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八月瓜果酱加工工艺研究

2021-12-31程莉媛徐崇朕蔡雪梅

农产品加工 2021年21期
关键词:质构果胶果酱

张 婧,乐 洋,程莉媛,徐崇朕,蔡雪梅

(四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室,四川成都 610100)

八月瓜,学名三叶木通(Akebia trifoliate),是半常绿藤蔓植物,其果实从外观上看呈椭圆形或肾型[1],广泛分布在韩国、日本和中国,我国主要生长在陕西南部、甘肃东南部、河南南部及四川西部等地区,资源丰富。作为天然药食两用经济植物,其茎富含三萜皂苷、齐墩果酸等活性物质,用于激活血液循环和抑制炎症,被广泛用作消炎药、利尿药和镇痛药等[2-4]。八月瓜果实分为3个部分:果皮、果肉和果籽,果皮含有丰富的三萜类化合物[5-6]、天然果胶[7]、齐墩果酸[8]等物质,可用作茶叶加工、果胶提取等方面[9-10];果籽所含脂肪酸高达39%左右,可用于食用油加工[11-13];果肉呈乳白色,口感鲜嫩,富含人体所必需的8种氨基酸,较苹果、猕猴挑、梨等水果中的氨基酸齐全,同时还富含矿物质元素、维生素等,具有巨大的经济前景。关于八月瓜果肉的开发利用目前主要集中在果汁和果酒的工艺研究和营养分析上[14-16]。

对野生八月瓜驯化、育苗及规模化种植等方面均有一定研究,加快推进了四川石棉八月瓜产业化发展。虽然八月瓜种植规模在扩大,但加工转换能力低,目前仍以鲜果销售为主[17],造成了极大的资源浪费及种植户的经济压力。果酱是较为常见的新鲜水果深加工制品,口感香甜易保存,在西方国家是人们日常生活不可或缺的食品,在我国也逐渐受到越来越多消费者的喜爱[18]。将八月瓜果实开发加工成果酱,不仅可以提高八月瓜附加值,丰富八月瓜系列产品,还可以缓解八月瓜的鲜销压力,是八月瓜深加工的一条新途径。因此,试验以八月瓜果皮和果肉为原料,研究低糖八月瓜果酱的制作工艺和配方,致力于研制出一款低糖、营养、安全,且符合当代消费者健康需求的八月瓜果酱。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

八月瓜鲜果,四川农业大学八月瓜种植示范基地提供;蔗糖、葡萄糖浆、柠檬酸、果胶、山梨酸钾,均为食品级,市售。

1.2 主要仪器

FW-100型高速万能粉碎机,上海隆拓仪器设备有限公司产品;BT423S型电子天平,德国赛多利斯公司产品;LD5-10型离心机,北京京立离心机有限公司产品;756P型紫外-可见分光光度计,上海圣科仪器设备有限公司产品;SQ8/Clarus 680型气相色谱质谱联用仪,美国Per-kinElmer公司产品;KN580型凯氏定氮仪,济南阿尔瓦仪器有限公司产品;S-4300D型全自动氨基酸分析仪,德国sykam公司产品;TMS-Pro型食品物性分析仪,美国FTC产品;CQCS3型色差仪,深圳市三恩驰科技有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①八月瓜果皮→去表皮→切分→护色→漂烫→去苦;

②八月瓜果肉;

①+②→去籽调配→打浆→浓缩→灌装→密封、杀菌、冷却→成品。

1.3.2 操作要点

(1)去表皮、去籽。选取无腐烂变质、无病虫害的成熟八月瓜果实,手工去表皮;果肉捣碎,手工用纱布挤压去籽,得到果肉浆,备用。

(2)切分。将果皮切分成厚度约1 mm的片状,使其厚度尽量统一。

(3) 护色。将果皮迅速放入料液比为1∶4的0.5%维C、0.5%柠檬酸的混合溶液中进行护色,时间30 min。

(4) 漂烫。将果皮沥水,放入4倍100℃热水中漂烫1 min,立即捞出浸入冷水中冷却;再重复漂烫2 min,置于冷水中冷却。

(5)去苦。将果皮沥水,放入料液比为1∶2的0.5%食盐、0.25%食用碱的混合液中,置于40℃水浴锅中保温1 h,再漂洗3 h脱盐,沥水,备用。

(6)调配。处理后的果皮与果肉浆按照5∶2称量,再加入蔗糖、柠檬酸、果胶,混合后用打浆机进行打浆,再使用胶体磨均质。

(7)浓缩。把浆液放入不锈钢锅中,置于电磁炉上,先用600 W加热数分钟至煮沸,再改用300 W加热,不断搅拌以免局部发生焦糖化反应。浓缩至可溶性固形物含量35%~40%时停止加热,加入0.05%山梨酸钾。

(8)装罐。果酱浓缩后应趁热装罐,保持中心温度在80℃以上,装罐时应尽量减少空隙,同时防止果酱沾染瓶口。果酱瓶预先杀菌、沥水。

(9)密封、杀菌、冷却。装罐完毕后的果酱在100℃条件下加热排气10 min,然后迅速封盖,继续杀菌10 min。杀菌完毕后取出,擦干瓶身,倒置,常温冷却。冷却后,放正瓶身,常温保藏,备用。

1.3.3 果酱配方的试验设计

选择蔗糖添加量(18%,20%,22%,24%,26%)、果胶添加量(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)、柠檬酸添加量(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)3个因素进行单因素试验,以感官评价为考查标准。

根据单因素试验结果,设计三因素三水平的正交试验,以质构、色泽和感官为考查指标,优化八月瓜果酱配方。

八月瓜果酱配方正交试验因素与水平设计见表1。

表1 八月瓜果酱配方正交试验因素与水平设计/%

1.3.4 浓缩条件对果酱品质的影响

称取果浆300 g,加入22%的蔗糖,0.5%的果胶和柠檬酸,均质后,分别加热20,25,30,35,40 min。根据果酱的感官、可溶性固形物含量和色差,确定最佳浓缩时间。

1.3.5 水浴加热杀菌条件对果酱品质的影响

将100 g熬制好的八月瓜果酱装入玻璃瓶中进行水浴加热杀菌,以不同杀菌温度(70,80,90,100℃) 和不同杀菌时间 (10,25,20,25,30 min),以样品果酱感官评分和菌落总数为指标,确定八月瓜果酱最佳的杀菌参数。

1.3.6 感官评价

由固定的10名专业品评员对果酱进行感官品评。品评员对果酱进行品尝,在口中充分感受后咽入。每次品尝前后用温水漱口。每个样品品尝一次,按色泽、形态、香气和滋味进行综合评分。结果为各项评分的总和,最终结果去掉一个最高分和一个最低分取平均值。

感官评分标准[19-20]见表2。

表2 感官评分标准

1.3.7 果酱质构特性测定

装150 g果酱于口径5 cm的圆柱形玻璃瓶中,使用P2.5探头进行质构测试。设置参数为测试速度60 mm/min,力量250 N,位移距离50 mm,停顿时间5 s,最小感应力0.375 N,形变量为50%。

1.3.8 色度值测定

采用自动色差仪测定果酱的明亮度L*值、红绿色度值a*、黄蓝色度值b*。

1.3.9 理化检测方法[21]

采用GB/T 22474—2008可溶性固形物含量,总酚含量采用福林酚比色法,黄酮含量采用NaNO2-AL(NO3)3分光光度法,粗蛋白的测定采用凯氏定氮法,氨基酸的测定利用氨基酸自动分析仪测定。

1.3.10 微生物检测方法

菌落总数测定按照GB/T 4789.2—2010测定,大肠菌群的测定按照GB/T 4789.3—2010测定。

2 结果与分析

2.1 果酱配方的单因素试验结果

八月瓜果酱配方优化单因素试验结果见图1。

图1 八月瓜果酱配方优化单因素试验结果

由图1可知,蔗糖添加量为20%和22%的时候,八月瓜果酱口感细腻、酸甜适中;蔗糖添加量18%时果酱偏酸,添加量为24%和26%时果酱过于甜腻。果胶添加量为0.3%和0.5%时,果酱成型较好,无水析出且不流散,涂抹均匀连续;果胶添加量较少时,果酱成形较差,容易有水析出;而添加过多时,造成果酱凝胶过度,涂抹困难。柠檬酸添加量在0.5%时,果酱的酸甜度适宜;添加过少时口感偏酸,添加量过大时口感偏甜。

2.2 八月瓜果酱加工配方优化试验结果

根据单因素试验结果,设计L9(34)正交试验,以可溶性固形物含量、色泽、质构和感官评分为指标。

八月瓜果酱配方正交优化结果见表3,八月瓜果酱配方正交优化结果分析见表4。

表3 八月瓜果酱配方正交优化结果

由表4可知,八月瓜果酱的可溶性固形物含量主要受到果胶添加量的影响,果胶添加量越大可溶性固形物含量越高。当配方为A3B3C2时,即蔗糖24%,果胶0.7%,柠檬酸0.5%,八月瓜果酱的可溶性固形物含量最高,为54.27%。

表4 八月瓜果酱配方正交优化结果分析

从极差分析可见,果胶添加量也是影响八月瓜果酱的质构特性的最主要因素,果胶添加量越大,果酱的硬度和胶黏性也越大,但最大黏附力和感官弹性呈先上升后下降的趋势。针对不同果酱的质构特性,优化后的配方存在差异,配方为A1B3C1时,八月瓜果酱硬度最大;配方为A1B2C2时,八月瓜果酱最大黏附力最大;配方为A3B2C1时,八月瓜果酱的最大弹性最大;配方为A1B3C1时,八月瓜果酱的胶黏性最大。

对八月瓜果酱亮度影响较大因素有果胶和蔗糖添加量,果胶添加越多,蔗糖添加越少,八月瓜果酱的光泽度越好;另外,蔗糖添加量对八月瓜果酱a*值和b*值的影响较大,随着蔗糖添加量的增加,a*值呈先增后减的趋势,b*值逐渐增加。针对不同色泽指标,八月瓜果酱的配方也存在差异,配方为A1B3C1时,八月瓜果酱亮度最大;配方为A2B3C3时,八月瓜果酱a*值最大;配方为A3B2C2时,八月瓜果酱的b*值最大。

感官是评价八月瓜果酱品质好坏的最直接的指标,感官评价结果主要受蔗糖和果胶添加量的影响,且两因素的影响程度一样。感官得分都是随着果胶和蔗糖添加量的增加呈先增后减的变化趋势,说明在八月瓜果酱的加工中,果胶和蔗糖并非添加越多,八月瓜果酱品质越好。工艺条件为A2B2C1时,即蔗糖22%,果胶0.5%,柠檬酸0.3%时,八月瓜果酱的感官品质最适宜。

2.3 基于主成分的综合评价

由于可溶性固形物、色泽、质构和感官的4个维度所优化的八月瓜果酱配方参数不一致,因此需要进一步的分析来确定最优的配方参数。对正交试验的9组八月瓜果酱的9个指标进行主成分分析(见表5),前3个主成分特征值大于1且累计贡献率有79.431%,对所有变量的初始信息具有一定的代表性,第4个主成分的特征值为0.829,接近1,此时累计贡献率达到88.647%,多所有变量的原始信息代表性更强,因此选用前4个主成分作为数据分析的有效成分。利用表6中前4个主成分的载荷向量构建综合评价模型如下:

F1=0.069X1+0.441 9X2+0.194X3+…-0.372X9

F2=-0.536X1+0.288X2-0.570X3+…-0.094X9

F3=0.407X1-0.264X2+0.140X3…+0.030X9

F4=0.190X1-0.034X2-0.118X3…-0.021X9(X 为原始变量标准化处理后数值)

主成分的特征值和贡献率见表5,主成分的特征向量与载荷矩阵见表6。

表5 主成分的特征值和贡献率

表6 主成分的特征向量与载荷矩阵

以各主成分对应的贡献率作为权重,对各主成分得分进行加权求和得到综合评分:

F=00.421F1+0.276F2+0.198F3+0.104X4.

正交试验组的成分得分和综合评估见表7。

由表7可知,得分高低反映八月瓜果酱的综合品质。正交试验组第6组得分最高,说明此时的八月瓜果酱品质最佳。因此,八月瓜果酱的最佳配方为蔗糖添加量24%,果胶添加量0.3%,柠檬酸添加量0.5%。对该配方下进行验证试验,果酱的感官评分为78.2分。

表7 正交试验组的成分得分和综合评估

2.4 浓缩条件对果酱品质的影响

浓缩时间对八月瓜果酱理化的影响见表8,浓缩时间对八月瓜果酱感官品质的影响见表9。

由表8和表9可知,熬制时间越长,水分蒸发越多,可溶性固形物含量逐渐增加,同时果酱的硬度和胶黏性也持续增大,而内聚性和感官弹性在浓缩20 min和25 min时较高。同时,熬制时间越长,果酱焦糖化反应越剧烈,会导致褐变程度严重,透明度和光泽度下降,L*值下降,颜色加深偏红,a*值上升。当浓缩30 min时,八月瓜果酱最黄,b*值最大。从感官上看,浓缩时间为20 min时,八月瓜果酱的色泽较佳;当浓缩时间为25 min时,八月瓜果酱的组织状态、口感、香气最佳。因此,综合分析表明,八月瓜果酱的最佳浓缩时间为25 min。

表8 浓缩时间对八月瓜果酱理化的影响

表9 浓缩时间对八月瓜果酱感官品质的影响

2.5 八月瓜果酱质量分析

根据优化的参数制作八月瓜果酱,对其质量指标进行分析(见表10)。八月瓜果酱营养丰富,富含多酚 (1.14 mg/g)、黄酮 (0.79 mg/g) 和氨基酸(0.971 mg/g)。另外,八月瓜果酱中检出菌落总数4 CFU/g,大肠杆菌和致病菌均未检出,符合果酱产品质量标准要求。

八月瓜果酱质量指标见表10。

表10 八月瓜果酱质量指标

3 结论

以八月瓜果皮和果肉为原料,采用单因素试验和正交试验,结合主成分综合评价,以可溶性固形物含量、色泽、质构和感官为指标,对八月瓜果酱的配方参数和浓缩时间进行优化。结果表明,八月瓜果皮与果肉的用量比为5∶2时,八月瓜果酱的最佳配方为蔗糖添加量24%,果胶添加量0.3%,柠檬酸添加量0.5%,最佳浓缩时间为25 min。以此制得的八月瓜果酱色泽均一、酸甜适中、香气淡雅、涂抹性较好,且富含多酚、黄酮和氨基酸,是一款健康、绿色、营养的果酱。该研究为八月瓜的深加工利用提供理论数据支撑具有重要意义。

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