絲瓜風(fēng)味水的加工及其穩(wěn)定性研究

于立志，劉奇琳，范俐，陳艷

(1.武夷學(xué)院 茶與食品學(xué)院/中國(guó)烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 武夷山 354300；2.江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

絲瓜(Momoridica charantia L.)是葫蘆科絲瓜屬一年生攀援草本植物，是重要的瓜類蔬菜，其營(yíng)養(yǎng)豐富，產(chǎn)量高，新鮮幼嫩絲瓜含水量達(dá)95%左右[1-2]。幼嫩絲瓜除可作為蔬菜食用外，還可被進(jìn)一步加工成絲瓜制品，如絲瓜醬、絲瓜果脯、絲瓜腌制品及干制品等[3-5]。 果蔬風(fēng)味水是指果蔬植物組織內(nèi)的水分，它具有天然的果蔬特征風(fēng)味和較高的生物活性，是果蔬植株在生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)根系吸收、生物膜系統(tǒng)過(guò)濾除雜，并為自身生命活動(dòng)利用的自由水，它對(duì)生物細(xì)胞滲透性好，更易于被人體等生物體吸收利用[6-7]。在絲瓜深加工特別是醬制和干制過(guò)程中，絲瓜本身所含的大量水基本都在濃縮和噴粉的工序中蒸發(fā)掉，造成資源的浪費(fèi)[8]。為了避免果蔬加工過(guò)程中水分流失，馬輝[7]、周日興[8]、李祥波[9]先后開發(fā)了黃瓜、蘋果和哈密瓜風(fēng)味水，它們可以作為食品和餐飲業(yè)的原料用水開發(fā)相關(guān)風(fēng)味產(chǎn)品。

絲瓜是一種熱敏性蔬菜，在絲瓜風(fēng)味水加工過(guò)程中，過(guò)高的溫度會(huì)破壞其天然的果蔬風(fēng)味，甚至產(chǎn)生蒸煮味，影響感官品質(zhì)[10]，因此在絲瓜風(fēng)味水的加工過(guò)程中，要特別注意保護(hù)其天然的絲瓜特征風(fēng)味。當(dāng)前食品工業(yè)中主要的滅菌工藝可分為熱殺菌和冷殺菌兩類，熱殺菌會(huì)不同程度地破壞食品的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味，冷殺菌如超聲波等由于在處理過(guò)程中溫升較小，在食品工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[11]。因此，探索絲瓜風(fēng)味水的加工工藝和適宜的殺菌方法，成為絲瓜風(fēng)味水加工利用中關(guān)鍵問(wèn)題。

本研究將絲瓜破碎后經(jīng)低溫蒸餾、收集冷凝水、殺菌后制成絲瓜風(fēng)味水，并對(duì)其感官、理化及貯藏穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以提高絲瓜綜合利用率，同時(shí)為其它植物源風(fēng)味水的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無(wú)病蟲害、無(wú)機(jī)械損傷的普通無(wú)棱絲瓜購(gòu)于當(dāng)?shù)爻?；抗壞血?食品級(jí))，德興市百勤異VC鈉有限公司；草酸鈉(分析純)，上海展云化工有限公司；高錳酸鉀(分析純)，西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(Neofuge 23R)，上海力申科學(xué)儀器有限公司；飛利浦榨汁機(jī)(HR1861)，飛利浦家庭電器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(RE2000A)，上海亞榮生化儀器廠；槽式超聲處理器(SB-1200YDTD)，寧波新芝生物科技股份有限公司；恒溫培養(yǎng)箱(SLI-700)，春蘭實(shí)驗(yàn)儀器廠；實(shí)驗(yàn)室高速組織搗碎機(jī)(89119552)，無(wú)錫沃信儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程 實(shí)驗(yàn)于2019年10 ～12月在武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，工藝流程如下：

絲瓜原料→去皮→清洗、切片→護(hù)色→榨汁、過(guò)濾→低溫蒸發(fā)提取→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、冷凝收集→絲瓜風(fēng)味水→殺菌處理→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 護(hù)色 將新鮮絲瓜薄片浸沒(méi)于一定濃度的抗壞血酸溶液中20 min[12]。

1.3.2.2 榨汁、過(guò)濾 將絲瓜薄片于榨汁機(jī)中榨汁，并用2層紗布過(guò)濾去除絮凝物質(zhì)，收集濾液。

1.3.2.3 低溫蒸發(fā)、冷凝收集 取300 mL濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸餾燒瓶中，真空度為0.09 MPa[13]，在一定溫度下蒸餾，冷凝后收集液即為絲瓜風(fēng)味水。

1.3.3 感官評(píng)價(jià) 選擇20 ～35歲有感官經(jīng)驗(yàn)的10人(5男，5女)對(duì)絲瓜風(fēng)味水氣味、滋味、外觀進(jìn)行綜合感官評(píng)分，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在預(yù)研實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定影響提取絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的因素主要有：提取時(shí)間、提取溫度、抗壞血酸的添加量，設(shè)置5個(gè)不同梯度進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察上述三個(gè)因素對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響。

1.3.4.1 抗壞血酸的添加量對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 依次按抗壞血酸的添加量0%、0.08%、0.16%、0.24 %、0.32 %進(jìn)行榨汁，并用2層紗布過(guò)濾去除絮凝物質(zhì)，收集濾液，在55 ℃下經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)70 min后冷凝，收集絲瓜風(fēng)味水，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.4.2 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)提取時(shí)間對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 以抗壞血酸的添加量0.08 %，在55 ℃下，依次旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)提取50、60、70、80、90 min后，冷凝收集絲瓜風(fēng)味水，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.4.3 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 以抗壞血酸添加量0.16%，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)提取溫度為55、60、65、70、75 ℃下，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)提取60 min后，冷凝收集絲瓜風(fēng)味水，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.5 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 上述單因素實(shí)驗(yàn)考查了各因素對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響，在此基礎(chǔ)上采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化絲瓜風(fēng)味水的最佳提取參數(shù)。選用L9(34)正交表安排正交實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，最終確定絲瓜風(fēng)味水的最佳提取參數(shù)組合。正交試驗(yàn)水平因素表見表2。

表2 正交試驗(yàn)水平因素表

1.3.6 殺菌方式

1.3.6.1 巴氏殺菌 取冷凝收集的絲瓜風(fēng)味水200 mL于已滅菌的普通玻璃瓶中，置于68～70 ℃恒溫水浴鍋中保持30 min后在冰浴中冷卻到4～5 ℃，瓶口密封后待處理。

1.3.6.2 超聲處理 將上述同樣裝有絲瓜風(fēng)味水的玻璃瓶放入槽式超聲發(fā)生器內(nèi)，超聲頻率為60 kHz，功率為90W，處理時(shí)間60 min[14]，然后冰浴中急速冷卻到4～5℃用保鮮膜將瓶口密封。

1.3.7 指標(biāo)測(cè)定 比較經(jīng)不同滅菌處理后室溫貯藏的絲瓜風(fēng)味水的pH值、耗氧量和大腸菌群變化情況。

1.3.7.1 pH值的測(cè)定 采用酸度計(jì)測(cè)定，參考GB/T 5750.4-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 感官性狀和物理指標(biāo)》方法[15]。

1.3.7.2 耗氧量的測(cè)定 參考GB/T 5750.7—2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 有機(jī)物綜合指標(biāo)》方法[16]。

1.3.7.3 大腸菌群的測(cè)定 參考GB/4789.3—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》方法[17]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

上述各實(shí)驗(yàn)操作重復(fù)三次，使用Microsoft Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin9.0軟件作圖，正交助手II V3.1專業(yè)版進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 抗壞血酸添加量對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 添加不同量抗壞血酸提取的絲瓜風(fēng)味水，其感官品質(zhì)如圖1所示?？箟难峋哂锌寡趸?、護(hù)色作用，在絲瓜風(fēng)味水提取過(guò)程中添加抗壞血酸可以有效防止其被氧化、變色、變味。由圖1可知，在低濃度時(shí)隨著抗壞血酸添加量的增加，護(hù)色、抗氧化作用不斷增強(qiáng)，感官得分不斷增加，當(dāng)抗壞血酸添加量為0.24 %時(shí)，感官評(píng)價(jià)分最高，超過(guò)該濃度，可能由于抗壞血酸自身的酸性，降低了絲瓜水的感官品質(zhì)，感官得分迅速下降。

2.1.2 提取時(shí)間對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 不同提取時(shí)間對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響如圖2所示。由圖2可知，在提取時(shí)間較短時(shí)，所得絲瓜風(fēng)味水感官評(píng)分較低?？赡苡捎谔崛r(shí)間較短，絲瓜中主要呈香物質(zhì)未充分釋放，提取所得的絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)較低。在提取60 min后，絲瓜風(fēng)味水的感官評(píng)分最高。此后隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)，感官得分不斷下降，原因可能是異味成分的干擾和長(zhǎng)時(shí)間提取導(dǎo)致蒸煮味的產(chǎn)生以及一些懸浮物質(zhì)的出現(xiàn)。

2.1.3 提取溫度對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響 不同提取溫度對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)的影響如圖3所示。由圖3可知，低溫時(shí)提取所得絲瓜水風(fēng)味物質(zhì)含量較低，故感官評(píng)分較低且穩(wěn)定；65°C時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)絲瓜風(fēng)味物質(zhì)得到了充分提??；超過(guò)65℃后感官評(píng)分迅速下降，主要是因?yàn)榻z瓜屬熱敏性果蔬，高溫使絲瓜產(chǎn)生的煮熟味掩蓋了絲瓜的特征風(fēng)味，感官品質(zhì)迅速變差。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析與驗(yàn)證

基于上述單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)絲瓜風(fēng)味水提取工藝正交實(shí)驗(yàn)的因素水平如表2所示。由表3正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析可知，各因素對(duì)絲瓜風(fēng)味水感官品質(zhì)影響的大小次序?yàn)镃> B > A，即提取溫度>提取時(shí)間>抗壞血酸添加量，確定的絲瓜水最佳提取工藝為A2B3C2，即抗壞血酸添加量0.24 %，提取時(shí)間70 min，提取溫度65 ℃。 在上述優(yōu)化的最佳工藝條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明在此條件下絲瓜水的得率為63.74±1.42%，感官得分為92.0±3.72。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 不同瓜風(fēng)味水穩(wěn)定性的影響

對(duì)上述最佳工藝參數(shù)下制得的絲瓜風(fēng)味水進(jìn)行不同方式的殺菌處理，考查其殺菌效果及處理后所得絲瓜風(fēng)味水的穩(wěn)定性。

2.3.1 不同殺菌方式處理后絲瓜風(fēng)味水pH值的變化 不同殺菌處理絲瓜風(fēng)味水在室溫貯藏下pH值的變化如圖4所示。由圖4可知，經(jīng)不同殺菌方式處理的絲瓜風(fēng)味水在貯藏的初期pH值均略微下降。在第4天后，對(duì)照組pH值繼續(xù)呈下降趨勢(shì)，這可能是對(duì)照組樣品中微生物繁殖產(chǎn)酸導(dǎo)致的；而殺菌組均呈上升趨勢(shì)，且超聲殺菌處理組上升趨勢(shì)大于巴氏殺菌處理組。巴氏殺菌的同時(shí)也促進(jìn)了絲瓜風(fēng)味水自身某些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生弱堿性物質(zhì)致使pH上升。超聲處理是非熱過(guò)程，是利用超聲波的物理效應(yīng)，在超聲物理場(chǎng)中菌體裂解，釋放生物堿，同時(shí)小分子風(fēng)味物質(zhì)的某些基團(tuán)在超聲場(chǎng)中也可能發(fā)生斷裂[18]，導(dǎo)致超聲處理組pH上升更多。

2.3.2 不同殺菌方式處理后絲瓜風(fēng)味水耗氧量的變化 不同殺菌處理后絲瓜風(fēng)味水在室溫貯藏下耗氧量的變化如圖5所示。耗氧量作為生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)檢測(cè)指標(biāo)，綜合反映了水體被水中還原性物質(zhì) (包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物) 污染的情況[19]。由圖5可知，對(duì)照組樣品隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)微生物迅速繁殖，導(dǎo)致耗氧量快速增加；當(dāng)樣品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗完畢后，耗氧量下降。而實(shí)驗(yàn)組在滅菌處置后耗氧量均維持在較低的水平，均遠(yuǎn)低于國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限定的要求(飲用水耗氧量≤2.0 mg/L)[20]，說(shuō)明兩種方式滅菌均較為徹底。但貯藏第16天巴氏殺菌組耗氧量上升，說(shuō)明與超聲處理組相比，巴氏殺菌處理的絲瓜風(fēng)味水不夠穩(wěn)定。

2.3.3 不同殺菌方式處理后絲瓜風(fēng)味水大腸菌群的變化 不同殺菌方式處理后的絲瓜風(fēng)味水在室溫貯藏下大腸菌群的變化如表4所示。

表4 不同殺菌方式對(duì)大腸菌群數(shù)量的影響 MPN/mL

食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定飲用水大腸菌群不得檢出[20]。由表4可知，在第0天時(shí)，處理組和原液的大腸菌群均未檢出；在貯藏第4天時(shí)，未經(jīng)殺菌處理的絲瓜風(fēng)味水就有大腸菌群出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)殺菌處理的各試驗(yàn)組均未檢出；第16天后，經(jīng)巴氏殺菌的絲瓜風(fēng)味水也有大腸菌群檢出，這與巴氏殺菌后絲瓜風(fēng)味水耗氧量的變化較為一致。只有經(jīng)超聲殺菌的絲瓜風(fēng)味水大腸菌群未檢出，符合衛(wèi)生要求。說(shuō)明巴氏殺菌和超聲熱處理均能殺死大部分大腸菌群，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，巴氏殺菌組中的一部分微生物適應(yīng)了生長(zhǎng)環(huán)境，便能快速增值，從而導(dǎo)致大腸菌群的檢出。由此可知，經(jīng)超聲殺菌處理后的絲瓜風(fēng)味水的生物穩(wěn)定性更高，是較為理想的殺菌處理方式。

3 結(jié)論與討論

絲瓜作為我國(guó)廣泛種植的重要蔬菜品種，具有產(chǎn)量大，資源豐富等特點(diǎn)，為減少絲瓜深加工過(guò)程中水分流失，開發(fā)了絲瓜風(fēng)味水，其加工的最佳工藝參數(shù)組合為：抗壞血酸添加量0.24 %，提取溫度65 ℃，提取時(shí)間70 min，該條件下獲得的絲瓜水水澄清透明，具有天然的絲瓜特征香氣，得率為63.74 %。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：超聲處理后絲瓜水短期室溫貯藏穩(wěn)定性較好。

按獲得絲瓜水最佳感官質(zhì)量的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提取絲瓜水后剩余絲瓜醬含水量為81.33 %，可溶性固形物含量為21.42 %，該絲瓜醬可進(jìn)一步加工成各類絲瓜制品，如絲瓜罐頭、絲瓜酵素等，其在食品工業(yè)中的利用是后續(xù)研究的重要方向。

一般果蔬的含水量為85 %～90 %，加工成果蔬粉的含水量只有8 %～10 %，有80 %左右的果蔬水分在濃縮和噴粉的工序中蒸發(fā)掉[21-23]。例如：加工1噸可溶性固形物含量30 %的番茄醬，需要6噸的鮮果，蒸發(fā)的水量約為1.6～1.8噸，若一年生產(chǎn)一萬(wàn)噸可溶性固形物含量30 %的番茄醬，則有1.6～1.8萬(wàn)噸的果蔬水可加工利用。因此本研究對(duì)其它果蔬水的提取具有一定的參考價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景。