微波滲糖加工低糖大果山楂果脯工藝研究

劉艷 ，唐小閑，張巧，商飛飛，李定金，蔡文，段振華*

（1.賀州學院食品科學與工程技術研究院，廣西賀州 542899；2.賀州學院食品與生物工程學院，廣西賀州 542899）

大果山楂（Malus domeriChev.）又名烏嬋子（廣西苗語）、麻缺頓、撒多、廣西楂（商品名）等[1]，屬于南山楂的一種，是由傳統的小果南山楂經過選育嫁接而得，主要產地位于廣西桂東北地區[2]。大果山楂果皮青黃色，果肉白色，肉質細嫩，主要成分為總糖、氨基酸、維生素、有機酸類、三萜類、黃酮類、鞣質、酚類及微量元素等[3]。研究表明，大果山楂中含有多種活性成分，具有降壓、抗氧化、降血脂、護肝、抑菌、提高機體免疫力等多種藥理作用[4-5]。大果山楂鮮食酸澀，口感不佳，而制成果脯后則可延長其保質期，顯著改善產品口感，更受消費者喜愛。

果脯是以果蔬為原料，經過煮制、糖漬、干燥等工藝制成的略有透明感、表面無糖霜析出的果蔬制品。作為我國傳統的休閑食品，果脯已有3000 多年的歷史。果脯蜜餞的加工為開發利用果蔬資源、提高果蔬附加值提供了一條途徑[6]。根據含糖量果脯可分為低糖果脯和高糖果脯，低糖果脯含糖量為40%～55%，高糖果脯含糖量一般在60%以上。傳統果脯基本上為高糖果脯，口味過于甜膩，掩蓋了果蔬原有的色香味，另外，現代醫學證明，過多地攝入食糖對人體健康不利，如易導致心血管病、肥胖癥、兒童齲齒等多種問題[7]。從20 世紀90 年代起，低糖果脯的研制成為果脯行業發展的方向，尤其是健康安全的天然、低糖、無硫果脯成為了果脯研究開發的熱點。低糖果脯由于糖度低，存在滲糖速度慢、外形不飽滿、貯藏期短等缺點，使用傳統滲糖方法不利于糖液的滲入[8]。影響低糖果脯品質的關鍵是滲糖技術，果蔬在高滲透壓的糖溶液中容易發生質壁分離、導致組織失水，細胞膜透性增大，蔗糖等分子進而填充到細胞間隙，既改善了口感、風味，預防了果蔬揮發性營養物質的損失，還能提高后期的干燥效率[9]。

目前果脯加工中研究較多的滲糖技術有常壓、超聲波、真空和微波滲糖[10-12]。研究發現微波滲糖時間短，可最大程度地保持果脯中維生素C 等果蔬組織原有的品質和風味；使原料受熱均勻且受熱速度快，可以快速膨化原料內部組織，加快糖液的滲透，進而提高滲糖效率，還能最大限度地保持食品原有的品質和風味[13-14]，已應用到蘋果、橙皮、藍莓、歐李、芒果等果脯的加工中[15-19]，但微波滲糖加工大果山楂果脯的工藝研究尚未見報道。本試驗以大果山楂為原料，對微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝進行優化，為低糖大果山楂果脯加工工藝研究和工廠化生產提供參考和技術指導，同時對于延長大果山楂保質期、增加產品附加值、促進大果山楂產業可持續發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮大果山楂：購于廣西壯族自治區賀州市八步區某水果店。

食鹽（食品級）和白砂糖（食品級），購于廣西壯族自治區賀州市某連鎖超市；氯化鈣、氫氧化鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉等試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設備

電子天平，JJ500，江蘇常熟市雙杰測試儀器廠；美的多功能電磁爐，C21-ST2106，廣東美的生活電器制造有限公司；微波爐，G70D20CN1P-D2，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；鼓風干燥箱，DHG-9240A，上海一恒科學儀器有限公司；真空包裝機，AS-20L，泉州市安森機電有限公司；水分測定儀，MA150C-000230V1，賽多利斯稱重技術有限公司；培養箱，PH-070A，上海一恒科學儀器有限公司；高速組織搗碎機，DS-1，上海標本模型廠；恒溫水浴鍋，B-220，上海亞榮生化儀器廠；立式壓力蒸汽滅菌器，LDZX-75KBS，上海申安醫療器械廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

大果山楂→挑選→清洗→去皮、去核、切塊→護色→硬化→糖煮→微波滲糖→熱風干燥→冷卻→包裝

1.3.2 操作要點

（1）原料挑選、清洗

選取新鮮、大小一致、色澤鮮艷的大果山楂，剔除有病蟲害、疤痕和外形受損的殘次果。用流動的自來水將大果山楂表面的污物洗凈，并瀝干水分。

（2）去皮、去核、切塊

采用手工去皮，再將每個大果山楂豎切成大小相近的4～6 塊，并用小刀挖去果核。

（3）護色、硬化

將切塊的大果山楂果肉立即放入2.0%食鹽溶液中，進行護色30 min。將護色處理后的大果山楂果肉用0.5%氯化鈣溶液硬化60 min，硬化后用蒸餾水將大果山楂果肉沖洗干凈。

（4）糖煮

將硬化后的大果山楂果肉置于一定濃度的糖液中煮制一段時間，使糖液滲透到大果山楂果肉中。

（5）微波滲糖

將糖煮后的大果山楂果肉浸泡在糖液中，再放入微波爐中進行微波滲糖，大果山楂果肉與糖液的質量比為1:2，一定時間后取出。

（6）熱風干燥

將浸糖后的果肉撈出，瀝干后放入鼓風干燥箱中，干燥溫度60 ℃，干燥期間每隔1 h 翻動一次，使果脯干燥均勻，干燥時間6 h，使果脯含水率降至25%～35%。

（7）包裝

將低糖大果山楂果脯用PE 食品包裝袋進行抽真空包裝。

1.4 試驗設計

1.4.1 單因素試驗

預試驗研究發現，糖液質量濃度、糖煮時間、微波功率和微波時間這四個因素對低糖大果山楂果脯的品質影響較大。糖液質量濃度設置為40%、45%、50%、55%、60%，糖煮時間設置為5、15、25、35、45 min，微波功率設置為70、140、210、280、360 W，微波時間設置為10、30、50、70、90 min，以感官評分為指標，每次優化一個因素，考察各因素對低糖大果山楂果脯品質的影響。

1.4.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以感官評價作為考察指標，以糖液質量濃度、糖煮時間、微波功率和微波時間為因素，設計L9(34)正交試驗，優化微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝條件，因素水平設計見表1。

表1 正交試驗設計因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.5 測定指標與方法

1.5.1 感官質量評分標準

選取有經驗的感官品評者8 人，采用綜合評分法，以低糖大果山楂果脯的色澤、組織形態、滋味與氣味為評定指標進行綜合評分，統計評分結果進行分析。參考低糖蘋果脯的評分標準來制定低糖大果山楂果脯的感官評分標準[20]，見表2。

表2 低糖大果山楂果脯的感官評分標準Table 2 Standard of sensory evaluation of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev

1.5.2 理化指標測定

水分含量按照GB 5009.3—2016 中直接干燥法測定；總糖（以葡萄糖計）含量按照GB/T 10782—2006 中的方法測定。

1.5.3 微生物指標測定

菌落總數按照GB 4789.2—2016 測定；大腸菌群數按GB/T 4789.3—2016 測定；霉菌數按照GB 4789.15—2016 測定。

表3 糖液質量濃度對果脯品質的影響Table 3 Effect of sugar mass concentration on the quality of preserved fruit

表4 糖煮時間對果脯品質的影響Table 4 Effect of sugar cooking time on the quality of preserved fruit

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 不同糖液質量濃度對低糖大果山楂果脯品質的影響

不同糖液質量濃度對低糖大果山楂果脯品質的影響見表3。由表3 可知，糖液質量濃度對低糖大果山楂果脯品質影響較大。當糖液質量濃度過低時，糖分不易滲入，大果山楂果脯甜味偏淡，酸味較濃；糖液質量濃度高時，果脯色澤較好，有透明感，但甜味太濃。隨著糖液質量濃度的增大，滲透壓增大，使低糖大果山楂果脯的飽滿度和硬度都有所增加，但糖液質量濃度過高，會使果脯內水分迅速析出而降低飽滿度，其色澤也會隨之變暗[21]。當糖液質量濃度增加到50%時，大果山楂果脯酸甜適中，呈淡黃色，具有大果山楂特有的香味，感官評分最高，因此糖液質量濃度選擇50%。

2.1.2 不同糖煮時間對低糖大果山楂果脯品質的影響

不同糖煮時間對低糖大果山楂果脯品質的影響見表4。糖煮不僅可以有效降低大果山楂中多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，抑制酶促褐變反應，從而對大果山楂褐變有一定的抑制作用[22]，還能提高大果山楂的透明度，增加其細胞通透性，有利于后期微波滲糖過程中糖液的滲入，但糖煮時間過長，會使大果山楂軟爛，嚴重影響果脯的品質。由表4 可知，糖煮時間為25 min 時，低糖大果山楂果脯呈淡黃色，有透明感，組織飽滿，不黏手，酸甜適中，感官評分最高，故最佳糖煮時間為25 min。

2.1.3 不同微波功率對低糖大果山楂果脯品質的影響

不同微波功率對低糖大果山楂果脯品質的影響如表5（見下頁）所示。隨著微波功率的增加，低糖大果山楂果脯的感官評分先升高后降低。這是因為微波對果蔬組織的滲糖有明顯的促進作用，并且與微波的輸出功率密切相關[23]。當微波功率較低時，微波滲糖較慢，大果山楂果脯甜味不足；當微波功率較高時，糖液溫度過高，破壞了大果山楂的組織結構，使大部分果香揮發，同時大部分維生素C 也遭到破壞[13]，另外，高溫加速了大果山楂果肉顏色的變深。由表5 可知，當微波功率為210 W 時，低糖大果山楂果脯產品質量相對較好，感官評分最高，故最佳微波功率為210 W。

2.1.4 不同微波時間對低糖大果山楂果脯品質的影響

不同微波時間對低糖大果山楂果脯品質的影響見表6（見下頁）。經過不同微波時間滲糖處理后，大果山楂品質發生較大變化。當微波時間低于30 min，微波時間過短，不利于糖液滲透，大果山楂果脯甜味不足，偏酸；而微波時間過長，雖有利于糖液的充分滲透，但大果山楂顏色變深，口味偏甜。當微波時間超過30 min 后，糖液溫度顯著升高，大果山楂顏色逐漸加深，甜味濃厚，大果山楂風味被掩蓋，影響了果脯品質。由表6 可知，當微波時間為30 min 時，大果山楂果脯為淡黃色，組織飽滿，不黏手，酸甜適中，具有大果山楂特有的香味，感官評分高達80.3 分，故微波時間選擇30 min。

表5 微波功率對果脯品質的影響Table 5 Effect of microwave power on the quality of preserved fruit

表6 微波時間對果脯品質的影響Table 6 Effect of microwave time on the quality of preserved fruit

2.2 正交試驗結果

根據單因素試驗結果，選取糖液質量濃度、糖煮時間、微波功率和微波時間四個因素進行L9(34)正交試驗，試驗結果如表7 所示，方差分析結果見表8。

由表7 中極差R 可以看出，各因素對低糖大果山楂果脯感官評分影響的主次順序為B>A>D>C，即糖煮時間>糖液質量濃度>微波時間>微波功率，從而得出微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工藝條件為A1B2C1D1，即糖液質量濃度45%，糖煮時間25 min，微波功率140 W，微波時間20 min。經驗證該條件下得到的低糖大果山楂果脯淡黃色，有透明感，組織飽滿，不黏手，山楂味濃郁，酸甜適中，感官評分為88.3 分，均優于其他試驗組。

由表8 方差分析可知，各因素的F 值均小于F 臨界值，所以在微波滲糖加工低糖大果山楂果脯工藝優化試驗中，所考察的4 個因素，即糖液質量濃度、糖煮時間、微波功率和微波時間對低糖大果山楂果脯感官評分的影響均不顯著。

表7 正交試驗結果Table 7 Results of orthogonal experiment

2.3 低糖大果山楂果脯質量指標

對正交試驗優化組合A1B2C1D1得到的低糖大果山楂果脯進行理化指標和微生物指標的測定，結果如表9 所示。由表9 可知，低糖大果山楂果脯的理化指標和微生物指標符合國家標準GB/T 10782—2006 和GB 14884—2016 的規定。

表8 正交試驗方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 低糖大果山楂果脯的理化指標和微生物指標Table 9 Physical,chemical indicators and microbiological indicators of low-sugar preserved Malus domeri (Bois) Chev.

3 結論

采用微波滲糖法，通過單因素試驗和正交試驗優化確定微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的工藝，結果表明，各因素對低糖大果山楂果脯感官評分影響的大小順序為糖煮時間>糖液質量濃度>微波時間>微波功率，四個因素對低糖大果山楂果脯感官評分無顯著性影響。優化得到微波滲糖加工低糖大果山楂果脯的最佳工藝條件為糖液質量濃度45%，糖煮時間25 min，微波功率140 W，微波時間20 min，在此工藝條件下，可以制得酸甜適中、脯體飽滿、顏色鮮亮、口感純正、品質最佳的低糖大果山楂果脯。大果山楂具有很高的食用價值和藥用價值，加工成低糖果脯后轉化糖的含量較高，易被人體吸收利用，因此低糖大果山楂果脯具有巨大的經濟價值和廣闊的市場前景。