葉文斌,馬應(yīng)麗,李 娜,王杜麗
(1.隴南師范高等??茖W(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院,甘肅 隴南 742500;2.隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開發(fā)中心,甘肅 隴南 742500)
隴南成縣黃櫻桃(Prunus avium L.)屬薔薇科李屬喬木,品種屬于中國(guó)櫻桃,在我國(guó)具有悠久的栽培歷史,是隴南栽培面積較大的早熟高產(chǎn)特有櫻桃品種,其皮薄多汁,顏色金黃,含有較多的糖類、有機(jī)酸、微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分,備受消費(fèi)者歡迎[1-2]?!侗静菥V目》中記載,櫻桃有補(bǔ)中益氣、祛濕止痛等功效。研究表明,櫻桃具有抗炎、抗腫瘤、抗衰老、降血糖[3-4]和止痛風(fēng)等作用[5],在延緩疲勞、軟化血管、促進(jìn)血紅蛋白再生[6-7]和預(yù)防心腦血管等疾病方面也有很好的作用[8]。黃果槲寄生[Viscum coloratum(Kom.)Nakai f.lutescens Kitag.]是槲寄生常見種類之一,由于果皮顏色成熟后呈黃色,在中醫(yī)藥上入藥效果等同于槲寄生[9-10],也是目前市場(chǎng)上主流的藥用槲寄生。黃果槲寄生果實(shí)多糖是其主要的生物活性物質(zhì)和有效成分[11-12],近年來(lái),隨著對(duì)黃果槲寄生果實(shí)多糖研究的進(jìn)一步深入,發(fā)現(xiàn)其具有保肝和提高免疫力等多種生物活性功能[13-14]。甘肅省隴南地區(qū)生態(tài)分布復(fù)雜,黃果槲寄生藥源充足,開發(fā)潛力巨大。
隨著人們生活水平的提高,對(duì)食品種類和新產(chǎn)品的開發(fā)需求也日益增加。隴南黃櫻桃呼吸躍變明顯,易腐爛、掉梗和褐變,極不易貯存,這制約了隴南黃櫻桃果實(shí)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而黃櫻桃的深加工研究還處于探索階段。本研究以隴南黃櫻桃鮮果為原料,添加槲寄生果實(shí)多糖制備黃櫻桃保健醬,并將其應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中,旨在探索將黃櫻桃和槲寄生果實(shí)多糖結(jié)合,研制一種可以直接食用的保健食品,以期為黃櫻桃深加工和保健新產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。
1.1.1 材料與試劑
黃櫻桃,采于隴南市成縣;黃果槲寄生果實(shí)多糖,由隴南師范高等專科學(xué)校食品教研室提供;木糖醇和檸檬酸,南京熙美諾生物科技有限公司產(chǎn)品;果膠,鄭州萬(wàn)瑞達(dá)化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品;氯化鈣,山東鵬展化工有限公司產(chǎn)品;D-異抗壞血酸鈉,鄭州萬(wàn)搏化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品。以上添加劑均為食品級(jí),純度均為99.9%以上。
1.1.2 儀器與設(shè)備
BOD-150 型電熱恒溫干燥箱,鑫貝西科學(xué)儀器(山東)有限公司;WYA-2S 型數(shù)顯阿貝折射儀,北京通世華港設(shè)備有限公司;FA1004 型電子天平,鶴壁市科達(dá)儀器儀表有限公司;DK-98-II 型單聯(lián)2 kW 萬(wàn)用電爐,天津市泰斯特儀器有限公司;PHSJ-4F 型pH計(jì),深圳市信億達(dá)科技有限公司;UV2800 型紫外可見分光光度計(jì),上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;AA320N 型石墨爐原子吸收光譜儀,浙江納德科學(xué)儀器有限公司;ZNN-D6 型六速旋轉(zhuǎn)粘度儀,東莞博萊德儀器設(shè)備有限公司;BJPX-400 型生化培養(yǎng)箱,山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司。
1.2.1 工藝流程
隴南黃櫻桃鮮果→清洗→去核→打漿→熬煮→添加其他添加物→濃縮→裝瓶→封口→滅菌→冷卻→包裝
1.2.2 操作要點(diǎn)
1.2.2.1 材料選擇
選擇顏色鮮黃,果實(shí)完整、成熟適度、無(wú)蟲病腐爛的隴南黃櫻桃鮮果,用水沖洗果皮,去除雜物,擦干水分備用。
1.2.2.2 護(hù)色、打漿
將隴南黃櫻桃鮮果去蒂去核,用0.05%氯化鈉水溶液浸泡20 min 護(hù)色后,撈出瀝干水分,用組織搗碎機(jī)破碎打漿,攪拌均勻。
1.2.2.3 腌制、入鍋
取一個(gè)干凈的容器倒入破碎后的黃櫻桃,用木糖醇腌制10 min,倒入鍋內(nèi),加入適量水,開火燒開。
1.2.2.4 熬煮
小火熬制湯液至濃稠,待果醬基本均一時(shí),加入檸檬酸和黃果槲寄生果實(shí)多糖,繼續(xù)小火熬煮并不斷攪拌20 min,待果醬組織透明度增加,黏稠度提高,檢測(cè)果醬中可溶性固形物含量,可溶性固形物含量達(dá)到45%左右時(shí)再添加氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉穩(wěn)定顏色和調(diào)節(jié)pH 值,繼續(xù)小火熬煮,攪拌5 min 后停止?jié)饪s。
1.2.2.5 脫氣、灌裝
將經(jīng)濃縮后制得的果醬迅速裝瓶,裝瓶時(shí)保持瓶溫在45 ℃左右;裝瓶不可過(guò)滿,留有1~2 cm 頂隙為宜;果醬需在10 min 內(nèi)完成裝瓶,以保證裝瓶完成時(shí)果醬溫度維持在80 ℃以上。瓶口采用熱灌裝脫氣法進(jìn)行密封,放入滅菌鍋中90 ℃滅菌20 min,待果醬冷卻至室溫后置于陰涼干燥處備用。
1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
以下百分比均為質(zhì)量百分比,果醬中氯化鈣添加量固定為0.02%,D-異抗壞血酸鈉添加量固定為0.10%。
1.2.3.1 黃櫻桃果肉添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健醬感官品質(zhì)的影響
在綜合考慮成本和前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定木糖醇添加量16%,黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.03%,檸檬酸添加量0.18%,考察黃櫻桃果肉添加量分別為40%、50%、60%、70%和80%時(shí)對(duì)果醬感官評(píng)分的影響,以確定最佳果肉添加量。
1.2.3.2 木糖醇添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健醬感官品質(zhì)的影響
在綜合考慮成本和前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定黃櫻桃果肉添加量60%,檸檬酸添加量0.18%,黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.03%,考察木糖醇添加量分別為12%、14%、16%、18%和20%時(shí)對(duì)果醬感官評(píng)分的影響,以確定最佳木糖醇添加量。
1.2.3.3 檸檬酸添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健醬感官品質(zhì)的影響
在綜合考慮成本和前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定黃櫻桃果肉添加量60%,木糖醇添加量16%,黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.03%,考察檸檬酸添加量分別為0.14%、0.16%、0.18%、0.20%和0.22%時(shí)對(duì)果醬感官評(píng)分的影響,以確定最佳檸檬酸添加量。
1.2.3.4 黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響
在綜合考慮成本和前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定黃櫻桃果肉添加量60%,木糖醇添加量16%,檸檬酸添加量0.18%,考察黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量分別為0.10%、0.20%、0.30%、0.40%和0.50%時(shí)對(duì)果醬感官評(píng)分的影響,以確定最佳黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量。
1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)響應(yīng)面Box-Benhnken中心試驗(yàn)組合設(shè)計(jì),以黃櫻桃果肉添加量(A)、木糖醇添加量(B)、檸檬酸添加量(C)、黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量(D)為影響因素,以隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面組合試驗(yàn),對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬配方進(jìn)行優(yōu)化,試驗(yàn)因素和水平見表1。
表1 隴南黃櫻桃低糖保健果醬配方優(yōu)化因素與水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)Table 1 Response surface design for factors and levels of jam optimization process 單位:%
1.2.5 感官評(píng)價(jià)
將制備的隴南黃櫻桃低糖保健果醬冷卻至室溫,在溫度為22~25 ℃和相對(duì)濕度為85%~90%的條件下放置7 d,觀察無(wú)污染后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定,邀請(qǐng)5男5 女共10 名食品相關(guān)專業(yè)人員,根據(jù)果醬的色澤、組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味及涂抹性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[15-16],感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Prunus avium L.low sugar health-care jam
1.2.6 黏度測(cè)定
準(zhǔn)確稱取隴南黃櫻桃低糖保健果醬80.0 g,放入500 mL 燒杯中,用蒸餾水稀釋調(diào)節(jié)果醬,用折光計(jì)測(cè)定果醬的可溶性固形物,當(dāng)可溶性固形物含量穩(wěn)定在12%時(shí),將其放入25 ℃水浴鍋中恒溫加熱1 h,用六速旋轉(zhuǎn)粘度儀的4 號(hào)轉(zhuǎn)子,在轉(zhuǎn)速為30 r/min 的條件下進(jìn)行黏度測(cè)定[16-17]。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理
2.1.1 黃櫻桃果肉添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響
由圖1 可知,黃櫻桃果肉添加量對(duì)果醬的感官評(píng)分有較大影響。隨著黃櫻桃果肉添加量由40%逐漸增加到60%時(shí),感官評(píng)分呈上升趨勢(shì);當(dāng)黃櫻桃果肉添加量為70%~80%時(shí),感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。添加量為60%時(shí)果醬的感官評(píng)分最高,這是因?yàn)辄S櫻桃果肉太多會(huì)影響果醬的口感,濃度太高會(huì)使果醬黏稠、光澤降低且口感粗糙。因此,確定選取黃櫻桃果肉添加量50%、60%和70%進(jìn)行后續(xù)果醬配方優(yōu)化研究。
圖1 黃櫻桃果肉添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of Prunus avium L.fresh fruit contents on sensory qualities of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
2.1.2 木糖醇添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響
由于木糖醇不參與人體內(nèi)血糖代謝,也不會(huì)使人體血糖升高,所以目前被作為甜味劑和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑廣泛添加到食品中,也常用做糖尿病患者的輔助治療劑[18]。由圖2 可知,隨著木糖醇添加量的逐漸增加,產(chǎn)品感官評(píng)分也逐漸上升,當(dāng)木糖醇添加量為16%時(shí),果醬的感官評(píng)分最高,超過(guò)這個(gè)濃度感官評(píng)分逐漸降低,這是因?yàn)槟咎谴嫉臐舛忍邥?huì)產(chǎn)生甜膩感。因此,選取木糖醇添加量14%、16%和18%進(jìn)行后續(xù)果醬配方優(yōu)化研究。
圖2 木糖醇添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of xylitol contents on sensory qualities of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
2.1.3 檸檬酸添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響
檸檬酸是食品加工中常用的酸味添加劑和鈣離子強(qiáng)化劑,具有很好的抗氧化和防腐作用,不但能改善食品的感官性狀[19],還能與D-異抗壞血酸鈉共同協(xié)作,控制果醬的pH 值,防止氧化酸敗,共同穩(wěn)定果醬的顏色[20-21]。如圖3 所示,當(dāng)檸檬酸添加量為0.14%~0.18%時(shí),產(chǎn)品的感官評(píng)分逐漸上升;當(dāng)添加量為0.18%時(shí),果醬的感官評(píng)分最高,增色效應(yīng)明顯,果醬顏色鮮艷光亮;檸檬酸添加量為0.20%~0.22%時(shí),感官評(píng)分下降,果醬顏色變深、酸味明顯、失去黃櫻桃的原色。因此,選定檸檬酸添加量0.16%、0.18%和0.20%進(jìn)行后續(xù)果醬配方優(yōu)化研究。
圖3 檸檬酸添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of citric acid contents on sensory qualities of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
2.1.4 黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響
黃果槲寄生果實(shí)多糖具有很好的黏性、流變性和協(xié)效性[11-12],在果醬工藝中可起到增稠的作用,還會(huì)與添加劑中的Ca2+發(fā)生交聯(lián)作用,提高成膠性,使果醬組織更加分散均一,同時(shí)還會(huì)與檸檬酸及D-異抗壞血酸鈉共同穩(wěn)定果醬的色素[20-21]。由圖4 所示,當(dāng)黃果槲寄生果實(shí)添加量為0.10%~0.30%時(shí),產(chǎn)品的感官評(píng)分呈逐漸上升趨勢(shì);當(dāng)添加量大于0.30%時(shí),感官評(píng)分呈下降趨勢(shì);當(dāng)添加量為0.30%時(shí),果醬的感官評(píng)分最高。因此,選定黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.20%、0.30%和0.40%進(jìn)行后續(xù)果醬配方優(yōu)化研究。
圖4 黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effects of Viscum coloratum polysaccharides contents on sensory qualities of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,以黃櫻桃果肉添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量為自變量,以感官評(píng)分為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化,試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。
表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Box-behnken design and experimental results
對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析,擬合得到各試驗(yàn)因素對(duì)感官評(píng)分的回歸方程為:Y=88.12+13.37A+2.66B-1.83C-0.10D-1.01AB+0.65AC+0.58AD-0.47BC-2.58BD-0.97CD-5.95A2-8.14B2-6.33C2-6.88D2。
由表4 可知,回歸模型極顯著(P=0.0008,P<0.01),說(shuō)明模型對(duì)響應(yīng)值擬合良好。模型決定系數(shù)R2=0.979 4,校正系數(shù)=0.973 5,兩者非常接近,說(shuō)明響應(yīng)面二次回歸擬合度很好。失擬項(xiàng)不顯著(P=0.644 5,P>0.05)說(shuō)明所構(gòu)建模型與試驗(yàn)誤差小,以上結(jié)果說(shuō)明,模型能很好地反映隴南黃櫻桃低糖保健果醬的感官評(píng)分與黃櫻桃果肉、木糖醇、檸檬酸和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量之間的關(guān)系,試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值很接近,可信度較高。A 的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)及B、D 的二次項(xiàng)達(dá)到極顯著水平(P<0.01),B、C、D 的一次項(xiàng)和C的二次項(xiàng)達(dá)到顯著水平(P<0.05),A、B、C、D 的所有交互項(xiàng)均為顯著水平(P<0.05),說(shuō)明試驗(yàn)因素對(duì)響應(yīng)值不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系,黃櫻桃果肉、木糖醇、檸檬酸和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬配方的優(yōu)化影響顯著。各因素影響隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官評(píng)分的主次順序?yàn)椋狐S櫻桃果肉添加量(A)>木糖醇添加量(B)>檸檬酸添加量(C)>黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量(D)。
表4 回歸模型方差分析Table 4 Response surface and ANVOA analysis
續(xù)表4 回歸模型方差分析Continue table 4 Response surface and ANVOA analysis
如圖5~10 所示,果醬中黃櫻桃果肉添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量4 因素之間的響應(yīng)曲面均為凸面,而且曲面坡度都比較陡峭,說(shuō)明各因素之間的交互作用復(fù)雜;隴南黃櫻桃低糖保健果醬感官評(píng)分響應(yīng)值存著極高值[15],因素之間呈現(xiàn)的響應(yīng)曲面等高線均在水平-1~1 的范圍之間,說(shuō)明保健果醬4 因素加工工藝的最優(yōu)條件在所選的濃度范圍之內(nèi)[15]。
圖5 黃櫻桃果肉和木糖醇添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.5 Response surface diagram showing the interaction effects of Prunus avium L.pulp contents and xylitol additions on Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
根據(jù)所得的擬合的多元回歸方程可以確定保健果醬加工工藝的最佳工藝參數(shù)為:黃櫻桃果肉添加量61.28%,木糖醇添加量16.19%,檸檬酸添加量0.18%,黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.33%,保健果醬的的軟件預(yù)測(cè)感官評(píng)分理論值為95.41 分。在最佳工藝參數(shù)條件下,制備果醬,并開展感官評(píng)價(jià),得分為94.47分,與預(yù)測(cè)感官評(píng)價(jià)理論值相近。
圖6 黃櫻桃果肉和檸檬酸添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.6 Response surface diagram showing the interaction effects of Prunus avium L.pulp contents and citric acid additions on Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
圖7 黃櫻桃果肉和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.7 Response surface diagram showing the interaction effects of Prunus avium L.pulp contents and Viscum coloratum polysaccharides additions on Prunus avium L.low sugar healthcare jam of Longnan
圖8 木糖醇和檸檬酸添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.8 Response surface diagram showing the interaction effects of citric acid and xylitol additions on Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
圖9 木糖醇和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.9 Response surface diagram showing the interaction effects of Viscum coloratum polysaccharides additions and xylitol additions on Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
2.3.1 感官品質(zhì)指標(biāo)
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22474—2008[22]和QB/T 1386—2017[23]的感官指標(biāo)要求對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn),制備的果醬醬體呈現(xiàn)出一致的黃櫻桃原色、光亮誘人,均勻一致、不流散、無(wú)汁液滲出、無(wú)糖結(jié)晶,具有黃櫻桃原始風(fēng)味、酸甜爽口、口感細(xì)膩、香味協(xié)調(diào)、風(fēng)味獨(dú)特,易于涂抹且涂層均勻光滑,無(wú)肉眼可見雜質(zhì)。
圖10 檸檬酸和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量的交互作用對(duì)隴南黃櫻桃低糖保健果醬影響的響應(yīng)曲面圖Fig.10 Response surface diagram showing the interaction effects of citric acid additions and Viscum coloratum polysaccharides additions on Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
2.3.2 理化和微生物指標(biāo)
按照最佳配方制備的隴南黃櫻桃低糖保健果醬理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表5 和表6 所示。果醬各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合果醬標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22474—2008[22]規(guī)定的要求;未檢出致病菌。
表5 隴南黃櫻桃低糖保健果醬理化指標(biāo)Table 5 Quality indicators of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
表6 隴南黃櫻桃低糖保健果醬微生物指標(biāo)Table 6 Microbiological indicators of Prunus avium L.low sugar health-care jam of Longnan
本研究以隴南產(chǎn)黃櫻桃鮮果為原料,加工研制低糖保健果醬。通過(guò)單因素試驗(yàn)對(duì)黃櫻桃果肉添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量和黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量進(jìn)行篩選,根據(jù)感官評(píng)分采用Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn),優(yōu)化低糖保健果醬的最佳配方為:黃櫻桃果肉添加量61.28%,木糖醇添加量16.19%,檸檬酸添加量0.18%,黃果槲寄生果實(shí)多糖添加量0.33%,添加0.02%的氯化鈣和0.10%的D-異抗壞血酸鈉,得到質(zhì)地良好的保健醬產(chǎn)品,醬體鮮黃,有光澤,甜酸適口,組織狀態(tài)良好,可溶性固形物含量55.54%,總糖含量34.36%,pH 3.86,黏度25.89 cm/30 s,感官評(píng)分為94.47 分。