低糖枇杷桑葚复合果酱配方优化

杨东松，张嘉琪，黄业隆，林开源，王 宏,

（1.岭南师范学院食品科学与工程学院，广东湛江 524048；2.岭南师范学院广东省粤菜师傅大师工作室，广东湛江 524048）

果酱是以果浆、糖及酸度调节剂等混合后，经加热熬制而成的酱状产品，是耐贮性差的浆果可选择加工方式之一[1]。我国的果酱制品大多数以传统工艺制作的高糖果酱为主，含糖量高达60%以上，口感甜腻且糖分过高对人体健康产生不利影响，无法满足消费者对可持续性健康食品的需求，相应产品的消费呈下降趋势[2-5]，而低糖复合果酱具有低糖低热量的特点，含糖量为25%～45%，因其风味独特、营养全面受到消费者的青睐[6]。随着果酱深加工行业的不断发展，开发低糖型、多风味、高营养的果酱是国内外果酱消费市场共同的发展趋势[7-10]。

枇杷（Eriobotrya japonicaLindl.）为蔷薇科枇杷属常绿小乔木，是中国南方特色的佳果[11]，含有萜类、酚类、黄酮和苦杏仁苷等活性成分，具有止咳平喘、降血糖和保肝护肾等作用[12-14]。由于枇杷成熟期集中，含水量高，采后贮藏果实较快衰老，易发生腐烂、褐变等问题，导致市售压力较大[15]。因此，枇杷的鲜果加工技术已逐渐成为研究热点，目前枇杷的深加工产品主要集中在饮料、膏类、果醋和果酒等[16]，市场上鲜有枇杷果酱产品的出现。

桑葚（Morus albaL.）系桑科桑属多年生落叶乔木桑树的果穗[17]，富含花青素、黄酮、白藜芦醇等多种天然营养化合物，具有抗氧化、抑制动脉粥样硬化和调节免疫功能等生物功效[18-21]。部分商家因桑葚不耐贮藏的特性选择制成桑葚酱，但市面上的产品单一，综合开发利用率不高，大部分为手工作坊的生产模式，质量稳定性难以控制，不利于标准化生产。

枇杷和桑葚富含有机酸，当中的鞣酸、苹果酸与高蛋白食物结合发生蛋白质化学反应，生成沉淀物质，不易被机体消化，继而引发呕吐、腹泻等现象[22-23]，而枇杷和桑葚的营养成分以碳水化合物为主，蛋白质含量低，同食搭配不会引起人体的不适症状，目前尚未见枇杷和桑葚同食对人体产生毒副作用的报道。因此，枇杷和桑葚可同食搭配，两者结合无拮抗作用。相反，两种原料组合还能对营养成分进行优势互补，桑葚中的磷、镁、硒、烟酸、核黄素、亮氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸、精氨酸等营养成分与枇杷相比其含量更高，而枇杷中的钾、铁、钴、天冬氨酸等营养成分含量比桑葚高[24-27]，两者复合能够更好发挥果酱的营养作用，达到均衡营养的目的。此外，枇杷和桑葚的成熟上市时间主要集中在3～6月，产季相同可满足原料生产的条件和需求，低糖枇杷桑葚复合果酱作为一种加工产品，不仅能解决枇杷、桑葚鲜果因收获期集中、鲜食期短而导致积压滞销的风险，还能打破原料季节性供应的限制，提高果品的综合效益，同时低糖能够满足特定健康问题的消费者的饮食需求，扩大了适宜食用人群的范围，符合目前国内外对果酱制品天然、营养、多风味的市场需求，而以枇杷和桑葚为原料研制低糖复合果酱的研究鲜有报道。

基于此，本文以枇杷和桑葚为主要原料，通过单因素实验和响应面法对低糖枇杷桑葚复合果酱的配方进行优化，研制一款新型低糖复合果酱，以期为枇杷和桑葚的综合资源利用以及低糖枇杷桑葚复合果酱的产品开发提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

枇杷 产自云南省蒙自市；桑葚 产自广东省汕头市；白砂糖 成都太古糖业有限公司；食盐 广东省广盐集团股份有限公司；柠檬酸 河南万邦化工科技有限公司；果胶 广东惠尔康食品配料有限公司；抗坏血酸 河南糖柜食品有限公司；桑葚果酱1、桑葚果酱2、桑葚果酱3 湛江世贸沃尔玛；盐酸、氢氧化钠、氯化钾、无水乙醇、硫酸铜、硫酸钾、磷酸二氢钾、亚铁氰化钾等 均为国产分析纯。

ST16H1不锈钢锅、C22-ID30 电磁炉 浙江苏泊尔股份有限公司；YP1002A电子天平 上海浦春计量仪器有限公司；SH-1060打浆机 广州三莱电器有限公司；T-105温度计 深圳拓尔为科技有限公司；HH-4水浴锅 上海力辰邦西仪器科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 低糖枇杷桑葚复合果酱工艺流程 低糖枇杷桑葚复合果酱生产工艺流程如下（图1）：

图1 低糖枇杷桑葚复合果酱生产工艺流程Fig.1 Production process of low sugar loquat mulberry compound jam

1.2.2 操作要点 原料选择与预处理：枇杷浆：选择色泽金黄、表皮完整的枇杷进行清洗，放入沸水中热烫后，迅速冷却至40 ℃以下剥皮去核去内膜，取果肉浸入浓度为0.15%柠檬酸和0.05%抗坏血酸的混合液中浸泡20 min，防止果肉在浓缩过程中发生褐变，护色后将果肉取出放入打浆机中破碎打浆，重复3次，至酱体呈浆液形态待用。

桑葚浆：选择7～8成熟、颗粒饱满、无异味的桑葚去掉果梗进行清洗，放入浓度为5%的食盐溶液浸泡5 min，随后放入沸水中漂烫，通过加热破坏桑葚中氧化酶和果胶酶的活性，防止果胶水解并软化果肉组织；漂烫后重复3次破碎打浆，至酱体呈浆液形态待用。

混合果浆：枇杷浆和桑葚浆按试验设计比例复配制备复合果浆。

调配浓缩：参考段丽丽等[28]方法，以果浆量为基准按试验设计所示比例称取柠檬酸、白砂糖、果胶等辅料备用，分取100 g复合果浆进行加热，煮沸后转为小火熬制，分三阶段加入白砂糖，每阶段加入的时间间隔为30 s，柠檬酸、果胶分别用75 ℃以上热水溶解制备柠檬酸溶液和增稠剂并于出锅前3 min加入，加热全程需持续搅拌，以加速水分的蒸发防止果酱结晶和焦化，直至浓缩终点（取筷子蘸酱后竖直提起，酱汁缓慢下滑），熬制时间为20 min。

灌装：包装采用玻璃瓶，洗净后煮沸杀菌8 min，杀菌结束后立即装罐，此时果酱温度要求达到85 ℃以上，装瓶需距瓶口1 cm空隙，避免微生物污染。

排气：灌装后置于温度为90 ℃的水浴中加热排气5 min。

杀菌：样品拧紧瓶盖密封后在水浴中加热杀菌，温度90 ℃，保持10 min，灭菌结束后将样品分段冷却至室温。

检验：检查成品密封性，确保酱无渗出，最后得到成品。

1.2.3 单因素实验设计 按照1.2.2的方法，以感官评分为指标，固定柠檬酸添加量为0.15%，白砂糖添加量为20%，果胶添加量为1.0%，探究枇杷占复合果浆添加比（10%、20%、30%、40%、50%）对低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分的影响；固定枇杷占复合果浆添加比为30%，白砂糖添加量为20%，果胶添加量为1.0%，探究柠檬酸添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%）对低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分的影响；固定枇杷占复合果浆添加比为30%，柠檬酸添加量为0.15%，果胶添加量为1.0%，探究白砂糖添加量（16%、18%、20%、22%、24%）对低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分的影响；固定枇杷占复合果浆添加比为30%，柠檬酸添加量为0.15%，白砂糖添加量为20%，探究果胶添加量（0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%）对低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分的影响。

1.2.4 响应面优化 基于单因素实验结果，采用Box-Behnken中心组合设计原理，选用枇杷占复合果浆添加比（X1）、柠檬酸添加量（X2）、白砂糖添加量（X3）和果胶添加量（X4）作为考察因素，以低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分（Y）为指标，进行响应面分析试验（表1）。

表1 响应面试验因素水平设计Table 1 Factors and levels of response surface experiment

1.2.5 产品质量评价

1.2.5.1 感官品质评价 由10名具有品评经验的专业人员组成鉴定组对低糖枇杷桑葚复合果酱的色泽、滋味、气味和组织状态4个指标作感官品质评价（表2）。评价方法：取样品置于干燥的玻璃瓶中，在自然光线下用肉眼观察酱色和光泽度；置于鼻下，用手轻扇，以鼻腔嗅果香浓郁程度；放入口内，品评果酱酸味、甜味和细腻程度；搅拌样品后静置，评估酱体均匀度、凝胶性和流散程度，观察有无析水现象[29]。

表2 感官品质评价标准（总分100）Table 2 Sensory quality evaluation criteria (total scores 100)

1.2.5.2 理化指标和微生物指标测定 可溶性固形物：参照GB/T 10786-2006《罐头食品的检验方法》；总糖：参照GB 5009.8-2016《食品安全国家标准 食品中蔗糖的测定》；总酸：参照GB 12456-2008《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》；pH：参照GB 5009.237-2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》；水分：参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》；灰分：参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》；蛋白质：参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》；维生素C：参照GB 5009.86-2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》；大肠菌群：参照 GB 4789.3-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验大肠菌群计数》；菌落总数：参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》；沙门氏菌：参照GB 4789.4-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验》；金黄色葡萄球菌：参照GB 4789.10-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 金黄色葡萄球菌检验》。

1.3 数据处理

每组实验平行3次，结果以平均值±标准差表示。实验数据通过Excel 2016进行统计，采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析，采用Origin 8.0软件生成图像，Design Expert 8.0.6软件进行Box-Behnken中心组合试验设计及后续数据分析处理。

2 结果与分析

2.1 单因素实验分析

2.1.1 枇杷占复合果浆添加比对低糖枇杷桑葚复合果酱感官品质的影响 果酱品质的优劣与果浆添加量和配比有直接关系，枇杷占复合果浆添加比影响低糖枇杷桑葚复合果酱的色泽、气味与滋味。由图2可知，随着枇杷占复合果浆添加比的变化，感官评分呈先上升后下降的趋势，当枇杷占复合果浆添加比为10%时，感官评分最低，由于枇杷含量少，桑葚易将枇杷的颜色和风味覆盖，此时产品酱色暗沉，几乎无枇杷风味；当枇杷占复合果浆添加比为30%时，感官评分达到峰值，随着枇杷含量的逐渐增多，果酱亮度逐渐提升，此时酱色明亮，果味融合协调且具有特殊清香风味；当枇杷占复合果浆添加比超过30%后，感官评分呈下降趋势，随着枇杷含量的增加果酱出现轻微涩味，果味融合不协调，果酱风味与口感下降。因此，选择枇杷占复合果浆添加比为30%。

图2 枇杷占复合果浆添加比对果酱感官品质的影响Fig.2 Effect of the ratio of loquat in the compound fruit pulp on sensory quality of jam

2.1.2 柠檬酸添加量对低糖枇杷桑葚复合果酱感官品质的影响 柠檬酸是食品加工常用的酸味添加剂和钙离子强化剂，添加至果酱中可增加氢离子数目，致使链间排斥力降低，强化增稠剂和糖溶液的结合，促使形成稳定有序的网络结构[30]，并具有一定抗氧化和防腐作用[31]，主要影响低糖枇杷桑葚复合果酱的酸度和涂抹性。由图3可知，当柠檬酸添加量为0.10%时，感官评分达到峰值，随着柠檬酸的增加，氢离子浓度也随之增大，减弱了分子链间的排斥力，果酱涂抹性能得到增强[32]，此时果酱糖酸协调，口感柔和，柠檬酸酸味自然；当柠檬酸添加量为0.05%时，酸味较弱，糖酸比失调；当添加量在0.15%～0.25%时，果酱酸度较高，破坏了酸甜平衡，口感偏酸超过了口感接受的正常值。因此，选择柠檬酸添加量为0.10%。

图3 柠檬酸添加量对果酱感官品质的影响Fig.3 Effect of citric acid addition on sensory quality of jam

2.1.3 白砂糖添加量对低糖枇杷桑葚复合果酱感官品质的影响 白砂糖添至果酱中可调节果酱的糖酸比，改善口感与风味，并随着糖量的增加，糖类物质的黏性也随之增强[33]，形成高渗透压抑制微生物生长[34]，延长果酱的保质期，主要影响低糖枇杷桑葚复合果酱的甜度和黏稠度。由图4可知，当白砂糖添加量为16%时，糖酸比较低，口感偏酸，不利于果胶胶体形成，出现轻微析水现象；当白砂糖添加量为20%时，感官评分最高，此时果酱酸甜协调，口感清爽，黏稠适度，沈冰等[35]在研制低糖雪梨菠萝复合果酱时也认为白砂糖添加量为20%时果酱感官品质最佳；当添加量在22%～24%时，甜度偏高，口感甜腻，黏性增大，果香味不明显，张琳等[30]在研究柿子山楂复合果酱时认为白砂糖最佳添加量为40%，测得总糖度为45.21%，果酱糖度相对较高。因此，选择白砂糖添加量为20%。

图4 白砂糖添加量对果酱感官品质的影响Fig.4 Effect of white granulated sugar addition on sensory quality of jam

2.1.4 果胶添加量对低糖枇杷桑葚复合果酱感官品质的影响 果胶作为增稠剂，其中的羧基能与钙离子、镁离子等多价金属离子产生桥联作用形成凝胶，减少脱水收缩的作用，改善酱体凝胶状态和质地口感[36]，影响低糖枇杷桑葚复合果酱的涂抹性、黏稠度与凝胶效果。由图5可知，随着果胶添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势，当果胶添加量在0.8%～0.9%时，感官评分随之上升，果酱较易涂抹，出现轻微析水现象；当果胶添加量为1.0%时，感官评分达到峰值，随着果胶添加量增加，果胶与金属离子结合形成的网络结构数量增加[37]，凝胶效果增强，此时果酱酱体组织紧密，黏稠适度，口感质地良好；当添加量超过1.0%后，凝胶效果明显增强，但酱体逐渐黏结发硬，涂抹性差，影响口感及整体外观。因此，选择果胶添加量为1.0%。

图5 果胶添加量对果酱感官品质的影响Fig.5 Effect of pectin addition on sensory quality of jam

2.2 响应面试验设计结果及分析

2.2.1 响应面回归模型的建立与分析 在单因素实验结果的基础上，选择枇杷占复合果浆添加比（X1）、柠檬酸添加量（X2）、白砂糖添加量（X3）、果胶添加量（X4）为响应因子，以感官评分（Y）为响应值，建立Box-Behnken中心组合设计试验模型，通过拟合二次方程确定最佳配方参数以及最高理论的感官评分。

利用Design-Expert 8.0.6软件对表3所得实验数据进行拟合分析，建立枇杷占复合果浆添加比（X1）、柠檬酸添加量（X2）、白砂糖添加量（X3）和果胶添加量（X4）对产品品质感官测评得分（Y）的响应面模型：

表3 响应面优化设计与结果Table 3 Designs and results of response surface methodology

方差分析结果如表4所示，低糖枇杷桑葚复合果酱的感官测评得分回归模型显著性检验F值为47.18，P＜0.0001，表明回归模型达到极显著水平；失拟项检验F值为2.26，P=0.2242＞0.05，失拟项检验不显著。其中一次项X1、X2、X3、X4，交互项X1X2、X2X4，二次项X12、X22、X32、X42极显著（P＜0.01）；交互项X1X4显著（P＜0.05）。比较F值大小可知，影响低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分的因素按顺序排列依次为X2＞X3＞X4＞X1。

表4 回归模型方差分析表Table 4 Analysis of variance of regression model

由表5响应面评估参数表可知，决定系数R2=0.9792，说明方程与实际试验拟合度好；校正决定系数R2Adj=0.9585，说明有95.85%的试验符合该模型；变异系数C.V.值为0.56%＜5%，表示方程有良好的重现性；信噪比Adeq Precision为21.831＞4，表示模型具有足够的分辨力，可信度较高，即该模型可用于最佳配方的理论预测。

表5 响应面评估参数表Table 5 Response surface evaluation parameter

2.2.2 响应面图分析 三维响应面和等高线是回归函数的图形表示，反映了各自变量对响应值的影响，以及各自变量之间的交互作用[38]。响应曲面的陡峭程度反映因素对试验结果的影响程度，等高线反映两因素交互作用的强弱[39-40]。由图6～图8可知，低糖枇杷桑葚复合果酱的感官评分随着各因素的增大呈先升高后降低的趋势，其中交互项X1X2、X1X4、X2X4响应曲面陡峭，等高线呈椭圆形，说明上述因素间的交互作用对果酱感官评分影响显著，与方差分析结果一致。

图6 枇杷占复合果浆添加比和柠檬酸添加量对感官评分影响的响应面和等高线图Fig.6 Response surface and contour map of the effect of the ratio of loquat in the compound fruit pulp and citric acid addition on sensory scores

图8 柠檬酸添加量和果胶添加量对感官评分影响的响应面和等高线图Fig.8 Response surface and contour map of the effect of citric acid addition and pectin addition on sensory scores

2.3 参数优化和模型验证

由响应面回归分析得到低糖枇杷桑葚复合果酱的最佳配方为：枇杷占复合果浆添加比31.8%，柠檬酸添加量0.11%，白砂糖添加量20.57%，果胶添加量1.02%，感官评分预测值为91.74分。考虑到方案操作的便捷性，将最佳条件修正为：枇杷占复合果浆添加比32%，柠檬酸添加量0.1%，白砂糖添加量20.5%，果胶添加量1.0%，以此条件进行3次验证试验得到低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分为（91.29±1.02）分，与理论预测值相差小，说明该响应面的配方优化方案可行性较高。

2.4 产品质量

图7 枇杷占复合果浆添加比和果胶添加量对感官评分影响的响应面和等高线图Fig.7 Response surface and contour map of the effect of the ratio of loquat in the compound fruit pulp and pectin addition on sensory scores

2.4.1 理化指标和微生物指标 由表6可知，低糖枇杷桑葚复合果酱的总糖含量为27.02%，可溶性固形物含量为31.51%，符合GB/T 22474-2008《果酱》中含糖量≤65%，可溶性固形物含量≧25%的标准要求[29]；目前我国对低糖果酱未有明确定义，传统果酱含糖量通常在60%以上，FDA规定食品含糖量比该同类参照食品的含糖量相比低25%以上可称为低糖[6]，故低糖果酱常指含糖量在45%以下的果酱制品，该产品总糖含量只有27%左右，满足果酱制品对低糖的要求，与申光辉等[41]研制的生香酵母发酵桑葚果酱总糖含量和可溶性固形物含量低10%左右；同时低糖枇杷桑葚复合果酱的水分含量为67.84%，灰分含量为0.36%，蛋白质含量为0.82%，pH为3.64，维生素C含量为8.69 mg/100 g，总酸含量为1.01%，相比刘於[27]研制的低糖桑葚果酱维生素C含量高1.36 mg/100 g，总酸含量高6.3 g/kg，枇杷添至果酱中提高了果酱的维生素C含量和酸度，可有效抑制果酱的氧化褐变。根据表7可知，果酱的大肠菌群、菌落总数低于国家标准，沙门氏菌和金黄色葡萄球菌未检出。低糖枇杷桑葚复合果酱的理化指标和微生物指标符合国家相关标准。

表6 低糖枇杷桑葚复合果酱理化指标Table 6 Physical and chemical indexes of low sugar loquat mulberry compound jam

表7 低糖枇杷桑葚复合果酱微生物指标Table 7 Microbial indexes of low sugar loquat mulberry compound jam

2.4.2 感官鉴评比较分析 针对色泽、风味、口感、黏稠度和涂抹性五个关键特征与三款市售桑葚果酱进行感官鉴评[42]，使用雷达图将不同果酱之间的评价表现差异直观地进行展示。由图9可知，低糖枇杷桑葚复合果酱在风味上优于市售桑葚果酱，这可能是枇杷中的醛类和酯类等物质相对含量较高，具有“青香型”的风味物质[43]，挥发性强，使果酱在呈味上更加丰富；复合果酱的口感、涂抹性与最高评分在同一水平，与市售桑葚果酱无较大差别；由于低糖枇杷桑葚复合果酱含糖量低，与传统高糖果酱相比，多酚氧化酶活性不易钝化，果酱易发生褐变且因较长时间的加热熬制，使果酱水分降低而黏性增大，在色泽和黏稠度上略逊于市售桑葚果酱，但均在可接受范围内。低糖枇杷桑葚复合果酱整体评分高于市售桑葚果酱，基本可为消费者接受。

图9 低糖枇杷桑葚复合果酱与市售桑葚果酱感官鉴评雷达图Fig.9 Sensory evaluation radar map of low sugar loquat mulberry compound jam and commercially available mulberry jam

3 结论

通过单因素实验及响应面法优化了低糖枇杷桑葚复合果酱的配方。最终得到最佳配方为：枇杷占复合果浆添加比32%，柠檬酸添加量0.1%，白砂糖添加量20.5%，果胶添加量1.0%，对此配方验证所得感官评分为（91.29±1.02）分。各因素对低糖枇杷桑葚复合果酱感官评分影响的主次顺序为柠檬酸添加量＞白砂糖添加量＞果胶添加量＞枇杷占复合果浆添加比。对产品的理化指标和微生物指标进行检测，检测结果显示符合国家标准，并与市售桑葚果酱进行感官鉴评比较分析，对比得出低糖枇杷桑葚复合果酱在风味上优于市售桑葚果酱，口感、涂抹性与最高评分相近，色泽和黏稠度在可接受范围内，为提高枇杷和桑葚的利用率，促进枇杷和桑葚加工产业进一步发展提供参考。

试验首次以枇杷和和桑葚为主要原料研制低糖枇杷桑葚复合果酱，所得产品呈亮紫色，酸甜协调，组织均匀，凝胶稳定性良好。基于本研究可进一步探讨果酱的贮藏稳定性，对储藏期间品质风味、果酱微观结构变化等方面继续开展研究，以此更好地为生产实际提供帮助。