果肉型南瓜复合果蔬汁加工工艺研究

杨振东

（江苏食品药品职业技术学院 食品与营养工程学院，江苏 淮安 223003）

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果肉型南瓜复合果蔬汁加工工艺研究

杨振东

（江苏食品药品职业技术学院 食品与营养工程学院，江苏 淮安 223003）

研究南瓜、胡萝卜、番茄、苹果复合果蔬汁的加工工艺和杀菌条件，采用D-最优设计确定原料的最佳配方。结果表明，南瓜汁51％、胡萝卜汁20％、番茄汁10％、苹果汁19％复合、果葡糖浆添加量6％，用柠檬酸和苹果酸的混酸调pH至4.0，此时制成的复合果蔬汁色泽、香气和口感最好；添加0.05％CMC、0.02％结冷胶和0.03％黄原胶，果蔬汁的稳定性最好。杀菌条件为：温度80℃，时间5min。储藏条件为低温避光贮存。

果蔬汁；复合；加工工艺；稳定性

南瓜富含维生素、矿物质和膳食纤维等多种成分，有降血脂血糖、解毒保肝肾、预防胆石症、预防肥胖、防癌等保健和药用价值[1]；其丰富的维生素E和β-胡萝卜素，具有抗氧化、防衰老作用；含有的“有机钴”成分，有补血作用。南瓜是国际公认的保健食品，有“蔬菜之王”美称[2]。胡萝卜素有“小人参”的美称。常饮用胡萝卜汁有助于防止血管硬化，降低胆固醇，也可辅疗糖尿病、贫血症、肝脏病，对消除代谢障碍、视力减弱和防止头发脱落也有较好的疗效[3]。番茄色泽鲜艳、酸甜适口、肉质鲜美、皮薄多汁。番茄中有丰富的胡萝卜素、Vb、Vc，钙、磷、铁等元素的含量均高于一般水果，对保护血管、防治高血压有一定作用。番茄中的特殊成分——番茄红素，是一种不含氧的类胡萝卜素，具有抗氧化、抑制基因突变、降低核酸损伤、减少心血管疾病及预防癌症等多种功效[4，5]。苹果含有多种维生素、矿物质及大量酚类抗氧化剂（包括原花色素、类黄酮以及一些酚酸类物质），这些成分可预防一些慢性疾病[6]。复合果蔬饮料是由果蔬汁按一定比例调配而成，较好地实现营养的互补和风味的配合，同时具有预防和治疗某些疾病的功能[3]。本研究主要利用南瓜、胡萝卜、番茄汁和苹果汁等4种果蔬制成集营养与保健功能于一体的新型健康饮料。

1 材料与方法

1.1 原料与设备

原料如下：南瓜原汁、胡萝卜原汁、番茄原汁，均为自制，原料购自南京市卫岗农贸市场；苹果汁由连云港东海果汁有限公司提供。果葡糖浆、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMC）、瓜尔豆胶、结冷胶，由上海斯比凯可有限公司提供。

仪器设备如下：HR1821榨汁机（飞利浦家庭电器有限公司）；SHP-60-60高压均质机（上海科学技术大学机电厂）；HH-6型数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）；JA2003型电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；UV-2802型紫外可见分光光度计（尤尼柯〔上海〕仪器有限公司）；TDL-40B离心机（上海安亭科学仪器厂）；PyX-9030A型隔水电热恒温培养箱（上海跃进医疗器械厂）；pH计（Thermo Electron公司）；NDJ-8S数字显示粘度计（上海精密科学仪器有限公司）；WyT-4型手持糖量计（泉州中友光学仪器有限公司）；CR410色差仪（日本KOIVICA MINOLTA公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

南瓜、胡萝卜、番茄→制汁→复合→调配→添

加稳定剂→均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

南瓜汁的制备。选用表皮金黄、无腐烂坏斑、肉质橘黄、含糖量高、纤维少、成熟而不过熟的新鲜南瓜，用流动水充分洗涤原料，除去泥沙、杂质和残留农药。将去皮去瓜瓤的南瓜切成厚4mm左右的小片，将南瓜片在100℃沸水中烫漂5min，冷却后将南瓜片、水按1∶2的比例打浆，用高压均质机在30MPa压力下均质。

胡萝卜汁的制备。选用新鲜、无霉变、无病虫害、无机械损伤的胡萝卜，经挑选、去除不易加工的头部和尾稍，将剩余部分洗净后去皮，切成0.5cm左右厚度的小片，沸水中热烫3 min，烫漂后立即用冷水冷却至室温，将胡萝卜、水按1∶2的比例打浆，用高压均质机在30MPa压力下均质。

番茄汁的制备。选用新鲜、成熟度适当、颜色鲜红无虫害、香味浓郁的番茄，剔除果蒂，用清水洗去附着在上面的泥沙、杂质和残留农药。将番茄放进100℃的水中浸5～10s，然后将表面爆裂的皮剥离，用菜刀将番茄切碎，按番茄∶水=1∶2的比例打浆，用高压均质机在30MPa压力下均质。

1.2.3 实验设计

运用Design Expert软件中的D-最优混合设计，对南瓜汁、胡萝卜汁、番茄汁和苹果汁进行配方优化实验，4种原汁的含量比例分别限定在0.4≤X1≤0.6、0.2≤X2≤0.3、0.1≤X3≤0.2、0.1≤X4≤0.2范围内，X1、X2、X3、X4均为实际值。实验模型采用Scheffe不完全三次多项式拟合：

方程中，y为预测响应值；xj、xh、xk为自变量编码值；bj为一次项系数，bhj为二次项系数，bhjk为三次项系数；p为因子个数，本实验取值为3。

通过正交试验和感官评定确定稳定剂的添加量。

（1）感官评定。由评定人员对复合果蔬汁的色泽、香气、酸度、甜度等感官指标进行评判，评分值用模糊数学中的七度标度法分析。

（2）自然分层率。取20mL样品置于刻度试管，常温静置7d后记录上清液的毫升数，每处理3管取平均值。自然分层率（％）=上清液的毫升数×100％/20mL样品。

（3）黏度。采用NDJ-85型数字显示粘度计，1号转子，转速为60r/min，在室温下测南瓜复合果蔬汁的黏度。

（4）可溶性固形物。用手持糖量计测定。

（5）L、a、b值。用色差计测定复合果蔬汁的明度L、红绿色相a、黄蓝色相b等，每一样品测定5次取其平均值。

（6）类胡萝卜素。采用GB/T12291-19901水果、蔬菜汁类胡萝卜素全量的测定。

在引导大家做完原题之后，有同学举手提问n=6时会怎样，是否a1,a2,a3,a4,a5,a6 依旧是等比数列？ 这与我们教师备课时的想法不谋而合.我们立即肯定了她出色的数学直觉，并鼓励大家考虑n≥5的情形.很快n=6,7的情形都被同学们验证是等比数列.我们鼓励大家乘胜追击，把总结出来的“排序”加“一一对应”的方法贯彻到底，最终在大家的共同努力下，有一组同学在黑板上证明出：等比数列的结论对n=3 和n≥5的情形都成立，而对n=4 的情形则不一定成立.

（7）菌落总数。采用平板计数法测定。

1.4 统计分析方法

各指标测定取三次平行，用Design Expert和Excel软件进行数据处理和分析。

2 结果与讨论

2.1 复合果蔬汁配方筛选

利用Design Expert软件对表1中的数据进行分析，得到感官评定预测值对南瓜汁（A）、胡萝卜汁（B）、番茄汁（C）、苹果汁（D）的回归方程：

Y=4.57A+3.07B+11.53C+3.96D+7.19AB-12.50AC+8.88AD-5.86BC+11.85BD-10.31CD-14.34ABC-38.10ABD+11.32ACD

对模型进行方差分析表明，南瓜复合果蔬汁感官评定预测模型达到显著水平（见表2），模型相关系数达到0.9977，决定系数为0.9955，说明该模型能够解释复合果蔬汁感官评定结果的99.55％变化。

南瓜复合果蔬汁调配实验结果经Mixture-D-optimal软件分析后，得到南瓜汁、胡萝卜汁、番茄汁和苹果汁复合后的果蔬汁感官评定最大值的预测值（见表3）。南瓜复合果蔬汁中南瓜汁含量为51％、胡萝卜汁20％、番茄汁10％和苹果汁19％时，得到感官评定最大预测值为6.50。以此配方复合的果汁突出了南瓜汁和胡萝卜汁的清新香气，同时较好地融合了苹果汁和番茄汁的风味。

2.2 果葡糖浆添加量对复合汁色泽和口感的影响

复合果蔬汁的比例为：南瓜汁50％、胡萝卜汁20％、番茄汁10％、苹果汁20％，将苹果酸、柠檬酸按1∶1的比例混合酸调pH至4.0，当果葡糖浆添加量分别为0％、2％、4％、6％、8％、10％时，进行感官评定。从表4可看出，果葡糖浆的添加量为6％时，复合果蔬汁酸甜爽口，风味最佳。

表1 南瓜复合果蔬汁调配试验方案与感官评定结果

表2 方差分析与显著性检验

表3 南瓜复合果蔬汁感官评定最大值预测

表4 不同果葡糖浆添加量感官评定的结果

2.3 复合果蔬汁稳定性实验

根据斯托克斯定律，为了提高产品稳定性，必须降低瓜肉微粒的沉降速度。因此，要尽可能减小瓜肉微粒直径，同时增大分散介质的黏度。本实验

在制汁过程中已对瓜肉进行高压均质处理，但是只减小颗粒直径不能完全达到稳定的效果，需同时增大分散介质的黏度。在不影响风味、色泽的前提下，加入增稠剂可以改善饮料的物理物质，增强其黏度和稳定性，并赋予饮料黏滑适宜的口感[7]。

2.3.1 稳定剂的选择

在复合果蔬汁中添加浓度不同的瓜尔豆胶、黄原胶、CMC和结冷胶等4种稳定剂进行单因素实验。观察7d后的稳定效果，对其进行感官评价，并测定复合果蔬汁的自然分层率。

从表5可以看出，对南瓜复合果蔬汁稳定性影响最大是结冷胶，其次是黄原胶、瓜尔豆胶，CMC的影响最小。随着结冷胶和黄原胶添加量的增加，果汁稳定性也依次增大；随着瓜尔豆胶添加量的增加，稳定性呈先减少后增加的趋势；CMC对复合果蔬汁稳定性几乎没有影响。瓜尔豆胶是由半乳糖残基和甘露糖残基结构单元组成的多糖化合物，本身不带电，在pH值为6～8的范围内是最高效的水溶增稠剂之一，由于复合汁是酸性饮料，瓜尔胶会有所降解，起不到增稠稳定的作用[8]。CMC是一种在酸性体系中具备悬浮、持水能力的胶体，成本较低，与黄原胶复配可形成网络结构，在低表观黏度下起到悬浮稳定的作用，能有效防止沉淀分层。所以选用结冷胶、黄原胶和CMC这三种稳定剂进行复配。

表5 单一稳定剂对复合果蔬汁的稳定效果的影响

2.3.2 稳定剂复配对果蔬汁稳定性的影响

根据单因素实验结果，以0.03％～0.08％的CMC、0.02％～0.04％的结冷胶和0.02％～0.04％的黄原胶进行L9（34）正交试验，由表6、表7的结果可以看出，当组合为A3B3C3时，复合果蔬汁的黏度达到最大。而由静置14天后的稳定效果可以看出，黏度太大时，虽然果蔬汁不分层，但流动性变差，液体过于黏稠，有糊口感。同时，使用高浓度的稳定剂

会提高生产成本，不适合大批量的生产加工。故选用A2B1C2的稳定剂配比，此时的果蔬汁恰好没有分层，并且流动性好、口感佳，稳定剂用量不多，能降低生产成本。因此稳定剂最佳配比为0.05％CMC、0.02％结冷胶和0.03％黄原胶。

表6 正交试验因素与水平设计

表7 复合果蔬汁稳定剂复配正交试验（L934）结果

2.4 不同杀菌条件对复合汁色泽和微生物的影响

由表8可知不同的杀菌条件对复合汁的L、a和b值的影响并不大，故只需根据杀菌后菌落总数来选择适宜的杀菌条件。当温度为80℃、持续时间为5min时，测得的菌落总数小于10 cfu/ml，不仅可以保证大部分细菌被杀灭，而且复合汁的营养物质和生物活性物质不被高温所破坏，故为最优杀菌条件。

表8 不同杀菌条件对复合汁色泽和微生物的影响

2.5 不同储藏条件对复合汁主要理化指标的影响

2.5.1 对色泽的影响

色泽直接影响人们对食品品质优劣、新鲜与否的判断。为控制复合汁的色泽变化，本实验采取常温避光、常温光照、4℃避光和36℃避光等4种储藏条件，通过测定35d内复合汁的L、a、b值的变化，并计算出c值及h值，从而探索最优储藏条件。

图1中，L值代表该复合汁的明度，L=0表示黑色，L=100表示白色，中间有100个等级，L值越大，说明复合汁色泽越明亮。随着储藏时间的延长，在不同的储藏条件下，复合汁的L值都呈现下降趋势，色泽逐渐变暗。在常温避光条件下复合汁储藏35d后，L值降低1.12，常温光照条件下降低2.16，4℃避光条件下降低0.61，36℃避光条件下降低2.22。由此可知，4℃避光储藏条件下，其明度下降最少。

由图2和图3可知，随着储藏时间的延长，彩度c和色调角h均呈减小趋势，说明复合汁颜色的鲜艳程度在下降，并且颜色也发生了改变。常温避光储藏条件下的c、h值变化量分别为1.59和0.09，常温光照条件下为2.54和0.13，4℃避光条件下为0.76和0.07，36℃避光条件下为3.13和0.16。由此可知，4℃避光条件储藏时，复合汁色泽的变化最小。

图1 复合汁L值随储藏时间的变化

图2 复合汁c值随储藏时间的变化

图3 复合汁h值随储藏时间的变化

2.5.2 对类胡萝卜素含量的影响

类胡萝卜素很不稳定，许多学者对食品加工贮藏过程及采用模拟系统的研究表明，氧、光、热等因素对类胡萝卜素的稳定性均会产生破坏性影响，氧是类胡萝卜素降解的重要因素，光照也能导致类胡萝卜素的降解，热处理会导致类胡萝卜素的破坏并使其形成顺式类胡萝卜素异构体[9]。

由图4可知，随着储藏时间的延长，在不同的储藏条件下，复合汁类葫芦卜素的含量呈现下降的趋势。在常温避光条件下复合汁储藏35d后，类胡萝

卜素含量降低3.92mg/L，常温光照条件下降低6.68mg/L，4℃避光条件下降低4.36mg/L，36℃避光条件下降低6.40mg/L。由此可知，光和热对复合汁中的类胡萝卜素破坏比较大，宜在避光和低温条件下储藏。

图4 复合汁类胡萝卜素含量随储藏时间的变化

2.5.3 对可溶性固形物含量的影响

果蔬原汁在储存过程中，作为重要质量指标的可溶性固形物含量，因不溶物降解转化为可溶成分而升高，同时因可溶物质的消耗和沉淀而降低。因此，可溶性固形物含量受消耗和降解双重因素的影响[10]。由表9可知，随着储藏时间的延长，在不同的储藏条件下，复合汁类可溶性固形物的含量略有减少，但变化趋势不显著，基本保持稳定。

表9 复合汁可溶性固形物含量值随储藏时间的变化

2.5.4 菌落总数的变化

由表10可知，复合汁中菌落总数比较稳定，随储藏时间无明显变化，由此表明灭菌后的复合汁达到《果蔬汁饮料卫生标准》所要求的微生物指标（菌落总数≤100 cfu/mL），产品质量稳定。

表10 复合汁中菌落总数随储藏时间的变化

综合上述理化指标可以得出：低温避光储藏是最优的储藏条件，可以最大限度保持复合汁的新鲜程度。

3 结论

果肉型南瓜复合果蔬汁的最佳配方为南瓜汁51％、胡萝卜汁20％、番茄汁10％、苹果汁19％、果葡糖浆添加量6％。若要获得稳定性良好的复合果蔬汁，最佳配方为0.05％CMC、0.02％结冷胶和0.03％黄原胶。杀菌条件——温度80℃、时间5min为最佳，适宜低温避光储藏。本产品营养全面，制备工艺流程简单、可行，产品成本低，对复合果蔬汁生产具有实践指导意义。

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[责任编辑：王东霞]On the Processing Technology of Com pound Fruit and Vegetable Juice of Pum pkin Pulp

YANG Zhen-dong
（School of Food and Nutritional Engineering，Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College， Huaian 223003，Jiangsu，China）

：This article studied the processing technology and sterilizing condition of compound fruit and vegetable juice extracted from pumpkin，carrot，tomato and apple.The optimum formulation were determined by D-optimal design.The results showed that the optimum formulawas51％pumpkin，20％carrot，10％tomato and 19％apple juice，the additional quantity of fructose syrup was 6％，using citric acid and malic acid to adjust the pH.We found out that4.0 was the pH which could give compounded juice the best color，aroma and taste；The optimum combination of stabilizing agentswas found to be 0.05％CMC，0.02％gellan gum and 0.03％xanthan gum.The productwill show good stability.The sterilization condition：temperature 80℃，time 5 min；the storage condition： protect from light and heat.

vegetable and fruit juice；mixed；processing technology；stability

TS255.3

A

1006-8481（2014）01-0020-06

2013-03-16

2012年度江苏省高校“青蓝工程”骨干教师资助项目；2012年度淮安市“533英才工程”学术技术骨干人才资助项目

杨振东（1982—），男，江苏食品药品职业技术学院食品与营养工程学院讲师。