樹莓果汁的工藝條件優(yōu)化

孫藝潔，張進，李建，韓建秀，肖華志*

(1.天津大學化工學院，天津 300350；2.天津市乳品食品監(jiān)測中心有限公司，天津 300381；3.天津元順泰科技有限公司，天津 300380)

樹莓又稱山莓，也稱為歐洲紅樹莓[1]。漿果，肉質(zhì)細膩，營養(yǎng)豐富，但貨架期較短，難以長期貯存[2]，多加工成果汁。筆者于2021年研究了樹莓果汁加工中熱燙、酶解、調(diào)配3道關鍵工藝、產(chǎn)品最佳貯存條件，為樹莓果汁的開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與設備

樹莓，鮮果-18 ℃速凍貯存?zhèn)溆?；果膠酶，天津利華酶制劑技術有限公司產(chǎn)品；檸檬酸，天津市元立化工有限公司產(chǎn)品；白砂糖，廣州福正東食品有限公司產(chǎn)品。另有蒸餾水、榨汁機，紗布，恒溫箱，pH試紙，分光光度計，折光儀，超高壓殺菌設備，水浴鍋，離心機。

2 試驗設計與方法

2.1 樹莓果汁制作工藝流程

樹莓果汁制作工藝流程為：原料挑選-解凍-熱燙-破碎-恒溫酶處理-榨汁-過濾-離心-調(diào)配-灌裝-殺菌-冷卻-成品。

2.2 熱燙條件的優(yōu)化試驗

將樹莓凍果解凍、清洗。水浴熱燙設70 ℃、80 ℃、90 ℃ 3個溫度梯度，每一溫度梯度設1、2、3、4 min 4個時間，計12個處理組合，每個處理組合均取20 g果。熱燙后分別榨汁，測定出汁率、可溶性固形物含量、花青素含量，每個處理組合重復2次。研究優(yōu)化的熱燙溫度和時間。

2.3 酶解條件的優(yōu)化試驗

響應面反映了響應值與試驗因素之間的關系。對樹莓果汁按預定的酶處理條件進行恒溫酶解(表1)。酶解結束后分別榨汁，測定不同酶解條件下樹莓果汁的出汁率和花青素含量[3]，每個處理組合重復2次。比較果汁的品質(zhì)變化。

表1 樹莓果汁酶解的因素與水平表

2.4 果汁原料的配比優(yōu)化試驗

對樹莓果汁的濃度、白砂糖添加量、檸檬酸添加量，進行3因素3水平正交試驗[4](表2)。由6名人員組成評分小組，從樹莓果汁的風味、氣味和口感三個方面對每組果汁進行感官評價，加權評分標準[5]如表3。研究樹莓果汁加工的最佳原料配比。

表2 樹莓果汁調(diào)配原料的因素與水平表 %

表3 感官評分標準表

2.5 貯存條件優(yōu)化試驗

殺菌后的果汁放置條件[6]，分為在冰箱、室溫不同溫度下，窗臺、陰涼不同光照下。觀察玻璃罐裝或透明膜袋裝果汁的顏色變化，有無罐蓋凸起或漲袋等異?，F(xiàn)象。無罐蓋凸起或漲袋時，以果汁顏色無明顯變化確認最佳貯存條件。

3 結果與分析

3.1 熱燙條件對樹莓果汁品質(zhì)的影響

3.1.1 對樹莓出汁率的影響 如圖1所示，熱燙能在一定程度上提高樹莓的出汁率，熱燙溫度為90 ℃時的出汁率為70%左右，比熱燙溫度70 ℃、80 ℃時的出汁率都高。隨著熱燙時間的延長，樹莓的出汁率先升高后下降，3個熱燙溫度下均在2 min左右達到最大值?？芍@取樹莓果汁高的出汁率，適宜的熱燙條件為溫度90 ℃，時間2 min。

圖1 熱燙條件對樹莓果汁出汁率的影響

3.1.2 熱燙對樹莓果汁可溶性固形物含量的影響 如圖2，樹莓果汁的可溶性固形物含量(TSS)，80 ℃熱燙處理的最高，70 ℃熱燙的含量較低，90 ℃熱燙的含量最低。熱燙時間越長，TSS值越高，超過2 min后增幅變緩。認為獲得樹莓果汁高的可溶性固形物含量，適宜的熱燙溫度為80 ℃，時間2 min。

3.1.3 熱燙對樹莓果汁花青素含量的影響 如圖3，未經(jīng)熱燙處理的樹莓果汁的花青素含量為30.06 mg/100 mL。熱燙溫度70 ℃時，隨著處理時間的延長，花青素含量上升。熱燙溫度80 ℃和90 ℃時，隨處理時間的延長，花青素含量卻明顯下降，并且熱燙溫度越高，降幅越大。由此認為，保證樹莓果汁較高的花青素含量，適宜的熱燙溫度為80 ℃，時間2 min。

圖2 熱燙條件對樹莓果汁可溶性固形物含量的影響

圖3 熱燙條件對樹莓果汁花青素含量的影響

3.2 酶解條件對樹莓果汁品質(zhì)的影響

經(jīng)整理分析酶解試驗數(shù)據(jù)，得到不同酶解條件下樹莓果汁的出汁率和花青素含量(表4)。

以酶解條件(X)為自變量，以出汁率和花青素含量為響應值(Y)進行回歸分析，得到樹莓果汁出汁率和果汁中花青素含量的二次回歸模型：

表4 響應面分析試驗設計的試驗結果

表5 樹莓出汁率模型方差分析表

表6 樹莓原汁花青素含量模型方差分析表

根據(jù)原汁酶解取汁的回歸分析結果，運用Design-Expert作出樹莓果汁出汁率花青素含量的響應面。

由圖4可以看出，樹莓果汁的出汁率隨著果膠酶酶解溫度的升高和酶添加量的增加均呈先升后降趨勢，總體變化幅度不大；隨著酶解時間的延長，樹莓果汁出汁率呈緩慢上升趨勢，變化幅度不大。

由圖5可以看出，樹莓果汁的花青素含量隨酶解時間的延長和酶解溫度的升高均呈先升后降趨勢，總體變化幅度不大；隨著果膠酶添加量的增加，花青素的含量呈升高后趨于穩(wěn)定態(tài)。

由上述響應面分析可以得到，三個因素對樹莓果出汁率的影響次序為：酶添加量(X1)=酶解時間(X3)>酶解溫度(X2)；對花青素含量的影響次序為：酶添加量(X1)>酶解溫度(X2)>酶解時間(X3)。最佳酶解條件為：酶添加量0.08%、酶解溫度51.48 ℃、酶解時間2.24 h，此時樹莓原汁的出汁率為76.9676%，花青素含量為39.7147 mg/100mL。

3.3 原料調(diào)配條件對樹莓果汁品質(zhì)的影響

表7為不同原料配比的樹莓果汁的感官評分，利用極差分析法對正交試驗結果進行分析，各調(diào)配條件對應極差的數(shù)值越大，表明該因素的水平變化對試驗指標的影響越大，試驗中這個因素就越重要。表中3個調(diào)配條件原果汁添加量、白砂糖添加量和檸檬酸添加量的極差分別是5.400>3.984>0.0661，所以得到樹莓果汁感官評價3個因素的影響次序為：A(原果汁添加量)>B(白砂糖添加量)>C(檸檬酸添加量)。3個因素Ki最大值均為K2。故優(yōu)化的原料調(diào)配組合為A2B2C2，按表2設計即原果汁、白砂糖、檸檬酸添加量為30%、10%、0.10%。

圖4 響應面因素交互作用對樹莓果汁出汁率的影響響應面

圖5 各因素交互作用對樹莓果汁花青素含量的影響響應面

表7 調(diào)配工藝正交試驗結果與分析

3.4 最佳貯存條件的確定

貯存溫度如圖6，室溫25 ℃環(huán)境下，隨貯存天數(shù)的增加樹莓果汁吸光度值下降速率明顯高于冰箱冷藏4 ℃環(huán)境下的下降速率。為了有效減緩樹莓果汁的色澤變化，可于低溫環(huán)境如4 ℃下進行貯存。

圖6 溫度對于果汁色澤的影響

光照作用如圖7，窗臺光照環(huán)境下，隨貯存天數(shù)的增加樹莓果汁色澤下降速率與下降幅度高于室內(nèi)陰涼環(huán)境下的下降速率。要減緩樹莓果汁的色澤變化，可置于陰涼環(huán)境下避光保存。

圖7 光照對于果汁色澤的影響

4 小結

對樹莓果汁的工藝進行優(yōu)化研究，通過單因素試驗和正交試驗得到樹莓果汁最佳工藝條件為：80 ℃熱燙2 min，酶添加量為0.08%，51.48 ℃恒溫酶解2.24 h，果汁添加量30%，白砂糖添加量10%，檸檬酸添加量0.10%，經(jīng)殺菌后成品置于4 ℃進行避光貯存。樹莓果汁較好地掩蓋樹莓原本的青鮮味，保留特色的香味，保留了樹莓果汁的大部分營養(yǎng)成分，具有較長的貨架期。優(yōu)化工藝后的樹莓果汁對后續(xù)的進一步研究和生產(chǎn)的工業(yè)化具有一定的參考價值。