胡洪超，沈永賢，舒緒剛，蔣旭紅，劉展眉

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化工學(xué)院，廣州 510000；2.廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣州 510000）

柿子是原產(chǎn)于中國的一種水果，已有3 000多年的栽培歷史，根據(jù)全國資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)，中國柿子種類繁多，目前已有64個(gè)品種［1］。柿子營養(yǎng)價(jià)值很高，含有大量胡蘿卜素、維生素C、葡萄糖、果糖和鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)，有“果中圣品”之稱。其中柿子所含的糖類和維生素C要比一般水果高出1～2倍；同時(shí)柿子中還含有大量的單寧和黃酮類等抗氧化物質(zhì)，可有效預(yù)防動(dòng)脈硬化及心腦血管等疾病，兼具營養(yǎng)與藥用功效。

目前對柿子的開發(fā)利用僅表現(xiàn)在制作柿餅、脆柿或柿子干等。由于柿餅、脆柿或柿子干的需求較小，大量的柿子并沒有得到充分利用，存在嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象。并且因?yàn)楣┙o遠(yuǎn)大于需求，所以柿子的市場售價(jià)很低，導(dǎo)致柿子加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展低迷，種植戶積極性不高?？紤]到柿子中糖分很高，將柿子脫澀制成柿子果汁將能在很大程度上拓展柿子的銷路，提高柿子的附加值。市面上柿子果汁飲料很少見，原因在于柿子果汁飲料生產(chǎn)工藝復(fù)雜［2，3］，且由于柿單寧的影響，飲料很容易發(fā)澀和褐變，嚴(yán)重影響消費(fèi)者購買的欲望［4］。針對此原因，柿子果汁飲料配方應(yīng)包括穩(wěn)定劑、增色劑、護(hù)色劑等。穩(wěn)定劑采用復(fù)合穩(wěn)定劑（RL-100），主要成分為黃原膠［5］、明膠［6］和海藻酸鈉［7］；護(hù)色劑采用復(fù)合抗氧化劑（RL-200），主要成分包括抗壞血酸、異抗壞血酸［8］和天然植酸［9］；增色劑采用葉黃素提取物［10，11］。

本研究以感官評分為綜合指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)確定大豆蛋白粉、增色劑、護(hù)色劑、穩(wěn)定劑等添加劑的用量，其中增色劑與護(hù)色劑單因素試驗(yàn)分別以果汁顏色和褐變度為評判標(biāo)準(zhǔn)，最后通過響應(yīng)面試驗(yàn)分析確定并驗(yàn)證柿子果汁的最佳配方。該配方在保證柿子風(fēng)味的基礎(chǔ)上，解決了柿子果汁易褐變和沉淀的問題。柿子果汁飲料的配制研究能夠極大提高柿子在市場中的需求，促進(jìn)柿子深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 原料

柿子為新鮮恭城月柿，成熟度在八九成；脫澀劑為大豆蛋白粉，購自秦皇島金海糧油工業(yè)有限公司；復(fù)配護(hù)色劑為RL-200，購自廣州市銳力發(fā)展有限公司；增色劑為葉黃素干粉，購自浙江醫(yī)藥股份有限公司；穩(wěn)定劑為RL-100，購自廣州市銳力發(fā)展有限公司。以上添加劑均為食品級(jí)。

1.2 主要儀器設(shè)備

PAL-1糖度計(jì)，日本ATAGO（愛拓）股份有限公司；FA2004A分析天平，上海精天電子儀器有限公司；PHD-200A pH計(jì)，上海之信儀器有限公司；HDD高壓滅菌鍋，江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司；LT-FB高壓均質(zhì)機(jī)，上海勵(lì)途超高壓設(shè)備有限公司；UV5800紫外分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；紫外光燈，實(shí)驗(yàn)室自制。

1.3 柿子果汁制作方法

取八九成熟的新鮮恭城月柿，清洗干凈后去皮破碎，加入果膠酶、纖維素酶，酶解30 min后過濾，然后在濾液中加入適量大豆蛋白粉，脫澀30 min后過濾，得到初步處理的果汁原液，最后取200 mL果汁原液，加入增色劑、護(hù)色劑和穩(wěn)定劑進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配后的果汁進(jìn)行均質(zhì)、滅菌處理。

1.4 測定方法及感官評價(jià)

1.4.1 理化指標(biāo) 可溶性固形物參照GB/T 12143—2008《飲料通用分析方法》［12］測定；pH使用酸度計(jì)測定；單寧含量采取福林-丹尼斯法測定［13］；褐變度采用分光光度法測定［14］。

1.4.2 感官評價(jià) 考慮果汁制作工藝和柿子本身的特點(diǎn)，分別從色澤、香氣、口感和風(fēng)味、組織狀態(tài)4個(gè)方面進(jìn)行感官評價(jià)。由20名有品嘗經(jīng)驗(yàn)的志愿者進(jìn)行評分，根據(jù)評分結(jié)果確定柿子飲料的最優(yōu)配方。柿子飲料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 柿子飲料感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)

1.5.1 單因素試驗(yàn)

1）大豆蛋白粉：在增色劑添加量為0.3‰，護(hù)色劑添加量為1.0‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察大豆蛋白粉添加量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%對柿子果汁感官評價(jià)的影響。

2）增色劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，護(hù)色劑添加量為1.0‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察增色劑添加量為0、0.1‰、0.3‰、0.5‰、0.7‰對柿子果汁顏色的影響。

3）護(hù)色劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，增色劑添加量為0.3‰，穩(wěn)定劑添加量為2.0‰的條件下，分別考察護(hù)色劑添加量為0、0.5‰、1.0‰、1.5‰、2.0‰對柿子果汁褐變度的影響。

4）穩(wěn)定劑：在大豆蛋白粉添加量為3.0%，增色劑添加量為為0.3‰，護(hù)色劑添加量為1.0‰的條件下，分別考察穩(wěn)定劑添加量為0、1.0‰、2.0‰、3.0‰、4.0‰對柿子果汁感官評價(jià)的影響。

1.5.2 響應(yīng)面試驗(yàn) 采用Design-Expert 12.0軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)并進(jìn)行方差分析，最后通過驗(yàn)證試驗(yàn)獲得柿子飲料的最佳配方，響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 柿子飲料的最佳配方因素及水平

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆蛋白添加量對柿子果汁感官評價(jià)的影響

柿子自身含有大量的單寧，單寧是造成柿子飲料澀口的主要原因。在柿子清汁中加入大豆分離蛋白，既可以與單寧形成復(fù)合的植物多酚類物質(zhì)沉淀，降低柿子飲料的澀味與減少返澀現(xiàn)象，也可以增加柿子飲料中的蛋白質(zhì)含量，調(diào)節(jié)飲用口感。由圖1可知，隨大豆蛋白粉添加量的增加，感官評價(jià)總分呈先上升后下降的趨勢，在大豆蛋白粉添加量為2.5%～3.0%時(shí)感官評分較高，這是因?yàn)樵诖蠖沟鞍追厶砑恿繌?.0%增加到3.0%的過程中，柿子飲料中的單寧不斷被沉淀，澀味逐漸降低；而在3.0%～4.0%的過程中，單寧被大豆蛋白粉沉淀，飲料的柿子風(fēng)味逐漸失去，大豆蛋白含量的增加，影響了柿子飲料的口感。因此，后續(xù)試驗(yàn)選取的大豆蛋白粉添加量為2.5%～3.5%。

圖1 大豆蛋白添加量對柿子果汁感官評價(jià)的影響

2.2 增色劑添加量對柿子果汁顏色的影響

由于柿子原漿中含有單寧及其他有色物質(zhì)，在原漿制作過程中，破碎機(jī)釋出Fe離子與單寧螯合，且空氣使得柿子果汁中單寧氧化，所以柿子果汁原漿呈現(xiàn)紅褐色，品相很差。為增加食欲，呈現(xiàn)新鮮柿子清亮的橙黃色，需要添加增色劑。由圖2可知，不添加增色劑時(shí)，柿子果汁顏色呈紅褐色，很難引起食欲；添加0.1‰增色劑后果汁顏色略有改變，但仍較為偏紅褐色；0.3‰和0.5‰添加量時(shí)果汁顏色較好，其中0.3‰略微偏紅，0.5‰略微偏黃；0.7‰添加量時(shí)果汁顏色過于黃，難以引起食欲。因此，后續(xù)試驗(yàn)選取的增色劑添加量為0.3‰～0.5‰。

圖2 增色劑添加量對柿子果汁顏色的影響

2.3 護(hù)色劑添加量對柿子果汁褐變度的影響

果汁飲料發(fā)生褐變有多方面的原因，包括包裝過程中果汁中的殘余活性酶，容器中的氧氣，加工過程中的金屬離子，存放過程中的光照、溫度等。由圖3可知，隨著護(hù)色劑添加量的增加，果汁的褐變度呈下降的趨勢，當(dāng)護(hù)色劑添加量為1.5‰時(shí)，柿子果汁已能有效地減少褐變。但護(hù)色劑的添加量并不是越多越好，原因在于一方面作為食品添加劑，國家標(biāo)準(zhǔn)有明確的添加量限制；另一方面護(hù)色劑的添加會(huì)影響口感和增加成本。因此，后續(xù)試驗(yàn)選取護(hù)色劑添加量為1.0‰～2.0‰。

圖3 護(hù)色劑添加量對柿子果汁褐變度的影響

2.4 穩(wěn)定劑添加量對柿子果汁感官評價(jià)的影響

穩(wěn)定劑能改善飲料的理化性質(zhì)和組織形態(tài)，提高果汁飲料的穩(wěn)定性，飲用時(shí)口感更順滑。由圖4可知，當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為1.0‰時(shí)，感官評價(jià)分?jǐn)?shù)最高，口感順滑，粘稠度適中；當(dāng)穩(wěn)定劑用量超過1.0‰之后，感官評價(jià)分?jǐn)?shù)顯著下降，柿子果汁口感粘稠。原因在于柿子本身屬于漿果類，其中含有大量的果膠，少量的穩(wěn)定劑即能明顯改善粘稠度，減少沉淀產(chǎn)生，并能保持較好的口感。因此，后續(xù)試驗(yàn)選取穩(wěn)定劑添加量為0.5‰～1.5‰。

圖4 穩(wěn)定劑添加量對柿子果汁感官評價(jià)的影響

2.5 柿子果汁配方響應(yīng)面試驗(yàn)

2.5.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與方差分析 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇不同的大豆蛋白（A）、增色劑（B）、護(hù)色劑（C）和穩(wěn)定劑（D）添加量作為試驗(yàn)因素，采用Design-Expert 12.0軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)并進(jìn)行分析，以確定最佳的飲料配方。響應(yīng)面試驗(yàn)分析結(jié)果如表3所示。

表3 柿子飲料調(diào)配正交試驗(yàn)結(jié)果

對表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程為：Y=83.20+8.75×A+3.67×B+1.17×C+1.08×D+0×A B+5.5×A C+0.75×A D+3.25×B C+0.75×B D+0.25×C D-5.72×A2-2.85×B2-6.35×C2-8.98×D2。

對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，由表4可知，在一次項(xiàng)中，A、B對柿子果汁的線性效應(yīng)極顯著（P＜0.01）；在二次項(xiàng)中，A、C和D的影響均為極顯著（P＜0.01），B的影響顯著（P＜0.05）；交互作用中，A C影響極顯著（P＜0.01），B C影響顯著（P＜0.05），A D、B D和C D影響不顯著（P＞0.05），A B無交互作用。說明各個(gè)因素和感官評分的響應(yīng)值之間不是單一的線性關(guān)系。在整個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，模型的顯著性檢測為極顯著（P＜0.001），模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.952 4，表明此試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢越忉尳?5.24%響應(yīng)值的變化，說明此模型和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果的擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，失擬項(xiàng)（P=0.089 8）不顯著，運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化柿子果汁的配方具有一定的可行性。

表4 回歸方程方差分析結(jié)果

2.5.2 響應(yīng)面交互作用 響應(yīng)面圖是響應(yīng)值對各試驗(yàn)因素構(gòu)成的三維空間曲面圖，可直觀反映各因素對響應(yīng)值的影響［15］。等高線的形狀可以反映出交互效應(yīng)的強(qiáng)弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著［16］。

由圖5可知，大豆蛋白粉和護(hù)色劑添加量、增色劑和護(hù)色劑添加量交互作用的等高線呈橢圓形，交互作用顯著；護(hù)色劑和穩(wěn)定劑添加量交互作用等高線接近圓形，交互作用較弱，與表4方差分析結(jié)果一致；大豆蛋白粉和增色劑添加量、大豆蛋白粉和穩(wěn)定劑添加量、增色劑和穩(wěn)定劑添加量交互作用等高線也呈橢圓形，交互作用應(yīng)為顯著，但在表4方差分析結(jié)果中為不顯著，可能是因?yàn)榇蠖沟鞍追?、增色劑及穩(wěn)定劑三者之間存在交互作用。

依據(jù)響應(yīng)面分析結(jié)果，結(jié)合表2中各因素及水平，以感官評分最高為優(yōu)化目標(biāo)，對配方進(jìn)行優(yōu)化，得到47個(gè)優(yōu)化配方，其中理論最優(yōu)配方為大豆蛋白粉3.50%、增色劑0.50‰、護(hù)色劑1.89‰、穩(wěn)定劑1.08‰，此條件下柿子果汁的感官評分為91.13。為了驗(yàn)證響應(yīng)面分析結(jié)果的可靠程度，選用以上優(yōu)化的試驗(yàn)條件進(jìn)行柿子果汁配制試驗(yàn)，經(jīng)3次驗(yàn)證試驗(yàn)得到柿子果汁的感官評分為90.67，與模型理論值相對誤差0.50%，說明響應(yīng)面法優(yōu)化所獲參數(shù)合理可信，具有實(shí)用價(jià)值。

2.6 產(chǎn)品理化指標(biāo)檢測結(jié)果

對優(yōu)化工藝配制出來的柿子果汁飲料進(jìn)行理化指標(biāo)檢測，結(jié)果如表6所示。

表6 柿子果汁飲料理化指標(biāo)檢測結(jié)果

3 小結(jié)

通過柿子果汁的配制研究，一方面保留了柿子本身的風(fēng)味，另一方面其固有的澀味被脫除。本研究柿子果汁的最優(yōu)配方為：大豆蛋白粉3.50%、增色劑0.50‰、護(hù)色劑1.89‰、穩(wěn)定劑1.08‰，此條件下柿子果汁的感官評分為91.13，可溶性固形物含量為11.6%、pH為5.5、單寧含量為1.1 mg/L。按上述優(yōu)選配方調(diào)制的飲料呈現(xiàn)出成熟柿子的橙黃色，顏色清亮，無分層，不沉淀，能夠防止褐變并穩(wěn)定保存，口感細(xì)膩柔和，甜度適中，具有濃郁柿子風(fēng)味，有輕微澀感。柿子果汁的研制能夠給柿子深加工利用帶來新的發(fā)展思路和契機(jī)，通過此工藝能使柿子這種小眾低廉水果獲得更大附加值，為國內(nèi)果汁市場增加新的品類，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。