低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁配方優化

關鍵詞：響應面法；澳洲青蘋；雪梨；復合果汁；工藝優化

0 引言

NFC（notfromconcentrate，非濃縮還原）果汁，是將新鮮果蔬預處理后榨汁，經殺菌直接灌裝，不經濃縮或復原，最大程度保留了水果的營養和風味。近年來，消費者越來越青睞天然、營養、健康的果汁，NFC果汁在發達國家發展迅速，在我國市場占有率卻不到1%，前景非常廣闊，因此，急需開發出更多種類的營養型、復合型和功能型等新型果蔬汁飲料[1]。

澳洲青蘋原產于澳大利亞，高酸口味，果肉呈淡綠白色，肉質粗脆多汁，富含維生素C、有機酸、多酚和膳食纖維等多種營養成分，耐貯藏，是全球知名的加工、鮮食綠色蘋果品種[2-3]。雪梨口感香甜多汁，營養豐富，有潤肺清燥、止咳化痰、養血生肌的作用。

本研究采用響應面優化法研究低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁（以下簡稱NFC復合果汁）配方，旨在開發出營養豐富、風味獨特的保健NFC復合果汁。試驗利用冷榨技術設備加工澳洲青蘋和雪梨得到果汁，可極大程度保留水果的營養成分和風味物質，傳統的熱壓榨技術需對水果采用熱處理，雖提高了出汁率，卻加速了果汁氧化，使風味和營養受到破壞。將兩種果汁復配，用天然低熱量甜味劑木糖醇代替蔗糖，研發出低熱量、多維生素C的NFC復合果汁，既可提高兩種原料的產品附加值，助其產業鏈發展，彌補了我國營養型、復合型和功能型等新型果蔬汁產業技術開發不足的現狀，更對NFC果汁市場提供新的產品類型，對滿足消費者健康營養和低熱量的需求具有重要意義[4]。

1 材料與方法

1.1 材料試劑

主要材料：澳洲青蘋，購于匯承果業（楊凌）技術開發有限責任公司；雪梨，市售；木糖醇等輔料，均為食品級。

主要儀器：yaYXOXa3B型冷榨果汁機，廣東大宇科技實業有限公司；T25型高壓均質機，德國IKA公司；HYHW-8A型全自動熱量儀，鶴壁市華宇儀器儀表有限公司；ZD-2型全自動電位滴定儀，上海雷磁儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 生產工藝

NFC復合果汁生產工藝流程如圖1所示。

1.2.2 單因素試驗

分別以澳洲青蘋汁與雪梨汁復配比例（以下簡稱復配比例）、木糖醇、亞麻籽膠和香精為考察因素，以感官評定評分標準為判斷依據，研究各因素對NFC復合果汁感官評分的影響。包括復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量和香精添加量對NFC復合果汁感官評分的影響。

1.2.3 響應面法試驗設計

為了獲得最佳NFC復合果汁配方，在單因素試驗基礎上，以感官評定結果為考察對象，針對單因素試驗中對NFC復合果汁影響較大的復配比例、木糖醇添加量和亞麻籽膠添加量3個因素，設計并開展響應面（BBD）試驗設計，如表1所示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 復配比例對NFC復合果汁感官評分的影響

由圖2可知，NFC復合果汁感官評分隨著復配比例而發生變化，隨著雪梨果汁添加量的下降，NFC復合果汁感官評分呈現出先增加后又快速下降的趨勢。這是由于當雪梨汁添加量過多時，澳洲青蘋汁香味完全被雪梨汁掩蓋；而當雪梨汁添加量過少時，又會顯得澳洲青蘋汁香味過于濃郁，從而影響感官評分。當二者的復配比例在1∶0.25～1∶1.00時，NFC復合果汁具有澳洲青蘋和雪梨的芳香味，香氣協調柔和，無其他異味。所以，澳洲青蘋汁與雪梨汁復配比例固定在1∶0.25～1∶1.00。

2.1.2 木糖醇添加量對NFC復合果汁感官評分的影響

酸甜口味直接影響NFC復合果汁口感，澳洲青蘋偏酸，總固形物≥13°Brix，可滴定酸≥0.65%[5]；雪梨總固形物含量≥12°Brix，可滴定酸≤0.15%[6]。因此，需要加入適量的甜味劑改善飲料風味，選擇天然甜味劑木糖醇，甜度為蔗糖甜度1.2倍，能保證NFC復合果汁的甜度及低熱量原則；根據預試驗結果和對市場銷售同類產品的分析，本試驗以木糖醇作為甜味劑來改善果汁口感[7-10]。

由圖3可知，NFC復合果汁感官評分隨著木糖醇添加量的增加呈現出緩慢上升，然后下降的趨勢。這是由于木糖醇添加量過少時，NFC復合果汁偏酸，酸甜不協調，當木糖醇添加量過多時，復合飲料又過甜。所以，依據木糖醇添加量對NFC復合果汁感官的影響單因素試驗，木糖醇添加量固定在1%～3%。

2.1.3 亞麻籽膠添加量對NFC復合果汁感官評分的影響

NFC復合果汁雖然經過了過濾，但還含有較多不穩定成分，為了增加NFC復合果汁的品質，選用了亞麻籽膠作為穩定劑[11-14]。由圖4可知，隨著亞麻籽膠添加量的增加，NFC復合果汁感官得分顯著增加，當亞麻籽膠添加量在0.06%～0.10%時，感官得分趨于平緩。所以，依據亞麻籽膠添加量對NFC復合果汁感官的影響單因素試驗，亞麻籽膠添加量固定在0.06%～0.10%。

2.1.4 果汁香精配比對NFC復合果汁感官評分的影響

在果汁香精添加量一定時，青蘋果香精與雪梨香精配比對NFC復合果汁感官的影響如圖5所示。由圖5可知，青蘋果香精與雪梨香精的添加可以改善NFC復合果汁的香味，兩種果汁香精的不同配比對NFC復合果汁感官影響并不是很大。但兩種果汁香精添加后，NFC復合果汁香味過重，不能與原果汁固有的香氣協調，導致NFC復合果汁的香味不自然，所以在正交試驗中不添加果汁香精。

2.2 NFC復合果汁響應面法試驗結果

按照響應面試驗設計進行試驗，試驗結果如表2所示。

對表2試驗結果利用DesignExpert12.0.3.0進行統計分析，以95%的置信區間進行顯著性檢驗，得到預測方程（1）。

對預測方程（1）的顯著性進行統計分析，分析結果如表3所示。

X21X22X23由表3可知，預測方程的F=136.9942，Plt;0.0001lt;0.05，呈現出極顯著；失擬性誤差的F=0.8010，P=0.5546gt;0.05，呈現出不顯著，表明預測方程（1）呈極顯著性。通過對各因子的顯著性進行檢驗，因素X1、X2、X3、X1X2、X2X3、、和也都呈現出顯著性。交互作用X1X3不顯著性，可以將相互作用X1X3從方程中進行剔除，預測方程（1）可以簡化為方程（2）。

由表4可知，預測方程的復相關系數（R-Squared）為0.9944，表明各因素線性相關性較好；校正擬合度（AdjR-Squared）為0.9871，預測擬合度（PredR-Squared）為0.9606，這兩個值高且接近，表明回歸方程能充分說明工藝過程。變異系數（C.V/%）為1.5125%lt;10%，表明試驗的可信度和精確度高；精密度（AdeqPrecision）是有效信號與噪聲的比值，gt;4視為合理。表明擬合的回歸方程符合以上檢驗原則，適應性較好。

2.3 最佳試驗方案確定

根據BBD試驗設計方案，將因素水平帶入預測方程（2）中，得到方程（3）。

利用DesignExpert12.0.3.0對產品進行優化處理，如圖6所示，當復配比例1∶0.65、木糖醇添加量2%和亞麻籽膠添加量0.061%時，NFC復合果汁各項評價最佳，此時理論預測的評分9.65。

2.4 數學模型預測結果驗證

在設定感官評分Y=9.65下，所有的約束條件取復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量在范圍內（1∶0.3在此條件下重新試驗5次，對產品進行感官評定得分9.6614，與預測結果吻合度較高，說明利用BBD對產品配方進行優化是可行的。

3 結束語

本研究利用響應面優化法對低熱量非濃縮還原澳洲青蘋雪梨復合果汁配方進行優化，建立了澳洲青蘋與雪梨復配比例、木糖醇添加量、亞麻籽膠添加量與NFC復合果汁感官評分的數學模型，用建立的數學模型對NFC復合果汁最優配方進行預測，確定了最佳的NFC復合果汁配方，當復配比例1∶0.65、木糖醇添加量2%和亞麻籽膠添加量0.061%時，NFC復合果汁酸甜柔和適中，具有澳洲青蘋和雪梨的芳香味，香氣協調柔和，無后苦澀味，酸甜適中，風味好，體態均勻無沉淀。