復合增稠劑和護色劑對低糖樹莓果醬品質影響

李曉靜,韓宗元,閆思凡,白智慧,劉 毅

(沈陽工學院生命工程學院,遼寧撫順 113122)

復合增稠劑和護色劑對低糖樹莓果醬品質影響

李曉靜,韓宗元*,閆思凡,白智慧,劉 毅

(沈陽工學院生命工程學院,遼寧撫順 113122)

以紅樹莓為原料,采用無籽處理方法,然后以黃原膠和瓊脂作為增稠劑,氯化鈉和維生素C為護色劑,研究復合增稠劑和護色劑在不同保藏時間下對低糖樹莓果醬的質構性質和感官品質影響,并通過響應面實驗優化低糖樹莓果醬的工藝參數。結果表明:黃原膠和瓊脂比例為7∶3(復合增稠劑0.2%)時,新鮮果醬和4 ℃保藏90 d果醬的硬度和粘聚性無顯著性差異,且果醬細膩均勻,組織緩慢流動,無汁液分泌,無板結。氯化鈉和維生素C比例為2∶3(復合護色劑0.8%)時,L*值最大,a*、b*值最小,新鮮果醬和4 ℃保藏90 d果醬色澤無顯著性差異,其感官品質最佳。響應面的最優工藝參數:復合增稠劑添加量為0.40%,糖添加量47%,護色劑添加量為1.40%,此時,果醬色澤9.1分,氣味9.5分,組織狀態19.1分,口感18.8分,果醬品質極佳。復合增稠劑和護色劑對開發低糖果醬具有重要的作用。

復合增稠劑,護色劑,紅樹莓,低糖果醬,感官品質,質構性質

紅樹莓具有營養價值高、風味獨特等特點,被聯合國糧農組織(FAO)推薦為國際第三代新型特種漿果[1]。王文芝等[2]研究發現樹莓果實中含有豐富的氨基酸、糖、有機酸、微量元素、鞣花酸、天然色素、黃酮、水楊酸等多種對人體有益物質,其中有機酸含量超過2%,鞣花酸含量1.5～2.0 mg/100 g,花青素含量30～60 mg/100 g。Rao等[3-5]通過動物和人類體內外實驗對樹莓的功能性進行了研究,發現樹莓中的黃酮、酚酸、鞣花酸等多酚物質對癌癥、糖尿病、肥胖、心血管和氧化損傷等多種疾病有抑制作用,因此在英國被稱為“生命果”[6-7]。但樹莓成熟期短,且鮮果不易保存,因此,將樹莓進行加工處理制成果醬,來解決儲存和運輸的問題[1]。

表1 果醬的評分標準

果醬具有良好外觀,風味獨特,營養豐富,且保存性好。但因為傳統果醬生產方法是將果蔬和大量糖混合熬制成一種凝膠狀物質,一般含糖量高達65%以上,口感過于甜膩,且高糖的攝入,不利于人體健康[8]。所以低糖果醬的研制逐漸成為發展趨勢,而國內外對低糖樹莓果醬的研究也較少。林向東等[9]對草莓、杏復合低糖果醬進行了研制,主要以低甲氧基果膠凝膠特性為基礎,對低糖果醬水分析出的防止方法進行了探討,并通過正交實驗篩選出了最佳配方,此時果醬含糖量控制在20%～30%。衛萍等[10]采用沸水、高壓蒸汽和輻照三種滅菌方式對低糖香蕉果醬(含糖量不超過25%)品質的影響進行了研究,并考察了果醬的感官指標、理化性質及微生物的變化情況。陸健康等[11]以紅棗、花生為主要原料,進行了低糖復合果醬的研制,確定了花生最佳烘焙指標及復合果醬的最佳配方,此時其含糖量40%。

本研究主要解決低糖紅樹莓果醬的粘稠性差,水分析出,易褐變等問題,采用復合增稠劑和護色劑提高其穩定性,降低褐變程度,并研究低糖果醬的質構特性和感官品質。在此基礎上優化低糖紅樹莓果醬的加工工藝,為其工業化生產提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅樹莓 品種秋福,校實驗大棚種植基地自主種植;白砂糖、食鹽、瓊脂、黃原膠、維生素C 食品級,市售;Tris、鄰苯三酚、鹽酸、氫氧化鈉、酚酞 分析純,天津迪博化工股份有限公司。

手持式測糖計 上海天壘儀器儀表有限公司;水浴鍋 北京三二八科學儀器有限公司;高速攪碎機 廣州岑粵電器有限公司;紫外分光光度計 福州邁博儀器有限公司;高速離心機 北京時代北利離心機有限公司;TA-XT2-plus質構儀 英國SMS公司;WSC-S型測色色差計 上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 原料選擇→清洗→護色→打漿→去籽→調配→加熱濃縮→殺菌冷卻→成品

選擇優質、無霉變的新鮮或冷凍的樹莓果200 g,在0.1%氯化鈉溶液中清洗干凈后,放在0.8%氯化鈉和維生素C的溶液中浸泡30 min進行護色[12]。然后在高速攪拌機中打漿1 min,用過濾紗網去除樹莓籽。稱取80 g無籽樹莓果肉,并將瓊脂和黃原膠在90 ℃下溶解15 min,再加入0.3%復合增稠劑(黃原膠∶瓊脂=3∶2)和白砂糖40%(均按樹莓果肉質量計算),同時攪拌均勻,60 ℃熬煮濃縮。將果醬灌裝到玻璃瓶中在滅菌鍋進行殺菌,殺菌條件為95 ℃,10 min[13],再冷卻至室溫,冷藏。

1.2.2 感官評定方法 對制備好樹莓果醬根據色澤、風味、組織狀態和口感進行綜合評分,樣品提供給15名食品專業品評師,進行打分,取平均分作為感官評分。評分標準見表1[11-12]。

1.2.3 質構測試儀實驗方法

1.2.3.1 取樣 將加工好的樹莓低糖果醬膠體在室溫下倒入樣品測試杯進行測試。

1.2.3.2 質構測試儀的設定 模式:下壓過程測量力;實驗操作:返回起點;測試前速度:1.0 mm/s;測試速度:1.0 mm/s;測試后速度:1.0 mm/s;測試距離:30 mm;感應力:Auto-5g;記錄速率:200 PPS。

1.2.4 果醬色澤實驗方法 以標準白板為對照,通過色差計測定果醬的L*、a*、b*值,L*值描述產品的明暗程度,L*值越大表明產品越清亮,褐變越輕微;a*值為紅綠值,b*值為黃藍值。a*、b*值越大,表明果醬的顏色越偏向紅、黃,果醬褐變越嚴重。

1.2.5 理化指標和微生物指標測定 總酸、VC、還原糖、總糖、菌落總數、大腸桿菌、霉菌和酵母菌、致病菌分別參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》、GB/T 5009.86-2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定》、GB/T 5009.7-2008《食品中還原糖的測定》;菌落總數參照GB 47892-2010、大腸桿菌GB 47893-2010、霉菌和酵母菌GB 478915-2010、致病菌GB 29921-2013進行定量檢測。

1.2.6 響應面實驗 在單因素研究的基礎上,選取糖添加量、增稠劑添加量、護色劑添加量3個因素為自變量,以綜合評價值為響應值,根據中心組合設計原理,設計響應面分析實驗,其因素水平編碼表見表2。

表2 響應面實驗因素水平編碼表

1.3 數據分析

所有實驗均進行3次平行實驗,所有實驗數據均為“平均值±標準差”。采用Design Expert8.06軟件設計響應面,并對實驗數據進行分析。

表3 復合護色劑比例和儲藏時間對果醬色差影響

注：同行不同字母表示在0.05水平上差異顯著,表4同。

表4 復合護色劑比例和儲藏時間對果醬色澤和感官評價值影響

表5 增稠劑種類和添加量對果醬感官品質和質構性質影響

注：同列不同字母表示在p<0.05水平上差異顯著,粘聚性負號表示方向與硬度相反。

2 結果與分析

2.1 復合護色劑結果與分析

一般情況下,食品在加工和貯藏過程中會出現顏色比原有色澤加深的現象,稱為褐變。褐變不僅會影響產品外觀,而且會影響產品的風味和營養,是導致果蔬營養價值下降和貯藏期縮短的主要原因之一[14]。而色澤是果醬重要的感官品質指標,護色劑對色澤產生重要影響,通過色差分析儀,分別測定L*值、a*值、b*值,由表3可知,隨著復合護色劑中維生素C比例增大,L*值先增大后減小,L*值越大,褐變程度越小,隨著儲藏時間增加,L*值逐漸減小,但儲藏0 d和90 d的果醬L*值差異不顯著(p>0.05);a*值、b*值都是先減小再變大,且隨著儲藏時間增加,a*值、b*值都增加,但不顯著(氯化鈉和維生素C比例2∶1的90 da*值除外)(p>0.05),由于a*值、b*值越大,說明果醬褐變程度加大,逐漸由紅色變為變為紫色。這是因為組織細胞被破壞后,某些酚類物質在多酚氧化酶的作用下氧化成醌類物質,后者再繼續氧化聚合成黑色素,從而使醬體顏色加深[15]。氯化鈉在一定濃度下可以驅除溶液中的氧氣,使酚類底物難以與氧氣接觸,同時高濃度的鹽溶液對酶蛋白有一定的抑制作用,從而達到抑制褐變的作用;維生素C具有很強的還原性,能防止果蔬產品因氧化引起的品質劣變現象,同時可以絡合多酚氧化酶的輔基,直接作用于酶,抑制褐變的發生。結果表明,氯化鈉和維生素C比例2∶3時,L*值最大、a*值和b*值最小,護色效果最好。

由表4可知,當氯化鈉和維生素C的比例由2∶1～2∶4時,色澤和感官評價值先增大后減小,且隨著保藏時間增加,色澤和感官評價值都降低,但儲藏0 d和儲藏90 d相比,色澤和感官評價值變化都不顯著(p>0.05),同時氯化鈉和維生素C比例為2∶3,色澤和感官評價值最大。這說明護色劑對果醬的色澤有重要影響,從而影響其感官評價。表3也說明該比例下護色劑護色效果最優。所以復合護色劑比例為2∶3最佳。

表6 復合增稠劑比例和儲藏時間對質構性質影響

注：同行不同字母表示在p<0.05水平上差異顯著,粘聚性負號表示方向與硬度相反。

2.1.1 單一增稠劑對果醬感官品質和質構性質的影響 表5是黃原膠、瓜爾豆膠和瓊脂3種增稠劑對果醬感官品質和質構特性的影響,由表可知,3種增稠劑對果醬硬度、粘聚性、組織狀態和感官評價值都有重要影響,隨著黃原膠添加量增加,硬度、粘聚性、組織狀態和感官評價值都顯著性增加(p<0.05),表明黃原膠能夠提高果醬的質構性質和感官品質,但添加后果醬硬度和粘聚性較低,導致低糖果醬有水分析出。因為黃原膠具有較強的穩定性以及耐鹽、耐酸堿性,能使果醬、豆醬等醬體均一[16],但維持果醬硬度和粘聚性一般,對果醬的質構性質有影響;隨著瓊脂添加量增加,硬度和粘聚性顯著性增加(p<0.05)且硬度和粘聚性較大,組織狀態和感官評價值先增加后降低,說明瓊脂添加后,果醬中水分析出較少,但果醬硬度明顯增大,導致果醬出現板結現象,影響果醬組織狀態。因為瓊脂是常用于果凍、糖果、糕點中[17],作為膠凝劑、穩定劑、增稠劑起著增加食品粘度、賦予食品以黏滑而富有彈性韌性的口感等作用[18],但添加后果醬膠粘性過大，隨著瓜爾豆膠添加量增加,硬度、粘聚性、組織狀態和感官評價值都顯著性增加(p<0.05),表明瓜爾豆膠也能夠提高果醬的質構性質和感官品質,但果醬硬度和粘聚性都較低,低糖果醬有水分析出現象相比添加黃原膠更明顯。因為瓜爾豆膠的特點是水溶性好,為親水膠體,保水性較差[16,19]。3種增稠劑的效果對果醬組織狀態起到重要影響,由組織狀態評分可知:瓊脂效果最佳,瓜爾豆膠最差,黃原膠居中。3種增稠劑單一使用過程中,黃原膠和瓜爾豆膠使果醬硬度和粘聚性較低,且果醬由于含糖量低不能形成高甲氧基果膠,導致低糖果醬有水分析出,影響感官品質和質構性質;瓊脂添加使果醬的硬度和粘聚性較大,果醬出現板結現象,并且流動性差。因此單一增稠劑不能保證低糖果醬的組織狀態,而組織狀態又影響感官品質,所以選擇黃原膠和瓊脂作為復合增稠劑研究果醬品質[20-21]。

2.1.2 復合增稠劑對果醬質構性質的影響 表6是復合增稠劑和儲藏時間對質構性質影響,表6說明黃原膠40%和瓊脂60%時,隨著復合添加劑添加量增大,硬度和粘聚性都增大,并且隨著儲藏時間延長,0 d和90 d的果醬相比,后者硬度顯著增加,粘聚性顯著降低(p<0.05);當黃原膠50%和瓊脂50%時,隨著添加量增大,硬度和粘聚性同時增加,但都低于黃原膠40%和瓊脂60%時,隨著儲藏時間延長,0 d和90 d的果醬相比,后者硬度也顯著增加,粘聚性顯著降低(p<0.05);但當黃原膠與瓊脂的比例繼續增大時,儲藏0 d和90 d的果醬相比,其硬度,粘聚性無顯著性變化。因此,當黃原膠和瓊脂的比例逐漸增大并達到6∶4及以上時,果醬在保藏過程中,其質構性質保持穩定。

2.1.3 復合增稠劑對果醬感官性質的影響 表7是復合增稠劑和儲藏時間對感官性質影響,由表7可知,隨著復合增稠劑的添加量增加,果醬的組織狀態(黃原膠和瓊脂的比例在40%∶60%～60%∶40%范圍內)和感官評價值(黃原膠和瓊脂的比例為50%∶50%、60%∶40%)都是先增加后減小,但當黃原膠和瓊脂的比例達到70%∶30%時,果醬的組織狀態和感官評價值一直增加,并且果醬的組織狀態達到16分以上(復合增稠劑添加量0.15%、0.2%),進一步說明復合增稠劑對果醬的組織狀態有重要影響,從而影響其感官品質;且復合增稠劑能夠解決低糖果醬很難形成高甲氧基果膠而產生的水分析出問題,同時降低瓊脂單一使用出現的板結。隨著果醬儲藏時間延長,黃原膠和瓊脂的添加量比例由40%∶60%增大到60%∶40%時,果醬的組織狀態和感官評價值都呈現降低趨勢，且大部分組別趨勢明顯(p<0.05);復合增稠劑比例繼續增大到70%∶30%時,組織狀態和感官評價值略微降低,但不顯著,說明低糖果醬在復合穩定劑比例70%∶30%時,組織狀態好,保藏時間長。因此,由表6和表7知,隨著果醬保藏時間增加,復合增稠劑可以保持果醬硬度、粘聚性、組織狀態和感官評價值,且黃原膠70%和瓊脂30%對應不同添加量下,新鮮果醬、保藏30 d和90 d果醬的硬度、粘聚性、組織狀態和感官評價值與新鮮果醬相比無顯著性差異(p>0.05),所以確定黃原膠70%和瓊脂30%(濃度0.2%)為最優復合增稠劑比例。

表7 復合增稠劑比例和儲藏時間對感官性質影響

注：同行不同字母表示在p<0.05水平上差異顯著。

2.2 低糖樹莓果醬的最佳配方的篩選

在單因素基礎上,通過響應面實驗,以感官綜合評價為指標,對影響低糖樹莓果醬的主要因素:糖的添加量、增稠劑(70%黃原膠和30%瓊脂)、護色劑(氯化鈉∶維生素C比例為2∶3)進行響應面實驗。實驗結果與分析見表8。

表8 響應面實驗方案及結果

實驗號1～14為析因實驗,15～20為中心實驗,用以估計實驗誤差。通過統計分析軟件Design expert8.06進行數據分析,建立二次響應面回歸模型為:

感官評價值=53.66+1.61A+4.79B+1.34C+0.53AB+0.73AC-0.78BC-1.76A2-2.63B2-0.99C2

進一步對該回歸模型進行顯著性檢驗,響應曲面數據的方差分析結果見表9。

表9 回歸與方差分析結果

根據實驗結果可知,A、B、C、AB、AC、BC、A2、B2、C2對感官評價影響顯著。將1個因素固定在零水平,可以得到其他2個因素的響應面圖,可以從中看出各因素之間的交互作用。

各因素顯著項(p<0.05)交互作用的響應面圖見圖1～圖3。

圖1 糖添加量和增稠劑添加量交互圖Fig.1 Interaction of sugar and thickener contents

圖2 糖添加量和護色劑添加量交互圖Fig.2 Interaction of sugar and color protecting agents contents

圖3 增稠劑和護色劑添加量交互圖Fig.3 Interaction of thickener contents and protecting agents contents

當護色劑在零水平,圖1表示增稠劑添加量和糖添加量有顯著的交互作用,在不同的糖添加量的條件下,增稠劑添加量對感官評價的影響趨勢是逐漸增大,并趨于穩定,說明增稠劑添加量在0.30%以后,感官評價值不再增大;在不同增稠劑添加量的條件下,糖添加量對感官評價的影響是先增加后略微減小,說明糖添加量在38%～45%之間,感官評價值達到最大。當增稠劑在零水平,圖2表示糖添加量和護色劑添加量有顯著的交互作用,在不同的糖添加量的條件下,護色劑添加量對感官評價的影響趨勢是先增加后保持穩定,說明護色劑添加量在1.10%以后,感官評價值不增加;在不同護色劑的條件下,糖添加量對感官評價的影響趨勢是先增加后略微減小,說明糖添加量在38%～45%之間,感官評價值達到最大。當糖添加量在零水平時,圖3表示增稠劑和護色劑添加量有顯著的交互作用,在不同護色劑作用下,增稠劑添加量對感官評價的影響趨勢是先增加后保持穩定,護色劑的影響趨勢相同。

2.3 最優工藝參數確定和驗證

應用響應面分析方法對回歸模型進行分析可知,最優條件:糖添加量46.96%,增稠劑添加量0.39%,護色劑添加量1.43%,取整后糖添加量為47%,增稠劑添加量為0.40%,護色劑添加量為1.40%,響應面最優值為56.77±0.34,在此條件下低糖樹莓果醬色澤、風味、組織狀態、口感最佳。

在響應面分析法求得的最佳條件下,即糖添加量為47%,增稠劑添加量為0.40%,護色劑添加量為1.40%,進行平行實驗(3次),3次平行實驗值為56.41、56.52、56.61,平均值為56.51,此時果醬色澤9.1分,氣味9.5分,組織狀態19.1分,口感18.8分。響應值的實驗值與回歸方程預測值吻合良好,說明模型能夠較好地預測低糖樹莓果醬的加工效果。

表10 低糖樹莓果醬理化指標和微生物指標

2.4 理化指標和微生物指標分析

以紅樹莓,白砂糖等為原料,經過蒸煮、調配,高壓殺菌制成的低糖樹莓果醬,醬體成紅色或偏深紅色,均勻一致,成粘稠狀,且粘稠狀適中,無凍狀、板結現象,且無汁液分泌,口感酸甜適口,具有樹莓果特有的香氣,是一種老少皆宜低糖樹莓產品。表10是樹莓果醬的理化指標和微生物指標,表明樹莓果醬含糖量50.63%,低于65%,是低糖果醬;菌落總數、大腸菌群、霉菌和酵母菌都符合標準,沒有檢出致病菌[10]。

3 結論

采用黃原膠、瓊脂和瓜爾豆膠3種增稠劑進行低糖果醬質構性質和感官品質研究,通過硬度、粘聚性和組織狀態分析表明:黃原膠和瓜爾豆膠添加后果醬硬度和粘聚性較小,有水分析出;添加瓊脂后果醬硬度和粘聚性較大,無法流動,并出現板結。黃原膠和瓊脂按7∶3比例復合時,果醬硬度和粘聚性適中,并且細膩均勻,組織緩慢流動,無汁液分泌,并且果醬保藏90 d其質構性質和感官品質與新鮮果醬無顯著性差異。復合增稠劑可以解決低糖果醬的水分析出問題,并以低甲氧基果膠凝膠特性為基礎,減少糖的用量,對人體健康具有積極的作用。氯化鈉與維生素C復合護色劑2∶3時保證果醬保藏90 d其質構性質和感官品質與新鮮果醬無顯著性差異,降低色素氧化。

通過響應面實驗確定最優低糖樹莓果醬工藝參數:復合增稠劑添加量為0.40%,蔗糖添加量47%,護色劑添加量為1.40%,果醬色澤為亮紅色,有光澤,組織狀態細膩黏稠,無板結,不流散,風味具有樹莓果特有的香氣,滋味酸甜適口,比傳統果醬的含糖量(65%)低。并且含有還原糖(5.57±0.46) g/100 g,總糖50.63%±1.18%,維生素C(28.72±1.25) mg/100 g;菌落總數、大腸菌群、霉菌、酵母菌都符合國家標準,致病菌未檢出。

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Effect of composite thickening agent and color protection agent on the quality of low sugar raspberry jam

LI Xiao-jing,HAN Zong-yuan*,YAN Si-fan,BAI Zhi-hui,LIU Yi

(College of Life and Engineering,Shenyang Institute of Technology,Fushun 113122,China)

Red raspberry was used as raw material,and the seedless treatment method was adopted. Then the xanthan gum and agar were used as a thickening agent,and sodium chloride and vitamin C were used as the color protection agent. The effect of composite thickening agent on texture properties and sensory quality of low sugar raspberry jam was carried out. By response surface experiments,process parameters of low sugar raspberry jam were optimized. Results showed that the proportion of xanthan gum and agar was 7∶3(composite thickening agent 0.2%),and the hardness and adhesiveness of jam between storage 0 day and 90 days had no difference,which had slow flow,no juice secretion and no compaction. While the proportion of sodium chloride and VCwas 2∶3(color protection agent 0.8%),L*value reached the highest,a*andb*values were the the smallest. The colour of jam between storage 0 day and 90 days at 4 ℃had no difference and its sensory quality was the best. The optimum process parameters of response surface were the addition of composite thickening agent 0.40%,the addition of sugar 47%,the addition of color protecting agent 1.40%. Under the conditions,the color score of the jam was 9.1,its aroma score was 9.5,its texture score was 19.1,its taste score was 18.8 and its quality was wonderful. In conclusion,composite thickening agent and color retention agent are important for the development of low sugar jam.

composite thickening agent;color protection agent;red raspberry;low sugar jam;sensory quality;texture properties

2016-10-28

李曉靜(1987-)，女，碩士，講師，研究方向：食品科學，E-mail：lxj510418531@163.com。

*通訊作者:韓宗元(1988-)，男，碩士，講師，研究方向：農產品加工，E-mail：longnv0206@163.com。

校重大課題支持基金項目(ZD201602)；遼寧省大學生創新創業訓練計劃項目(201613201000020)。

TS255.3

B

1002-0306(2017)09-0228-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.035