树莓果汁的工艺条件优化

孙艺洁，张进，李建，韩建秀，肖华志*

(1.天津大学化工学院，天津 300350；2.天津市乳品食品监测中心有限公司，天津 300381；3.天津元顺泰科技有限公司，天津 300380)

树莓又称山莓，也称为欧洲红树莓[1]。浆果，肉质细腻，营养丰富，但货架期较短，难以长期贮存[2]，多加工成果汁。笔者于2021年研究了树莓果汁加工中热烫、酶解、调配3道关键工艺、产品最佳贮存条件，为树莓果汁的开发和工业化生产提供理论依据。

1 试验材料与设备

树莓，鲜果-18 ℃速冻贮存备用；果胶酶，天津利华酶制剂技术有限公司产品；柠檬酸，天津市元立化工有限公司产品；白砂糖，广州福正东食品有限公司产品。另有蒸馏水、榨汁机，纱布，恒温箱，pH试纸，分光光度计，折光仪，超高压杀菌设备，水浴锅，离心机。

2 试验设计与方法

2.1 树莓果汁制作工艺流程

树莓果汁制作工艺流程为：原料挑选-解冻-热烫-破碎-恒温酶处理-榨汁-过滤-离心-调配-灌装-杀菌-冷却-成品。

2.2 热烫条件的优化试验

将树莓冻果解冻、清洗。水浴热烫设70 ℃、80 ℃、90 ℃ 3个温度梯度，每一温度梯度设1、2、3、4 min 4个时间，计12个处理组合，每个处理组合均取20 g果。热烫后分别榨汁，测定出汁率、可溶性固形物含量、花青素含量，每个处理组合重复2次。研究优化的热烫温度和时间。

2.3 酶解条件的优化试验

响应面反映了响应值与试验因素之间的关系。对树莓果汁按预定的酶处理条件进行恒温酶解(表1)。酶解结束后分别榨汁，测定不同酶解条件下树莓果汁的出汁率和花青素含量[3]，每个处理组合重复2次。比较果汁的品质变化。

表1 树莓果汁酶解的因素与水平表

2.4 果汁原料的配比优化试验

对树莓果汁的浓度、白砂糖添加量、柠檬酸添加量，进行3因素3水平正交试验[4](表2)。由6名人员组成评分小组，从树莓果汁的风味、气味和口感三个方面对每组果汁进行感官评价，加权评分标准[5]如表3。研究树莓果汁加工的最佳原料配比。

表2 树莓果汁调配原料的因素与水平表 %

表3 感官评分标准表

2.5 贮存条件优化试验

杀菌后的果汁放置条件[6]，分为在冰箱、室温不同温度下，窗台、阴凉不同光照下。观察玻璃罐装或透明膜袋装果汁的颜色变化，有无罐盖凸起或涨袋等异常现象。无罐盖凸起或涨袋时，以果汁颜色无明显变化确认最佳贮存条件。

3 结果与分析

3.1 热烫条件对树莓果汁品质的影响

3.1.1 对树莓出汁率的影响 如图1所示，热烫能在一定程度上提高树莓的出汁率，热烫温度为90 ℃时的出汁率为70%左右，比热烫温度70 ℃、80 ℃时的出汁率都高。随着热烫时间的延长，树莓的出汁率先升高后下降，3个热烫温度下均在2 min左右达到最大值。可知获取树莓果汁高的出汁率，适宜的热烫条件为温度90 ℃，时间2 min。

图1 热烫条件对树莓果汁出汁率的影响

3.1.2 热烫对树莓果汁可溶性固形物含量的影响 如图2，树莓果汁的可溶性固形物含量(TSS)，80 ℃热烫处理的最高，70 ℃热烫的含量较低，90 ℃热烫的含量最低。热烫时间越长，TSS值越高，超过2 min后增幅变缓。认为获得树莓果汁高的可溶性固形物含量，适宜的热烫温度为80 ℃，时间2 min。

3.1.3 热烫对树莓果汁花青素含量的影响 如图3，未经热烫处理的树莓果汁的花青素含量为30.06 mg/100 mL。热烫温度70 ℃时，随着处理时间的延长，花青素含量上升。热烫温度80 ℃和90 ℃时，随处理时间的延长，花青素含量却明显下降，并且热烫温度越高，降幅越大。由此认为，保证树莓果汁较高的花青素含量，适宜的热烫温度为80 ℃，时间2 min。

图2 热烫条件对树莓果汁可溶性固形物含量的影响

图3 热烫条件对树莓果汁花青素含量的影响

3.2 酶解条件对树莓果汁品质的影响

经整理分析酶解试验数据，得到不同酶解条件下树莓果汁的出汁率和花青素含量(表4)。

以酶解条件(X)为自变量，以出汁率和花青素含量为响应值(Y)进行回归分析，得到树莓果汁出汁率和果汁中花青素含量的二次回归模型：

表4 响应面分析试验设计的试验结果

表5 树莓出汁率模型方差分析表

表6 树莓原汁花青素含量模型方差分析表

根据原汁酶解取汁的回归分析结果，运用Design-Expert作出树莓果汁出汁率花青素含量的响应面。

由图4可以看出，树莓果汁的出汁率随着果胶酶酶解温度的升高和酶添加量的增加均呈先升后降趋势，总体变化幅度不大；随着酶解时间的延长，树莓果汁出汁率呈缓慢上升趋势，变化幅度不大。

由图5可以看出，树莓果汁的花青素含量随酶解时间的延长和酶解温度的升高均呈先升后降趋势，总体变化幅度不大；随着果胶酶添加量的增加，花青素的含量呈升高后趋于稳定态。

由上述响应面分析可以得到，三个因素对树莓果出汁率的影响次序为：酶添加量(X1)=酶解时间(X3)>酶解温度(X2)；对花青素含量的影响次序为：酶添加量(X1)>酶解温度(X2)>酶解时间(X3)。最佳酶解条件为：酶添加量0.08%、酶解温度51.48 ℃、酶解时间2.24 h，此时树莓原汁的出汁率为76.9676%，花青素含量为39.7147 mg/100mL。

3.3 原料调配条件对树莓果汁品质的影响

表7为不同原料配比的树莓果汁的感官评分，利用极差分析法对正交试验结果进行分析，各调配条件对应极差的数值越大，表明该因素的水平变化对试验指标的影响越大，试验中这个因素就越重要。表中3个调配条件原果汁添加量、白砂糖添加量和柠檬酸添加量的极差分别是5.400>3.984>0.0661，所以得到树莓果汁感官评价3个因素的影响次序为：A(原果汁添加量)>B(白砂糖添加量)>C(柠檬酸添加量)。3个因素Ki最大值均为K2。故优化的原料调配组合为A2B2C2，按表2设计即原果汁、白砂糖、柠檬酸添加量为30%、10%、0.10%。

图4 响应面因素交互作用对树莓果汁出汁率的影响响应面

图5 各因素交互作用对树莓果汁花青素含量的影响响应面

表7 调配工艺正交试验结果与分析

3.4 最佳贮存条件的确定

贮存温度如图6，室温25 ℃环境下，随贮存天数的增加树莓果汁吸光度值下降速率明显高于冰箱冷藏4 ℃环境下的下降速率。为了有效减缓树莓果汁的色泽变化，可于低温环境如4 ℃下进行贮存。

图6 温度对于果汁色泽的影响

光照作用如图7，窗台光照环境下，随贮存天数的增加树莓果汁色泽下降速率与下降幅度高于室内阴凉环境下的下降速率。要减缓树莓果汁的色泽变化，可置于阴凉环境下避光保存。

图7 光照对于果汁色泽的影响

4 小结

对树莓果汁的工艺进行优化研究，通过单因素试验和正交试验得到树莓果汁最佳工艺条件为：80 ℃热烫2 min，酶添加量为0.08%，51.48 ℃恒温酶解2.24 h，果汁添加量30%，白砂糖添加量10%，柠檬酸添加量0.10%，经杀菌后成品置于4 ℃进行避光贮存。树莓果汁较好地掩盖树莓原本的青鲜味，保留特色的香味，保留了树莓果汁的大部分营养成分，具有较长的货架期。优化工艺后的树莓果汁对后续的进一步研究和生产的工业化具有一定的参考价值。