孫娜，朱秀娟，王華，胡文斌，王都留

(隴南師范高等?？茖W(xué)校 農(nóng)林技術(shù)學(xué)院，甘肅 隴南 742500)

火龍果(HylocereusundulatusBritt.)為仙人掌科，又名紅龍果、仙蜜果、情人果等[1]，是一種風(fēng)味獨(dú)特的熱帶、亞熱帶健康水果，多年生攀援性多肉植物，果實(shí)分為紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉3種，其中紅心火龍果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最為豐富[2]，除含基本營(yíng)養(yǎng)成分之外，還富含大量甜菜紅素、花青素、多酚、不飽和脂肪酸等活性成分，具有清熱解毒、抗氧化、預(yù)防血管硬化、降血壓、美白減肥等功效[3-11]。

五葉草莓(FragariapentaphyllaLosinsk)為薔薇科草莓屬，又名薸茲、漂泡兒，是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、酸甜適口的森林水果，為多年生草本植物[12,13]，富含黃酮[14]、維生素、糖類、氨基酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)等[15]，具有清熱止咳、滋養(yǎng)補(bǔ)血、健脾養(yǎng)胃及抗腫瘤等藥用價(jià)值[16]，果實(shí)分為紅色、白色及紅白過(guò)渡色3種，其中紅色五葉草莓色澤艷麗，更適合果醬開(kāi)發(fā)。

市售傳統(tǒng)果醬存在風(fēng)味單一、含糖量高等問(wèn)題[17]，已開(kāi)始被市場(chǎng)淘汰，而低糖復(fù)合果醬符合當(dāng)代消費(fèi)者“低熱、低糖、營(yíng)養(yǎng)、保健”的消費(fèi)需求[18]，是目前果醬研制的熱點(diǎn)，而利用火龍果五葉草莓結(jié)合制作復(fù)合果醬的研究還鮮有報(bào)道。此兩種水果結(jié)合有以下兩方面優(yōu)勢(shì)：一方面，紅心火龍果和五葉草莓具有顏色、香氣、營(yíng)養(yǎng)和口感上的互補(bǔ)及相得益彰性，適量木糖醇代替白砂糖增加甜味，有效降低了產(chǎn)品含糖量；另一方面，火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的研制可較好地解決紅心火龍果、五葉草莓貯藏時(shí)間短、容易造成資源浪費(fèi)等問(wèn)題，同時(shí)提高了產(chǎn)品附加值，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅色五葉草莓和紅心火龍果：均為市購(gòu)；木糖醇、檸檬酸、果膠、氯化鈣、D-異抗壞血酸鈉：均為食品級(jí)添加劑；試驗(yàn)用水為超純水。

電子天平 常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司；JJ-2B電動(dòng)高速組織搗碎機(jī) 金壇市白塔新寶儀器廠；手持糖度計(jì) 上海天壘儀器儀表有限公司；RE-52CS實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 河南蘭帆科技有限公司；高壓滅菌鍋 山東創(chuàng)美機(jī)械科技有限公司；超凈工作臺(tái) 濟(jì)南鑫貝西生物技術(shù)有限公司；恒溫恒濕試驗(yàn)箱 東莞市科訊精密儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

原料預(yù)處理→打漿→過(guò)濾→真空濃縮→灌裝、高溫滅菌、快速冷卻→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)

原料預(yù)處理：選擇新鮮、成熟適度、無(wú)損傷、無(wú)腐爛的紅色五葉草莓及紅心火龍果，用水對(duì)其反復(fù)沖洗，洗去附著在果皮上的泥沙、枯葉等雜物，瀝干水分備用。

軟化、護(hù)色[19]：將去除果皮、果蒂的紅心火龍果、五葉草莓切塊，蒸汽軟化60 s，放入濃度為1.5%的NaCl溶液中護(hù)色30 min。

打漿：用組織搗碎機(jī)分別將五葉草莓和紅心火龍果破碎打漿，然后將兩種果漿按比例調(diào)配均勻。

真空濃縮[20]：將過(guò)濾后的混合果漿加入甜味劑后真空濃縮，濃縮時(shí)控制溫度在50～60 ℃，真空度為85～95 kPa，以防止果漿因溫度過(guò)高而發(fā)生焦糊，待漿液中的可溶性固形物含量接近38%時(shí)，加入檸檬酸及增稠劑，繼續(xù)濃縮，至果醬中可溶性固形物含量達(dá)到42%左右時(shí)，結(jié)束濃縮。

灌裝、高溫殺菌、快速冷卻[21]：經(jīng)真空濃縮后制得的果醬應(yīng)迅速裝罐，采用熱灌裝脫氣法，將果醬加熱到85 ℃左右，停止加熱后排氣20 min，密封后于90 ℃殺菌18 min，待果醬冷卻后放入冷庫(kù)進(jìn)行保存。需確保果醬在40 min內(nèi)裝罐完成，同時(shí)趁熱密封，使罐內(nèi)形成一定的真空度。

1.2.3 低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3.1 火龍果和五葉草莓質(zhì)量比對(duì)感官品質(zhì)的影響

確定木糖醇、檸檬酸、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為12%、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，火龍果和五葉草莓質(zhì)量比分別為1∶2、3∶2、5∶2、7∶2、9∶2，經(jīng)過(guò)真空濃縮成成品，通過(guò)感官評(píng)分優(yōu)化火龍果五葉草莓的質(zhì)量比。

1.2.3.2 木糖醇添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響

確定火龍果和五葉草莓質(zhì)量比、檸檬酸、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，木糖醇的添加量分別為8%、10%、12%、14%、16%，經(jīng)過(guò)真空濃縮成成品，通過(guò)感官評(píng)分優(yōu)化木糖醇的添加量。

1.2.3.3 檸檬酸添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響

確定火龍果和五葉草莓質(zhì)量比、木糖醇、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、12%、0.30%、0.025%、0.05%，檸檬酸的添加量分別為0.08%、0.12%、0.16%、0.20%、0.24%，經(jīng)過(guò)真空濃縮成成品，通過(guò)感官評(píng)分優(yōu)化檸檬酸的添加量。

1.2.3.4 果膠添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響

確定火龍果和五葉草莓質(zhì)量比、檸檬酸、木糖醇、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、0.16%、12%、0.025%、0.05%，果膠的添加量分別為0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，經(jīng)過(guò)真空濃縮成成品，通過(guò)感官評(píng)分優(yōu)化果膠的添加量。

1.2.4 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，選取影響低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬感官評(píng)分的主要影響因素火龍果和五葉草莓質(zhì)量比(A)、木糖醇添加量(B)、檸檬酸添加量(C)和果膠添加量(D)為試驗(yàn)因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面分析試驗(yàn)，優(yōu)化低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬加工工藝，試驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面分析因素及水平表Table 1 The factors and levels of response surface analysis

1.3 感官評(píng)價(jià)

選擇10名專業(yè)感官評(píng)定人員，從火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的質(zhì)構(gòu)、色澤、口感及涂抹性4個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)分，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of low-sugar pitaya and five-leaf strawberry compound jam

續(xù) 表

2 結(jié)果分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 火龍果五葉草莓質(zhì)量比對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，火龍果和五葉草莓質(zhì)量比為1∶2～5∶2時(shí)，隨著原料質(zhì)量比的增加，感官評(píng)分上升；當(dāng)原料質(zhì)量比為5∶2時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的感官品質(zhì)最好(濃稠狀，色澤均勻一致，口感細(xì)致滑潤(rùn)，酸甜爽口，柔韌度好且能產(chǎn)生一種特殊風(fēng)味，易于涂抹)；之后隨著原料配比的增加，感官評(píng)分出現(xiàn)下降，這是因?yàn)殡S著五葉草莓量的增加導(dǎo)致復(fù)合果醬失去特殊風(fēng)味，故原料最佳配比應(yīng)為5∶2。

圖1 火龍果和五葉草莓質(zhì)量比對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of mass ratio of pitaya and five-leaf strawberryon sensory quality of compound jam

2.1.2 木糖醇添加量對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，木糖醇添加量為8%～12%時(shí)，隨著木糖醇添加量的增加，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，當(dāng)木糖醇添加量為12%時(shí)，感官評(píng)分最高，這時(shí)復(fù)合果醬的感官品質(zhì)最好；之后，隨著木糖醇添加量的增加，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)槟咎谴嫉奶鸲妊谏w住了果醬的酸度，呈過(guò)度甜膩狀。因此，木糖醇的最佳添加量應(yīng)為12%。

圖2 木糖醇添加量對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of xylitol additive amount on sensory quality of compound jam

2.1.3 檸檬酸添加量對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，檸檬酸添加量在0.08%～0.16%時(shí)，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)；當(dāng)檸檬酸的添加量為0.16%時(shí)，感官評(píng)分最高，這時(shí)復(fù)合果醬的感官質(zhì)量最好；隨著檸檬酸添加量的增加，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)樗岫壬w過(guò)甜度，導(dǎo)致復(fù)合果醬失去酸甜的本味，因此檸檬酸的最佳添加量應(yīng)為0.16%。

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

2.1.4 果膠添加量對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，果膠添加量為0.1%～0.3%時(shí)，隨著果膠添加量的增加，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)；當(dāng)果膠添加量為0.3%時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)復(fù)合果醬的感官品質(zhì)最佳；之后，隨著果膠添加量的增加，感官評(píng)分反而呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)楣z添加過(guò)多，會(huì)使果醬稠度增加，涂抹性受到一定影響。因此，果膠的最佳添加量應(yīng)為0.3%。

圖4 果膠添加量對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of pectin additive amount on sensory quality of compound jam

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬加工工藝的四因素二次回歸旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

表3 響應(yīng)面分析試驗(yàn)及結(jié)果Table 3 Response surface analysis test and results

表4 Box-Benhnken試驗(yàn)方差分析Table 4 Variance analysis of Box-Benhnken design test

根據(jù)表3的結(jié)果應(yīng)用SAS 軟件進(jìn)行編程計(jì)算，通過(guò)其響應(yīng)面回歸(RSREG)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出回歸模型：

Y=96.12+1.68A-1.90B-2.04C-0.82D-0.15AB-0.75AC+1.82AD+2.32BC-0.93BD-1.1CD-5.96A2-6.75B2-4.11C2-4.75D2。

式中：Y 為感官評(píng)分，單位為1；A為火龍果和五葉草莓質(zhì)量比，單位為1；B為木糖醇添加量，單位為%；C為檸檬酸添加量，單位為%；D為果膠添加量，單位為%。

由表4可知，該模型達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。方程一次項(xiàng)(A，B，C)、二次項(xiàng)(A2、B2、C2、D2)的影響都是極顯著的(P<0.01)，一次項(xiàng)(D)、交互項(xiàng)(AD、BC)的影響是顯著的(P<0.05)，其決定系數(shù)R2=0.9681與校正RAdj2=0.9361相近，表明試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值非常接近，有較好的擬合度。方差分析表明，試驗(yàn)所選參試因子對(duì)復(fù)合果醬感官評(píng)價(jià)的影響大小順序?yàn)闄幟仕崽砑恿?木糖醇添加量>火龍果和五葉草莓質(zhì)量比>果膠添加量。模型的失擬項(xiàng)不顯著(P>0.05)，以上回歸方程較好地?cái)M合了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)誤差小，可以用于低糖火龍果五葉草莓加工工藝優(yōu)化的理論預(yù)測(cè)。

對(duì)火龍果和五葉草莓質(zhì)量比(A)、木糖醇添加量(B)、檸檬酸添加量(C)和果膠添加量(D)4個(gè)因素，兩兩做交互作用分析，對(duì)其作響應(yīng)曲面，見(jiàn)圖5。

圖5 各因素交互作用對(duì)復(fù)合果醬感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of interaction of various factors on sensory quality of compound jam

響應(yīng)面可以直接反映各試驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)值影響的大小，如果一個(gè)響應(yīng)曲面坡度非常陡峭，表明復(fù)合果醬感官評(píng)分對(duì)于各試驗(yàn)因子的改變非常敏感；反之，如果一個(gè)響應(yīng)曲面坡度相對(duì)平緩，表明復(fù)合果醬感官評(píng)分可以忍受試驗(yàn)因子的變異，而不影響響應(yīng)值的大小[22,23]?；瘕埞臀迦~草莓質(zhì)量比和果膠添加量?jī)梢蛩刂g、木糖醇添加量和檸檬酸添加量?jī)梢蛩刂g的響應(yīng)曲面坡度非常陡峭，故其交互作用顯著。

通過(guò)對(duì)回歸模型進(jìn)行數(shù)學(xué)分析可知，低糖火龍果和五葉草莓復(fù)合果醬的最優(yōu)加工工藝為火龍果五葉草莓質(zhì)量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、檸檬酸添加量0.15%、果膠添加量0.30%，在此優(yōu)化條件下，低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬感官評(píng)價(jià)的理論值為96.8。為了進(jìn)一步驗(yàn)證響應(yīng)面分析法的可靠性，采用上述最優(yōu)條件進(jìn)行復(fù)合果醬加工，實(shí)際測(cè)得感官評(píng)分為95.9，因此采用響應(yīng)面分析優(yōu)化得到的復(fù)合果醬加工工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，可用于實(shí)際操作。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo)

依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22474-2008《果醬》、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1386-2017《果醬類罐頭》的感官要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)[24,25]，結(jié)果表明火龍果五葉草莓復(fù)合果醬醬體呈紫紅色，色澤光亮，酸甜適口，具有火龍果、五葉草莓特有的滋味和香氣，醬體細(xì)膩均勻，徐徐流散，無(wú)汁液析出。

2.3.2 理化指標(biāo)

表5 火龍果五葉草莓復(fù)合果醬理化指標(biāo)檢驗(yàn)Table 5 Physical and chemical indexes of pitaya and five-leaf strawberry compound jam

火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的最佳配方測(cè)定結(jié)果顯示：各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合果醬國(guó)標(biāo)要求。

2.3.3 微生物指標(biāo)

火龍果五葉草莓復(fù)合果醬的最佳配方測(cè)定結(jié)果顯示：菌落總數(shù)<100 CFU/g，大腸桿菌數(shù)<10 MPN/100 g，致病菌未檢出。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以紅心火龍果、五葉草莓為原料，對(duì)生產(chǎn)低糖復(fù)合果醬的工藝配方進(jìn)行研究。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)各因素進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明：低糖火龍果和五葉草莓復(fù)合果醬的最佳配方為火龍果五葉草莓質(zhì)量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、檸檬酸添加量0.15%、果膠添加量0.30%；在此優(yōu)化條件下，低糖火龍果五葉草莓復(fù)合果醬實(shí)際測(cè)得感官評(píng)分與模型預(yù)測(cè)值相近，可用于實(shí)際操作，此外，本產(chǎn)品質(zhì)量合格、風(fēng)味獨(dú)特，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健功能，可提高火龍果、五葉草莓的利用價(jià)值。