橙子草莓復(fù)合果醬的研制及其抗氧化活性研究

張秀鳳，趙 培，申曉琳，付 麗，孫曉洋

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450046）

近年來，我國對(duì)果醬的需求穩(wěn)步提升，果醬作為水果加工產(chǎn)品，較新鮮水果耐貯存、易運(yùn)輸，富含水果本身的營養(yǎng)物質(zhì)及膳食纖維。根據(jù)中國香精香料化妝品工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020 年中國果醬零售規(guī)模達(dá)到40 億元，同比增長18.80%；2014—2020 年CAGR（復(fù)合年均增長率） 達(dá)到14.60%。目前，我國的果醬類產(chǎn)品仍以進(jìn)口為主，存在較大的進(jìn)口替代需求，全球果醬類產(chǎn)品的市場未來仍將保持3%～5%的增速穩(wěn)步增長，我國市場將呈現(xiàn)更高增速。

橙子即香橙，具有生津止渴、健脾開胃、理氣化痰、止嘔止咳等多種功效[1]。橙子中含有豐富的黃酮類物質(zhì)，具有抗炎癥、強(qiáng)化血管、抑制凝血和降低血糖的作用，可保護(hù)細(xì)胞不受傷害，修復(fù)易受損傷的細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)胞的生長，抑制和清除人體內(nèi)的自由基[1]。

草莓營養(yǎng)豐富，含有氨基酸、礦物質(zhì)、酚酸類等多種營養(yǎng)成分。據(jù)測定，每100 g 草莓含維C 50～100 mg。此外，草莓中還含有豐富的非瑟酮，非瑟酮是一種黃酮類物質(zhì)，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老等生物活性[2]。非瑟酮能提高細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑谷胱甘肽的水平，很好地維持線粒體功能，使非常脆弱的神經(jīng)元細(xì)胞得到良好的保護(hù)[3]。

以橙子、草莓為原料，添加一定量的果膠，生產(chǎn)出新型復(fù)合果醬，不僅可豐富市場上果醬的種類，解決目前市面上果醬品種單一、風(fēng)味單調(diào)的問題，而且為橙子、草莓的綜合利用及具有一定抗氧化活性果醬產(chǎn)品的開發(fā)提供理論參考。

1 試驗(yàn)材料及設(shè)備

1.1 材料

橙子、草莓（優(yōu)質(zhì)），市購；白砂糖（優(yōu)質(zhì)），市購；高脂果膠（食品級(jí)），旺林食品添加劑公司提供；檸檬酸（食品級(jí)），濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司提供；氯化鈣（食品級(jí)），深圳市星牧生物工程有限公司提供；DPPH（分析純），Phygene 公司提供；95%乙醇（分析純），天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供；ABTS（分析純），合肥巴斯夫生物科技有限公司提供；過硫酸鉀（分析純），Sigma-aldrich 公司提供；水楊酸、磷酸氫二鈉、鐵氰化鉀（均為分析純），天津市北辰方正試劑廠提供；七水合硫酸亞鐵（分析純），西隴科學(xué)股份有限公司提供；過氧化氫（分析純），德州承澤消毒科技有限公司提供；磷酸二氫鈉、氯化鈉（均為分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供；三氯化鐵（分析純），艾科試劑公司提供；三氯乙酸（分析純），北京雷根生物技術(shù)有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

FA224 型電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；ZCS 型電子計(jì)數(shù)秤，瑞安市浩展衡器有限公司產(chǎn)品；XDL-TP 型電磁商用臺(tái)式平面爐，廣東喜德力熱能科技有限公司產(chǎn)品；WYA-2W 型阿貝折光儀，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；DK-98-Ⅱ型電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品；BlueStar B 型紫外可見分光光度計(jì)，北京萊伯泰科儀器股份有限公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 工藝流程

①橙子挑選→清洗→去皮→切塊→打漿；

②草莓挑選→清洗→熱燙→護(hù)色→打漿；

③氯化鈣、檸檬酸、白砂糖、果膠；

①+②+③→混合調(diào)配→加熱濃縮→灌裝、密封→殺菌→冷卻→成品。

2.2 基礎(chǔ)配方

橙子漿用量400 g，草莓漿用量600 g，白砂糖添加量40%，檸檬酸添加量0.5%，果膠添加量0.2%，氯化鈣添加量0.05%。

2.3 操作要點(diǎn)

2.3.1 橙子漿制備

選擇新鮮、無腐爛的橙子，用清水洗凈，去皮切塊。按料液比1∶1，打漿至漿體細(xì)膩均勻。

2.3.2 草莓漿制備

挑選充分成熟（八成熟以上，果實(shí)變紅，有香味發(fā)出）、品質(zhì)優(yōu)良、無腐爛的草莓，清水洗凈，去蒂。于80 ℃條件下熱燙60 s，然后浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%抗壞血酸溶液中護(hù)色20 min。撈出后，按料液比1∶2 打漿至漿體細(xì)膩均勻。

2.3.3 調(diào)配濃縮

將得到的橙子漿與草莓漿按一定質(zhì)量比調(diào)配混勻，加入氯化鈣，加熱熬煮，然后加入檸檬酸，期間不斷攪拌，臨近濃縮終點(diǎn)時(shí)，加入果膠與白砂糖。

2.3.4 灌裝、密封

灌裝前容器應(yīng)先滅菌。果醬灌裝溫度應(yīng)保持在80 ℃，并留有一定的間隙，灌裝好立即密封。

2.3.5 殺菌、冷卻

于80 ℃熱水中殺菌20 min，依次放入80，60，40 ℃水中梯度降溫，最后冷卻至室溫。

2.4 單因素試驗(yàn)

將橙子漿、草莓漿添加比例分別設(shè)置為1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5；白砂糖添加量分別設(shè)置為20%，30%，40%，50%，60%；檸檬酸添加量分別設(shè)置為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%；果膠添加量分別設(shè)置為0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，以感官評(píng)分和可溶性固形物含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別確定橙子漿與草莓漿最適配比、白砂糖最適添加量，檸檬酸最適添加量和果膠最適添加量，做平行試驗(yàn)。

2.5 復(fù)合果醬配方優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取橙子漿與草莓漿的配比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、果膠添加量作為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合果醬配方[3]。

響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

3 檢測指標(biāo)

3.1 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)參照李吉達(dá)等人[4]的研究，并進(jìn)行適當(dāng)修改。評(píng)定小組由15 位有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員組成，參照表2 分別從果醬的色澤、滋味與口感、組織狀態(tài)、雜質(zhì)4 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定，取其平均值。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

3.2 可溶性固形物含量的測定

參照國標(biāo)GB/T 10786—2016《罐頭食品的檢驗(yàn)方法》中的方法折光計(jì)法進(jìn)行可溶性固形物含量的測定。

3.3 水分含量的測定

參照國標(biāo)GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測定》中的直接干燥法進(jìn)行測定。

3.4 自由基清除能力的測定

3.4.1 DPPH 自由基清除能力測定

測定方法參照梁寶靜等人[5]的方法，稍作改動(dòng)。稱取果醬，將果醬質(zhì)量濃度配制成5，10，15，20，25 mg/mL。

3.4.2 ABTS 陽離子自由基清除能力測定

參照宋曉凡等人[6]的測定方法進(jìn)行ABTS 自由基清除能力的測定。

3.4.3 羥基自由基清除能力測定

參照黃上峰等人[7]的測定方法進(jìn)行羥基自由基清除能力的測定。

3.4.4 總還原力的測定

參照戴梓茹等人[8]的測定方法進(jìn)行總還原力的測定。

4 結(jié)果與分析

4.1 橙子漿和草莓漿配比對(duì)果醬品質(zhì)的影響

橙子漿與草莓漿配比對(duì)果醬品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 橙子漿與草莓漿配比對(duì)果醬品質(zhì)的影響

由圖1 可知，隨著橙子漿與草莓漿配比在1∶9～5∶5 變化，可溶性固形物含量不斷升高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 果醬》[9]中對(duì)可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評(píng)分先上升后下降，在橙子漿與草莓漿配比為2∶8 時(shí)出現(xiàn)峰值，且差異顯著（p＜0.05），此時(shí)果醬的顏色鮮亮，呈橘紅色，具有濃郁的草莓和橙子結(jié)合的風(fēng)味，口感細(xì)膩綿軟，酸甜適口，其流動(dòng)性和凝膠性都很好。隨著橙子漿添加量繼續(xù)增多，草莓漿添加量的繼續(xù)下降，感官評(píng)分逐漸下降，主要原因可能是橙子加入過多，酸感增強(qiáng)，掩蓋了草莓的風(fēng)味和色澤，使感官評(píng)分有所下降。

根據(jù)感官評(píng)分和可溶性固形物含量測定結(jié)果，確定橙子漿與草莓漿的配比為1∶9，2∶8，3∶7 進(jìn)行后續(xù)的配方優(yōu)化試驗(yàn)。

4.2 白砂糖添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

白砂糖添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

由圖2 可知，白砂糖添加量為20%～60%時(shí)，隨著白砂糖添加量逐漸增加，可溶性固形物含量不斷提高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)果醬》中對(duì)可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評(píng)分先升高后降低，在白砂糖添加量為40%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到峰值，且差異顯著（p＜0.05），隨著白砂糖添加量繼續(xù)增加，感官評(píng)分逐漸下降。主要原因可能是隨著白砂糖添加量的增加，甜度逐漸增加，添加量為40%時(shí)，果醬糖酸比合適，酸甜適中，此時(shí)感官評(píng)分最高；當(dāng)白砂糖添加量高于40%時(shí)，因白砂糖含量過多，使其黏性過強(qiáng)[10]，果醬過于甜膩，糖酸比不合適，影響食用口感，故感官評(píng)分逐漸降低。

根據(jù)感官評(píng)分和可溶性固形物含量測定結(jié)果，確定白砂添加量為30%，40%，50%進(jìn)行后續(xù)的配方優(yōu)化試驗(yàn)。

4.3 檸檬酸添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

檸檬酸添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

由圖3 可知，檸檬酸添加量為0.3%～0.7%時(shí)，隨著檸檬酸添加量的增加，可溶性固形物含量不斷提高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)果醬》[9]中對(duì)可溶性固形物含量的要求（≥25%）。感官評(píng)分先升后降，檸檬酸添加量為0.5%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到峰值，且差異顯著（p＜0.05）。此時(shí)，復(fù)合果醬的風(fēng)味最佳、酸甜適宜、口感細(xì)膩。隨著檸檬酸添加量增加，感官評(píng)分逐漸下降。主要原因是檸檬酸主要起調(diào)節(jié)酸度的作用，添加量過多過少都會(huì)影響到糖酸比，且添加過多，產(chǎn)品酸澀感增強(qiáng)，進(jìn)而影響感官評(píng)分。檸檬酸的添加也會(huì)影響果膠的凝膠強(qiáng)度，添加過多會(huì)使硬度、膠著性、黏聚性增高，回復(fù)性降低[11]，會(huì)影響感官評(píng)分。

根據(jù)感官評(píng)分和可溶性固形物含量測定結(jié)果，確定檸檬酸添加量為0.4%，0.5%，0.6%進(jìn)行后續(xù)的配方優(yōu)化試驗(yàn)。

4.4 果膠添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

果膠添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 果膠添加量對(duì)果醬品質(zhì)的影響

由圖4 可知，果膠添加量為0～0.4%時(shí)，隨著果膠的不斷添加，可溶性固形物含量不斷升高，且滿足GB/T 22474—2008《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 果醬》中對(duì)可溶性固形物含量的要求（≥25%），而感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)添加量為0.2%時(shí)達(dá)到峰值，且差異顯著（p＜0.05）。此時(shí)果醬組織狀態(tài)均勻，感官評(píng)分最高。主要原因是隨著果膠添加量的升高，果醬的硬度、黏稠度、內(nèi)聚性逐步增大，凝膠網(wǎng)絡(luò)完整性變好[12]，使果醬感官評(píng)分不斷提高。當(dāng)果膠添加量高于0.2%時(shí)，果醬過于黏稠，較易結(jié)塊，口感變差，故感官評(píng)分降低。

根據(jù)感官評(píng)分和可溶性固形物含量測定結(jié)果，確定果膠添加量為0.1%，0.2%，0.3%進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。

4.5 果醬配方優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.5.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

通過Design Expert 13 統(tǒng)計(jì)分析軟件得到響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果。

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

4.5.2 回歸模型擬合及方差分析

利用軟件Design Expert 13 對(duì)表3 的結(jié)果進(jìn)行二次元回歸擬合分析，得到各因素對(duì)果醬的感官評(píng)分Y 之間的回歸方程為：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，模型結(jié)果p 值小于0.01，表明模型是極顯著的。模型中A（橙子漿與草莓漿的配比）、C（檸檬酸添加量）、D（果膠添加量） 對(duì)感官評(píng)分極顯著（p＜0.01）。交互作用中AC 對(duì)感官評(píng)分顯著（p＜0.05）。A2，B2，C2，D2是顯著模型項(xiàng)，而AB，AD，BC，BD，CD 的p 值大于0.05，表示模型項(xiàng)不顯著。失擬項(xiàng)p=0.93＞0.02，失擬項(xiàng)不顯著，說明回歸方程擬合較好，可用來分析和預(yù)測。F 值表示方差分析對(duì)模型和模型的系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)得到的結(jié)果。多元相關(guān)系數(shù)R2=0.971 5，說明相關(guān)性越好。R2adj=0.901 4，R2pre=0.942 9，這2 個(gè)差值小于0.2，說明回歸模型能充分說明工藝過程；差值大于0.2，則說明對(duì)工藝解釋不充分，需考慮是否存在其他顯著的影響因子。根據(jù)F 值可知，A，B，C，D 這4 個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分的影響為A＞C＞D＞B，即橙子漿與草莓漿配比＞檸檬酸添加量＞果膠添加量＞白砂糖添加量。

4.5.3 響應(yīng)面交互作用分析

由回歸模型的分析可得，采用Design Expert 13軟件通過對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析各單因素對(duì)橙子草莓果醬感官評(píng)分的交互影響。

各單因素對(duì)橙子草莓果醬感官評(píng)分的交互作用見圖5。

圖5 各單因素對(duì)橙子草莓果醬感官評(píng)分的交互作用

由圖5 可知，橙子漿與草莓漿的配比和檸檬酸添加量的交互作用曲面相對(duì)較陡，而橙子漿與草莓漿的配比和白砂糖添加量的交互作用、橙子漿與草莓漿的配比和果膠添加量的交互作用、白砂糖添加量和檸檬酸添加量的交互作用、白砂糖添加量和果膠添加量的交互作用、檸檬酸添加量和果膠添加量的交互作用曲面坡度相對(duì)平滑。由此說明，橙子漿與草莓漿的配比和檸檬酸添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分影響顯著，結(jié)果與方差分析得出的結(jié)論一致。

4.5.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過Design Expert 13 軟件分析優(yōu)化，得出果醬的最優(yōu)配方為橙子漿與草莓漿配比2.49∶7.51，白砂糖添加量38.889%，檸檬酸添加量0.482%，果膠添加量0.222%。為方便操作，根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整得到最優(yōu)配方為橙子漿與草莓漿配比2.5∶7.5，白砂糖添加量38.90%，檸檬酸添加量0.48%，果膠添加量0.22%。此條件下果醬感官評(píng)分為89.52 分。根據(jù)最優(yōu)配方做3 次平行試驗(yàn)，得到的感官評(píng)分90.2 分，與預(yù)測值的相對(duì)誤差為0.78%，說明響應(yīng)面優(yōu)化后的配方準(zhǔn)確，可作為優(yōu)化橙子草莓復(fù)合果醬最佳配方工藝的分析預(yù)測。

4.6 復(fù)合果醬抗氧化能力測定

4.6.1 對(duì)DPPH 自由基清除能力測定

復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)DPPH 自由基的清除率見圖6。

圖6 復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)DPPH 自由基的清除率

由圖6 可知，果醬樣品對(duì)DPPH 自由基清除率在5～25 mg/mL 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)隨著果醬質(zhì)量濃度的增大而增大。質(zhì)量濃度達(dá)到25 mg/mL 時(shí)，復(fù)合果醬對(duì)DPPH 自由基清除率為61.05%，此時(shí)抗壞血酸對(duì)DPPH 自由基清除率為83.27%?？箟难釋?duì)DPPH自由基的清除能力高于橙子草莓復(fù)合果醬。與劉耀耀等人[13]研究結(jié)果相似，復(fù)合枸杞果醬對(duì)DPPH 自由基的清除能力隨著果醬質(zhì)量濃度的增大而增大，當(dāng)果醬質(zhì)量濃度為48 mg/mL 時(shí)，清除率為89.90%。

4.6.2 對(duì)ABTS 自由基清除能力測定

復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)ABTS 自由基的清除率見圖7。

圖7 復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)ABTS 自由基的清除率

由圖7 可知，隨著果醬樣品和抗壞血酸質(zhì)量濃度的不斷升高，對(duì)ABTS 自由基清除能力都不斷提高。質(zhì)量濃度為5 mg/mL 時(shí)，抗壞血酸對(duì)ABTS 自由基的清除率為91.9%，果醬樣品對(duì)ABTS 自由基的清除率為85.3%，抗壞血酸對(duì)ABTS 自由基的清除率高于果醬樣品，說明橙子草莓復(fù)合果醬對(duì)ABTS自由基有較強(qiáng)的清除作用。

4.6.3 對(duì)羥基自由基清除能力測定

復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)羥基自由基的清除率見圖8。

圖8 復(fù)合果醬和抗壞血酸對(duì)羥基自由基的清除率

羥基可以穿過細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜喪失一切功能，從而細(xì)胞壞死及機(jī)體病變[14]。由圖8 可知，不同質(zhì)量濃度果醬樣品和抗壞血酸都與羥基自由基的清除率成正比，當(dāng)質(zhì)量濃度為25 mg/mL 時(shí)，抗壞血酸和果醬對(duì)羥基自由基的清除率分別為71.5%和59.92%，果醬對(duì)羥基自由基的清除率低于抗壞血酸。

4.6.4 總還原力測定

復(fù)合果醬和抗壞血酸的總還原力吸光度見圖9。

圖9 復(fù)合果醬和抗壞血酸的總還原力吸光度

還原力強(qiáng)的物質(zhì)不但可以還原氧化性物質(zhì)，而且能與自由基反應(yīng)，使自由基轉(zhuǎn)變穩(wěn)定的物質(zhì)。還原力愈強(qiáng)，還原劑通過本身的還原作用清除自由基，吸光值就愈大。由圖9 可知，樣品質(zhì)量濃度為25 mg/mL，波長為700 nm 時(shí)，果醬吸光度為0.769 9，抗壞血酸吸光度為0.872。由此可見，橙子草莓復(fù)合果醬總還原力較強(qiáng)，而且隨著樣品質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。

5 結(jié)論

選取橙子、草莓為試驗(yàn)原料，對(duì)橙子草莓復(fù)合果醬的配方進(jìn)行了優(yōu)化，并通過抗氧試驗(yàn)證明橙子草莓復(fù)合果醬具有一定的抗氧化能力。該研究為果醬品種拓展提供了參考，為高端市場注入新的活力，滿足了人們對(duì)果醬口感及營養(yǎng)追求，為橙子草莓復(fù)合果醬的工業(yè)化生產(chǎn)提供工藝參數(shù)和理論依據(jù)，同時(shí)為研發(fā)橙子、草莓的抗氧化產(chǎn)品提供理論參考。