微波渗糖加工低糖大果山楂果脯工艺研究

刘艳 ，唐小闲，张巧，商飞飞，李定金，蔡文，段振华*

（1.贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西贺州 542899；2.贺州学院食品与生物工程学院，广西贺州 542899）

大果山楂（Malus domeriChev.）又名乌婵子（广西苗语）、麻缺顿、撒多、广西楂（商品名）等[1]，属于南山楂的一种，是由传统的小果南山楂经过选育嫁接而得，主要产地位于广西桂东北地区[2]。大果山楂果皮青黄色，果肉白色，肉质细嫩，主要成分为总糖、氨基酸、维生素、有机酸类、三萜类、黄酮类、鞣质、酚类及微量元素等[3]。研究表明，大果山楂中含有多种活性成分，具有降压、抗氧化、降血脂、护肝、抑菌、提高机体免疫力等多种药理作用[4-5]。大果山楂鲜食酸涩，口感不佳，而制成果脯后则可延长其保质期，显著改善产品口感，更受消费者喜爱。

果脯是以果蔬为原料，经过煮制、糖渍、干燥等工艺制成的略有透明感、表面无糖霜析出的果蔬制品。作为我国传统的休闲食品，果脯已有3000 多年的历史。果脯蜜饯的加工为开发利用果蔬资源、提高果蔬附加值提供了一条途径[6]。根据含糖量果脯可分为低糖果脯和高糖果脯，低糖果脯含糖量为40%～55%，高糖果脯含糖量一般在60%以上。传统果脯基本上为高糖果脯，口味过于甜腻，掩盖了果蔬原有的色香味，另外，现代医学证明，过多地摄入食糖对人体健康不利，如易导致心血管病、肥胖症、儿童龋齿等多种问题[7]。从20 世纪90 年代起，低糖果脯的研制成为果脯行业发展的方向，尤其是健康安全的天然、低糖、无硫果脯成为了果脯研究开发的热点。低糖果脯由于糖度低，存在渗糖速度慢、外形不饱满、贮藏期短等缺点，使用传统渗糖方法不利于糖液的渗入[8]。影响低糖果脯品质的关键是渗糖技术，果蔬在高渗透压的糖溶液中容易发生质壁分离、导致组织失水，细胞膜透性增大，蔗糖等分子进而填充到细胞间隙，既改善了口感、风味，预防了果蔬挥发性营养物质的损失，还能提高后期的干燥效率[9]。

目前果脯加工中研究较多的渗糖技术有常压、超声波、真空和微波渗糖[10-12]。研究发现微波渗糖时间短，可最大程度地保持果脯中维生素C 等果蔬组织原有的品质和风味；使原料受热均匀且受热速度快，可以快速膨化原料内部组织，加快糖液的渗透，进而提高渗糖效率，还能最大限度地保持食品原有的品质和风味[13-14]，已应用到苹果、橙皮、蓝莓、欧李、芒果等果脯的加工中[15-19]，但微波渗糖加工大果山楂果脯的工艺研究尚未见报道。本试验以大果山楂为原料，对微波渗糖加工低糖大果山楂果脯的工艺进行优化，为低糖大果山楂果脯加工工艺研究和工厂化生产提供参考和技术指导，同时对于延长大果山楂保质期、增加产品附加值、促进大果山楂产业可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜大果山楂：购于广西壮族自治区贺州市八步区某水果店。

食盐（食品级）和白砂糖（食品级），购于广西壮族自治区贺州市某连锁超市；氯化钙、氢氧化钠、硫酸铜、酒石酸钾钠等试剂，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平，JJ500，江苏常熟市双杰测试仪器厂；美的多功能电磁炉，C21-ST2106，广东美的生活电器制造有限公司；微波炉，G70D20CN1P-D2，广东格兰仕微波生活电器制造有限公司；鼓风干燥箱，DHG-9240A，上海一恒科学仪器有限公司；真空包装机，AS-20L，泉州市安森机电有限公司；水分测定仪，MA150C-000230V1，赛多利斯称重技术有限公司；培养箱，PH-070A，上海一恒科学仪器有限公司；高速组织捣碎机，DS-1，上海标本模型厂；恒温水浴锅，B-220，上海亚荣生化仪器厂；立式压力蒸汽灭菌器，LDZX-75KBS，上海申安医疗器械厂。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

大果山楂→挑选→清洗→去皮、去核、切块→护色→硬化→糖煮→微波渗糖→热风干燥→冷却→包装

1.3.2 操作要点

（1）原料挑选、清洗

选取新鲜、大小一致、色泽鲜艳的大果山楂，剔除有病虫害、疤痕和外形受损的残次果。用流动的自来水将大果山楂表面的污物洗净，并沥干水分。

（2）去皮、去核、切块

采用手工去皮，再将每个大果山楂竖切成大小相近的4～6 块，并用小刀挖去果核。

（3）护色、硬化

将切块的大果山楂果肉立即放入2.0%食盐溶液中，进行护色30 min。将护色处理后的大果山楂果肉用0.5%氯化钙溶液硬化60 min，硬化后用蒸馏水将大果山楂果肉冲洗干净。

（4）糖煮

将硬化后的大果山楂果肉置于一定浓度的糖液中煮制一段时间，使糖液渗透到大果山楂果肉中。

（5）微波渗糖

将糖煮后的大果山楂果肉浸泡在糖液中，再放入微波炉中进行微波渗糖，大果山楂果肉与糖液的质量比为1:2，一定时间后取出。

（6）热风干燥

将浸糖后的果肉捞出，沥干后放入鼓风干燥箱中，干燥温度60 ℃，干燥期间每隔1 h 翻动一次，使果脯干燥均匀，干燥时间6 h，使果脯含水率降至25%～35%。

（7）包装

将低糖大果山楂果脯用PE 食品包装袋进行抽真空包装。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验

预试验研究发现，糖液质量浓度、糖煮时间、微波功率和微波时间这四个因素对低糖大果山楂果脯的品质影响较大。糖液质量浓度设置为40%、45%、50%、55%、60%，糖煮时间设置为5、15、25、35、45 min，微波功率设置为70、140、210、280、360 W，微波时间设置为10、30、50、70、90 min，以感官评分为指标，每次优化一个因素，考察各因素对低糖大果山楂果脯品质的影响。

1.4.2 正交试验

在单因素试验的基础上，以感官评价作为考察指标，以糖液质量浓度、糖煮时间、微波功率和微波时间为因素，设计L9(34)正交试验，优化微波渗糖加工低糖大果山楂果脯的工艺条件，因素水平设计见表1。

表1 正交试验设计因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.5 测定指标与方法

1.5.1 感官质量评分标准

选取有经验的感官品评者8 人，采用综合评分法，以低糖大果山楂果脯的色泽、组织形态、滋味与气味为评定指标进行综合评分，统计评分结果进行分析。参考低糖苹果脯的评分标准来制定低糖大果山楂果脯的感官评分标准[20]，见表2。

表2 低糖大果山楂果脯的感官评分标准Table 2 Standard of sensory evaluation of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev

1.5.2 理化指标测定

水分含量按照GB 5009.3—2016 中直接干燥法测定；总糖（以葡萄糖计）含量按照GB/T 10782—2006 中的方法测定。

1.5.3 微生物指标测定

菌落总数按照GB 4789.2—2016 测定；大肠菌群数按GB/T 4789.3—2016 测定；霉菌数按照GB 4789.15—2016 测定。

表3 糖液质量浓度对果脯品质的影响Table 3 Effect of sugar mass concentration on the quality of preserved fruit

表4 糖煮时间对果脯品质的影响Table 4 Effect of sugar cooking time on the quality of preserved fruit

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同糖液质量浓度对低糖大果山楂果脯品质的影响

不同糖液质量浓度对低糖大果山楂果脯品质的影响见表3。由表3 可知，糖液质量浓度对低糖大果山楂果脯品质影响较大。当糖液质量浓度过低时，糖分不易渗入，大果山楂果脯甜味偏淡，酸味较浓；糖液质量浓度高时，果脯色泽较好，有透明感，但甜味太浓。随着糖液质量浓度的增大，渗透压增大，使低糖大果山楂果脯的饱满度和硬度都有所增加，但糖液质量浓度过高，会使果脯内水分迅速析出而降低饱满度，其色泽也会随之变暗[21]。当糖液质量浓度增加到50%时，大果山楂果脯酸甜适中，呈淡黄色，具有大果山楂特有的香味，感官评分最高，因此糖液质量浓度选择50%。

2.1.2 不同糖煮时间对低糖大果山楂果脯品质的影响

不同糖煮时间对低糖大果山楂果脯品质的影响见表4。糖煮不仅可以有效降低大果山楂中多酚氧化酶和过氧化物酶的活性，抑制酶促褐变反应，从而对大果山楂褐变有一定的抑制作用[22]，还能提高大果山楂的透明度，增加其细胞通透性，有利于后期微波渗糖过程中糖液的渗入，但糖煮时间过长，会使大果山楂软烂，严重影响果脯的品质。由表4 可知，糖煮时间为25 min 时，低糖大果山楂果脯呈淡黄色，有透明感，组织饱满，不黏手，酸甜适中，感官评分最高，故最佳糖煮时间为25 min。

2.1.3 不同微波功率对低糖大果山楂果脯品质的影响

不同微波功率对低糖大果山楂果脯品质的影响如表5（见下页）所示。随着微波功率的增加，低糖大果山楂果脯的感官评分先升高后降低。这是因为微波对果蔬组织的渗糖有明显的促进作用，并且与微波的输出功率密切相关[23]。当微波功率较低时，微波渗糖较慢，大果山楂果脯甜味不足；当微波功率较高时，糖液温度过高，破坏了大果山楂的组织结构，使大部分果香挥发，同时大部分维生素C 也遭到破坏[13]，另外，高温加速了大果山楂果肉颜色的变深。由表5 可知，当微波功率为210 W 时，低糖大果山楂果脯产品质量相对较好，感官评分最高，故最佳微波功率为210 W。

2.1.4 不同微波时间对低糖大果山楂果脯品质的影响

不同微波时间对低糖大果山楂果脯品质的影响见表6（见下页）。经过不同微波时间渗糖处理后，大果山楂品质发生较大变化。当微波时间低于30 min，微波时间过短，不利于糖液渗透，大果山楂果脯甜味不足，偏酸；而微波时间过长，虽有利于糖液的充分渗透，但大果山楂颜色变深，口味偏甜。当微波时间超过30 min 后，糖液温度显著升高，大果山楂颜色逐渐加深，甜味浓厚，大果山楂风味被掩盖，影响了果脯品质。由表6 可知，当微波时间为30 min 时，大果山楂果脯为淡黄色，组织饱满，不黏手，酸甜适中，具有大果山楂特有的香味，感官评分高达80.3 分，故微波时间选择30 min。

表5 微波功率对果脯品质的影响Table 5 Effect of microwave power on the quality of preserved fruit

表6 微波时间对果脯品质的影响Table 6 Effect of microwave time on the quality of preserved fruit

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，选取糖液质量浓度、糖煮时间、微波功率和微波时间四个因素进行L9(34)正交试验，试验结果如表7 所示，方差分析结果见表8。

由表7 中极差R 可以看出，各因素对低糖大果山楂果脯感官评分影响的主次顺序为B>A>D>C，即糖煮时间>糖液质量浓度>微波时间>微波功率，从而得出微波渗糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工艺条件为A1B2C1D1，即糖液质量浓度45%，糖煮时间25 min，微波功率140 W，微波时间20 min。经验证该条件下得到的低糖大果山楂果脯淡黄色，有透明感，组织饱满，不黏手，山楂味浓郁，酸甜适中，感官评分为88.3 分，均优于其他试验组。

由表8 方差分析可知，各因素的F 值均小于F 临界值，所以在微波渗糖加工低糖大果山楂果脯工艺优化试验中，所考察的4 个因素，即糖液质量浓度、糖煮时间、微波功率和微波时间对低糖大果山楂果脯感官评分的影响均不显著。

表7 正交试验结果Table 7 Results of orthogonal experiment

2.3 低糖大果山楂果脯质量指标

对正交试验优化组合A1B2C1D1得到的低糖大果山楂果脯进行理化指标和微生物指标的测定，结果如表9 所示。由表9 可知，低糖大果山楂果脯的理化指标和微生物指标符合国家标准GB/T 10782—2006 和GB 14884—2016 的规定。

表8 正交试验方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 低糖大果山楂果脯的理化指标和微生物指标Table 9 Physical,chemical indicators and microbiological indicators of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev.

3 结论

采用微波渗糖法，通过单因素试验和正交试验优化确定微波渗糖加工低糖大果山楂果脯的工艺，结果表明，各因素对低糖大果山楂果脯感官评分影响的大小顺序为糖煮时间>糖液质量浓度>微波时间>微波功率，四个因素对低糖大果山楂果脯感官评分无显著性影响。优化得到微波渗糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工艺条件为糖液质量浓度45%，糖煮时间25 min，微波功率140 W，微波时间20 min，在此工艺条件下，可以制得酸甜适中、脯体饱满、颜色鲜亮、口感纯正、品质最佳的低糖大果山楂果脯。大果山楂具有很高的食用价值和药用价值，加工成低糖果脯后转化糖的含量较高，易被人体吸收利用，因此低糖大果山楂果脯具有巨大的经济价值和广阔的市场前景。