梁 婷，王 蕊，張冬梅，施曉敏，楊昕妍，貢晨光，孫豐梅*，丁培峰

（河北北方學(xué)院 食品科學(xué)系，河北 張家口 075000）

南果梨（Pyrus ussuriensis）為薔薇目薔薇科植物，屬秋子梨，是秋子梨中的優(yōu)良品種，迄今已有一百多年的栽培歷史。南果梨不僅是遼寧鞍山的地理標(biāo)志產(chǎn)品，而且被農(nóng)業(yè)部列為國(guó)家特色梨品種之一，現(xiàn)已被推廣到吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等地栽培[1]。

南果梨具有酒香濃郁、口感酸甜、汁液鮮美、肉質(zhì)松軟細(xì)膩等特點(diǎn)。除此之外，還含有多種營(yíng)養(yǎng)成分。據(jù)有關(guān)部門(mén)測(cè)定結(jié)果顯示，南果梨果實(shí)中氨基酸種類齊全，多達(dá)17種；含有的微量元素高達(dá)37種，以鋅、鐵、鉀、鈣最為顯著，均高于其他水果；而且粗纖維、可溶性糖的含量也較高；另外還含有多種脂肪酸以及對(duì)人體有保健功能的黃酮類與芳香類物質(zhì)。南果梨中的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）與獼猴桃、橘子和白梨相比，其含量更高，是一種良好的天然保健水果[2]。南果梨具有調(diào)節(jié)身體酸堿度、調(diào)理腸胃、抗氧化、防治心血管疾病的功能。因此，南果梨在延年益壽、美容療養(yǎng)等方面也有一定的作用[3]。隨著南果梨的種植推廣，鮮食產(chǎn)品越來(lái)越越受到人們的青睞，但是其加工產(chǎn)品卻較少。據(jù)調(diào)查，目前南果梨的加工產(chǎn)品主要有果醋[4]、果酒[5]、復(fù)合飲料[6]、果脯[7]等，但市場(chǎng)上鮮有南果梨果醬產(chǎn)品的出現(xiàn)。

傳統(tǒng)的果醬制品，口感細(xì)膩，含糖量卻高達(dá)65%～75%，據(jù)調(diào)查顯示，人體攝入過(guò)多糖會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生不利影響。隨著公眾對(duì)營(yíng)養(yǎng)、保健食品的重視，人們開(kāi)始追求低糖、低熱、低脂食品，這就為研究生產(chǎn)低糖果醬提供了思路[10]。低糖果醬的含糖量一般在20%～30%之間，其特點(diǎn)是口感清爽，更能突出原果風(fēng)味，可作為佐餐調(diào)味佳品和旅游方便食品，具有更好的推廣價(jià)值。根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外果醬消費(fèi)市場(chǎng)將會(huì)逐漸被低糖果醬占領(lǐng)[11-12]。

在當(dāng)前低糖果醬的研究基礎(chǔ)層面，WANG Y T等[8]對(duì)果膠進(jìn)行了研究，利用果膠甲酯酶對(duì)果膠的進(jìn)行酶解，提高果膠溶液中的濁度和粒徑，提高了果膠的分子質(zhì)量。這些發(fā)現(xiàn)支持果膠甲基酯酶在催化果膠分子間的轉(zhuǎn)?；磻?yīng)的發(fā)生，大大減少果醬中糖的需求；ALBA K等[9]探討酸堿度對(duì)果膠的影響的試驗(yàn)，得出果膠在果醬制備過(guò)程中的最適酸堿度。

本試驗(yàn)擬以新鮮南果梨為原料，適量使用檸檬酸、果膠等食品添加劑，制備低糖南果梨果醬，并用Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化產(chǎn)品配方，為低糖南果梨果醬的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南果梨：市售；蔗糖（食品級(jí)）：西安天茂化工旗艦店；檸檬酸（分析純）：常州市商聯(lián)化工有限公司；果膠：常州市商聯(lián)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DJ13E-Q3九陽(yáng)打漿機(jī)：國(guó)美在線電子商務(wù)有限公司；FAJA分析天平：天津市精拓儀器科技有限公司；HB-113ATC手持折光儀：北京惠博瑞科折射儀廠；C21-WK2102美的（Midea）電磁爐：邯鄲市高開(kāi)區(qū)美的集團(tuán)邯鄲美的制冷設(shè)備有限公司；YXQ-LS-50A實(shí)驗(yàn)室滅菌鍋：濟(jì)南歐迪醫(yī)療器械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法[13-15]

1.3.1 低糖南果梨果醬工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)[16]

原料選擇：選擇果實(shí)較大、有光澤、成熟、無(wú)腐爛、無(wú)蟲(chóng)害的南果梨。

護(hù)色：將去皮后的果肉放入1%食鹽水中護(hù)色。

軟化：將切分好的南果梨稱重，按比例加入水煮4 min，將其軟化。

打漿：將軟化好的南果梨連同汁液倒入打漿機(jī)中打漿。

加熱濃縮：將打漿后的果漿倒入蒸煮鍋，加入按比例稱量好的蔗糖、檸檬酸后煮至沸騰，改用文火，加入果膠，并一直攪拌至粘稠狀。

裝瓶密封：果醬濃縮結(jié)束后，裝入已滅菌的罐內(nèi)（頂間隙約2～3 mm），裝瓶時(shí)要迅速將罐蓋擰緊，且每鍋果醬的分裝要在30 min之內(nèi)完成，醬體溫度保持在80～90℃[17-18]。

滅菌：將密封好的果醬進(jìn)行滅菌，溫度100℃，保持10 min，然后取出。

冷卻：滅菌結(jié)束后水浴分段冷卻，70℃—40℃—常溫，即得低糖南果梨果醬。

1.3.3 低糖南果梨果醬配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

將南果梨與水配比分別設(shè)置為1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0、1∶3.5（g∶mL），蔗糖添加量分別設(shè)置為12%、16%、20%、24%、28%、32%，檸檬酸的添加量分別設(shè)置為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%，果膠的添加量分別設(shè)置為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，考察各因素對(duì)南果梨果醬感官品質(zhì)的影響。

1.3.4 低糖南果梨果醬配方優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)[17-18]

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以南果梨與水配比（A）、蔗糖添加量（B）、檸檬酸添加量（C）、果膠添加量（D）為因素，果醬感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，利用Design Expert 8.06軟件，進(jìn)行響應(yīng)面的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 果醬配方優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface methodology for jam formula optimization

1.3.5 果醬產(chǎn)品感官品質(zhì)評(píng)定方法

從果醬的色澤、氣味、滋味以及組織狀態(tài)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)標(biāo)GB/T 22474—2008《果醬》，結(jié)合南果梨自身特點(diǎn)和有關(guān)參考文獻(xiàn)制定[19-20]。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 低糖南果梨果醬感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of low sugar Nanguo pear jam

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)優(yōu)化低糖南果梨果醬配方

2.1.1 南果梨與水配比的確定

在南果梨用量為100 g，蔗糖添加量20%，果膠添加量0.5%，檸檬酸添加量20%，考察不同南果梨與水配比對(duì)低糖南果梨果醬感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，當(dāng)南果梨與水配比為1∶1.0～1∶1.5（g∶mL）時(shí)，果醬的感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)南果梨與水配比為1∶1.5（g∶mL）時(shí)，果醬的感官評(píng)分最高，其獨(dú)特香氣可以明顯表現(xiàn)出來(lái)，色澤、風(fēng)味、流動(dòng)性、黏稠性相對(duì)較好；當(dāng)南果梨與水配比為1∶1.5～1∶3.5（g∶mL）時(shí)，其流動(dòng)性、口感等感官的呈現(xiàn)不甚理想，果醬的感官評(píng)分逐漸下降。因此，選擇南果梨與水配比為1∶1.5（g∶mL）為宜。

圖1 南果梨與水配比對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of Nanguo pear to water ratio on sensory quality of jam

2.1.2 蔗糖添加量的確定

在南果梨與水配比為1∶1.5（g∶mL），加入0.5%的果膠，20%的檸檬酸，考察不同的蔗糖添加量對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 蔗糖添加量對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of sucrose addition on sensory quality of jam

由圖2可知，當(dāng)蔗糖添加量為12%～24%時(shí)，果醬的感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)蔗糖的添加量為24%時(shí)，果醬的感官評(píng)分最高，且口味酸甜可口，口感細(xì)膩，且無(wú)析水現(xiàn)象；當(dāng)蔗糖添加量＞24%之后，甜度增加，不僅使成品色澤暗沉無(wú)光，而且掩蓋了南果梨特有的風(fēng)味，并且出現(xiàn)了析水現(xiàn)象，根據(jù)感官指標(biāo)評(píng)價(jià)所得，風(fēng)味果醬的感官評(píng)分逐漸下降。因此，選擇蔗糖添加量24%為宜。

2.1.3 檸檬酸添加量的確定

在南果梨與水配比為1∶1.5（g∶mL），加入24%蔗糖、0.5%果膠，考察不同的檸檬酸添加量對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，當(dāng)檸檬酸添加量為0.10%～0.25%時(shí)，果醬的感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)檸檬酸添加量為0.25%，果醬感官評(píng)分最高，其酸甜程度最為適宜，而且檸檬酸的酸味不是很突兀；當(dāng)檸檬酸添加量＞0.25%之后，酸度增加，造成口感不佳，果醬的感官評(píng)分逐漸下降。因此，選擇檸檬酸添加量0.25%為宜。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of citric acid addition on sensory quality of jam

2.1.4 果膠添加量的確定

在南果梨與水配比為1∶1.5（g∶mL），添加24%蔗糖，0.25%檸檬酸，考察不同果膠添加量對(duì)果醬感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 果膠添加量的確定對(duì)果醬品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of pectin addition on sensory quality of jam

由圖4可知，當(dāng)果膠的添加量為0.1%～0.5%時(shí)，果醬的感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)果膠的添加量為0.5%時(shí)，果醬的感官評(píng)分最高，果膠的黏稠性發(fā)揮了最大效果，對(duì)南果梨果醬的口感影響較低，且此時(shí)醬體口感細(xì)膩，外觀較為均勻；當(dāng)果膠的添加量＞0.5%之后，黏度升高，果醬的流散性，均勻性效果呈現(xiàn)較差，口感較0.5%的果膠添加量相比，有明顯差距，果醬的感官評(píng)分逐漸下降。因此，果膠添加量0.5%為宜。

2.2 低糖南果梨果醬配方優(yōu)化的響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以南果梨與水配比（A）、蔗糖添加量（B）、檸檬酸添加量（C）、果膠添加量（D）為因素，果醬感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，利用Design Expert 8.06軟件，進(jìn)行響應(yīng)面的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

將表3所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Design Expert 8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到二次回歸方程：

表3 果醬配方優(yōu)化響應(yīng)面設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface methodology for jam formula optimization

由表4可知，F(xiàn)值的大小可以判斷出影響感官評(píng)分中B（蔗糖添加量）的影響最大，D（果膠添加量）和C（檸檬酸添加量）對(duì)其影響次之，A（南果梨與水配比）對(duì)結(jié)果影響最小。模型達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01），表明模型構(gòu)建較成功。失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），表明回歸方程擬合效果較好。決定系數(shù)R2=0.908 7，調(diào)整決定系數(shù)R2Adj=0.817 4，說(shuō)明該模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值具有較好的擬合性，因此可以用此模型對(duì)低糖南果梨果醬的感官品質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化分析得到低糖南果梨果醬的最佳工藝參數(shù)為：南果梨與水配比1∶2.24（g∶mL），蔗糖添加量24%，檸檬酸添加量0.22%，果膠添加量0.55%，此時(shí)制作的果醬感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為97.83分。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

2.3 響應(yīng)面曲面圖分析

根據(jù)回歸方程利用Design Expert 8.06軟件，作出各因素兩兩交互作用響應(yīng)面及等高線見(jiàn)圖5。

圖5 各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線Fig.5 Response surface plots and contour line of effects of interaction between each factors on sensory score

由圖5可知，響應(yīng)面圖中隨著各因素的增大，響應(yīng)值逐漸增大，當(dāng)響應(yīng)值增大到極限后，隨著各因素的增大，響應(yīng)值逐漸減小。由圖5看出，交互項(xiàng)AB、AC、AD、BC、BD、CD的響應(yīng)面坡度較為平緩，說(shuō)明對(duì)果醬感官評(píng)分影響不顯著，A、B、C和D對(duì)感官評(píng)分均呈現(xiàn)拋物線趨勢(shì)的影響，即說(shuō)明4個(gè)單因素所在選取的試驗(yàn)范圍內(nèi)，響應(yīng)值均存在極大值。為保留南果梨特有的風(fēng)味，食品添加劑的添加量必須嚴(yán)格控制，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響其獨(dú)有的風(fēng)味。因此有必要針對(duì)必須的一些食品添加劑進(jìn)行充分的考量。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

由Design-Expert 8.0軟件得出的低糖南果梨果醬的最佳配方為南果梨與水配比1∶2.24（g∶mL），蔗糖添加量24%，檸檬酸添加量0.22%，果膠添加量0.55%。為了方便實(shí)際操作，將低糖南果梨果醬的配方修正為：南果梨與水配比為1∶2.0（g∶mL），蔗糖添加量為24%，檸檬酸添加量為0.20%，果膠添加量為0.60%。在此優(yōu)化配方條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，制成的低糖南果梨果醬感官評(píng)分為96.59分，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.76%，證明利用該模型優(yōu)化低糖南果梨果醬配方是可行的。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

按中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22474—2008《果醬》對(duì)低糖南果梨果醬進(jìn)行感官及理化指標(biāo)的評(píng)定。

2.5.1 感官指標(biāo)

色澤呈亮黃色，有光澤，酸甜適口，口感細(xì)膩，均勻黏稠且具有一定的流動(dòng)性，果醬外觀良好，無(wú)汁液析出現(xiàn)象，有南果梨獨(dú)特風(fēng)味。

2.5.2 理化指標(biāo)

南果梨果醬pH值為4.1，總糖含量為34.2%，可溶性固形物含量為38.3%，總砷、總鉛含量均＜0.1 mg/kg，滿足果醬國(guó)標(biāo)要求。

2.5.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群近似數(shù)均符合果醬微生物指標(biāo)要求，未檢出致病菌。

3 結(jié)論

以新鮮南果梨為原料，制作低糖南果梨果醬，通過(guò)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，以感官品質(zhì)評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn)篩選得到果醬的最佳制作配方為南果梨與水配比1∶2.0（g∶mL），蔗糖的添加量為24%，檸檬酸的添加量為0.20%，果膠的添加量為0.60%，此時(shí)果醬的感官評(píng)分為96.59分。此時(shí)制成的低糖南果梨果醬亮黃有光澤，酸甜可口，口感細(xì)膩，并有南果梨獨(dú)有的香味，果醬組織均勻，沒(méi)有汁液析出，醬體膠凝性良好，流動(dòng)性好。