(zhì)方法，超聲波技術(shù)在果脯滲糖加工中得到快速發(fā)展。超聲波滲糖是基于超聲波空化作用、微攪拌作用和熱效應(yīng)進(jìn)行的一種新型滲糖技術(shù)，超聲波在發(fā)射時所產(chǎn)生的射流強(qiáng)度及沖擊波足以在瞬間擊穿植物細(xì)胞的細(xì)胞膜，但并不產(chǎn)生破壞作用[19]，可以在較低溫度及較短時間內(nèi)大幅提高果蔬滲糖效率[20]。超聲波滲糖處理具有滲糖速率快、破壞力小等優(yōu)點(diǎn)，處理后的果脯單位能耗較低、質(zhì)地品質(zhì)較好，超聲波可以顯著提高果蔬組織的滲糖速率，同時可以明顯降低糖煮對果蔬組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞作用[21]。

馬空軍等[22]研究超聲場強(qiáng)化滲透脫水傳質(zhì)機(jī)理模型，結(jié)果顯示傳質(zhì)界面邊界層在超聲波作用下會變薄，進(jìn)而提高滲糖速率，Soria等[23]也得到類似結(jié)果，即超聲波處理可以使細(xì)胞通透性增強(qiáng)，降低傳質(zhì)阻力。

伍亞華等[24]研究超聲波法加工低糖保健型宣木瓜果脯工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將宣木瓜片放在益壽糖液中，超聲波產(chǎn)生空化效應(yīng)，通過超聲波的微流效應(yīng)，加快滲糖速度。超聲波滲糖最佳工藝為超聲波功率300 W，溫度45 ℃，糖漬時間5 h。在此條件下，益壽糖糖液濃度45%，制得的宣木瓜果脯外形飽滿，色澤均勻，有宣木瓜特殊的香味。

劉靜娜等[25]探討超聲波滲糖對柚皮果脯品質(zhì)的影響，經(jīng)試驗(yàn)表明超聲波滲糖的柚皮果脯在質(zhì)構(gòu)特性方面優(yōu)于傳統(tǒng)滲糖產(chǎn)品，這與李寧等[26]對牡丹花脯的超聲波滲糖研究結(jié)論一致。同時研究發(fā)現(xiàn)柚皮果脯的感官評分隨著超聲波功率的增大呈先上升后逐漸下降趨勢，總糖含量呈逐漸上升趨勢。超聲波滲糖柚皮果脯最佳條件：糖液質(zhì)量濃度5.5 g/L、超聲波處理時間30 min、超聲波功率300 W、滲糖溫度60 ℃。在此工藝條件下制得的柚皮果脯含糖量為69.26%，含水量為18.84%，果脯組織飽滿透明，質(zhì)地均勻，柚果風(fēng)味濃郁。

盧紅霞等[27]研究超聲波對青梅低聚果糖和總糖滲透效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在7 d的糖漬過程中超聲波輔助滲糖有利于提高青梅糖漬速度及低聚果糖的滲透，尤其是在糖漬的前96 h內(nèi)，經(jīng)超聲波處理的青梅，其糖漬速度顯著高于對照組。

曾祥媛等[28]通過因子分析法和響應(yīng)面回歸模型，確定猴桃片超聲滲糖的最佳工藝參數(shù)：滲糖時間58 min、超聲溫度47 ℃、蔗糖濃度40 °Brix、超聲聲能密度0.7 W/mL。超聲波滲糖速率快，且能獲得感官品質(zhì)良好的產(chǎn)品。

綜上所述，超聲波處理可使果肉形成微細(xì)通道，從而加快滲透脫水[19,25]，且超聲波滲糖能耗較低、對果蔬組織破壞小[28]，可以改善果脯品質(zhì)，更好地保留其中營養(yǎng)成分[24]，因此超聲波滲糖是最佳滲糖工藝之一。

1.5 聯(lián)合滲糖

分析表明，不同滲糖工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。由于果蔬原料的多樣性及復(fù)雜性，單一的滲糖工藝已經(jīng)難以滿足最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求，因此在不斷完善和探索各種滲糖工藝條件之外，將不同的滲糖技術(shù)組合優(yōu)化進(jìn)行聯(lián)合滲糖是果脯加工的研究方向。

齊治國等[29]對比常壓滲糖和真空滲糖2種滲糖方式對籽瓜皮果脯的滲糖效果，結(jié)果顯示常壓滲糖過程中，果脯發(fā)生美拉德反應(yīng)，外觀色澤較差；真空滲糖的果脯具有瓜皮原有色澤，外觀飽滿，口感較好；而兩者組合進(jìn)行滲糖所得的果脯質(zhì)量較單獨(dú)的常壓或真空滲糖，質(zhì)量要更高。得出的最佳試驗(yàn)條件為：0.5%的Ca(HSO4)2硬化處理3 h，滲糖濃度30%，真空度-0.065 MPa，真空滲糖時間50 min，常壓浸糖3 h，烘干溫度60 ℃，烘干時間11～14 h，利用常壓和真空的組合式滲糖技術(shù)能夠達(dá)到更好的滲糖效果。

王順民等[30]研究微波和真空聯(lián)合滲糖對紫薯果脯滲糖效果的影響，結(jié)果表明微波功率、微波處理時間、真空度等因素均對滲糖效果有顯著影響，經(jīng)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面優(yōu)化確定的紫薯果脯最佳滲糖工藝為微波功率560 W、滲糖時間7 min和真空度0.05 MPa。在該條件下制得的紫薯果脯品質(zhì)較好。與單獨(dú)使用微波滲糖相比，微波真空滲糖顯著縮短滲糖時間。但該工藝是在真空條件下進(jìn)行的，故對微波設(shè)備的要求較高，因此，采用該工藝進(jìn)行工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)尚需一定時間。

2 不同滲糖方式對果脯品質(zhì)的影響

張紹陽等[31]對比研究常壓滲糖和超聲波滲糖對沿河沙子空心李果脯品質(zhì)的影響，結(jié)果表明常壓滲糖效果不如超聲波滲糖，常壓滲糖的果脯顏色偏暗不均勻，口感不佳，沿河沙子空心李果香味不明顯，且滲糖時間長。

盛金鳳等[20]在常溫條件下研究了超聲波、微波和真空3種滲糖方式對芒果果脯品質(zhì)的影響，由其結(jié)果可知，與對照組常壓滲糖相比，真空滲糖方式對芒果色澤和質(zhì)構(gòu)影響最顯著，得到的芒果果脯色澤紅度值降低；而超聲波和微波滲糖方式對芒果果脯色澤和質(zhì)構(gòu)影響較小，超聲波滲糖最有利于促進(jìn)芒果果脯的滲糖，并且能明顯降低滲糖對芒果組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞作用。孫海濤等[32]在優(yōu)化軟棗獼猴桃果脯工藝中也發(fā)現(xiàn)超聲波滲糖效果優(yōu)于真空滲糖。

Luo等[33]對比研究超高壓（50 MPa、1 min、24℃）和加熱處理（100 ℃、1 min）對烏梅蜜餞的滲透脫水速率和活性成分的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超高壓和加熱預(yù)處理均可以加速烏梅蜜餞的滲透脫水速率。與熱處理相比，超高壓可以顯著提高烏梅中抗氧化活性成分的保留率并促進(jìn)各種揮發(fā)性成分的釋放，從而促使烏梅蜜餞具有更豐富的揮發(fā)性成分。因此，超高壓作為非熱加工方法來生產(chǎn)具有高營養(yǎng)和感官品質(zhì)更好的烏梅蜜餞具有很好的潛力。

李興武等[34]分別研究常壓、真空、微波、超聲波4種滲糖方式對脆紅李果脯品質(zhì)及香氣的影響，其結(jié)果表明常壓滲糖對果脯的營養(yǎng)與香氣破壞最大，感官品質(zhì)最差；真空滲糖可以較好地保留脆紅李的營養(yǎng)成分、香氣成分，但得到脆紅李果脯的含糖量及感官品質(zhì)稍差；微波滲糖對果脯香氣破壞稍多，能較好保留脆紅李中的營養(yǎng)，且有利于后期的果脯干燥；超聲波滲糖后果脯感官品質(zhì)最高，也能較好地提高脆紅李果脯的含糖量及減少營養(yǎng)成分破壞。經(jīng)綜合評價，超聲波滲糖脆紅李果脯品質(zhì)最好且能較好保留脆紅李的風(fēng)味及營養(yǎng)，而微波滲糖在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率及后期干燥等方面可以做到較好平衡。

李明娟等[4]分別采用常壓、真空、微波和超聲波4種滲糖技術(shù)加工果脯，研究不同滲糖技術(shù)對龍灘珍珠李果脯感官、理化、質(zhì)構(gòu)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，真空滲糖制備的龍灘珍珠李果脯色澤最佳、褐變度最低，但組織狀態(tài)和口感差；而微波滲糖過程中溫度升高導(dǎo)致果脯褐變，并且嚴(yán)重破壞果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。超聲波滲糖獲得的龍灘珍珠李果脯感官總分、總糖含量、硬度、咀嚼性、彈性和膠著性均為最高，且明顯降低對龍灘珍珠李果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞?？梢?，超聲波滲糖技術(shù)對龍灘珍珠李果脯品質(zhì)及果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的保護(hù)效果最好，該結(jié)果與顏娜等[35]研究的結(jié)果一致。顏娜等[35]研究常壓、真空、微波和超聲波4種不同滲糖方法對徐香獼猴桃果脯品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，與常壓滲糖相比，微波和超聲波滲糖可以顯著提高徐香獼猴桃果脯的總糖含量，而真空滲糖制備徐香獼猴桃果脯的含糖量與常壓滲糖差異不顯著。由4種滲糖技術(shù)所得果脯的感官品質(zhì)可知超聲波滲糖方式制備果脯的復(fù)水率、硬度和韌性顯著偏高，超聲波滲糖制備的果脯品質(zhì)較佳。

從多篇滲糖工藝對果脯品質(zhì)影響的分析可見，4種滲糖工藝中超聲波滲糖對果脯品質(zhì)的保持效果最好。微波滲糖過程中需控制好微波功率和滲糖溫度，防止微波的高溫?zé)嵝?yīng)對果蔬組織細(xì)胞產(chǎn)生不可逆的破壞。同時，將微波或超聲波等新型滲糖技術(shù)與常壓滲糖等傳統(tǒng)滲糖工藝聯(lián)合是新的發(fā)展方向。

3 結(jié)語

果脯滲糖技術(shù)和工藝參數(shù)的選取直接影響到果脯的品質(zhì)，經(jīng)過多年發(fā)展，果脯滲糖技術(shù)在保持傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上得到不斷創(chuàng)新。但基于不同果脯原材料性質(zhì)特點(diǎn)不一，以及果脯蜜餞生產(chǎn)過程中對微生物控制的要求，單一的滲糖工藝不能滿足現(xiàn)在市場對高品質(zhì)果脯的需求。因此，有待開展更多關(guān)于新型滲糖技術(shù)對果脯品質(zhì)影響的研究，或開展多種滲糖工藝組合的聯(lián)合滲糖工藝研究，以進(jìn)一步提高果脯品質(zhì)。