番茄木瓜低糖果醬制備及其理化性質(zhì)研究

林志榮，劉 蘭

（1.中華全國供銷合作總社管理干部學(xué)院，北京 100032；2.廣東石油化工學(xué)院，廣東茂名 100086）

番茄含有人體所需的多種微量元素，營養(yǎng)豐富且風(fēng)味獨特。番茄紅素的抗氧化能力是胡蘿卜素的3.2 倍，是維生素E 的100 倍。Stahl 等[1]研究表明，平時多攝入富含番茄紅素的食物可避免紫外線（UV）照射產(chǎn)生紅斑。Rao等[2]研究發(fā)現(xiàn)，提高番茄紅素攝入量可降低冠心病發(fā)生的風(fēng)險。番茄中維生素A 含量也非常高，可以有效緩解視力疲勞，對夜盲癥也有輔助治療作用。

木瓜含有木瓜蛋白酶、番木瓜堿、黃酮等多種活性成分，具有消炎、抗癌、抗腫瘤和助消化等功效[3]。譚文波等[4]對小鼠皮膚進(jìn)行試驗，結(jié)果表明木瓜黃酮具有較明顯的抗皮膚衰老作用。木瓜屬于典型的呼吸躍變型水果，在常溫下貯藏容易腐爛變質(zhì)，可以制作成木瓜果醬等產(chǎn)品，增加產(chǎn)品附加值。

果醬風(fēng)味獨特，營養(yǎng)豐富且易于保存，深受消費者歡迎。目前市場上的果醬以高糖果醬為主，含糖量高達(dá)65%以上，口感過于甜膩，不利于人體健康，逐步被低糖果醬所取代。用番茄木瓜制成的低糖果醬營養(yǎng)健康，風(fēng)味獨特，但由于含糖量低難以形成高甲氧基果膠，醬體凝膠性差，易析水。本文采用低甲氧基果膠和黃原膠作為復(fù)合增稠劑，解決了低糖果醬黏稠性差、水分易析出等問題；借助單因素試驗和正交試驗，優(yōu)化了番茄木瓜低糖果醬的工藝配方；借助流變儀考察了溫度對果醬流變特性的影響，以期為工業(yè)化生產(chǎn)提供工藝參數(shù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄，‘夏川7 號’，市售；木瓜，番木瓜，市售。

檸檬酸、氯化鈣，食品級，天津博迪化工股份有限公司；黃原膠、低甲氧基果膠，食品級，重慶力宏精細(xì)化工有限公司；白砂糖、食鹽，食品級，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH-6 型，江蘇科析儀器有限公司；打漿機，JYL-CO12 型，九陽股份有限公司；糖度計，RHB32 型，山東恒美電子科技有限公司；色差儀，RS-232C 型，柯尼卡美能達(dá)公司；流變儀，AR1000 型，美國TA 有限公司；電烤箱，MG38MD-ADRF，美的集團(tuán)股份有限公司；真空干燥箱，DZF-6020 型，上海博迅實業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 番茄木瓜低糖果醬制備工藝流程

番茄木瓜低糖果醬制備工藝流程見圖1。

圖1 番茄木瓜低糖果醬制備工藝Fig.1 Preparation technology of tomato and papaya low-sugar jam

1.3.2 操作要點

（1）制備番茄漿

挑選無破損、腐爛的新鮮番茄，用流水洗凈，在100 ℃下熱燙2～3 min，達(dá)到軟化和滅酶的目的。去皮去根蒂，按料水比1∶2（g/mL）打漿至漿體細(xì)膩均勻[5]。

（2）制備木瓜漿

挑選質(zhì)優(yōu)、無破損、無腐爛的八成熟木瓜，洗凈后去皮、去籽、切塊。將木瓜浸入1.0%食鹽水中護(hù)色10 min 后撈出，按料水比1∶2（g/mL）打漿至漿體細(xì)膩均勻[6]。

（3）調(diào)配、濃縮

將得到的番茄漿和木瓜漿按一定的質(zhì)量比調(diào)配混勻，然后加入果醬質(zhì)量0.1%的氯化鈣，加熱熬煮5 min后，再依次加入白砂糖和檸檬酸，繼續(xù)濃縮至黏稠狀，不斷攪拌防止焦糊，在濃縮接近終點時加入復(fù)合增稠劑（低甲氧基果膠∶黃原膠=2∶1），當(dāng)可溶性固形物含量達(dá)到40%左右時（按折光度計）停止加熱，此時，果醬呈片狀從玻璃棒上滑落[7]。

（4）灌裝、密封

濃縮達(dá)到終點后立即灌裝，罐裝時醬體溫度不低于85 ℃。醬體與瓶口留一定的頂隙，灌裝后立即密封。

（5）殺菌、冷卻

在100 ℃沸水中殺菌15 min，依次放入80、60、40 ℃水中梯度降溫，最后自然冷卻至室溫[8]。

1.4 番茄木瓜果醬配方的優(yōu)化

1.4.1 單因素試驗

以感官評分為指標(biāo)，分別對番茄與木瓜配比（4∶6、5∶5、6∶4、7∶3 和8∶2），白砂糖添加量（10%、20%、30%、40%和50%），檸檬酸添加量（0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%）和復(fù)合增稠劑添加量（0.15%、0.30%、0.45%、0.6%和0.75%）進(jìn)行單因素試驗，以確定番茄木瓜低糖果醬的最佳基礎(chǔ)配方。

1.4.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，確定影響番茄木瓜果醬的主要因素為番茄與木瓜配比（A）、白砂糖添加量（B）、檸檬酸添加量（C）和復(fù)合增稠劑添加量（D），采用L9(34)進(jìn)行正交試驗，通過感官評分選出最佳配方，試驗設(shè)計的因素和水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogona experiment

1.5 測定指標(biāo)與方法

1.5.1 感官評價

隨機挑選10 名經(jīng)過培訓(xùn)的食品專業(yè)人員，對果醬的氣味、色澤、滋味、組織狀態(tài)和涂抹性5 個方面進(jìn)行評定，滿分為100 分，結(jié)果取平均值，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 番茄木瓜低糖果醬感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standard of sensory score evaluation on tomato and papaya low-sugar jam

1.5.2 流變性研究

平行板間距1 mm，剪切速率為1～150 s-1，分別測定4、25、40、60 ℃條件下剪切應(yīng)力和黏度隨剪切速率的變化。結(jié)果用Herschel-Bulkley 模型進(jìn)行擬合，得到流變學(xué)參數(shù)τ0、K和n[9-10]。Herschel-Bulkley 模型見公式（1）。

式中，τ為剪切應(yīng)力，Pa；τ0為屈服應(yīng)力，Pa；K為稠度系數(shù)，Pa·sn；γ為剪切速率，s-1；n為流動特征指數(shù)。

1.5.3 理化指標(biāo)測定

（1）保水性

準(zhǔn)確稱取番茄木瓜低糖果醬成品10～15 g，置于真空干燥箱中，約30 ℃放置4 h 后稱量質(zhì)量[11]。保水性計算公式見式（2）。

式中，G1為果醬真空放置后質(zhì)量，g；G2為果醬烘箱干燥后質(zhì)量，g；G3為果醬樣品質(zhì)量，g。

（2）脫水收縮率

選用直徑為60 mm 的餅干，將果醬均勻地涂在餅干表面，果醬的直徑為40 mm，厚度為10 mm，烤箱溫度約為170 ℃，一般選擇烤箱中間的位置進(jìn)行高溫加熱。相對焙烤穩(wěn)定性（RBS）和相對形成穩(wěn)定性（RFS）由加熱后果醬的內(nèi)徑和外徑測得。

式中，x為高溫加熱后果醬的外徑，mm；y為高溫加熱后果醬的內(nèi)徑，mm。

當(dāng)RBS＜RFS時，果醬會有脫水收縮的現(xiàn)象，對果醬的定型有一定的幫助，一般脫水收縮性在5%以內(nèi)是允許的[12-13]。

（3）色差

取一定量果醬于透明平板上，將果醬均勻鋪平，進(jìn)行測定時，先進(jìn)行白板校正，再用黑板校正，對果醬不同位置進(jìn)行測定，并記錄果醬亮度L*的變化，+表示偏亮，-表示偏暗[14-15]。

（4）可溶性固形物含量

按照GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗方法》進(jìn)行測定[16]。

1.5.4 微生物指標(biāo)

按照GB/T 4789.2—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《食品微生物學(xué)檢驗》中菌落總數(shù)測定方法。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計算標(biāo)準(zhǔn)誤差并制圖，實驗數(shù)據(jù)以3 次重復(fù)的“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。通過正交助手ⅡV 3.1 軟件對果醬配方進(jìn)行優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 果醬配方確定

2.1.1 番茄與木瓜配比對果醬感官品質(zhì)的影響

從圖2 可以看出，感官評分隨著番茄和木瓜配比的增加呈先增大后降低的趨勢，番茄和木瓜配比為6∶4時，復(fù)合果醬感官評分最高，為92.0，此時果醬為鮮亮的橘黃色，番茄和木瓜味道協(xié)調(diào)，果醬酸甜適宜，口感柔和潤滑。繼續(xù)增大番茄的添加量，木瓜的風(fēng)味逐漸被覆蓋，產(chǎn)品的色澤、滋味不突出，導(dǎo)致感官評分降低。故番茄和木瓜最佳配比為6∶4。

圖2 番茄與木瓜配比對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of the ratio of tomato to papaya on the sensory quality of products

2.1.2 白砂糖添加量對果醬感官品質(zhì)的影響

白砂糖不僅可以增加果醬清甜的口感，還具有防腐和穩(wěn)定VC 的作用，此外，對增加果醬固形物的含量也有一定作用[17]。從圖3 可以看出，感官評分隨著白砂糖添加量增加呈先增大后降低的趨勢，白砂糖添加量為20%時，復(fù)合果醬的感官評分最高，此時果醬甜酸適宜。繼續(xù)增加白砂糖會使復(fù)合果醬產(chǎn)生甜膩感，故感官評分略有下降。因此，白砂糖適宜添加量為20%。

圖3 白砂糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the amount of sugar added on sensory quality of products

2.1.3 檸檬酸添加量對果醬感官品質(zhì)的影響

檸檬酸在果醬中起到調(diào)節(jié)pH 值、防腐抑菌和護(hù)色的作用，其添加量直接影響果醬的口感風(fēng)味[18-19]。由圖4可知，果醬感官評分隨檸檬酸添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)檸檬酸添加量為0.10%時，果醬酸甜適中，果香味較濃郁，感官評分最高。檸檬酸添加量較低時，滋味較差，口感不豐富；檸檬酸添加量過多時，破壞了果醬的酸甜平衡，使得復(fù)合果醬的酸味蓋過了甜味，感官評分降低。因此，檸檬酸最佳添加量為0.10%。

圖4 檸檬酸添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of the amount of citric acid added on sensory quality of products

2.1.4 復(fù)合增稠劑添加量對果醬感官品質(zhì)的影響

從圖5 可以看出，隨著復(fù)合增稠劑添加量的增加，果醬的感官評分呈先增大后減小的趨勢，當(dāng)復(fù)合增稠劑添加量為0.45%時，果醬不僅滋味協(xié)調(diào)，且凝膠性好，醬體軟硬適中，感官評分最高。這是因為低甲氧基果膠中的羧基與氯化鈣中的鈣離子產(chǎn)生橋聯(lián)作用形成凝膠，使醬體更加穩(wěn)定[20-21]。當(dāng)增稠劑添加量過低時，果醬偏軟，凝膠性差，易析出汁液；增稠劑添加量過大時，果醬雖然凝膠性好，但醬體偏硬，涂抹性差。因此，復(fù)合增稠劑最適添加量為0.45%。

圖5 復(fù)合增稠劑添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of the amount of compound thickeners added on sensory quality of products

2.1.5 正交試驗結(jié)果分析

由表3 可知，影響感官評價因素由大到小依次為A、B、D、C，即番茄與木瓜配比的影響最大，檸檬酸添加量的影響最小。最優(yōu)組合是A2B3C3D2，在此條件下，做三次平行驗證實驗，感官評價得分為92.5，說明其為最佳組合，即番茄木瓜最佳配比為6∶4，蔗糖添加量30%，檸檬酸添加量0.15%，復(fù)合增稠劑添加量0.45%。該配方下制得的番茄木瓜低糖果醬顏色為橘黃色，酸甜適宜，具有番茄木瓜濃郁香味，醬體呈軟膠凝狀，具有一定的流散性，無析水，涂抹性良好。

表3 果醬配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for jam formula optimization

2.2 果醬流變特性分析

食品在加工和貯藏過程中，溫度是最常見且重要的工藝參數(shù)之一，所以了解溫度變化對番茄木瓜果醬流變性的影響具有非常重要的意義。圖6 是在4、25、40、60 ℃溫度條件下得到的果醬剪切應(yīng)力、黏度隨剪切速率變化的曲線。

圖6 不同溫度下番茄木瓜果醬的剪切速率與黏度、剪切力的流變曲線Fig.6 Rheological curve of shear rate and viscosity (or shear stress) of tomato and papaya jam at different temperatures

由圖6 可知，在同一溫度下，番茄木瓜果醬表觀黏度隨剪切速率的增加而降低，表現(xiàn)為非牛頓流體的剪切稀化現(xiàn)象。這是由于剪切速率突然增大，果醬分子結(jié)構(gòu)被破壞，分子間結(jié)合力變差，從而使黏度降低，出現(xiàn)剪切稀化現(xiàn)象[22-23]。同一剪切速率下，果醬的表觀黏度隨溫度增加而減小。這主要是因為溫度不斷上升，流體受熱膨脹，分子間的距離逐漸增大，從而使分子間的作用力下降，導(dǎo)致流體流動過程中分子內(nèi)摩擦減小，體系黏度下降[22-24]。

由圖6 可知，在同一溫度下，剪切應(yīng)力值隨剪切速率的上升而增大；在相同剪切速率下，剪切應(yīng)力值隨溫度的上升而下降。且圖中的流變曲線并沒有經(jīng)過原點，說明番茄木瓜果醬體系存在屈服應(yīng)力，當(dāng)外界的剪切應(yīng)力超過內(nèi)部的屈服應(yīng)力時，果醬才能產(chǎn)生流動。

利用Herschel-Bulkley 模型對果醬剪切應(yīng)力-剪切速率的數(shù)據(jù)點進(jìn)行回歸擬合（見表4）。結(jié)果表明，R2＞0.98，說明Herschel-Bulkley 模型可以較好地擬合不同溫度下番茄木瓜果醬的流變特性曲線；不同溫度下果醬體系的流動指數(shù)0＜n＜1，曲線上凸，均為非牛頓假塑性流體。試驗中溫度的改變對果醬K值和n值都產(chǎn)生了一定的影響，溫度升高，n值增大，K值減小，果醬牛頓流體的趨勢增大；溫度降低，n值減小，K值增大，果醬表觀黏度和剪切稀化程度增大，穩(wěn)定性增強。

表4 果醬流體類型Herschel-Bulkley 方程擬合參數(shù)Table 4 Fitting parameters of Herschel-Bulkley equation for fluid type of jam

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo)

果醬呈橘黃色，顏色鮮亮，滋味酸甜，具有番茄木瓜濃郁香味。醬體均勻細(xì)膩，軟凝膠狀，涂抹性好，無分層析水現(xiàn)象。

2.3.2 理化指標(biāo)

試驗制得的番茄木瓜低糖果醬理化指標(biāo)與市面上番茄果醬進(jìn)行對比，結(jié)果見表5。由表5 可知，番茄木瓜低糖果醬在保水性和脫水收縮率方面相比市面上的番茄果醬稍具優(yōu)勢，保水性好，果醬水分就不容易散發(fā)，醬體不容易萎縮、塌陷。番茄和木瓜由于各種酶和酚類物質(zhì)的存在，在加工制作過程中容易發(fā)生褐變反應(yīng)，影響產(chǎn)品的色澤，試驗通過熱燙和護(hù)色降低了果醬的褐變程度，但果醬還是存在一定程度的輕微褐變，色差L*值低于市面番茄醬。番茄木瓜低糖果醬可溶性固形物含量為35.20%±0.78%，與市面上番茄果醬較為接近。因此，本試驗研制的番茄木瓜果醬是一款健康、綠色、營養(yǎng)美味的低糖果醬。

表5 果醬理化指標(biāo)對比表Table 5 The contrast on physical and chemical indexes of jams

2.3.3 微生物指標(biāo)

檢測到番茄木瓜復(fù)合果醬的微生物指標(biāo)為菌落總數(shù)≤100 CFU/g，大腸桿菌≤30 CFU/g，致病菌未檢出。

3 結(jié)論及展望

通過試驗可知，番茄木瓜果醬最佳工藝配方為番茄與木瓜配比6∶4，白砂糖30%，檸檬酸0.15%，復(fù)合增稠劑（低甲氧基果膠∶黃原膠=2∶1）0.45%。各溫度下果醬均為屈服-假塑性流體，低溫下果醬具有較高的表觀黏度和剪切稀化度。通過理化檢測可知番茄木瓜低糖果醬有較強的保水性，可溶性固形物含量為35.20%±0.78%。本實驗并未對果醬的護(hù)色做系統(tǒng)研究，導(dǎo)致產(chǎn)品的明度較差，故后期實驗將對果醬護(hù)色做深入研究，為番茄木瓜低糖果醬的工業(yè)化生產(chǎn)提供工藝參數(shù)和理論依據(jù)。