新疆西梅果汁浸提及加工工艺的研究

2014-07-26努力曼阿不拉艾克拜尔买买提热娜古丽木沙张红布佐热古丽布斯旦

食品研究与开发 2014年11期

努力曼·阿不拉，艾克拜尔·买买提，热娜古丽·木沙，张红，布佐热，古丽布斯旦

（1.新疆林业科学院经济林研究所，新疆乌鲁木齐830063；2.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830052）

西梅在分类上属于蔷薇科（Rosaceae）李属（Prunus）欧洲李（Prunus domestica L.）种，来自美国加州，被称为第三代功能性水果[1]。西梅表皮深紫色，果肉呈琥珀色，芳香甜美、口感润滑，营养十分丰富[2]，主要富含维生素、抗氧化剂、食物纤维素、铁、钾等矿物质，不含脂肪和胆固醇，是现代人健康饮食的佳品[3]。近年，新疆引进了欧洲李的优质品种，在喀什、阿克苏、八音郭楞等地州不断扩大栽培面积，形成了区域性规模化生产，其中部分品种已进入盛果期[4]。由于西梅水分含量较高，易腐烂，不易贮藏保存，通过加工，不仅提高食用率、降低西梅在种植地的腐烂状况，而且还可提升残次果的附加值，延长产业链，增加农民收入。故具有重要的研究意义。目前，西梅的研究多集中于引种表现及栽培技术[5-6]、果实和种子的化学成分研究[7]。杨永利等[8]对西梅果皮色素进行提取研究，确定了西梅果皮色素的最佳提取工艺。西梅除鲜食外，已制成果干、果脯，西梅干、西梅汁、西梅糕等[9]，用西梅腌制的蜜饯是潮汕地区的传统凉果[10]。最近美国一项研究表明，西梅所含的抗氧化物质有延缓机体和大脑衰老的功效。新疆栽培的西梅部分运往内地，大部分以鲜食为主，因西梅水分含量高的缘故，致使不易保存，利用传统及现代技术结合法控制糖度、酸度以及可溶性固形物，制作出风味独特的西梅果汁，达到充分利用西梅原料，满足消费者的需求。本试验拟解决的关键问题是以新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县西梅为原材料，研究西梅果汁的最佳生产工艺，为西梅资源的开发与利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原材料

以新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县西梅来客（Record）品种为原材料，白砂糖、果胶酶及抗氧化剂（VitC）均为市售（食用级）。

1.1.2 主要设备

HR1724/06/BC飞利浦搅拌机：珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司；NS1001L2K高压均质机：上海申安医疗器械厂；JML860胶体磨：温州市七星乳品设备厂；HWS26型电热恒温水浴锅：上海恒科技术有限公司；WYT-4糖度计：广州市铭睿电子科技有限公司；JY2002电子天平：良平仪器；旋转蒸发仪：上海青浦泸西仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

原料选择→清洗、切半、去核→切块→热处理→打浆→浸提→粗滤→调配（加糖）→胶磨→均质→灌装（空灌、清洗、消毒）→巴氏杀菌→成品

1.2.2 产品质量检测

1.2.2.1 感官评定

滋味：有西梅滋味，酸甜适度，口感醇厚；香气：有西梅香气，且香气柔和；形态：澄清，透明，无沉淀；色泽：棕黄色，有光泽。

1.2.2.2 理化指标测定

可溶性固形物（SSC）含量的测定：以手持糖度计来进行；酸度：GB/T 15038-2006《标准NaOH溶液滴定法》[11]。

1.2.2.3 微生物指标测定

GB/T 4789.3-2010《食品卫生微生物学检验—大肠菌群的测定》[12]。

1.3 实验设计

1.3.1 西梅汁浸提工艺操作要点[13]

1）原料选择：成熟度八成以上，剔除虫斑，腐烂。

2）清洗，切半，去核：将西梅清洗干净后，用不锈钢刀切开，除去核。

3）切块：将果肉称100 g，切成大小均匀的小块。

4）热处理（软化，灭酶）：将果块放入85℃热水中，保持30 s后立即冷却到45℃以下，为降低可溶性固形物的损失，可与热处理的水一并打浆，但要计算好所用的水量，以便料水比的准确性。

5）打浆：将热处理的果块和水一并打浆。

6）浸提：按料水比加入一定量的水在一定的温度、pH及时间下用果胶酶酶解浸提法进行浸提。

7）过滤：用240目尼龙绒作为过滤介质进行过滤，得到粗滤果汁。

8）调配：将西梅果浆加蔗糖进行调配，并进行风味评估，选出口味最好，风味最佳的配方。

9）胶磨，均质处理：先用胶体磨对料液进行微细化处理，再用均质机进行2次均质。第一次25 MPa，第二次20 MPa，温度55℃。

10）装瓶：将西梅汁装入消毒过的玻璃瓶内，放上盖子但不拧紧。

11）巴氏杀菌：在恒温水浴锅内进行巴氏杀菌，温度85℃，处理15 min，时间到后迅速趁热将瓶口拧紧，可以杀死微生物的营养细胞，而不影响风味。

1.3.2 果胶酶用量的影响

采用 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%的8种不同的果胶酶添加量，在温度为45℃，时间为2 h，pH为4.0，料水比为1∶4的条件下测定不同果胶酶添加量对可溶性固形物含量的影响。

1.3.3 料水比的影响

采用 1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶4、1∶6的 6种不同的料水比，在温度为45℃，时间为2 h，pH为4.0，果胶酶添加量为0.3%的条件下测定不同料水比对可溶性固形物含量的影响。

1.3.4 浸提温度的影响

采用 30、35、40、45、50、55 ℃的 6 种不同的浸提温度，在时间为2 h，pH为4.0，果胶酶添加量为0.3%，料水比为1∶4的条件下测定不同浸提温度对可溶性固形物含量的影响。

1.3.5 浸提时间的影响

采用 1、1.5、2、2.5、3、3.5、4 h 的 7 种不同的浸提时间，在温度为45℃，pH为4.0，果胶酶添加量为0.3%，料水比为1∶4的条件下测定不同浸提时间对可溶性固形物含量的影响。

1.3.6 pH的影响

采用 pH 为 2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 的 5 种不同的pH，在温度为45℃，时间为2 h，果胶酶添加量为0.3%，料水比为1∶4的条件下测定不同浸提pH对可溶性固形物含量的影响。

1.3.7 正交试验设计

根据单因素实验结果采用L16（45）正交表进行果胶酶用量（A）、料水比（B）、浸提温度（C）、浸提时间（D）、pH（E）等五因素四水平试验，确定最佳浸提工艺参数，正交试验设计见表1。

表1 正交试验因素水平设计表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.8 西梅汁加糖量的确定

西梅最佳浸提工艺确定后采用0%、2%、4%、6%、8%、10%的6种加糖调配方案，根据口感确定最佳的加糖量。

1.3.9 西梅果汁质量指标检测

根据以上确定的最佳条件研制果汁后，经过滤、调配、胶磨，均质、装瓶，巴氏杀菌（温度控制在85℃，15 min），即制得西梅果汁，对其感官指标、理化指标（可溶性固形物含量、总酸）等进行检测。

2 结果与分析

在本试验中为了使不同料水比的可溶性固形物含量有个可比性，将各料水比下测得的可溶性固形物含量换算成原汁的可溶性固形物含量后再进行比较。

2.1 果胶酶用量的影响

果胶酶用量对可溶性固形物含量的影响，见表2。

表2 果胶酶用量对可溶性固形物含量的影响Table 2 Effect of pectinase usage on soluble solids content %

从表2中可知，随着用酶量的增加西梅汁中可溶性固形物含量也相应增加，但从0.5%的添加量开始无显著增加，考虑到生产成本为此最佳用酶量选取0.5%。

2.2 料水比的影响

料水比对可溶性固形物含量的影响见表3。

从表3中可知，随着料水比的增加西梅汁中可溶性固形物含量也相应增加，但从1∶4的料水比开始可溶性固形物含量增加较少，因此最佳料水比选取1∶4。

表3 料水比对可溶性固形物含量的影响Table 3 Effects of prune-water ratio of soluble solids content

2.3 浸提温度的影响

浸提温度对可溶性固形物含量的影响见表4。

表4 浸提温度对可溶性固形物含量的影响Table 4 Effect of extraction temperature on soluble solids content

从表4中可知，随着浸提温度的提高开始可溶性固形物含量增加最后又下降，45℃和50℃变化不大，因此最佳浸提温度选取45℃。

2.4 浸提时间的影响

浸提时间对可溶性固形物含量的影响见表5。

表5 浸提时间对可溶性固形物含量的影响Table 5 Effect of extraction time on soluble solids content

从表5可知，随着浸提时间的增加西梅汁中可溶性固形物含量也相应增加，但从2.5 h开始增加较少，因此最佳浸提时间选取2.5 h。

2.5 pH的影响

pH对可溶性固形物含量的影响见表6。

表6 pH对可溶性固形物含量的影响Table 6 Effect of pH value on soluble solids content

从表6可知，随着pH的增加开始可溶性固形物含量增加最后又下降，在pH4.0时可溶性固形物含量大，因此最佳pH选取4.0。

2.6 正交试验结果

以果胶酶用量、料水比、浸提温度、浸提时间、pH等五因素四水平西梅汁浸提正交试验结果见表7。

表7 正交试验因素水平表Table 7 Factors and levels of orthogonal experiment

正交试验结果表明，影响试验结果的主要因素顺序为：A（酶用量）＞B（料水比）＞D（浸提时间）＞C（浸提温度）=E（pH）。优化工艺条件为：A3B3D3C2E3，即果胶酶用量0.5%，料水比1∶4（体积比）、浸提时间2.5 h，浸提温度40℃，pH4.0。按此优化工艺条件进行2次验证性试验，将结果取平均值，得到产品的可溶性固形物含量为24.1%，结果说明此工艺条件为最优条件。

2.7 西梅汁加糖量的确定

西梅果汁感官评定结果见表8。

表8 西梅果汁感官评定结果Table 8 Sensory evaluation results of prune juice

从表8可知，加糖量为6%时西梅汁酸甜爽口，口感最佳。

3 讨论

果汁是将水果加工制成未经发酵的汁液，含有丰富的维生素，多种糖类化合物、有机酸、无机盐和微量元素等，天然果汁的营养价值越来越被人们所重视，特别适应当今人们注重保健、讲求营养的趋势。西梅来客品种与其它西梅相比，单果大、果肉厚、含水率高，适合于果汁加工。利用果胶酶水解果汁中能够引起混浊的果胶物质以及多糖，使果汁中其它胶体失去果胶的保护作用而共同沉淀是重要的果汁澄清工艺之一，具有快速、简便、澄清效果好等特点，对提高生产效率和出汁率，保持营养成分十分有利[14]。果胶酶对草莓果汁澄清效果研究结果表明果胶酶用量0.035 mL/kg～0.075 mL/kg时，澄清的效果较好[15]。陈智理等[16]研究果胶酶酶解菠萝蜜果汁后提出的优化工艺条件为果胶酶用量0.1%，酶解温度50℃、酶解时间2.5 h，酶解后的菠萝蜜果汁的最佳配方为糖度20°Bx、柠檬酸0.1%、抗坏血酸0.06%。张盛贵[17]在杏汁澄清方法的筛选研究中总结出最佳组合条件，即pH4.0、酶用量0.1%、时间40 min、温度45℃。本实验分别用果胶酶不同用量、料水比、浸提温度、pH、时间等单因子的不同水平对西梅汁提取率的影响，并通过不同加糖量对果汁适口性的影响。结果表明，西梅果汁浸提的优化工艺条件为果胶酶用量0.5%，料水比1∶4（体积比）、浸提时间2.5 h，浸提温度40℃，pH4.0时，可溶性固形物的浸提率达到24%左右，类似与上述其它研究报告结果。

影响果汁滋味的因素中糖度占主导地位[16]，为改善西梅果汁的适口性本实验采用2%～10%不同水平加糖调配，感官评价结果表明，加糖量为6%时口味酸甜适口，西梅味较突出。