臍橙酸木瓜復合汁制備工藝的優化及其穩定性研究

汪增乾，單　楊，李高陽，付復華，李綺麗

臍橙酸木瓜復合汁制備工藝的優化及其穩定性研究

汪增乾1，單楊2*，李高陽3，付復華3，李綺麗3

（1.湖南農業大學 食品科技學院，湖南 長沙 410128；2.湖南省農業科學院，湖南 長沙 410125；3.湖南省農產品加工研究所，湖南 長沙 410125）

該研究利用橙汁的甜度中和酸木瓜汁的酸澀感，選擇果汁配比、果汁含量、蔗糖添加量和檸檬酸添加量4個因素，通過單因素試驗以及響應面試驗，得出最佳工藝條件為橙汁與酸木瓜汁體積比6∶1，果汁含量82%，蔗糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%。并進一步通過單因素試驗和正交試驗確定臍橙酸木瓜復合汁的最佳復合穩定劑配比為黃原膠∶羧甲基纖維素鈉∶海藻酸鈉=3∶3∶1，總添加量為0.2%。此時的沉淀率為0.37%，臍橙酸木瓜汁平均感官評價分數為89分，顯著高于其他配比樣品。

臍橙；酸木瓜；復合汁；穩定；風味

紐荷爾臍橙含有大量胡蘿卜素和維生素C（vitamin C，VC）等營養成分，可以有效抑制致癌物質的形成，經常食用具有軟化和保護血管、促進血循環、分解脂肪、降血脂等功效。且臍橙中含有的多種有機酸可有效降低心血管疾病患者的發病率［1］，是深受人們的喜愛的一種水果［2-3］。

酸木瓜作為云、貴、川三省的重要野生資源，除了含有豐富的有機酸、果膠、多種氨基酸、蛋白質、維生素和礦物質外還含有多糖、黃酮和超氧化和物歧化酶等活性成分，擁有較高的營養價值和藥用價值［4-5］。但目前酸木瓜加工技術落后且口感以酸澀為主，大眾消費者難以接受，且鮮有人對其加工工藝進行研究，導致酸木瓜的重要營養價值得不到應用。

本研究以紐荷爾臍橙和酸木瓜為主要原料通過響應面優化復合汁配比，利用橙汁的甜度中和酸木瓜汁的酸澀感。且使得酸木瓜中的酵素、木瓜蛋白酶等功能性成分與橙汁相結合提高復合汁中的多酚、氨基酸等營養功能成分含量。制得酸甜適中、香氣濃郁、色澤鮮艷透亮的臍橙酸木瓜復合汁。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

紐荷爾臍橙：產自江西省贛州市尋烏縣，4℃保存；云南酸木瓜：產自大理白族自治州，4℃保存；

白砂糖、檸檬酸、黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（carboxylmethylcellulose-Na，CMC-Na）等：均為市售食用級。

1.2儀器與設備

JYZ-E8九陽榨汁機：九陽股份有限公司；BSA124S電子天平：賽多利斯科學儀器有限公司；KQ-250DA數控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；HJ-6A數顯恒溫磁力攪拌器：金壇市醫療儀器廠；AP-01P真空泵：天津奧特塞恩斯儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1復合汁加工工藝及操作要點

榨汁：取新鮮無病蟲害臍橙，去皮、去籽，用榨汁機榨汁，過300目紗布備用。取新鮮無病蟲害酸木瓜，去皮、去籽，用榨汁機榨汁，抽慮備用。

調配：取橙汁、酸木瓜汁、白砂糖、檸檬酸、復合穩定劑和水按照一定比例混合均勻。

均質：壓力為25 MPa，均質溫度50～55℃。脫氣：真空度為0.08 MPa，溫度為60℃。

殺菌：98℃條件下處理5 min。

灌裝：無菌灌裝。

1.3.2感官評價標準

樣品隨機提供給20位年齡在20到40周歲無不良嗜好，身體健康，有一定的理解、分析能力，并且味覺、嗅覺、視覺靈敏的專業感官評價人員作為候選人［9］。對專業評分人員分別打分，去掉一個最高分和一個最低分，取平均分為總感官評分（滿分100分）。臍橙酸木瓜復合汁感官評價標準見表1［10］。

表1　臍橙酸木瓜復合汁感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria of the navel orange-Chaenomeles sinensiscompound juice

1.3.3復合汁配方優化試驗

（1）固定果汁含量70%，白砂糖添加量6%，檸檬酸0.20%，考察橙汁和酸木瓜汁體積比（3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1）對臍橙酸木瓜復合汁感官評價的影響。

（2）固定橙汁和酸木瓜汁體積比為5∶1，白砂糖添加量6%，檸檬酸0.20%，考察不同果汁含量（50%、60%、70%、80%、90%）對臍橙酸木瓜復合汁感官評價的影響。

（3）固定果汁體積比為5∶1，果汁含量70%，檸檬酸0.20%，考察不同糖添加量（2%、4%、6%、8%、10%）對臍橙酸木瓜復合汁感官評價的影響。

（4）固定果汁體積比為5∶1，果汁含量70%，白砂糖添加量6%，考察不同檸檬酸添加量（0、0.10%、0.20%、0.30%、 0.40%）對臍橙酸木瓜復合汁感官評價的影響。

（5）通過單因素試驗所得出的結果，根據Box-Behnken試驗設計，以臍橙酸木瓜復合汁感官評價分數為響應值，選取果汁比、果汁含量、含糖量、檸檬酸添加量4個因素，設計4因素3水平的響應面優化試驗［11-12］。

1.3.4穩定劑篩選試驗

（1）選取優化后的臍橙酸木瓜復合汁配方，以果汁沉淀率為評價指標，在25℃條件下分別考察黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na和卡拉膠［13-15］添加量（分別為0.10%、0.20%、0.30%）對臍橙酸木瓜復合汁穩定性的影響。

（2）通過單因素試驗結果，選取3種穩定效果較好的天然膠體作為復配穩定劑進行4因素3水平正交試驗，優化復合穩定劑的配方。

1.3.5復合穩定劑添加量考察

選取優化后的臍橙酸木瓜復合汁配方，在25℃條件下考察1.3.4正交試驗確定的復合穩定劑添加量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%）對臍橙酸木瓜復合汁感官評價的影響，并確定復合穩定劑添加量。

1.3.6沉淀率計算方法

沉淀率為在25℃條件下沉淀一定時間，相同體積果汁在量筒內液體底部渾濁有沉淀部分體積占總體積比值。

2　結果與分析

2.1復合汁配方優化試驗結果

2.1.1果汁比對感官評分的影響

圖1　果汁比對感官評分的影響Fig.1 Effect of juice ratio on sensory evaluation score

由圖1可知，橙汁與酸木瓜汁體積比在6∶1時感官評分最高。橙汁與酸木瓜汁體積比＜6∶1時感官評分隨著果汁比的增高而增高，果汁體積比＞6∶1時感官評分略有下降。這是因為隨著橙汁含量的增多中和了酸木瓜汁的酸味，使其逐漸達到酸甜適中的程度；當果汁體積比＞6∶1時橙味逐漸掩蓋了酸木瓜汁特有的風味。所以，選擇最佳的橙汁與酸木瓜汁體積比為6∶1。

2.1.2果汁含量對感官評分的影響

由圖2可知，果汁含量在80%時感官評分最高；果汁含量＜80%時感官評分隨著果汁含量的增多而增高；當果汁含量＞80%時感官評分反而降低。這是因為隨著果汁含量的增多，橙汁與酸木瓜汁的特有風味更佳，香味濃郁，色澤更鮮艷；當果汁含量＞80%時，酸木瓜汁含量增多，酸味會略微掩蓋橙味使得口感有所下降。所以，選擇最佳的果汁含量為80%。

圖2　果汁含量對感官評分的影響Fig.2 Effect of juice contents on sensory evaluation score

2.1.3蔗糖添加量對感官評分的影響

圖3　蔗糖添加量對感官評分的影響Fig.3 Effect of sugar content on sensory evaluation score

由圖3可知，蔗糖添加量在6%時感官評分最高；蔗糖添加量＜6%時，感官評分隨著糖添加量的增多而升高；當糖添加量＞6%時感官評分略有降低。這是因為隨著糖分的增多，可以有效的掩蓋一部分酸木瓜的酸味，使其達到酸甜適中的程度；當蔗糖添加量＞6%時，蔗糖的甜度會掩蓋橙汁特有的甜味，從而影響臍橙酸木瓜復合汁特有的風味。所以，選擇最佳的蔗糖添加量為6%。

2.1.4檸檬酸添加量對感官評分的影響

由圖4可知，檸檬酸添加量在0.20%時感官評分最高；檸檬酸添加量＜0.20%時，感官評分隨著檸檬酸添加量增多而增高；當檸檬酸添加量＞0.20%時，感官評分反而降低。這是因為隨著檸檬酸的增多，臍橙酸木瓜復合汁的口感會得到進一步的改善；當檸檬酸添加量＞0.20%時，酸味不斷增強會影響臍橙酸木瓜復合汁的甜酸比，從而影響復合汁口感。所以，選擇最佳的檸檬酸添加量為0.20%。

圖4　檸檬酸添加量對感官評分的影響Fig.4 Effect of citric acid content on sensory evaluation score

2.2響應面法優化配方結果

2.2.1響應面試驗設計結果

根據Box-Behnken中心組合試驗設計原理，通過單因素試驗，以感官評分（Y）為響應值進行響應面分析試驗，設計因素與水平見表2，響應面優化試驗結果見表3。

表2　響應面試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of response surface analysis

表3　Box-Behnken試驗設計及結果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiments

續表

通過Design Expert V8.0.6軟件對表3中的感官評分進行響應面回歸分析，得到回歸方程：Y=87.81+3.25X1+3.62X2+ 0.47X3-0.22X4+2.09X1X2-0.80X1X3-0.97X1X4+0.075X2X3+ 0.53X2X4-0.075X3X4-6.3X12-4.56X22-0.84X32-1.75X42

對回歸方程進行顯著性分析（見表4），得出此回歸方程P＜0.000 1，極顯著，失擬值P值為0.490 6＞0.05，不顯著。且該模型總決定系數R2=0.954 5，調整決定系數R2Adj= 0.908 9。綜上分析證明了該模型擬合度好，誤差小，可以用此回歸方程對試驗數據進行分析和預測。由表4還可得出，模型中因素X1和X2對結果影響極顯著（P＜0.001），因素X3和X4對結果影響不顯著，交互項X1X2對結果影響顯著（P＜0.05），而二次項的影響僅X32為不顯著，其余都極為顯著，說明各個因素對臍橙酸木瓜復合汁感官評分的影響并非簡單的線性關系。同時可知，對臍橙酸木瓜復合汁感官評分的影響程度從大到小順序依次為果汁含量＞果汁比＞蔗糖添加量＞檸檬酸添加量。

表4　試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of the experiment results

2.2.2響應面分析

由圖5可知，橙汁與酸木瓜汁體積比和果汁含量對復合汁感官評分有比較明顯的影響。當蔗糖添加量和檸檬酸添加量一定時，復合汁感官評分隨果汁比和果汁含量增加均先增高再降低，二者交互作用顯著，這與方差分析結果一致。

圖5　果汁比和果汁含量交互作用對復合汁感官評價分數的響應面分析Fig.5 Response surface analysis of effect of interactions between juice ratio and juice content on sensory evaluation score of compound juice

2.2.3最佳工藝條件的驗證

通過Design Expert V8.0.6軟件對響應值（臍橙酸木瓜復合汁感官評分）進行優化分析，得到最佳配比為臍橙與木瓜果汁體積比6∶1，果汁含量82%，蔗糖添加量6%，檸檬酸添加量0.2%，臍橙酸木瓜復合汁感官評分的理論值為89分。對臍橙酸木瓜復合汁配比進行驗證試驗（n=3），得到臍橙酸木瓜復合汁感官評分平均值為88分，達到了理論值的99%，說明采用響應面法優化的復合汁配比參數可靠。

2.3穩定劑篩選單因素試驗結果

表5　不同穩定劑對臍橙酸木瓜復合汁穩定性的影響Table 5 Effect of different stabilizing agent on navel orange-Chaenomeles sinensiscompound juice with different natural colloids in a week

對常見的幾種穩定劑（黃原膠、CMC-Na、海藻酸鈉、卡拉膠）在25℃條件下貯藏一周，以沉淀率為評價指標，選取3種相對穩定效果較好的穩定劑進行復配制得復合穩定劑，結果見表5。由表5可知，添加0.20%黃原膠的樣品僅在第5天出現少量沉淀，效果良好。添加0.20%和0.30% CMC-Na的樣品僅有少量沉淀出現。添加0.20%海藻酸鈉的樣品在第3天出現少量沉淀。卡拉膠由于酸不穩定特性，在0.10%添加量時會出現絮狀沉淀，在0.20%添加量時仍有較多沉淀生成，當添加量增加到0.30%時復合汁過于黏稠。而空白組在第2天便出現大量沉淀。綜上所述，試驗選取黃原膠、CMC-Na、海藻酸鈉3種天然膠體進行復配。

2.4復合穩定劑配方優化

黃原膠和CMC-Na的澄清效果優于海藻酸鈉，故固定海藻酸鈉占比最小，按黃原膠∶CMC-Na∶海藻酸鈉不同的配比（1∶1∶2、2∶2∶1、3∶3∶1、2∶3∶1、3∶2∶1）向復合汁加入復合穩定劑（固定總添加量為0.20%），在25℃條件下貯藏30 d，分別測定各組的沉淀率，結果分別為1.03%、0.62%、0.37%、0.70%、0.43%。結果表明，黃原膠∶CMC-Na∶海藻酸鈉為3∶3∶1時的沉淀率（0.37%）最小，故確定復合穩定劑配方為黃原膠∶CMC-Na∶海藻酸鈉為3∶3∶1。

2.5復合穩定劑添加量考察

由表6可知，黃原膠∶CMC-Na∶海藻酸鈉為3∶3∶1基礎上，復合穩定劑添加量在0.10%～0.20%范圍內，感官評分變化不明顯，但均有不同程度沉淀產生；當復合穩定劑含量＞0.20%時，由于飲料黏度過大導致感官評價分數急劇下降；當復合穩定劑添加量增加到0.20%時，穩定效果最好，無沉淀產生且不影響復合汁風味。綜上，0.20%的復合穩定劑添加量最佳。

表6　復合穩定劑對臍橙酸木瓜復合汁30 d內穩定性的影響Table 6 Effect of compound stabilizing agent on navel orange-Chaenomeles sinensiscompound juice stability in 30 d

3　結論

通過Box-Behnken中心組合試驗設計和響應面分析得出了一個誤差小、擬合度好且有一定利用價值的回歸模型。通過回歸模型分析優化并經過驗證后得出最佳配比為：橙汁與酸木瓜汁體積比6∶1，果汁含量82%，蔗糖添加量6%，檸檬酸添加量0.20%。此時甜橙酸木瓜汁酸甜適中，色澤鮮艷透亮，甜橙和酸木瓜的香氣濃郁，平均感官評分為89分，顯著高于其他比例樣品。

通過單因素試驗與正交試驗確定了黃原膠、CMC-Na和海藻酸鈉比例為3∶3∶1時，復合汁沉淀率最小，為0.37%。且0.20%的復合穩定劑添加量能夠達到最佳的穩定效果。

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Optimization of preparation technology and stability of the navel orange-Chaenomeles sinensiscompound juice

WANG Zengqian1，SHAN Yang2*，LI Gaoyang3，FU Fuhua3，LI Qili3
（1.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China；2.Hunan Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410125，China；3.Hunan Agricultural Product Processing Institute，Changsha 410125，China）

Taking the advantage of sweetness of orange juice can neutralize the acor ofChaenomeles sinensis，using juice proportion，juice content，sugar content and citric acid content as independent variable.The optimal processing condition was optimized by single factor experiment and response surface methodology as follows：orange juice andC.sinensisjuice ratio 6∶1，juice 82%，sugar 6%，and citric acid 0.2%.The optimal stabilizing agent formula of navel orange-C.sinensisjuice was further determined by single factor experiment and orthogonal experiment as follows：xanthan gum，CMC-Na and sodium ratio 3∶3∶1，the addition 0.20%.Under these conditions，the precipitation ratio was 0.37%，the sensory evaluation score of the juice was 89，which was significantly higher than other samples.

navel orange；Chaenomeles sinensis；compound juice；stability；flavor

TS252.54

0254-5071（2016）07-0184-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.07.040

2016-04-27

公益性行業（農業）科研專項（201303076）；湖南省自然科學基金青年人才培基聯合基金（14JJ6067）

汪增乾（1990-），男，碩士研究生，研究方向為食品科學。

單楊（1963-），男，研究員，博士，研究方向為食品科學。