向麗萍，余有貴，魏玉萍，范柳，萬常，伍強

(邵陽學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 邵陽，422000)

獼猴桃營養(yǎng)豐富，富含維生素C、氨基酸、亞麻酸、高鈣、高鉀及人體所需的微量元素，被譽為“水果之王”和“天然植物維生素C”，對防治癌癥、心血管病、高血壓、習(xí)慣性便秘等疾病能起到很好的食療作用，具有較高的醫(yī)療價值和保健功能[1]。獼猴桃鮮果屬軟質(zhì)水果，在自然條件下，放置時間過長易導(dǎo)致過熟變軟變質(zhì)而失去食用價值，給貯藏和運輸帶來不便，也不能滿足人們長期食用的需求?，F(xiàn)階段，獼猴桃常用于果醬[2]、果汁[3]、果酒[4]、白蘭地[5]等產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品因褐變難以保持誘人的綠色，且口味過于單一。而加工過程中產(chǎn)生的果渣、醪渣、酒渣等副產(chǎn)物利用率低，甚至被直接扔棄，造成嚴(yán)重的資源浪費及環(huán)境污染，如何高效利用獼猴桃醪渣、酒渣等發(fā)酵副產(chǎn)物具有現(xiàn)實意義。

當(dāng)前市售果醬主要有單一口味果醬、低糖果醬、復(fù)合果醬及嬰幼兒果泥制品等種類[6]，單一口味果醬和復(fù)合果醬制作多采用蔗糖作為甜味劑，水果風(fēng)味和口感易被蔗糖遮蓋，且口味過于甜膩，不利于健康[2]。復(fù)合果醬具有營養(yǎng)成分互補、口味獨特等特點，特別是低糖果醬以其風(fēng)味濃郁、營養(yǎng)健康而深受消費者喜愛。近年來，獼猴桃[7]、香蕉[8]、紅棗[9]、柚皮[10]、雪梨-菠蘿[11]、藍(lán)莓[12-13]等低糖復(fù)合果醬的研制受到廣泛關(guān)注，而以獼猴桃發(fā)酵副產(chǎn)物為原料制作果醬的研究未見報道。葛根富含葛根素、大豆苷、芒柄花素等異黃酮類化合物，具有極高的營養(yǎng)價值和藥理功效[14-15]。該研究以獼猴桃醪渣、酒渣為主料，以葛根粉為輔料，并用蛋白糖代替白砂糖、葡萄糖等甜味劑，魔芋粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)增稠劑，菠菜汁調(diào)節(jié)果醬顏色，研制成風(fēng)味獨特、色澤碧綠、天然健康的獼猴桃果醬，迎合了低糖、低熱量、高營養(yǎng)的果醬產(chǎn)品消費趨勢。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃醪渣,為鮮果經(jīng)發(fā)酵過濾所獲得的濾餅(湖南省邵陽市金水灣現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園)；獼猴桃酒渣,為獼猴桃白蘭地制備過程中加熱蒸餾所產(chǎn)生的殘渣(湖南省邵陽市金水灣現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園)；葛根粉、菠菜、魔芋粉(步步高商業(yè)連鎖股份有限公司邵陽分公司)；食品級蛋白糖、檸檬酸鈉(長沙肯基科技發(fā)展有限公司)；1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH·)(伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品(上海)有限公司)；維生素C、草酸、偏磷酸、2,6-二氯靛酚、碳酸氫鈉、乙醇等所有試劑，均為國產(chǎn)分析純(邵陽市科儀化玻有限公司)。

1.2 儀器與設(shè)備

LE204E/02型分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)；HT2109型電磁爐(廣東美的生活電器制造有限公司)；JYL-C012型打漿機(九陽股份有限公司)；S-3C型pH計(上海理達(dá)儀器廠)；UV-1780型紫外可見分光光度計(島津(上海)實驗器材有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

工藝流程為：

1.3.2 操作要點

1)打漿。取獼猴桃果酒發(fā)酵醪液，自然瀝干后獲得酒渣，加入2倍體積冰水，于打漿機中打漿，備用；取新鮮菠菜，于打漿機中打漿，用4層紗布過濾取濾液，備用。

2)混合調(diào)配。依次加入準(zhǔn)備好的葛根粉、蛋白糖、檸檬酸鈉，并不斷攪拌，混合均勻，備用。

3)均質(zhì)。將上述混合物于高壓均質(zhì)機中均質(zhì)，均質(zhì)壓力10 MPa，備用。

4)濃縮。置于電磁爐上加熱濃縮，溫度控制在80 ℃，均勻加入魔芋粉，加熱15 min后迅速降溫，加入菠菜汁繼續(xù)濃縮至可溶性固形物達(dá)50 °Bx時即可出鍋。

1.3.3 單因素實驗

1)葛根粉不同添加量對獼猴桃果醬品質(zhì)的影響。往獼猴桃酒渣中加入葛根粉，添加量分別為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%。然后，依次加入0.15%蛋白糖與0.2%檸檬酸鈉，混合均質(zhì)后，再加入1.4%魔芋粉與4.5%菠菜汁加熱濃縮，出鍋，測定DPPH·清除率、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及評定感官。

2)蛋白糖不同添加量對獼猴桃果醬品質(zhì)的影響。往獼猴桃酒渣中依次加入葛根粉、蛋白糖和檸檬酸鈉，蛋白糖添加量分別為0，0.05%，0.1%，0.15%，0.2%和0.25%，檸檬酸鈉添加量為0.2%，葛根粉添加量則根據(jù)單因素結(jié)果確定?；旌暇|(zhì)后，加入1.4%魔芋粉與4.5%菠菜汁加熱濃縮，出鍋，測定DPPH·清除率、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及評定感官。

3)魔芋粉不同添加量對獼猴桃果醬品質(zhì)的影響。往獼猴桃酒渣中依次加入葛根粉、蛋白糖和檸檬酸鈉，檸檬酸鈉添加量為0.2%，葛根粉與蛋白糖添加量則根據(jù)單因素實驗確定?；旌暇|(zhì)后，加入魔芋超微粉，添加量分別為1.0%，1.2%，1.4%，1.6%和1.8%，再加入4.5%菠菜汁加熱濃縮，出鍋，測定DPPH·清除率、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及評定感官。

4)菠菜汁不同添加量對獼猴桃果醬品質(zhì)的影響。往獼猴桃酒渣中依次加入葛根粉、蛋白糖和檸檬酸鈉，檸檬酸鈉添加量為0.2%，葛根粉與蛋白糖添加量則根據(jù)單因素實驗確定?；旌暇|(zhì)后，加入魔芋超微粉，其添加量由單因素實驗確定。繼續(xù)加入菠菜汁，其添加量分別為0，1.5%，3.0%，4.5%，6.0%和7.5%，加熱濃縮，出鍋，測定DPPH·清除率、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及評定感官。

1.3.4 響應(yīng)面試驗設(shè)計

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計原理[16]，以蛋白糖、葛根粉、魔芋粉及菠菜汁的添加量為響應(yīng)變量，以果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值Y，進(jìn)行4因素3水平分析，共29個試驗點，試驗設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面試驗設(shè)計表

1.3.5 測定方法

1)獼猴桃酒渣基本組成成分測定。水分測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定(GB 5009.3—2016)》進(jìn)行；蛋白質(zhì)測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定(GB 5009.5—2016)》進(jìn)行；還原糖及乙醇測定參照《固態(tài)發(fā)酵酒醅分析方法(DB 34/T 2264—2014)》進(jìn)行；灰分測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定(GB 5009.4—2016)》進(jìn)行；可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照《水果和蔬菜固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定 折射儀法(NY/T 2637—2014)》進(jìn)行。

2)DPPH·清除率的測定。將果醬用4倍體積水稀釋，4 000 r/min離心20 min，取上清液。參考WU等[17]方法，在2.0 mL離心管中依次加入500 μL上清液和500 μL 0.2 mmol·L-1DPPH·乙醇溶液，充分混勻后避光反應(yīng)30 min。反應(yīng)結(jié)束后，4 000 g離心20 min，吸取上清在517 nm波長下測定吸光度，對照組用緩沖液代替樣品，空白組則用乙醇代替DPPH·溶液。DPPH自由基清除率η的計算如下：

η=(A1-Asample+A0)/A1× 100%

式中：A1為對照組測得的吸光值；Asample為實驗組測得的吸光值；A0為空白組測得的吸光值。

3)維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定。參照杜鵬飛和楊國慧[18]中的方法并作修改，取10 g果醬于燒杯中，用偏磷酸溶液將果醬轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶，稀釋至刻度并搖勻。吸取10 mL混合液于容量為50 mL的三角瓶中，用標(biāo)定過的2,6-二氯靛酚溶液滴定，直至溶液呈粉紅色15 s不褪色為止。維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式如下：

Y=(V-V0)×T×A/m×1 000

式中：Y為維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg；V為滴定試樣所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；V0為滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積,mL；T為2,6-二氯靛酚溶液的滴定度,mg/mL；A為稀釋倍數(shù)；m為試樣質(zhì)量，g。

4)感官評定。由10位食品專業(yè)人員組成感官評價小組，根據(jù)《GB/T 22474-2008果醬》要求，對該果醬進(jìn)行感官評定，見表2。

表2 獼猴桃發(fā)酵副產(chǎn)物復(fù)合果醬的感官評價標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 獼猴桃酒渣基本組成成分的測定

對獼猴桃酒渣的物理性質(zhì)進(jìn)行檢測，結(jié)果見表3。得出獼猴桃酒渣的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.35%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.97%，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.13%，灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%，可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.03%。因此，獼猴桃酒渣中乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，并不會對果醬造成影響，為果醬提供一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)蛋白質(zhì)和還原糖，保證其營養(yǎng)價值。

表3 獼猴桃酒渣基本組成成分

2.2 單因素試驗對果醬品質(zhì)的影響

2.2.1 葛根粉不同添加量對果醬品質(zhì)的影響

葛根中富含黃酮等活性物質(zhì)，添加葛根粉能使果醬的營養(yǎng)更加豐富，增強其抗氧化活性。由圖1可知：隨著葛根粉添加量的上升，DPPH·清除率不斷增強；但當(dāng)葛根粉添加量超過1.0%時，葛根粉風(fēng)味濃郁，該果醬呈現(xiàn)出葛根特有的苦澀味。因此，選擇1.0%作為最佳的葛根粉添加量，既可保留野生獼猴桃果香，又具有較強的自由基清除能力，最大限度地提升其營養(yǎng)價值。

圖1 葛根粉不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率

2.2.2 蛋白糖不同添加量對果醬品質(zhì)的影響

維生素C作為一種還原劑，具有很強的抗氧化活性。蛋白糖的添加量與果醬的口感密切相關(guān)，蛋白糖添加量影響著果醬品質(zhì)[19]。由圖2可知：隨著蛋白糖添加量的增加，維生素C和DPPH·清除率均無明顯變化；當(dāng)?shù)鞍滋翘砑恿可仙?.15%時，維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.710‰，DPPH·清除率為62.0%；繼續(xù)增加蛋白糖也會導(dǎo)致果醬過甜，影響口感。因此，蛋白糖的最佳添加量應(yīng)為0.15%。

圖2 蛋白糖不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率

2.2.3 魔芋粉不同添加量對果醬品質(zhì)的影響

魔芋富含膳食纖維、甘露聚糖等減肥、降血脂、降血糖等功效成分，因其具有良好的增稠性、凝膠性和成膜性等特性廣泛用于食品工業(yè)[20]。適宜的魔芋粉添加量能使醬體呈軟膠凝狀，保持部分果粒，無汁液無糖析出。魔芋粉不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率見圖3。由圖3可知，果醬維生素C呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當(dāng)添加量為1.4%時,達(dá)到最高值。維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降的原因可能是：當(dāng)魔芋粉添加量過多時,果醬膠凝性過大，果醬變硬、結(jié)塊，影響維生素C的溶出測定。果醬DPPH·清除率的變化與魔芋粉添加量呈正相關(guān)，可能是魔芋粉中具有抗氧化活性物質(zhì)，加入時果醬迅速凝膠，能避免有效成分因高溫而分解。因此，選取1.4%作為最佳的魔芋粉添加量。

圖3 魔芋粉不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率

2.2.4 菠菜汁不同添加量對果醬品質(zhì)的影響

菠菜汁添加與果醬的色澤密切相關(guān)，獼猴桃酒渣pH為4.5，菠菜汁呈碧綠色且為酸性，添加至獼猴桃酒渣中因不受影響，而使果醬持有獼猴桃果實原有的綠色。菠菜汁不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率見圖4。由圖4可知：果醬維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率隨著菠菜汁的添加量增加而上升，在菠菜汁添加量為4.5%時維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)最高值0.810‰，而在添加量為6.0%時DPPH·清除率達(dá)最大值62.0%；當(dāng)菠菜汁添加量大于4.5%時，獼猴桃果香會被菠菜汁風(fēng)味掩蓋，且魔芋粉的凝膠能力下降，影響果醬的感官品質(zhì)。因此，最佳的菠菜汁添加量為4.5%。

圖4 菠菜汁不同添加量下果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)和DPPH·清除率

2.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計的果醬制作工藝優(yōu)化

利用Design Expert 8.0.6.1軟件，以蛋白糖添加量、葛根粉添加量、菠菜汁添加量及魔芋粉添加量為響應(yīng)變量，以獼猴桃發(fā)酵副產(chǎn)物果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，對表4中響應(yīng)面設(shè)計試驗結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到預(yù)測模型如下：

表4 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果

Y=0.85-1.750×10-4A-8.250×10-3B+9.167×10-4C+8.583×10-3D+3.500×10-3AB+5.500×10-3AC+4.250×10-3AD-4.250×10-3BC-2.500×10-3BD-1.000×10-3CD-0.048A2-0.082B2-0.035C2-0.068D2

表5 回歸模擬及方程系數(shù)的方差分析

根據(jù)回歸方程得對應(yīng)的響應(yīng)面圖，見圖5。對任意兩因素交互影響獼猴桃果醬維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的效應(yīng)進(jìn)行分析與評價，確定最佳因素水平。

圖5 兩兩因素交互作用對果醬維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響的響應(yīng)曲面

響應(yīng)面圖能夠體現(xiàn)出各因素交互作用的強弱[22]，可直觀地看出兩兩因素交互作用對果醬維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。蛋白糖與葛根粉添加量、蛋白糖與菠菜汁添加量、魔芋粉與菠菜汁添加量兩因素之間的交互作用較為明顯，而葛根粉與魔芋粉添加量兩因素交互作用相對較弱。

經(jīng)響應(yīng)面回歸分析得到最佳該果醬的制作工藝如下：葛根粉添加量為0.97%，魔芋粉添加量為1.40%，蛋白糖添加量為0.15%，菠菜汁添加量為4.59%。在此優(yōu)化條件下，果醬維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的理論值為0.846‰，稍高于單因素試驗結(jié)果。根據(jù)實際試驗操作的可行性，將工藝參數(shù)進(jìn)行取整處理，葛根粉添加量調(diào)整為1.0%，魔芋粉添加量為1.4%，蛋白糖添加量為0.15%，菠菜汁添加量為4.6%，在此優(yōu)化條件下，野生獼猴桃果醬的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.848‰，接近預(yù)測值，表明回歸方程對優(yōu)化果醬的加工工藝是可行的。同時，感官評分為84分，果醬DPPH·清除率為65.4%，說明其具有較強的抗氧化活性。

3 結(jié)論

為研制低糖營養(yǎng)型果醬，以獼猴桃果酒發(fā)酵酒渣為主料，并以葛根粉為輔料。同時，用蛋白糖代替?zhèn)鹘y(tǒng)甜味劑，魔芋粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)增稠劑，菠菜汁用以調(diào)節(jié)果醬色澤。獼猴桃酒渣含有蛋白質(zhì)、還原糖、乙醇、灰分、水分等成分，具有營養(yǎng)利用價值。通過單因素實驗、Box-Behnken 試驗設(shè)計原理及響應(yīng)面分析法對其添加量進(jìn)行優(yōu)化，確定其最佳工藝如下：葛根粉添加量為1.0%，魔芋粉添加量為1.4%，蛋白糖添加量為0.15 %，菠菜汁添加量為4.6%。在此最優(yōu)工藝下制作的產(chǎn)品其質(zhì)地均勻，酸甜可口，組織狀態(tài)良好，呈獼猴桃天然的碧綠色和清香，具有低糖、高維生素C、強抗氧化活性等特點，適用于糖尿病人。