NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方優(yōu)化及殺菌方式對其品質(zhì)的影響

段臘梅，黃 威，紀秀鳳，王新明，王妍惠，于泳渤，于 懿，呂長鑫,

（1.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧錦州 121013；2.遼寧輝山乳業(yè)集團有限公司,遼寧沈陽 110168）

南果梨是薔薇科（Rosaceae）梨亞科（Pomoideae）梨屬（Pyrus）中的秋子梨（Pyrus ussriensisMaxim），盛產(chǎn)于遼寧鞍山和北鎮(zhèn)等地[1?2]。南果梨酸甜多汁、酒香濃郁、口感細膩[3?4]，含有多種人體必需氨基酸、37 種微量元素、脂肪酸、超氧化物歧化酶和芳香類等物質(zhì)，有“梨中之王”美稱[5?7]。但南果梨屬呼吸躍變型水果[8]，易發(fā)生腐爛而影響品質(zhì)及價值，對其進行深加工是解決問題的重要途徑。黃秋葵為錦葵科（Malvaceae）秋葵屬（AbelmoschusMedic）[9?10]，是一種高營養(yǎng)價值和保健功能的新型蔬菜，含有黏性多糖、VC、黃酮和微量元素等[11]，有健胃整腸、防癌抗癌、預防心血管疾病等功效[12?14]。除鮮食外，黃秋葵還可被制成果干、功能型飲料和罐頭等，具有廣闊的市場前景。

近年來，隨著人們健康意識不斷增強，消費者對果汁的偏好逐漸由低濃度果汁飲料向中高濃度果汁轉(zhuǎn)移[15]。其中，NFC 果汁更以其新鮮、天然、安全而深受消費者喜愛[16?17]。將南國梨和黃秋葵混合調(diào)配制成NFC 復合汁，不僅使其營養(yǎng)更加豐富，同時也滿足了消費者對于食品多樣化的需求。殺菌是果蔬加工中保證果汁穩(wěn)定和其貨架期的重要步驟，分為熱殺菌和非熱殺菌，目前食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用的是熱殺菌[18]，但是熱殺菌極易容易破壞果汁中的活性成分，對果汁的風味造成影響。非熱殺菌技術(shù)在處理過程中溫度相對低，可以很好地保留果汁中的活性成分，可以滿足人們對高營養(yǎng)食品的追求[19]。因此，本研究對NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方進行優(yōu)化，分析熱殺菌與常見的幾種非熱殺菌方式對復合汁微生物指標、理化指標、色澤和抗氧化性的影響，并利用電子舌檢測技術(shù)分析對復合汁風味的影響，為其深加工提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南果梨 遼寧省北鎮(zhèn)市；黃秋葵，白砂糖 錦州萬維超市；維生素C、無水檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉 食品級，河南樂泰食品有限公司；果膠酶、纖維素酶 英博生物科技有限公司；α-淀粉酶 寧夏和氏璧生物技術(shù)有限公司；FeSO4、水楊酸、酚酞、無水乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、氯化鈉、氯化鉀、酒石酸、過氧化氫 分析純，天津市大茂化學試劑廠。

SA402B 型味覺分析系統(tǒng) 日本INSENT 公司；5804R 型號冷凍離心機 德國艾本德公司；HPPL2-600/0.6 超高壓設(shè)備 天津華泰森淼有限公司；UV-2700 紫外可見分光光度計 日本SHIMADZU 公司；CR-400 色差儀 日本KONICA MINOLTA 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 NFC 南果梨黃秋葵復合汁加工工藝

挑選無腐爛變質(zhì)南果梨，洗凈后去皮切塊浸泡于以0.5%維生素C、0.4% D-異抗壞血酸鈉和0.2%檸檬酸配制的溶液中30 min，于高速組織搗碎機中處理得到南果梨漿，在南果梨漿中以3:1 的比例加入0.15%的果膠酶和纖維素酶，于50 ℃酶解2 h 后80 ℃滅酶5 min，經(jīng)粗濾后在4 ℃、7500 r/min 的條件下離心10 min，取上清液獲得NFC 南果梨汁。

挑選無損傷無霉變的優(yōu)質(zhì)黃秋葵，清洗切塊后于沸水中燙煮1 min，撈出瀝干，以一定質(zhì)量比與南果梨汁混合于高速組織搗碎機中制得果漿，加入質(zhì)量分數(shù)0.05%的α-淀粉酶、0.05%果膠酶和0.02%纖維素酶，55 ℃酶解2 h 后80 ℃滅酶5 min，經(jīng)粗濾后于4 ℃、6000 r/min 離心10 min，取上清液，以復合汁質(zhì)量為基準加入一定量的白砂糖和檸檬酸進行調(diào)配優(yōu)化配方，灌裝后進行巴氏殺菌得到成品。

1.2.2 NFC 南果梨黃秋葵復合汁配方優(yōu)化試驗

1.2.2.1 配方優(yōu)化單因素實驗 在預實驗基礎(chǔ)上，以感官評分為指標，對以下三個因素進行單因素實驗，根據(jù)感官評分確定復合汁最優(yōu)配方。固定白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.02%，考察榨汁時南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比11:1、13:1、15:1、17:1、19:1 對感官評分影響；固定南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比15:1，檸檬酸添加量0.02%，考察白砂糖添加量2%、4%、6%、8%、10%對感官評分影響；固定南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比15:1，白砂糖添加量6%，考察檸檬酸添加量0.010%、0.015%、0.020%、0.025%、0.030%對感官評分影響。

1.2.2.2 正交試驗優(yōu)化配方 根據(jù)單因素實驗結(jié)果，設(shè)計L9（34）正交試驗確定NFC 南果梨黃秋葵復合汁最佳配方，見表1。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計Table 1 Design of factors and levels of orthogonal test

1.2.2.3 感官評定標準 從以下4 個方面對NFC 南果梨黃秋葵復合汁進行感官評定，評定標準見表2。

表2 NFC 南果梨-黃秋葵復合汁評定標準Table 2 Standard for evaluation of compound juice made from Nanguo pear and okra

1.2.3 殺菌處理及指標測定方法

1.2.3.1 殺菌方法 采用已優(yōu)化的三種殺菌方法對同一批復合汁進行如下處理，每個樣品的處理量為500 mL。巴氏殺菌：75 ℃排氣5 min，密封后90 ℃殺菌10 min；微波殺菌[18]：功率750 W，處理時間120 s；超高壓殺菌[1]：壓強350 MPa 處理15 min；未殺菌處理復合汁為空白對照。

1.2.3.2 微生物檢測 按照GB 4789.2-2016 測定菌落總數(shù)；按照GB 4789.15-2016 測定霉菌、酵母菌。

1.2.3.3 理化指標及測定方法 可溶性固形物含量（Soluble Solids Content，SSC）：采用數(shù)字折光儀進行測定?？偹釡y定：按照GB/T 12456-2008，采用酸堿滴定法進行測定，以檸檬酸當量計。pH 值：采用pH計測定。非酶褐變指數(shù)：參照Cohen 等[20]的方法，將樣品與無水乙醇以體積1:1 混勻，3500 r/min 下離心30 min，取上清液于420 nm 處測定其吸光度值。

1.2.3.4 色差測定 采用色差儀對復合汁L*、a*、b*值進行測定?？偵瞀 計算見公式（1）：

式中：Lt*、at*和bt*表示殺菌處理的樣品測定值；L0*、a0*和b0*表示空白對照測定值。

1.2.3.5 電子舌測定 采用電子舌檢測系統(tǒng)對樣品進行味覺分析，味覺傳感器由5 個測試傳感器和2 個參考傳感器組成。其中，5 個測試傳感器為AAE、CTO、CAO、COO 和AE1，分別代表鮮、咸、酸、苦和澀味[21?22]。將樣品稀釋20 倍，量取35 mL 置于自動進樣器的測試杯中，采用清洗溶液和樣本交替檢測序列進行測定，每個樣品用傳感器采集120 s，各測4 次，為減少系統(tǒng)誤差，取后3 次采集的數(shù)據(jù)求均值用于分析。

1.2.3.6 DPPH 自由基清除能力 參照文獻[23?24]方法。向試管內(nèi)加入2 mL 0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液和2 mL 樣品混勻，避光反應(yīng)30 min，517 nm 處測吸光度A1；以等體積無水乙醇取代樣品原液，測吸光度A2；用等體積無水乙醇取代DPPH 溶液，測吸光度A3。自由基清除率計算見公式（2）：

1.2.3.7 羥自由基清除能力 參照文獻[25?26]方法。在反應(yīng)體系中依次加入1 mL 10 mmol/L 的FeSO4溶液、1 mL 10 mmol/L 的水楊酸溶液、1 mL樣品溶液和1 mL 8.8 mmol/L 的H2O2溶液，37 ℃避光反應(yīng)30 min，在510 nm 處測量吸光度值A(chǔ)1；用等體積的蒸餾水代替樣品溶液，測量吸光度值A(chǔ)0；用等體積的蒸餾水代替H2O2溶液，測量吸光度值A(chǔ)2。自由基清除率計算見公式（3）：

1.3 數(shù)據(jù)分析

每個實驗處理重復3 次，以“平均值±標準差”表示，采用Microsoft Word 2010 軟件進行繪圖，所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行顯著性分析，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比對復合汁感官評分影響 由圖1 所示，當南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比在15:1時感官評分最高，此時南果梨和黃秋葵味道協(xié)調(diào)，風味好，顏色鮮亮。當質(zhì)量比小于15:1 時，黃秋葵氣味突出，掩蓋了南果梨香味，產(chǎn)品粘稠，口感不佳；當南果梨黃秋葵質(zhì)量比大于15:1 時，黃秋葵風味偏弱。綜合分析，確定南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比為15:1。

圖1 質(zhì)量比對復合汁感官評分的影響Fig.1 Effect of different raw material ratio on on beverage sense scores

2.1.2 白砂糖添加量對復合汁感官評分影響 由圖2所示，白砂糖添加量為6%時，復合汁感官評分達到最高。當白砂糖添加量小于6%時，復合汁甜度低，風味寡淡；當白砂糖添加量大于6%時，復合汁風味過甜，掩蓋了黃秋葵的特有風味，評分隨之降低。綜合分析，確定白砂糖添加量為6%。

圖2 白砂糖添加量對復合汁感官評分的影響Fig.2 Effect of different addition of sugar beverage sense scores

2.1.3 檸檬酸添加量對復合汁感官評分影響 由圖3可知，在檸檬酸添加量在0.01%～0.025%之間時，復合汁隨檸檬酸的加入甜酸比例逐漸適宜，風味逐漸協(xié)調(diào)。當檸檬酸含量高于0.025%時，口味過酸，掩蓋了原有的風味，難以下咽。綜合分析，確定檸檬酸添加量為0.025%。

圖3 檸檬酸添加量對復合汁感官評分的影響Fig.3 Effect of different addition of citric acid on beverage sense scores

2.2 正交試驗結(jié)果

在單因素實驗基礎(chǔ)上進行L9（34）正交試驗，正交試驗結(jié)果如表3 所示，表4 為方差分析結(jié)果。

由表3 正交試驗結(jié)果與極差分析可知，南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比對復合汁感官評分影響最大，復合汁的最佳配方為A2B2C1。從表4 方差分析可知，南果梨汁黃秋葵質(zhì)量比和白砂糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)均有顯著影響（P<0.05）。按照最佳配方組合進行驗證試驗，感官評定平均分為89.4，高于正交試驗中的最高分88.0。因此，最終確定南果梨黃秋葵復合汁最佳配方組合為A2B2C1，即南果梨汁與黃秋葵以15:1 的質(zhì)量比榨汁，復合汁中南果梨汁和黃秋葵汁含量為93.98%，白砂糖和檸檬酸添加量分別為6%和0.02%。

表3 正交試驗結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiment

表4 正交試驗方差分析結(jié)果Table 4 Results of variance analysis of orthogonal experiment

2.3 殺菌方式對復合汁微生物指標的影響

經(jīng)測定并比較三種殺菌方法以及未經(jīng)殺菌的復合汁微生物指標，結(jié)果由表5 所示，未經(jīng)殺菌的復合汁菌落總數(shù)多達46000 CFU/mL，三種殺菌方式處理后樣品均未檢測到霉菌和酵母菌；巴氏殺菌和微波處理的樣品未檢測出菌落總數(shù)，超高壓處理樣品菌落總數(shù)為50 CFU/mL。結(jié)果表明，三種殺菌方式均可達到商業(yè)無菌要求（≤100 CFU/mL）。

表5 殺菌方式對復合汁微生物的影響Table 5 Effect of different sterilization methods on sterilization effect

2.4 殺菌方式對復合汁理化性質(zhì)的影響

2.4.1 殺菌方式對復合汁pH、可溶性固形物含量和總酸的影響 由表6 可知，與未殺菌處理樣品相比，經(jīng)微波和超高壓處理的復合汁可溶性固形物含量出現(xiàn)了較為顯著的上升，這可能是因為微波和超高壓使復合汁微粒破碎，蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)溶出，從而增加了可溶性固形物含量[27]。不同殺菌處理后，復合汁的總酸含量均發(fā)生顯著下降（P<0.05），pH 上升，兩者變化趨勢一致。冀曉龍等[18]對微波、超高壓和巴氏殺菌處理的梨棗汁的可滴定酸進行研究，結(jié)果表明其含量均發(fā)生不同程度下降，這與本實驗結(jié)果相一致。

表6 殺菌方式對復合汁pH、可溶性固性物含量、總酸和非酶褐變指數(shù)的影響Table 6 Effect of different sterilization methods on pH,soluble solids,total acid and non enzymatic browning degree of beverage

2.4.2 殺菌方式對復合汁非酶褐變指數(shù)的影響 如表6 所示，與未殺菌復合汁相比，超高壓殺菌處理對復合汁非酶褐變指數(shù)沒有發(fā)生顯著影響；巴氏殺菌和微波殺菌處理的非酶褐變指數(shù)顯著增加（P<0.05）。在90～110 ℃時，非酶褐變指數(shù)是評價果汁質(zhì)量最有效的標準，而熱處理過程中的非酶褐變，主要是由抗壞血酸的降解引起的[28]?？箟难岬难趸徒到饪僧a(chǎn)生呋喃類化合物、內(nèi)酯、酸、3-羥基-2-吡酮、糠醛、不飽和羰基等產(chǎn)物，這些降解產(chǎn)物可與氨基化合物反應(yīng)生成棕色色素，降低復合汁品質(zhì)。

2.5 殺菌方式對復合汁色差的影響

不同殺菌方式對復合汁色差的影響如表7 所示。與對照樣相比，三種不同殺菌方式使復合汁的L*值發(fā)生了不同程度的降低，且巴氏殺菌和微波殺菌降低效果更為明顯，說明其樣品發(fā)生的褐變程度較高。a*值代表紅綠色度，微波和超高壓處理對a*值沒有顯著影響，巴氏殺菌處理的復合汁a*值升高，表明復合汁紅色加深。b*值代表黃藍色度，與未殺菌樣品相比，巴氏殺菌和微波殺菌的樣品b*值無顯著性差異。ΔE表示復合汁的色澤變化程度，其值在0～0.5、0.5～1.5、1.5～3.0 內(nèi)分別代表顏色變化不顯著、較顯著、顯著[29]。所有殺菌處理組的ΔE均大于3.0，說明復合汁均發(fā)生了顯著褐變，其中超高壓處理的復合汁顏色變化最小。巴氏殺菌和微波殺菌過程中，產(chǎn)生了熱效應(yīng)，還原糖與氨基酸等反應(yīng)生成了類黑色素，導致褐變的發(fā)生。復合汁中含有多酚氧化酶，它是引起果汁顏色褐變一類重要的內(nèi)源酶，可使單酚羥基轉(zhuǎn)化為鄰苯二酪，催化鄰苯二酪氧化為醌類物質(zhì)，形成黑色素[30]，導致復合汁褐變，而超高壓處理可以較好地鈍化多酚氧化酶的活性[31]，減緩褐變反應(yīng)的發(fā)生。綜合分析，超高壓處理能更好的保持復合汁色澤。

表7 殺菌方式對復合汁色差的影響Table 7 Effect of different sterilization methods on color of beverage

2.6 殺菌方式對復合汁味覺指標的影響

由表8 可知，不同殺菌方式對復合汁的酸味、苦味和澀味影響較為顯著（P<0.05）。不同處理的復合汁酸味發(fā)生了不同程度下降，這與總酸含量變化趨勢是一致的；與未殺菌樣品相比，微波和巴氏殺菌處理的復合汁苦味顯著上升（P<0.05），這可能是因為復合汁中的蛋白質(zhì)在加熱過程中水解成小分子的肽類，而這些低聚肽多具有苦味[32]，使熱殺菌處理的復合汁苦味增加。綜合分析，超高壓處理的復合汁苦味和澀味下降，更符合消費者的喜好。

表8 基于電子舌的不用殺菌處理樣品的滋味變化Table 8 Taste changes of different sterilization samples based on electronic tongue

2.7 殺菌方式對復合汁自由基清除能力的影響

三種殺菌方式對復合汁自由基清除率的影響如圖4 所示。超高壓處理對復合汁DPPH 自由基清除率較對照樣無顯著差異，巴氏殺菌和微波處理使其抗氧化活性降低，其降低幅度分別為17.43%和15.63%。超高壓、微波和巴氏殺菌處理對復合汁羥自由基清除率有顯著差異（P<0.05），其中巴氏殺菌自由基清除率最低。果汁在熱處理過程中，多酚氧化聚合，VC發(fā)生氧化降解，不僅降低了復合汁自由基清除能力，還生成黑色物質(zhì)，導致果汁褐變；而超高壓處理屬非熱殺菌，且處理過程中復合汁微粒破裂促進了復合汁中一些抗氧化物質(zhì)如帶酚羥基的氨基酸的溶出[33]，使其保持了較好抗氧化性。

圖4 殺菌方式對復合汁自由基清除能力的影響Fig.4 Effects of different sterilization methods on antioxidant capacity of beverage

3 結(jié)論

本實驗以南果梨與黃秋葵為原料，通過正交試驗，確定了南果梨汁與黃秋葵以15:1 的質(zhì)量比榨汁進行復合，按南果梨和黃秋葵汁復合含量93.98%，白砂糖和檸檬酸添加量分別為6%和0.02%進行調(diào)配時，風味最佳。采用三種殺菌方式處理復合汁均可以保證商業(yè)無菌要求，超高壓處理復合汁的色澤、風味和抗氧化性均優(yōu)于微波處理和巴氏殺菌，保持了復合汁感官品質(zhì)，是適合南果梨黃秋葵復合汁的一種殺菌方式，為其應(yīng)用于果蔬汁工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)和實際指導。然而，在探究過程中也發(fā)現(xiàn)，雖然超高壓殺菌可保持復合汁原有品質(zhì)，但在相同條件下貯藏時，其早于巴氏殺菌復合汁發(fā)生變質(zhì)，故還需進一步研究。