丝瓜风味水的加工及其稳定性研究

于立志，刘奇琳，范俐，陈艳

(1.武夷学院 茶与食品学院/中国乌龙茶产业协同创新中心，福建 武夷山 354300；2.江苏大学 食品与生物工程学院，江苏 镇江 212013)

丝瓜(Momoridica charantia L.)是葫芦科丝瓜属一年生攀援草本植物，是重要的瓜类蔬菜，其营养丰富，产量高，新鲜幼嫩丝瓜含水量达95%左右[1-2]。幼嫩丝瓜除可作为蔬菜食用外，还可被进一步加工成丝瓜制品，如丝瓜酱、丝瓜果脯、丝瓜腌制品及干制品等[3-5]。 果蔬风味水是指果蔬植物组织内的水分，它具有天然的果蔬特征风味和较高的生物活性，是果蔬植株在生长过程中通过根系吸收、生物膜系统过滤除杂，并为自身生命活动利用的自由水，它对生物细胞渗透性好，更易于被人体等生物体吸收利用[6-7]。在丝瓜深加工特别是酱制和干制过程中，丝瓜本身所含的大量水基本都在浓缩和喷粉的工序中蒸发掉，造成资源的浪费[8]。为了避免果蔬加工过程中水分流失，马辉[7]、周日兴[8]、李祥波[9]先后开发了黄瓜、苹果和哈密瓜风味水，它们可以作为食品和餐饮业的原料用水开发相关风味产品。

丝瓜是一种热敏性蔬菜，在丝瓜风味水加工过程中，过高的温度会破坏其天然的果蔬风味，甚至产生蒸煮味，影响感官品质[10]，因此在丝瓜风味水的加工过程中，要特别注意保护其天然的丝瓜特征风味。当前食品工业中主要的灭菌工艺可分为热杀菌和冷杀菌两类，热杀菌会不同程度地破坏食品的营养成分和风味，冷杀菌如超声波等由于在处理过程中温升较小，在食品工业中得到了广泛应用[11]。因此，探索丝瓜风味水的加工工艺和适宜的杀菌方法，成为丝瓜风味水加工利用中关键问题。

本研究将丝瓜破碎后经低温蒸馏、收集冷凝水、杀菌后制成丝瓜风味水，并对其感官、理化及贮藏稳定性进行研究，以提高丝瓜综合利用率，同时为其它植物源风味水的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

无病虫害、无机械损伤的普通无棱丝瓜购于当地超市；抗坏血酸(食品级)，德兴市百勤异VC钠有限公司；草酸钠(分析纯)，上海展云化工有限公司；高锰酸钾(分析纯)，西陇化工股份有限公司。

1.2 仪器与设备

台式高速冷冻离心机(Neofuge 23R)，上海力申科学仪器有限公司；飞利浦榨汁机(HR1861)，飞利浦家庭电器有限公司；旋转蒸发器(RE2000A)，上海亚荣生化仪器厂；槽式超声处理器(SB-1200YDTD)，宁波新芝生物科技股份有限公司；恒温培养箱(SLI-700)，春兰实验仪器厂；实验室高速组织捣碎机(89119552)，无锡沃信仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程 实验于2019年10 ～12月在武夷学院茶与食品学院中心实验室进行，工艺流程如下：

丝瓜原料→去皮→清洗、切片→护色→榨汁、过滤→低温蒸发提取→旋转蒸发、冷凝收集→丝瓜风味水→杀菌处理→成品

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 护色 将新鲜丝瓜薄片浸没于一定浓度的抗坏血酸溶液中20 min[12]。

1.3.2.2 榨汁、过滤 将丝瓜薄片于榨汁机中榨汁，并用2层纱布过滤去除絮凝物质，收集滤液。

1.3.2.3 低温蒸发、冷凝收集 取300 mL滤液于旋转蒸发器蒸馏烧瓶中，真空度为0.09 MPa[13]，在一定温度下蒸馏，冷凝后收集液即为丝瓜风味水。

1.3.3 感官评价 选择20 ～35岁有感官经验的10人(5男，5女)对丝瓜风味水气味、滋味、外观进行综合感官评分，感官评价标准见表1。

表1 感官评价标准

1.3.4 单因素实验设计 在预研实验基础上，确定影响提取丝瓜风味水感官品质的因素主要有：提取时间、提取温度、抗坏血酸的添加量，设置5个不同梯度进行单因素试验，考察上述三个因素对丝瓜风味水感官品质的影响。

1.3.4.1 抗坏血酸的添加量对丝瓜风味水感官品质的影响 依次按抗坏血酸的添加量0%、0.08%、0.16%、0.24 %、0.32 %进行榨汁，并用2层纱布过滤去除絮凝物质，收集滤液，在55 ℃下经过旋转蒸发70 min后冷凝，收集丝瓜风味水，并进行感官评价。

1.3.4.2 旋转蒸发提取时间对丝瓜风味水感官品质的影响 以抗坏血酸的添加量0.08 %，在55 ℃下，依次旋转蒸发提取50、60、70、80、90 min后，冷凝收集丝瓜风味水，进行感官评价。

1.3.4.3 旋转蒸发温度对丝瓜风味水感官品质的影响 以抗坏血酸添加量0.16%，旋转蒸发提取温度为55、60、65、70、75 ℃下，旋转蒸发提取60 min后，冷凝收集丝瓜风味水，进行感官评价。

1.3.5 正交实验设计 上述单因素实验考查了各因素对丝瓜风味水感官品质的影响，在此基础上采用正交实验设计优化丝瓜风味水的最佳提取参数。选用L9(34)正交表安排正交实验，以感官评价为指标，最终确定丝瓜风味水的最佳提取参数组合。正交试验水平因素表见表2。

表2 正交试验水平因素表

1.3.6 杀菌方式

1.3.6.1 巴氏杀菌 取冷凝收集的丝瓜风味水200 mL于已灭菌的普通玻璃瓶中，置于68～70 ℃恒温水浴锅中保持30 min后在冰浴中冷却到4～5 ℃，瓶口密封后待处理。

1.3.6.2 超声处理 将上述同样装有丝瓜风味水的玻璃瓶放入槽式超声发生器内，超声频率为60 kHz，功率为90W，处理时间60 min[14]，然后冰浴中急速冷却到4～5℃用保鲜膜将瓶口密封。

1.3.7 指标测定 比较经不同灭菌处理后室温贮藏的丝瓜风味水的pH值、耗氧量和大肠菌群变化情况。

1.3.7.1 pH值的测定 采用酸度计测定，参考GB/T 5750.4-2006《生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标》方法[15]。

1.3.7.2 耗氧量的测定 参考GB/T 5750.7—2006《生活饮用水标准检验方法 有机物综合指标》方法[16]。

1.3.7.3 大肠菌群的测定 参考GB/4789.3—2016《食品微生物学检验 大肠菌群计数》方法[17]。

1.4 数据分析

上述各实验操作重复三次，使用Microsoft Excel 2019 软件进行数据整理，Origin9.0软件作图，正交助手II V3.1专业版进行正交实验数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 抗坏血酸添加量对丝瓜风味水感官品质的影响 添加不同量抗坏血酸提取的丝瓜风味水，其感官品质如图1所示。抗坏血酸具有抗氧化、护色作用，在丝瓜风味水提取过程中添加抗坏血酸可以有效防止其被氧化、变色、变味。由图1可知，在低浓度时随着抗坏血酸添加量的增加，护色、抗氧化作用不断增强，感官得分不断增加，当抗坏血酸添加量为0.24 %时，感官评价分最高，超过该浓度，可能由于抗坏血酸自身的酸性，降低了丝瓜水的感官品质，感官得分迅速下降。

2.1.2 提取时间对丝瓜风味水感官品质的影响 不同提取时间对丝瓜风味水感官品质的影响如图2所示。由图2可知，在提取时间较短时，所得丝瓜风味水感官评分较低。可能由于提取时间较短，丝瓜中主要呈香物质未充分释放，提取所得的丝瓜风味水感官品质较低。在提取60 min后，丝瓜风味水的感官评分最高。此后随提取时间的延长，感官得分不断下降，原因可能是异味成分的干扰和长时间提取导致蒸煮味的产生以及一些悬浮物质的出现。

2.1.3 提取温度对丝瓜风味水感官品质的影响 不同提取温度对丝瓜风味水感官品质的影响如图3所示。由图3可知，低温时提取所得丝瓜水风味物质含量较低，故感官评分较低且稳定；65°C时感官评分最高，此时丝瓜风味物质得到了充分提取；超过65℃后感官评分迅速下降，主要是因为丝瓜属热敏性果蔬，高温使丝瓜产生的煮熟味掩盖了丝瓜的特征风味，感官品质迅速变差。

2.2 正交试验结果分析与验证

基于上述单因素试验结果，设计丝瓜风味水提取工艺正交实验的因素水平如表2所示。由表3正交试验结果极差分析可知，各因素对丝瓜风味水感官品质影响的大小次序为C> B > A，即提取温度>提取时间>抗坏血酸添加量，确定的丝瓜水最佳提取工艺为A2B3C2，即抗坏血酸添加量0.24 %，提取时间70 min，提取温度65 ℃。 在上述优化的最佳工艺条件下进行实验验证，结果表明在此条件下丝瓜水的得率为63.74±1.42%，感官得分为92.0±3.72。

表3 正交试验结果

2.3 不同瓜风味水稳定性的影响

对上述最佳工艺参数下制得的丝瓜风味水进行不同方式的杀菌处理，考查其杀菌效果及处理后所得丝瓜风味水的稳定性。

2.3.1 不同杀菌方式处理后丝瓜风味水pH值的变化 不同杀菌处理丝瓜风味水在室温贮藏下pH值的变化如图4所示。由图4可知，经不同杀菌方式处理的丝瓜风味水在贮藏的初期pH值均略微下降。在第4天后，对照组pH值继续呈下降趋势，这可能是对照组样品中微生物繁殖产酸导致的；而杀菌组均呈上升趋势，且超声杀菌处理组上升趋势大于巴氏杀菌处理组。巴氏杀菌的同时也促进了丝瓜风味水自身某些化学反应的进行，产生弱碱性物质致使pH上升。超声处理是非热过程，是利用超声波的物理效应，在超声物理场中菌体裂解，释放生物碱，同时小分子风味物质的某些基团在超声场中也可能发生断裂[18]，导致超声处理组pH上升更多。

2.3.2 不同杀菌方式处理后丝瓜风味水耗氧量的变化 不同杀菌处理后丝瓜风味水在室温贮藏下耗氧量的变化如图5所示。耗氧量作为生活饮用水卫生标准的常规检测指标，综合反映了水体被水中还原性物质 (包括有机物和无机物) 污染的情况[19]。由图5可知，对照组样品随贮藏时间的延长微生物迅速繁殖，导致耗氧量快速增加；当样品中营养物质消耗完毕后，耗氧量下降。而实验组在灭菌处置后耗氧量均维持在较低的水平，均远低于国家食品安全标准限定的要求(饮用水耗氧量≤2.0 mg/L)[20]，说明两种方式灭菌均较为彻底。但贮藏第16天巴氏杀菌组耗氧量上升，说明与超声处理组相比，巴氏杀菌处理的丝瓜风味水不够稳定。

2.3.3 不同杀菌方式处理后丝瓜风味水大肠菌群的变化 不同杀菌方式处理后的丝瓜风味水在室温贮藏下大肠菌群的变化如表4所示。

表4 不同杀菌方式对大肠菌群数量的影响 MPN/mL

食品安全国家标准限定饮用水大肠菌群不得检出[20]。由表4可知，在第0天时，处理组和原液的大肠菌群均未检出；在贮藏第4天时，未经杀菌处理的丝瓜风味水就有大肠菌群出现，经过杀菌处理的各试验组均未检出；第16天后，经巴氏杀菌的丝瓜风味水也有大肠菌群检出，这与巴氏杀菌后丝瓜风味水耗氧量的变化较为一致。只有经超声杀菌的丝瓜风味水大肠菌群未检出，符合卫生要求。说明巴氏杀菌和超声热处理均能杀死大部分大肠菌群，但随着贮藏时间的延长，巴氏杀菌组中的一部分微生物适应了生长环境，便能快速增值，从而导致大肠菌群的检出。由此可知，经超声杀菌处理后的丝瓜风味水的生物稳定性更高，是较为理想的杀菌处理方式。

3 结论与讨论

丝瓜作为我国广泛种植的重要蔬菜品种，具有产量大，资源丰富等特点，为减少丝瓜深加工过程中水分流失，开发了丝瓜风味水，其加工的最佳工艺参数组合为：抗坏血酸添加量0.24 %，提取温度65 ℃，提取时间70 min，该条件下获得的丝瓜水水澄清透明，具有天然的丝瓜特征香气，得率为63.74 %。实验结果表明：超声处理后丝瓜水短期室温贮藏稳定性较好。

按获得丝瓜水最佳感官质量的工艺参数进行实验，提取丝瓜水后剩余丝瓜酱含水量为81.33 %，可溶性固形物含量为21.42 %，该丝瓜酱可进一步加工成各类丝瓜制品，如丝瓜罐头、丝瓜酵素等，其在食品工业中的利用是后续研究的重要方向。

一般果蔬的含水量为85 %～90 %，加工成果蔬粉的含水量只有8 %～10 %，有80 %左右的果蔬水分在浓缩和喷粉的工序中蒸发掉[21-23]。例如：加工1吨可溶性固形物含量30 %的番茄酱，需要6吨的鲜果，蒸发的水量约为1.6～1.8吨，若一年生产一万吨可溶性固形物含量30 %的番茄酱，则有1.6～1.8万吨的果蔬水可加工利用。因此本研究对其它果蔬水的提取具有一定的参考价值，具有广阔的应用前景。