低糖藍(lán)莓果脯的微波滲糖工藝

馬艷弘，周劍忠，王 英，謝 芹，黃開(kāi)紅,*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.中國(guó)藥科大學(xué)藥學(xué)院，江蘇 南京 210009)

藍(lán)莓屬杜鵑花科越橘屬，是21世紀(jì)功能性保健漿果，含有黃酮類(lèi)、花青素等生理活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗炎、抗衰老、保護(hù)視網(wǎng)膜、保護(hù)心血管、保護(hù)視力、抗癌、增強(qiáng)免疫力等多種藥理保健功效[1-3]，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)列為人類(lèi)五大健康食品之一，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。近年來(lái)我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛[4]，但藍(lán)莓為易腐果品，貨架期短、季節(jié)性強(qiáng)、深加工技術(shù)落后，成為制約我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。科研人員針對(duì)這一問(wèn)題做了大量的工作，藍(lán)莓深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究如火如荼。其中，通過(guò)糖漬加工藍(lán)莓果脯是促進(jìn)藍(lán)莓反季節(jié)銷(xiāo)售、延長(zhǎng)藍(lán)莓保質(zhì)期、提高其貨架期的重要途徑之一。

低糖果脯是果脯加工領(lǐng)域的新趨勢(shì)。低糖果脯生產(chǎn)普遍存在滲糖速度慢、汁液流失、顏色變化等缺點(diǎn)。Stojanovic等[5]報(bào)道，藍(lán)莓長(zhǎng)時(shí)間處于高濃度糖液中，會(huì)導(dǎo)致抗氧化能力急劇降低，60%的花青素和酚類(lèi)物質(zhì)損失。因此，快速滲糖和護(hù)色處理工藝是保證藍(lán)莓果脯品質(zhì)的關(guān)鍵。Huo等[6]建立的微波三維加熱模型正好為藍(lán)莓快速滲糖工藝提供了理論依據(jù)。研究[7-9]報(bào)道，采用檸檬酸、VC、NaCl、Ca2+聯(lián)合處理既可以保持產(chǎn)品色澤、提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可以提高后期干燥效率。祝美云等[10-11]認(rèn)為，滲糖液中添加膠體進(jìn)行微波滲糖，不僅可以有效提高果脯滲糖速度，保持果脯良好的外形，還可以有效減緩工藝過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的損失。王愈[12]、魏征[13]、王竹青[14]等相繼報(bào)道了橙皮、圣女果、蘋(píng)果、雪蓮等果脯的微波滲糖加工工藝，但有關(guān)藍(lán)莓微波滲糖工藝研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以兔眼藍(lán)莓為原料，對(duì)低糖藍(lán)莓果脯微波滲糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，為微波滲糖工藝研究和工廠化生產(chǎn)提供參考。對(duì)于延長(zhǎng)藍(lán)莓保質(zhì)期、增加附加值，提高藍(lán)莓的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，保障藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等均具有積極的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

兔眼藍(lán)莓由南京新得力食品有限公司提供。

果葡糖漿、明膠(食品級(jí)) 市售；濃硫酸、蒽酮、硫脲、無(wú)水葡萄糖、檸檬酸、CaCl2、NaCl、VC均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

WSC-S測(cè)色色差計(jì) 上海精科儀器有限公司；KD21C-C2型微波爐(800W，2450MHz) 美的微波爐制造有限公司；TGL-16G離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；貴夫人高速打漿機(jī) 臺(tái)灣根盈企業(yè)有限公司；101A-3電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；UV-1600PC紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海分析儀器廠；BCD-277 型直冷式冷藏冷凍箱 博西華家用電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低糖藍(lán)莓果脯加工工藝流程

原料挑選→清洗→預(yù)處理→護(hù)色、硬化→漂洗瀝干→微波滲糖→瀝干→恒溫干燥→成品

1.3.2 預(yù)處理方式的選擇

選擇粒度飽滿、大小均勻的藍(lán)莓果，流水沖洗，分別經(jīng)4種不同方式預(yù)處理后(微波處理：100%微波火力下處理1min；沸水處理：熱燙1min；冷凍處理：藍(lán)莓于－18℃以下的冰箱中凍結(jié)2h后再室溫解凍；鹽水處理：藍(lán)莓于2g/100mL的食鹽溶液中浸泡1h)，放入3倍體積的護(hù)色、硬化液中于30℃條件下分別浸泡3h，清洗瀝干，放入3倍體積的55%果葡糖漿中，在30%微波火力(240W)下微波滲糖20min(每隔5min暫停5min)后，瀝干表面糖液，以無(wú)預(yù)處理的藍(lán)莓果為對(duì)照(CK)，測(cè)定果坯含糖量。護(hù)色液組成為0.3g/100mL檸檬酸、0.08g/100mL VC、1.5g/100mL CaCl2、1.0g/100mL NaCl；滲糖液組成為55%糖漿、0.5g/100mL明膠、0.3g/100mL檸檬酸。

1.3.3 護(hù)色、硬化時(shí)間的確定

藍(lán)莓果6份，流水清洗，放入3倍體積的護(hù)色、硬化液中于30℃條件下分別浸泡0、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5h，沖洗瀝干，于滲糖液中微波滲糖20min后，瀝干表面糖液，通過(guò)測(cè)定果坯色值確定護(hù)色、硬化時(shí)間。

1.3.4 明膠添加量的確定

藍(lán)莓經(jīng)護(hù)色、硬化后，于含有0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2g/100mL明膠的滲糖液中，30%微波火力下滲糖20min，通過(guò)觀察微波滲糖后果脯含糖量和感官品質(zhì)，確定適宜的明膠質(zhì)量濃度。

1.3.5 微波滲糖時(shí)間的確定

藍(lán)莓護(hù)色、硬化3h，在30%微波火力下分別滲糖0、10、15、20、25、30、35、40min(每隔5min暫停5min)，取出瀝干后測(cè)果坯糖含量，確定微波滲糖時(shí)間。

1.3.6 藍(lán)莓果脯微波滲糖工藝正交試驗(yàn)

采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案對(duì)護(hù)色、硬化時(shí)間、明膠質(zhì)量濃度、微波滲糖時(shí)間進(jìn)行篩選，以樣品含糖量和感官綜合指標(biāo)進(jìn)行滲糖效果評(píng)價(jià)，通過(guò)極差分析和方差分析確定最優(yōu)工藝條件。

1.4 指標(biāo)測(cè)定與感官評(píng)價(jià)

1.4.1 指標(biāo)測(cè)定

藍(lán)莓含糖量采用蒽酮比色法測(cè)定；色值采用色差計(jì)測(cè)定[15]。其中L*表示明度(luminosity)，L*值越大，明度越大，顏色越好；a*表示紅-綠偏向，正值越大偏向紅色的程度越大，負(fù)值越大偏向綠色的程度越大；b*表示黃-藍(lán)偏向，正值越大偏向黃色的程度越大，負(fù)值越大偏向藍(lán)色的程度越大；C*表示色度(chroma)，C*值越大，顏色越好。C*的計(jì)算公式為：C*=(a*2+b*2)1/2。

1.4.2 藍(lán)莓果脯感官評(píng)定

選擇具有一定經(jīng)驗(yàn)的12人組成評(píng)價(jià)小組，通過(guò)感官對(duì)產(chǎn)品的形態(tài)、色澤、口感滋味進(jìn)行綜合評(píng)分，取平均值。總分為100分，其中形態(tài)、色澤、口感滋味各占20、20、60分。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 低糖藍(lán)莓果脯感官評(píng)定方法Table 1 Sensory evaluation standards for low-sugar preserved blueberries

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2003統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)，利用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法比較因素水平間的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)處理對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響

由圖1可知，與未經(jīng)預(yù)處理的藍(lán)莓果坯(CK)相比，經(jīng)微波和熱燙后的藍(lán)莓果坯含糖量相對(duì)提高，但差異不顯著(P＞0.05)；冷凍和鹽水處理后果坯含糖量分別為22.15%和21.30%，比CK含糖量(19.16%)分別提高了15.61%和11.21%，差異顯著(P＜0.05)。4種預(yù)處理方式中，冷凍處理的藍(lán)莓果坯含糖量最高，但4種預(yù)處理之間并無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。從感官品質(zhì)上來(lái)看，微波和沸水處理后的樣品質(zhì)地變軟，且有破裂和汁液外滲現(xiàn)象，而鹽水和冷凍處理后的藍(lán)莓果坯硬度變化不大，果脯晶瑩透亮，尤以冷凍處理的外觀效果最佳。

圖 1 不同預(yù)處理方式對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響Fig.1 Effects of pretreatment methods on sugar content of preserved blueberries

2.2 護(hù)色、硬化時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯色值的影響

圖 2 護(hù)色、硬化時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯色值的影響Fig.2 Effects of color protection and hardening on sugar content of preserved blueberries

由圖2可知，隨著護(hù)色時(shí)間的延長(zhǎng)，L*呈上升趨勢(shì)，到護(hù)色4h時(shí)達(dá)到最大(38.58)，與0、1、2、3h的處理差異顯著(P＜0.05)，L*分別提高了12.64%、31.49%、52.19%、57.08%；與護(hù)色4h的處理相比，護(hù)色5h時(shí)L*變化甚微，二者無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；C*的變化趨勢(shì)同L*一致，護(hù)色液處理4h的藍(lán)莓果脯C*達(dá)7.21，較0、1、2、3h的處理分別提高了6.66%、18.59%、30.85%、35.53%，差異顯著(P＜0.05)。觀察護(hù)色液處理4、5h的果脯，發(fā)現(xiàn)其外形飽滿、顏色鮮亮、口感純正，品質(zhì)較佳。

2.3 明膠添加量對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響

脯體飽滿度和透明度不足是影響果脯質(zhì)量的重要因素。明膠具有吸水性，在組織中會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而起支架作用，微波滲糖時(shí)加入適量明膠可以顯著提高果脯外形飽滿度和透明度。由圖3可知，明膠添加量對(duì)滲糖效果會(huì)產(chǎn)生顯著影響。與未添加明膠的處理相比，0.2、0.4g/100mL的明膠嚴(yán)重阻礙微波滲糖，果坯含糖量顯著降低(P＜0.05)；明膠添加量在0.2～0.6g/100mL之間，隨著膠體添加量的提高，果坯滲糖量逐漸提高，膠體添加量達(dá)0.6g/100mL時(shí)，果坯含糖量與對(duì)照無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，繼續(xù)提高膠體添加量，含糖量并無(wú)明顯變化。從感官品質(zhì)來(lái)看，添加0.6g/100mL明膠的藍(lán)莓果脯風(fēng)味純正、脯體飽滿度與韌性好，具有較好的感官效果。

圖 3 明膠添加量對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響Fig.3 Effect of concentration of gelatin on sugar osmosis

2.4 微波時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響

圖 4 微波時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果的影響Fig.4 Effect of sugar permeation time on sugar content of preserved blueberries

由圖4可見(jiàn)，除了15min和20min微波處理之間無(wú)顯著差異(P＞0.05)外，其他處理間差異均達(dá)到了顯著水平(P＜0.05)。0～35min之間，隨著滲糖時(shí)間的延長(zhǎng)，果坯含糖量急劇增加，到35min時(shí)，含糖量達(dá)到最大(35.44%)，且此時(shí)果坯形態(tài)基本完整、組織未受到嚴(yán)重破壞；35min以后，長(zhǎng)時(shí)間的微波加熱導(dǎo)致藍(lán)莓組織松軟、果坯破裂、汁液外流，含糖量也隨之顯著下降。

2.5 藍(lán)莓果脯微波滲糖工藝優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化滲糖條件，結(jié)果見(jiàn)表2。由極差分析可知，各因素對(duì)含糖量的影響程度依次為C＞B＞A，最優(yōu)組合為A1B2C2；對(duì)果脯感官品質(zhì)的影響程度依次為A＞B＞C，最優(yōu)組合為A2B2C2。

SPSS 11.5軟件方差分析如表3、4所示，護(hù)色、硬化時(shí)間和明膠添加量對(duì)含糖量與藍(lán)莓果脯感官品質(zhì)的影響均達(dá)到了顯著水平(P＜0.05)，微波時(shí)間對(duì)含糖量的影響顯著(P＜0.05)，對(duì)藍(lán)莓果脯感官品質(zhì)的影響不顯著(P＞0.05)。由Duncan’s法多重比較結(jié)果(表2)可知，A因素2水平、B因素2水平和C因素的2水平的滲糖效果和感官評(píng)分均最高。

表2 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 L9(34) orthogonal array arrangement and experimental results

表3 含糖量SPSS方差分析表Table 3 SPSS ANOVA analysis for sugar content with different treatment conditions

表4 感官評(píng)分SPSS 方差分析表Table 4 SPSS ANOVA analysis for sensory evaluation with different treatment conditions

綜合極差分析、方差分析和多重比較結(jié)果，可以確定最佳微波滲糖條件為A2B2C2。即藍(lán)莓于護(hù)色、硬化劑中浸泡4.5h后，于添加0.6g/100mL明膠的滲糖液中微波滲糖35min(30%微波火力)。因該組合不在正交表安排的實(shí)驗(yàn)中，故需按照上述工藝條件平行做3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果測(cè)得其含糖量為35.14%，感官評(píng)分為94.06分。

3 討論與結(jié)論

果脯加工以滲透脫水干燥為基礎(chǔ)。果蔬在高滲的糖溶液中容易發(fā)生質(zhì)壁分離、導(dǎo)致組織失水，細(xì)胞膜透性增大，蔗糖等分子進(jìn)而填充入細(xì)胞間隙，既改善了口感、風(fēng)味，預(yù)防了果蔬揮發(fā)性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，還能提高后期的干燥效率[16]。肖春玲等[17]報(bào)道，不同預(yù)處理方式會(huì)對(duì)櫻桃番茄果脯的VC保存率和滲糖效果產(chǎn)生顯著影響，本實(shí)驗(yàn)研究了不同預(yù)處理方式對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖量與感官品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：冷凍處理最有利于糖漿在藍(lán)莓中的快速滲透，其原因在于冷凍處理可導(dǎo)致藍(lán)莓細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的輕微變化，增大了細(xì)胞與組織空間，從而提高了糖的滲糖速度[18]，而微波處理和熱燙處理能致使細(xì)胞結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞、導(dǎo)致汁液外流，反而影響了滲糖效果。

花青素是藍(lán)莓藥理保健功能最主要的物質(zhì)基礎(chǔ)，色澤變化與花青素含量密切相關(guān)[19-20]。藍(lán)莓果脯加工過(guò)程中汁液的流失、顏色的變化，均會(huì)導(dǎo)致其生物活性降低、果脯品質(zhì)下降。本實(shí)驗(yàn)采用檸檬酸、VC、NaCl、CaCl2配制護(hù)色劑，考察護(hù)色、硬化時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯色澤的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著護(hù)色時(shí)間的延長(zhǎng)，L*和C*呈上升趨勢(shì)，到護(hù)色4h時(shí)達(dá)到最大，其果脯外形飽滿、顏色鮮亮、口感純正，品質(zhì)最佳。盡管各處理果脯色澤測(cè)定結(jié)果有顯著變化，但從肉眼觀察，并未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

脯體不飽滿、透明度不足、含糖量低是導(dǎo)致藍(lán)莓果脯質(zhì)量低下的主要因素，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，明膠質(zhì)量濃度和微波滲糖時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果脯滲糖效果和果脯品質(zhì)有顯著影響，采用添加0.6g/100mL明膠的糖漿微波滲糖35min，藍(lán)莓果脯含糖量高、風(fēng)味純正、脯體飽滿，具有較好的感官品質(zhì)。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化藍(lán)莓微波滲糖工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓經(jīng)冷凍處理后，護(hù)色、硬化4.5h，再于添加0.6g/100mL明膠的55%糖漿液中微波滲糖35min(30%微波火力)，可以制得酸甜適中、脯體飽滿、顏色鮮亮、口感純正、品質(zhì)最佳的藍(lán)莓果脯。但該組合條件對(duì)藍(lán)莓抗氧化能力及其藥理保健功能的影響仍需進(jìn)一步深入研究。

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