張 婧,樂 洋,程莉媛,徐崇朕,蔡雪梅
(四川旅游學院烹飪科學四川省高等學校重點實驗室,四川成都 610100)
八月瓜,學名三葉木通(Akebia trifoliate),是半常綠藤蔓植物,其果實從外觀上看呈橢圓形或腎型[1],廣泛分布在韓國、日本和中國,我國主要生長在陜西南部、甘肅東南部、河南南部及四川西部等地區(qū),資源豐富。作為天然藥食兩用經(jīng)濟植物,其莖富含三萜皂苷、齊墩果酸等活性物質(zhì),用于激活血液循環(huán)和抑制炎癥,被廣泛用作消炎藥、利尿藥和鎮(zhèn)痛藥等[2-4]。八月瓜果實分為3個部分:果皮、果肉和果籽,果皮含有豐富的三萜類化合物[5-6]、天然果膠[7]、齊墩果酸[8]等物質(zhì),可用作茶葉加工、果膠提取等方面[9-10];果籽所含脂肪酸高達39%左右,可用于食用油加工[11-13];果肉呈乳白色,口感鮮嫩,富含人體所必需的8種氨基酸,較蘋果、獼猴挑、梨等水果中的氨基酸齊全,同時還富含礦物質(zhì)元素、維生素等,具有巨大的經(jīng)濟前景。關(guān)于八月瓜果肉的開發(fā)利用目前主要集中在果汁和果酒的工藝研究和營養(yǎng)分析上[14-16]。
對野生八月瓜馴化、育苗及規(guī)?;N植等方面均有一定研究,加快推進了四川石棉八月瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。雖然八月瓜種植規(guī)模在擴大,但加工轉(zhuǎn)換能力低,目前仍以鮮果銷售為主[17],造成了極大的資源浪費及種植戶的經(jīng)濟壓力。果醬是較為常見的新鮮水果深加工制品,口感香甜易保存,在西方國家是人們?nèi)粘I畈豢苫蛉钡氖称?,在我國也逐漸受到越來越多消費者的喜愛[18]。將八月瓜果實開發(fā)加工成果醬,不僅可以提高八月瓜附加值,豐富八月瓜系列產(chǎn)品,還可以緩解八月瓜的鮮銷壓力,是八月瓜深加工的一條新途徑。因此,試驗以八月瓜果皮和果肉為原料,研究低糖八月瓜果醬的制作工藝和配方,致力于研制出一款低糖、營養(yǎng)、安全,且符合當代消費者健康需求的八月瓜果醬。
八月瓜鮮果,四川農(nóng)業(yè)大學八月瓜種植示范基地提供;蔗糖、葡萄糖漿、檸檬酸、果膠、山梨酸鉀,均為食品級,市售。
FW-100型高速萬能粉碎機,上海隆拓儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品;BT423S型電子天平,德國賽多利斯公司產(chǎn)品;LD5-10型離心機,北京京立離心機有限公司產(chǎn)品;756P型紫外-可見分光光度計,上海圣科儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品;SQ8/Clarus 680型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國Per-kinElmer公司產(chǎn)品;KN580型凱氏定氮儀,濟南阿爾瓦儀器有限公司產(chǎn)品;S-4300D型全自動氨基酸分析儀,德國sykam公司產(chǎn)品;TMS-Pro型食品物性分析儀,美國FTC產(chǎn)品;CQCS3型色差儀,深圳市三恩馳科技有限公司產(chǎn)品。
1.3.1 工藝流程
①八月瓜果皮→去表皮→切分→護色→漂燙→去苦;
②八月瓜果肉;
①+②→去籽調(diào)配→打漿→濃縮→灌裝→密封、殺菌、冷卻→成品。
1.3.2 操作要點
(1)去表皮、去籽。選取無腐爛變質(zhì)、無病蟲害的成熟八月瓜果實,手工去表皮;果肉搗碎,手工用紗布擠壓去籽,得到果肉漿,備用。
(2)切分。將果皮切分成厚度約1 mm的片狀,使其厚度盡量統(tǒng)一。
(3) 護色。將果皮迅速放入料液比為1∶4的0.5%維C、0.5%檸檬酸的混合溶液中進行護色,時間30 min。
(4) 漂燙。將果皮瀝水,放入4倍100℃熱水中漂燙1 min,立即撈出浸入冷水中冷卻;再重復漂燙2 min,置于冷水中冷卻。
(5)去苦。將果皮瀝水,放入料液比為1∶2的0.5%食鹽、0.25%食用堿的混合液中,置于40℃水浴鍋中保溫1 h,再漂洗3 h脫鹽,瀝水,備用。
(6)調(diào)配。處理后的果皮與果肉漿按照5∶2稱量,再加入蔗糖、檸檬酸、果膠,混合后用打漿機進行打漿,再使用膠體磨均質(zhì)。
(7)濃縮。把漿液放入不銹鋼鍋中,置于電磁爐上,先用600 W加熱數(shù)分鐘至煮沸,再改用300 W加熱,不斷攪拌以免局部發(fā)生焦糖化反應。濃縮至可溶性固形物含量35%~40%時停止加熱,加入0.05%山梨酸鉀。
(8)裝罐。果醬濃縮后應趁熱裝罐,保持中心溫度在80℃以上,裝罐時應盡量減少空隙,同時防止果醬沾染瓶口。果醬瓶預先殺菌、瀝水。
(9)密封、殺菌、冷卻。裝罐完畢后的果醬在100℃條件下加熱排氣10 min,然后迅速封蓋,繼續(xù)殺菌10 min。殺菌完畢后取出,擦干瓶身,倒置,常溫冷卻。冷卻后,放正瓶身,常溫保藏,備用。
1.3.3 果醬配方的試驗設(shè)計
選擇蔗糖添加量(18%,20%,22%,24%,26%)、果膠添加量(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)、檸檬酸添加量(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)3個因素進行單因素試驗,以感官評價為考查標準。
根據(jù)單因素試驗結(jié)果,設(shè)計三因素三水平的正交試驗,以質(zhì)構(gòu)、色澤和感官為考查指標,優(yōu)化八月瓜果醬配方。
八月瓜果醬配方正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。
表1 八月瓜果醬配方正交試驗因素與水平設(shè)計/%
1.3.4 濃縮條件對果醬品質(zhì)的影響
稱取果漿300 g,加入22%的蔗糖,0.5%的果膠和檸檬酸,均質(zhì)后,分別加熱20,25,30,35,40 min。根據(jù)果醬的感官、可溶性固形物含量和色差,確定最佳濃縮時間。
1.3.5 水浴加熱殺菌條件對果醬品質(zhì)的影響
將100 g熬制好的八月瓜果醬裝入玻璃瓶中進行水浴加熱殺菌,以不同殺菌溫度(70,80,90,100℃) 和不同殺菌時間 (10,25,20,25,30 min),以樣品果醬感官評分和菌落總數(shù)為指標,確定八月瓜果醬最佳的殺菌參數(shù)。
1.3.6 感官評價
由固定的10名專業(yè)品評員對果醬進行感官品評。品評員對果醬進行品嘗,在口中充分感受后咽入。每次品嘗前后用溫水漱口。每個樣品品嘗一次,按色澤、形態(tài)、香氣和滋味進行綜合評分。結(jié)果為各項評分的總和,最終結(jié)果去掉一個最高分和一個最低分取平均值。
感官評分標準[19-20]見表2。
表2 感官評分標準
1.3.7 果醬質(zhì)構(gòu)特性測定
裝150 g果醬于口徑5 cm的圓柱形玻璃瓶中,使用P2.5探頭進行質(zhì)構(gòu)測試。設(shè)置參數(shù)為測試速度60 mm/min,力量250 N,位移距離50 mm,停頓時間5 s,最小感應力0.375 N,形變量為50%。
1.3.8 色度值測定
采用自動色差儀測定果醬的明亮度L*值、紅綠色度值a*、黃藍色度值b*。
1.3.9 理化檢測方法[21]
采用GB/T 22474—2008可溶性固形物含量,總酚含量采用福林酚比色法,黃酮含量采用NaNO2-AL(NO3)3分光光度法,粗蛋白的測定采用凱氏定氮法,氨基酸的測定利用氨基酸自動分析儀測定。
1.3.10 微生物檢測方法
菌落總數(shù)測定按照GB/T 4789.2—2010測定,大腸菌群的測定按照GB/T 4789.3—2010測定。
八月瓜果醬配方優(yōu)化單因素試驗結(jié)果見圖1。
圖1 八月瓜果醬配方優(yōu)化單因素試驗結(jié)果
由圖1可知,蔗糖添加量為20%和22%的時候,八月瓜果醬口感細膩、酸甜適中;蔗糖添加量18%時果醬偏酸,添加量為24%和26%時果醬過于甜膩。果膠添加量為0.3%和0.5%時,果醬成型較好,無水析出且不流散,涂抹均勻連續(xù);果膠添加量較少時,果醬成形較差,容易有水析出;而添加過多時,造成果醬凝膠過度,涂抹困難。檸檬酸添加量在0.5%時,果醬的酸甜度適宜;添加過少時口感偏酸,添加量過大時口感偏甜。
根據(jù)單因素試驗結(jié)果,設(shè)計L9(34)正交試驗,以可溶性固形物含量、色澤、質(zhì)構(gòu)和感官評分為指標。
八月瓜果醬配方正交優(yōu)化結(jié)果見表3,八月瓜果醬配方正交優(yōu)化結(jié)果分析見表4。
表3 八月瓜果醬配方正交優(yōu)化結(jié)果
由表4可知,八月瓜果醬的可溶性固形物含量主要受到果膠添加量的影響,果膠添加量越大可溶性固形物含量越高。當配方為A3B3C2時,即蔗糖24%,果膠0.7%,檸檬酸0.5%,八月瓜果醬的可溶性固形物含量最高,為54.27%。
表4 八月瓜果醬配方正交優(yōu)化結(jié)果分析
從極差分析可見,果膠添加量也是影響八月瓜果醬的質(zhì)構(gòu)特性的最主要因素,果膠添加量越大,果醬的硬度和膠黏性也越大,但最大黏附力和感官彈性呈先上升后下降的趨勢。針對不同果醬的質(zhì)構(gòu)特性,優(yōu)化后的配方存在差異,配方為A1B3C1時,八月瓜果醬硬度最大;配方為A1B2C2時,八月瓜果醬最大黏附力最大;配方為A3B2C1時,八月瓜果醬的最大彈性最大;配方為A1B3C1時,八月瓜果醬的膠黏性最大。
對八月瓜果醬亮度影響較大因素有果膠和蔗糖添加量,果膠添加越多,蔗糖添加越少,八月瓜果醬的光澤度越好;另外,蔗糖添加量對八月瓜果醬a*值和b*值的影響較大,隨著蔗糖添加量的增加,a*值呈先增后減的趨勢,b*值逐漸增加。針對不同色澤指標,八月瓜果醬的配方也存在差異,配方為A1B3C1時,八月瓜果醬亮度最大;配方為A2B3C3時,八月瓜果醬a*值最大;配方為A3B2C2時,八月瓜果醬的b*值最大。
感官是評價八月瓜果醬品質(zhì)好壞的最直接的指標,感官評價結(jié)果主要受蔗糖和果膠添加量的影響,且兩因素的影響程度一樣。感官得分都是隨著果膠和蔗糖添加量的增加呈先增后減的變化趨勢,說明在八月瓜果醬的加工中,果膠和蔗糖并非添加越多,八月瓜果醬品質(zhì)越好。工藝條件為A2B2C1時,即蔗糖22%,果膠0.5%,檸檬酸0.3%時,八月瓜果醬的感官品質(zhì)最適宜。
由于可溶性固形物、色澤、質(zhì)構(gòu)和感官的4個維度所優(yōu)化的八月瓜果醬配方參數(shù)不一致,因此需要進一步的分析來確定最優(yōu)的配方參數(shù)。對正交試驗的9組八月瓜果醬的9個指標進行主成分分析(見表5),前3個主成分特征值大于1且累計貢獻率有79.431%,對所有變量的初始信息具有一定的代表性,第4個主成分的特征值為0.829,接近1,此時累計貢獻率達到88.647%,多所有變量的原始信息代表性更強,因此選用前4個主成分作為數(shù)據(jù)分析的有效成分。利用表6中前4個主成分的載荷向量構(gòu)建綜合評價模型如下:
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 為原始變量標準化處理后數(shù)值)
主成分的特征值和貢獻率見表5,主成分的特征向量與載荷矩陣見表6。
表5 主成分的特征值和貢獻率
表6 主成分的特征向量與載荷矩陣
以各主成分對應的貢獻率作為權(quán)重,對各主成分得分進行加權(quán)求和得到綜合評分:
F=00.421F1+0.276F2+0.198F3+0.104X4.
正交試驗組的成分得分和綜合評估見表7。
由表7可知,得分高低反映八月瓜果醬的綜合品質(zhì)。正交試驗組第6組得分最高,說明此時的八月瓜果醬品質(zhì)最佳。因此,八月瓜果醬的最佳配方為蔗糖添加量24%,果膠添加量0.3%,檸檬酸添加量0.5%。對該配方下進行驗證試驗,果醬的感官評分為78.2分。
表7 正交試驗組的成分得分和綜合評估
濃縮時間對八月瓜果醬理化的影響見表8,濃縮時間對八月瓜果醬感官品質(zhì)的影響見表9。
由表8和表9可知,熬制時間越長,水分蒸發(fā)越多,可溶性固形物含量逐漸增加,同時果醬的硬度和膠黏性也持續(xù)增大,而內(nèi)聚性和感官彈性在濃縮20 min和25 min時較高。同時,熬制時間越長,果醬焦糖化反應越劇烈,會導致褐變程度嚴重,透明度和光澤度下降,L*值下降,顏色加深偏紅,a*值上升。當濃縮30 min時,八月瓜果醬最黃,b*值最大。從感官上看,濃縮時間為20 min時,八月瓜果醬的色澤較佳;當濃縮時間為25 min時,八月瓜果醬的組織狀態(tài)、口感、香氣最佳。因此,綜合分析表明,八月瓜果醬的最佳濃縮時間為25 min。
表8 濃縮時間對八月瓜果醬理化的影響
表9 濃縮時間對八月瓜果醬感官品質(zhì)的影響
根據(jù)優(yōu)化的參數(shù)制作八月瓜果醬,對其質(zhì)量指標進行分析(見表10)。八月瓜果醬營養(yǎng)豐富,富含多酚 (1.14 mg/g)、黃酮 (0.79 mg/g) 和氨基酸(0.971 mg/g)。另外,八月瓜果醬中檢出菌落總數(shù)4 CFU/g,大腸桿菌和致病菌均未檢出,符合果醬產(chǎn)品質(zhì)量標準要求。
八月瓜果醬質(zhì)量指標見表10。
表10 八月瓜果醬質(zhì)量指標
以八月瓜果皮和果肉為原料,采用單因素試驗和正交試驗,結(jié)合主成分綜合評價,以可溶性固形物含量、色澤、質(zhì)構(gòu)和感官為指標,對八月瓜果醬的配方參數(shù)和濃縮時間進行優(yōu)化。結(jié)果表明,八月瓜果皮與果肉的用量比為5∶2時,八月瓜果醬的最佳配方為蔗糖添加量24%,果膠添加量0.3%,檸檬酸添加量0.5%,最佳濃縮時間為25 min。以此制得的八月瓜果醬色澤均一、酸甜適中、香氣淡雅、涂抹性較好,且富含多酚、黃酮和氨基酸,是一款健康、綠色、營養(yǎng)的果醬。該研究為八月瓜的深加工利用提供理論數(shù)據(jù)支撐具有重要意義。