膳食纤维柿果果冻的研制
2023-10-31杨苗苗莫金凤段彦丽孙能培吴方园
杨苗苗,吴 丹,*,莫金凤,段彦丽,孙能培,吴方园
(1.陕西学前师范学院,陕西 西安 710100;2.北京农业职业学院,北京 102442)
柿(Diospyros kakiL.)属柿科(Ebenacea)柿属(DiospyrosL.),为多年生落叶果树,主要分布于我国河北、河南、陕西、山东、广西等22 个省市,总产量位居世界之首[1]。柿果又名朱果、米果、猴枣,含有大量类胡萝卜素、葡萄糖、果糖、钙、磷、黄酮类化合物、VC、酚类化合物、脂肪酸、多种氨基酸、多糖、膳食纤维等,享有“果中圣品”“铁杆庄稼”“木本粮食”等美誉[2-4]。柿果亦有抗菌、抗病毒、抗辐射、抗氧化等作用。近年来,柿单宁由于具有抗病毒作用而被广泛关注。然而,新鲜柿果味涩不能食用,脱涩后贮藏期极短,且脱涩后的产品容易返涩,严重制约了柿果资源的开发利用,导致每年都有大量柿果烂在田间地头,造成优质资源的极大浪费,因此,迫切需要开发柿果资源的深加工技术。
前期研究发现,涩柿果经低温冷冻脱涩处理后,柿子汁后期不返涩,这一发现为柿果资源的深加工利用开辟了一条新途径。基于此,本研究采用低温冷冻脱涩,辅以魔芋精粉,研制一款后期不返涩、口感爽滑、气味芬芳、酸甜适口、具有良好感官特性的柿果果冻,旨在为柿果资源的开发利用提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
1.1.1 材料与试剂
柿果,陕西彬州尖顶柿、临潼火晶柿。白砂糖,南宁糖业股份有限公司;柠檬酸(食品级),日照金禾生化集团股份有限公司;卡拉胶(食品级),上海北连生物科技有限公司;魔芋精粉(食品级),宏大生物科技有限公司;果胶酶,西安道生化工有限公司;没食子酸(标准品),西安启光科茂有限公司;VC,西安集佰侬生物科技有限公司;葡萄糖(标准品),潍坊英轩实业有限公司;醋酸(食品级),山西鸿祥生物技术有限公司;乙醇,上海迈瑞尔生化科技有限公司;芦丁标准品,成都麦德生科技有限公司;苯酚、浓硫酸,陕西欣通化工有限公司。
1.1.2 仪器与设备
FA2004N 型电子天平,上海精其仪器有限公司;TTT30-DK-98-IIA型电热恒温水浴锅,东方化玻(北京)科技有限公司;HH-S21-4-S型双列四孔水浴锅,山东千司科学仪器有限公司;HT648型破壁机,九阳生活电器有限公司;U-T810型紫外可见分光光度计,屹谱仪器制造(上海)有限公司;LC-LX-H165A型离心机,上海尚仪仪器有限公司;RE-2000B 型旋转蒸发仪,上海市亚荣仪器制造有限公司;SPX-250B-Z型恒温培养箱,上海市博远实业制造有限公司;WGL-125B恒温干燥箱,陕西天美科技制造有限公司;RHB-10ATC型手持折光仪,上海垒固仪器制造有限公司。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
柿果→冷冻脱涩→去皮→护色打浆→溶胶熬浆→调配→杀菌冷却→检验→抹瓶→贴标→抽检→成品[5]
1.2.2 操作要点
1.2.2.1 低温冷冻脱涩
将新鲜柿果于-18 ℃下冷冻完全,然后于常温下冷水解冻,反复冻融数次,基于感官分析确定脱涩时间,并测定冷冻脱涩后柿果单宁含量[6]。
1.2.2.2 去皮、护色打浆
将脱涩后的柿果用80 ℃热水漂烫3~5 s 后迅速捞出,剥皮,将果肉破碎打浆,在此过程中加入质量分数0.1%的VC进行护色[7]。
1.2.2.3 溶胶熬浆、调配、杀菌
将柿果汁和原辅料按配比混合后加热,首先融化复配胶,加入柿果汁后沸腾熬煮4~6 min,再加入白砂糖等辅料搅拌均匀,趁热瓶装后于80 ℃下杀菌10~15 min,冷却后置于4 ℃下保存备用。
1.2.3 柿果果冻配方的确定
1.2.3.1 单因素试验设计
以100 g 果冻为基准,在柿果汁添加量20%、魔芋精粉添加量0.8%、白砂糖添加量12%、柠檬酸添加量0.12%配方的基础上,设置柿果汁添加量分别为12%、16%、20%、24%、28%,魔芋精粉添加量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,柠檬酸添加量分别为0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%,白砂糖添加量分别为4%、8%、12%、16%、20%,按照工艺流程制备柿果果冻,考察不同因素对果冻感官评分的影响。
1.2.3.2 正交试验设计
在单因素试验的基础上,确定柿果汁、白砂糖和魔芋精粉添加量对柿果营养果冻的影响更为显著。因此,选取柿果汁、白砂糖和魔芋精粉添加量进行L9(34)正交试验,通过感官评价确定最终配方。正交试验因素与水平见表1。
表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal test 单位:%
1.2.4 柿果理化指标测定
1.2.4.1 多糖含量
将脱涩柿果于55 ℃恒温干燥箱内烘干,粉碎得到柿果粗粉,于60 ℃下水浴超声,抽滤2 次,然后用旋转蒸发仪浓缩[8]。采用硫酸-苯酚法[9]测定柿果多糖含量。精密称取葡萄糖标准品进行梯度稀释,分别向不同浓度的标准品溶液和样品中加入5%苯酚溶液0.30 mL 及浓硫酸3.00 mL,静置15 min 后于490 nm 处测定吸光度,然后根据标准品曲线计算其多糖含量。
1.2.4.2 可溶性固形物含量
将柿果匀浆后,用四层纱布过滤取汁,然后使用手持折光仪测定可溶性固形物含量[10]。
1.2.4.3 单宁含量
将柿果去皮后破壁打浆,用0.8%盐酸作为提取剂,料液比为1∶10(g/mL),80 ℃下提取60 min,采用Folin-denis法测定单宁含量。以没食子酸为标准品,绘制标准曲线,基于此检测单宁含量,明确冷冻脱涩后柿果中可溶性单宁含量[6]。
1.2.4.4 VC含量
称取柿果果浆5.000 g,加入2%醋酸溶液10.00 mL,在室温避光环境中浸提30 min,浸提液于4 000 r/min条件下离心8 min,取上清液定容至100 mL备用。以VC为标准品,绘制标准曲线,采用紫外可见分光光度法测定VC含量[11]。
1.2.4.5 总黄酮含量
取一定量柿果,匀浆,分别用10 倍体积、70%乙醇回流提取1.0 h和1.5 h后,分别过滤并合并滤液,浓缩至稠膏状后干燥备用。用芦丁标准品绘制标准曲线并获得回归方程,于510 nm处测定吸光度,得到提取物中总黄酮含量[12]。
1.2.4.6 出汁率
称取一定量(m1)解冻后的柿果,用榨汁机榨汁1 min,两层纱布过滤,称得过滤后柿果汁的质量(m2),并计算出汁率。出汁率计算公式如下:
1.2.5 果冻总膳食纤维及菌落总数测定
1.2.5.1 总膳食纤维含量
采用GB 5009.88—2014[13]中的酶-质量法进行检测。总膳食纤维含量的计算公式如下:
1.2.5.2 菌落总数
参照GB 4789.2—2022[14]中的方法测定。
1.2.6 感官评定方法
感官评定小组由10名食品科学与工程专业人员组成,培训后推选组长,参考果冻感官评定相关标准,制定柿果果冻感官评价标准(表2)。取样品10 g,分别置于无色透明塑料小杯中,在自然光条件下,由感官评定人员通过观察其色泽,触摸其质地,闻其味道,品其风味和滋味等进行感官评定。
表2 柿果营养果冻感官评定标准Table 2 The standards of sensory evaluation of persimmon jelly
1.2.7 数据处理
2 结果与分析
2.1 低温冷冻与涩柿果脱涩之间的关系
将涩柿果置于-18 ℃至冷冻完全,取出后于室温下冷水解冻,反复冻融数次,感官评定结果发现,反复冻融可以脱涩,尖顶柿脱涩需6次,火晶柿需8次。研究发现,柿果缓慢冷冻后再解冻可脱涩,而速冻后再解冻不能脱涩,其主要原因是缓慢冷冻破坏了细胞结构,导致可溶性单宁外渗,与细胞内含物(果胶、蛋白质等大分子物质、细胞壁或质膜碎片)结合形成不溶性复合物而脱涩,而快速冷冻不会破坏水果表皮细胞,细胞膜不会受到损伤,因此无法脱涩[15-16]。研究团队前期研究发现,快速冷冻后,于室温下用冷水解冻,数次后不仅能使涩柿脱涩,亦能保证产品后期不返涩。基于此,本研究采用低温冷冻脱涩,但低温冷冻脱涩的机理尚不清楚,有待进一步深入研究。
2.2 柿果果冻加工材料的确定
由表3可见,冷冻处理后两种柿果的可溶性单宁含量下降,多糖、总黄酮、VC 含量及出汁率均较脱涩前高,推测解冻破坏了细胞结构,导致可溶性单宁外渗并与细胞内含物(果胶、蛋白质等大分子物质、细胞壁或质膜碎片)结合形成不溶性复合物而脱涩,冻融过程中果皮和果肉细胞膜破损后细胞内含物释放,从而使多糖、总黄酮、VC、出汁率等增加。
表3 脱涩前后不同品种柿子的理化指标Table 3 The physicochemical indices of different variety persimmons before and after deastringent
研究发现,冷冻可实现食品组织改良,从而改进食品的口感、风味、加工特性和稳定性等。姚路畅等[16]利用低温冷冻处理葡萄,结果显示,冷冻破坏葡萄果皮细胞的超微结构,使果皮中的色素、芳香物质及多酚类、黄酮类化合物等对人体有益的物质从果皮浸出并渗入葡萄酒中,从而提高了葡萄酒的品质。吴树青[17]利用冷冻破壁法制备果汁,结果表明,采用冷冻破壁离心法制作的果汁的出汁率、VC含量、透光率、色泽、香气成分等均明显优于传统榨汁工艺。
基于尖顶柿脱涩时间小于临潼火晶柿,且尖顶柿的总黄酮含量、VC 含量、出汁率均高于火晶柿,加之尖顶柿为陕西主栽品种、产量大等综合因素,选择尖顶柿为果冻加工原材料。
2.3 单因素试验结果
如图1 所示:当柿果果汁添加量不足时,果冻颜色呈浅黄色,柿果风味不明显;添加量为24%时果冻呈橙黄色,半透明状,柿果风味明显,感官评分最高;但添加过量时,果冻口感粗糙,色泽浑浊变暗,风味变差,失去果冻原有的顺滑爽口口感。因此,选择适宜的柿果果汁添加量为24%。
图1 柿果汁添加量对柿果果冻感官品质的影响Fig.1 Effects of persimmon fruit juice additions on sensory qualities of persimmon fruit jelly
由于魔芋有很好的凝胶特性,加之其富含膳食纤维,因此在柿果果冻制作中添加魔芋精粉不仅能减少食用胶的用量,还可增加果冻中的膳食纤维,从而提高柿果果冻的营养价值。当魔芋精粉添加量较少时(图2),果冻难成型,容易破碎且咀嚼性差,影响果冻的口感与外观;当魔芋精粉添加量为0.8%时,果冻成型好且富有弹性,能较好地满足果冻的口感需求且无魔芋腥味;但其添加过量时,果冻口感变硬并出现魔芋腥味,感官评分不理想。因此,选择适宜的魔芋精粉添加量为0.8%。
图2 魔芋精粉添加量对柿果果冻感官品质的影响Fig.2 Effects of konjac powder additions on sensory qualities of persimmon fruit jelly
由图3可见,柠檬酸对果冻风味和复配胶稳定性有重要影响,当其添加量较少时,果冻酸甜不协调;当其添加量为0.16%时,果冻酸甜适口,复配胶稳定,果冻质地最佳,无析水现象;但当添加量增加至0.20%时,果冻涩口,复配胶不稳定,果冻出现析水现象且组织形态不佳。因此,选择适宜的柠檬酸添加量为0.16%。
图3 柠檬酸添加量对柿果果冻感官品质的影响Fig.3 Effects of citric acid additions on sensory qualities of persimmon fruit jelly
如图4 可见:当白砂糖添加量不足时,果冻味道寡淡;当白砂糖添加量为8%时,果冻的口感和甜度达到最佳,柿子的香味最为突出;但当加入白砂糖过量时,会导致果冻口感变甜腻甚至发苦,适口性差,风味不佳。因此,选择适宜的白砂糖添加量为8%。
图4 白砂糖添加量对柿果果冻感官品质的影响Fig.4 Effects of sugar additions on sensory qualities of persimmon fruit jelly
2.4 柿果果冻配方的优化
为了优化柿果果冻的配方,在单因素试验的基础上选取柿果汁、白砂糖和魔芋精粉3因素进行正交试验,观察各因素间的协同作用,得到柿果果冻的优化配方,正交试验结果见表4。由表4可见,经正交试验确定出产品的最佳组合为A2B1C2,即柿果汁添加量24%,白砂糖添加量7%,魔芋精粉添加量0.8%。在此配方基础上制作的柿果营养果冻感官评分最高,达96.5分,口感最佳,酸甜适口。
表4 正交试验结果Table 4 Orthogonal test results
2.5 柿果果冻理化指标检测结果
采用优化工艺参数加工的柿果果冻各项理化指标检测结果(表5),符合GB/T 19883—2018[18]要求。
表5 柿果果冻理化指标分析表Table 5 Analysis table of physicochemical indices of persimmon jelly
3 结论
低温冷冻、反复冻融可实现涩柿脱涩。反复冻融后,柿果的可溶性单宁含量下降,多糖、VC、总黄酮含量及出汁率升高。本研究经单因素和正交试验,得到柿果果冻的最佳工艺配方为:柿果汁添加量24%,魔芋精粉添加量0.8%,白砂糖添加量7%,柠檬酸添加量0.16%。根据最优配方制得的柿果果冻色泽鲜亮、香味协调、口感顺滑、无析水现象,可溶性固形物含量和微生物指标均符合国家标准[18]。
在柿果果冻加工过程中添加魔芋精粉后,果冻总膳食纤维含量达3.82 g/100 g,基于食品营养声称和营养成分功能声称准则[19],本研究研发的果冻可以用“膳食纤维来源或含有膳食纤维”来声称。