紅樹莓果醬的制備及其貯藏穩(wěn)定性的研究

王娜，韓海霞，鐘志明，王娟，劉琪龍

（新疆農(nóng)業(yè)大學食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052）

樹莓（Rubus corchorifolius L.f.）別稱山莓、懸鉤子，是薔薇科懸鉤子屬，根據(jù)果實顏色和生長特性的不同分為4類，紅樹莓是其中的一類。紅樹莓果實含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中維生素A含量約為1.30 mg/g，維生素C含量為0.72 mg/g～0.84 mg/g，有機酸含量約為1.72%[1]。此外，紅樹莓還含有豐富的生物活性物質(zhì)，其中總多酚含量為2.568 mg/g～2.698 mg/g，花色苷含量為0.67 mg/g～1.01 mg/g[2]，黃酮類化合物含量在147.5 mg/g～231.0 mg/g之間[3]。研究表明，經(jīng)常食用紅樹莓，可以降血糖[4]、降血脂[5]、抗疲勞[6]、抗氧化[7]、抗炎[8]、抗菌[9]、抗癌[10]，增強人體免疫活性等[11-13]。但由于紅樹莓果實易破損腐爛，致使其難以貯存和運輸，常將其熬制成果醬食用，也有人將其采收后直接制成凍果食用。目前紅樹莓的開發(fā)利用較少，紅樹莓果實中籽粒小而多，且較為堅硬，大大影響其口感，而且長時間的高溫熬制果醬可能會破壞其中的總黃酮、總多酚和花青素等功能性成分。因此，開發(fā)一種口感好且能最大程度降低功能成分損失的紅樹莓加工產(chǎn)品尤為重要。

果醬是最受歡迎的果類產(chǎn)品之一。是加入糖、果膠、檸檬酸和防腐劑等進行熬制，直至得到半固態(tài)的稠狀的產(chǎn)品[14]。傳統(tǒng)的果醬在熬制過程中會造成水果營養(yǎng)成分的損失，降低其生物活性，但大部分的果醬制品都是以這種方法制作的。本研究首次通過冷凍干燥技術(shù)得到紅樹莓凍干粉，然后以凍干粉為主要原料，通過添加適量木糖醇、檸檬酸、卡拉膠等輔料研究果醬的制備工藝，以期獲得色澤和風味俱佳的紅樹莓果醬，并研究紅樹莓果醬的營養(yǎng)和理化特性隨貯藏時間和溫度的變化，為紅樹莓的進一步研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

紅樹莓：新疆伊犁；木糖醇（食品級）：廣州華糖食品有限公司；檸檬酸、卡拉膠（均為食品級）：山東中天生物科技有限公司。

乙醇、氫氧化鈉、氯化鉀（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁（均為分析純）：南京化學試劑股份有限公司；福林酚（均為分析純）：天津拉斯維特化工貿(mào)易有限公司；碳酸鈉（分析純）：河南升華化工股份有限公司；鹽酸、乙酸、醋酸鈉（均為分析純）：濟南創(chuàng)世化工有限公司；蘆丁對照品（色譜純，≥98%）、沒食子酸對照品（色譜純，≥98%）：上海源葉生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HUAXI-LGJ-12型多岐管普通型冷凍干燥器：上海華璽科學儀器有限公司；WZ118/ATC型糖度儀：常州銳品精密儀器有限公司；METTLER TOLEDO pH計：武漢永盛科技有限公司；JZ-350型色彩色差儀：寧波北侖區(qū)科誠儀器有限公司；DHS-16型電子鹵素水分測定儀：上海菁海儀器有限公司；UV765紫外分光光度計：渡揚精密儀器（上海）有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

原料→預處理→打漿→冷凍干燥→粉碎→去籽殼→加輔料調(diào)配→滅菌→果醬

1.2.2 操作要點

原料選擇及原料預處理：選擇成熟度相同，新鮮、無腐爛、無病蟲害的紅樹莓。

冷凍干燥：將新鮮紅樹莓打漿后進行冷凍干燥，制得紅樹莓冷凍干燥。

粉調(diào)配：稱取木糖醇、卡拉膠和檸檬酸備用，按比例分多次加入水中，邊加熱邊攪拌，直至組織均勻。

滅菌：121℃滅菌15 min，冷卻至25℃，擦干玻璃瓶外殘留的水分，放置4℃和25℃下貯藏。

1.2.3 紅樹莓果醬最優(yōu)配方的確定

1.2.3.1 單因素試驗方案

以感官評分為判斷依據(jù)，研究紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比為 1 ∶1、1 ∶2、1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5，紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比為 1 ∶0.5、1 ∶1.0、1 ∶1.5、1 ∶2.0、1 ∶2.5，檸檬酸添加量為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，卡拉膠添加量為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%對紅樹莓果醬品質(zhì)的影響。

1.2.3.2 正交試驗方案

在單因素基礎(chǔ)上，采用三因素四水平正交試驗，對果醬制備過程中影響較明顯的因素進一步優(yōu)化，以此確定紅樹莓果醬的最優(yōu)配方。正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計Table 1 Orthogonal test factors and level design

1.2.4 感官評定

果醬的色澤、風味、口感以及組織狀態(tài)評判標準參照GB/T 22474—2008《果醬》。采用滿分100分評分規(guī)則，由10位專業(yè)人員組成評價小組，紅樹莓果醬感官評分標準見表2。

表2 紅樹莓果醬感官評分標準Table 2 Sensory scoring criteria of red raspberry jam

續(xù)表2 紅樹莓果醬感官評分標準Continue table 2 Sensory scoring criteria of red raspberry jam

1.2.5 紅樹莓果醬的理化分析

所有理化分析重復3次，結(jié)果表示為平均值±標準差。根據(jù)AOAC（Association of Officical Analytical Chemists）的規(guī)定進行以下分析：使用數(shù)字pH計測定pH值；使用WZ118/ATC型糖度儀測定可溶性固形物；采用DHS-16型電子鹵素水分測定儀測定水分含量；采用JZ-350型色彩色差儀測定顏色。

1.2.6 微生物指標

菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》方法測定；大腸桿菌按照GB4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》方法測定。

1.2.7 總多酚含量的測定

采用福林-酚比色法測定總多酚含量[15]。

標準曲線的建立：取配制好的沒食子酸溶液（0.1 mg/mL），逐級稀釋成 10、20、30、40、50 ug/mL 沒食子酸溶液。取1 mL標準品溶液，加入0.5 mL福林酚試劑，加10%碳酸鈉溶液1.5 mL，混勻，加水定容后避光反應2h，于765nm處測吸光度。以吸光度為縱坐標（y），沒食子酸的質(zhì)量濃度為橫坐標（x）繪制標準曲線。

樣品含量測定：取樣品溶液0.2 mL，以標準曲線方法進行測定。其吸光度帶入標準曲線算出總多酚質(zhì)量濃度C。按公式計算總多酚含量。

式中：C為樣品中總多酚質(zhì)量濃度，mg/mL；V為稀釋體積，mL；D為稀釋倍數(shù)；M為樣品質(zhì)量，g。

1.2.8 總黃酮含量的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法比色法測定總黃酮含量[16]。

標準曲線的建立：取配制好的蘆丁溶液（0.2mg/mL），逐級稀釋成 10、20、30、40、50 ug/mL 蘆丁溶液。取 1 mL標準品溶液，加入75%乙醇1 mL，5%亞硝酸鈉0.5 mL，混勻，靜置6 min，加入10%硝酸鋁0.5 mL，混勻，靜置6 min，加4%氫氧化鈉5 mL后定容至10 mL，搖勻，靜置10 min，于510 nm處測吸光度。以吸光度為縱坐標（y），蘆丁的質(zhì)量濃度為橫坐標（x）繪制標準曲線。

樣品含量測定：取樣品溶液1 mL，以標準曲線方法進行測定。其吸光度代入標準曲線算出總黃酮質(zhì)量濃度C。按公式計算總黃酮含量。

式中：C為樣品中總黃酮質(zhì)量濃度，mg/mL；V為稀釋體積，mL；D為稀釋倍數(shù)；M為樣品質(zhì)量，g。

1.2.9 花青素含量測定

采用pH示差法測定花青素含量[17]。取紅樹莓凍干粉的樣品溶液0.5 mL，用pH1.0的鹽酸-氯化鉀緩沖液和pH4.5的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液定容至10 mL，以0.5 mL供試液加入等量的緩沖溶劑作空白，將700 nm和520 nm處所測吸光度帶入以下公式計算含量。花青素含量計算公式如下。

式中：Mw=449.2 g/moL（矢車菊花素-3-O-葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量）；DF為稀釋倍數(shù)；ε=29 600 L/（moL·cm）（矢車菊花素-3-O-葡萄糖苷的摩爾吸光系數(shù)）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，用Origin 2018軟件進行作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比對感官評分的影響

紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比對紅樹莓果醬感官評分的影響見圖1。

圖1 紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比對紅樹莓果醬的品質(zhì)影響Fig.1 Effect of freeze-dried powder and water quality ratio on the quality of red raspberry jam

由圖1可知，當樹莓凍干粉與水的質(zhì)量比為1∶2時，其組織狀態(tài)均勻，無顆粒狀和水分析出的現(xiàn)象，且紅樹莓果醬的感官評分最高，隨著紅樹莓凍干粉含量的減少而水比例的繼續(xù)增大，紅樹莓果醬的感官評分下降，從紅樹莓果醬的品質(zhì)考慮，選用紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比1∶2為宜。

2.1.2 紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比對感官評分的影響

紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比對紅樹莓果醬感官評分的影響見圖2。

圖2 紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比對紅樹莓果醬的品質(zhì)影響Fig.2 Effect of quality ratio of freeze-dried red raspberry powder to xylitol on the quality of red raspberry jam

由圖2可知，紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比對紅樹莓果醬的感官評分產(chǎn)生了較大的影響。當質(zhì)量比為1∶2.0時，感官評分最高。當質(zhì)量比小于1∶2.0時，紅樹莓果醬過酸，口感差；當質(zhì)量比高于1∶2.0時，紅樹莓果醬開始具有明顯的苦澀味，嚴重影響紅樹莓果醬的品質(zhì)。綜上所述，紅樹莓凍干粉與木糖醇的最佳質(zhì)量比為1∶2.0。

2.1.3 檸檬酸對感官評分的影響

檸檬酸是植物和動物的天然成分和常見代謝物，是食品領(lǐng)域最廣泛的有機酸，通常被用作酸味劑、護色劑和抗氧化的增效劑[18]。檸檬酸添加量對紅樹莓果醬感官評分的影響見圖3。

圖3 檸檬酸的添加量對紅樹莓果醬的品質(zhì)影響Fig.3 Influence of the amount of citric acid on red raspberry jam quality

由圖3可知，檸檬酸添加量對感官評分具有一定的影響，當檸檬酸添加量為0.10%時效果最佳，感官評分最高，此時的紅樹莓果醬酸甜度適中，當添加量大于0.10%時，紅樹莓果醬口感過酸，嚴重影響紅樹莓果醬的品質(zhì)，因此檸檬酸最佳添加量為0.10%。

2.1.4 卡拉膠對感官評分的影響

卡拉膠屬紅藻多糖，是構(gòu)成某些紅藻細胞壁的主要成分，具有良好的膠凝性，由于這種特性使其在食品方面有著廣泛的應用，其降解產(chǎn)物具有明顯的抗氧化、抗病毒、抗結(jié)石、免疫調(diào)節(jié)等生物活性[19]。卡拉膠添加量對紅樹莓果醬感官評分的影響見圖4。

圖4 卡拉膠的添加量對紅樹莓果醬的品質(zhì)影響Fig.4 Effect of the amount of carrageenan on the quality of red raspberry jam

由圖4可知，卡拉膠添加量對感官評分具有一定的影響。當卡拉膠添加量為0.4%時，感官評分最高，此時的紅樹莓果醬黏稠度適中，均勻、易涂抹、無分層、無水析出、無結(jié)晶，當添加量大于0.4%時，紅樹莓粉醬口感差，且具有異味出現(xiàn)，嚴重影響紅樹莓果醬的品質(zhì)，因此卡拉膠的最佳添加量為0.4%。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

正交試驗結(jié)果見表3。

表3 正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal test results

續(xù)表3 正交試驗結(jié)果Continue table 3 Orthogonal test results

由表3可知，影響紅樹莓果醬的因素主次為A>B>C＞D，最優(yōu)配方組合為A2B2C2D2。由于正交試驗理論最優(yōu)水平與實際最優(yōu)水平A2B2C3D1不一致，為判斷這兩個組合有無顯著性差異，所以對兩組試驗進行驗證，結(jié)果見表4。

表4 驗證試驗結(jié)果Table 4 Verification test results

由表4可知，組合為A2B2C2D2的評分略高，即紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比為1∶2，紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比為1∶2，檸檬酸添加量為0.10%，卡拉膠的添加量為0.4%時，紅樹莓果醬評分最高、色澤鮮艷、香氣濃郁、口感細膩且組織狀態(tài)良好。

2.3 微生物指標

紅樹莓果醬微生物指標檢測結(jié)果見表5。

表5 微生物指標檢測結(jié)果Table 5 Microbial index detection results

由表5可知，紅樹莓果醬中的菌落總數(shù)符合GB 4789.2—2016中的規(guī)定；大腸桿菌數(shù)符合GB 4789.3—2016中的規(guī)定。

2.4 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬理化和感官特性的影響

2.4.1 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬pH值的影響

貯藏時間和貯藏溫度對紅樹莓果醬pH值的影響見圖5。

按照最優(yōu)配方制備紅樹莓果醬，貯藏前果醬的pH值、可溶性固形物和水分含量分別為3.4、48.7°Brix和39.0%。由圖5可知，在4℃和25℃的溫度下貯藏，隨著貯藏時間的延長，紅樹莓果醬的pH值呈下降趨勢，這可能是由于酸性化合物的形成[20]。

圖5 貯藏時間和貯藏溫度對紅樹莓果醬pH值的影響Fig.5 Effect of storage time and temperature on pH value of red raspberry jam

2.4.2 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬可溶性固形物含量的影響

適當?shù)奶呛渴枪u形成和保存作用的關(guān)鍵因素，如果果醬的最終可溶性固形物小于45°Brix，它將嚴重降低最終產(chǎn)品的保質(zhì)期。相反，如果可溶性固形物高于68°Brix，果醬會變得非常僵硬，糖可能會在果醬中形成晶體，同時影響最終產(chǎn)品的質(zhì)地[21]。貯藏時間和貯藏溫度對果醬可溶性固形物含量的影響見圖6。

圖6 貯藏時間和貯藏溫度對紅樹莓果醬可溶性固形物含量的影響Fig.6 Effect of storage time and temperature on soluble solid content in red raspberry jam

由圖6可知，在4℃和25℃的貯藏溫度下，隨著貯藏時間的延長，紅樹莓果醬的可溶性固形物逐漸增加，在25℃的溫度下可溶性固形物上升更為明顯，可溶性固形物值從48.7°Brix上升到53.8°Brix。試驗結(jié)果表明時間-溫度相互作用因子對紅樹莓果醬的可溶性固形物有顯著影響。

2.4.3 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬水分含量的影響

貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬水分含量的影響見圖7。

圖7 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬水分含量的影響Fig.7 Effect of storage time and temperature on moisture content of red raspberry jam

由圖7可知，隨著貯藏期的延長，紅樹莓果醬的水分含量逐漸降低，在4℃和25℃的貯藏溫度下分別降低了10.5%和46.8%，這可能是由于儲存過程中水分的流失。水分含量的下降也可能是由于總可溶性固形物和總糖的增加導致水的活性下降。本試驗結(jié)果與Menezes等[22]的研究結(jié)果相似。

2.5 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬顏色的影響

貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬顏色的影響見表6。

表6 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬顏色的影響Table 6 The effect of storage time and temperature on the color of red raspberry powder sauce

由表6可知，貯藏時間和溫度對亮度（L*）和Chroma均有顯著性的影響，對Hue的影響不顯著。在整個的貯藏過程中，在4℃下L*的變化范圍在7.86～15.53之間，其變化程度低于25℃時的2.31～12.29；Chroma在4℃時降低了61.58%，在25℃貯藏時降低了73.45%，并且通過感觀分析，在25℃下貯藏時果醬會保持較深的顏色。這表明樹莓果粉果醬失去了特定的顏色，降低了亮度，并從最初的紅色變?yōu)榘导t色。這可能是由于美拉德反應生成了棕色色素。結(jié)果表明，時間-溫度因素對紅樹莓果醬的顏色有顯著影響，紅樹莓果醬貯藏在4℃更佳，這與前面的研究結(jié)果一致，且Martinsen等[23]報告了類似的結(jié)果。

2.6 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬總多酚、總黃酮、花青素含量的影響

2.6.1 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中總多酚含量的影響

總多酚含量是生物活性果醬的重要特征之一，由于溫度、酶活性、光照等多種因素的影響，總多酚在貯藏過程中會發(fā)生降解[24]，因此總多酚含量在貯藏期間應被盡可能的保存。貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中總多酚含量的影響見圖8。

圖8 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬總多酚含量的影響Fig.8 Effect of storage time and temperature on total polyphenol content in red raspberry jam

由圖8可知，在25℃下貯藏的果醬樣品中發(fā)現(xiàn)總多酚的損失最高，溫度影響突出。并且在4℃和25℃貯藏期下總多酚的損失率分別為12.2%和37.9%。在25℃的溫度貯藏80 d中，總多酚在第20天損失最嚴重。總多酚損失的主要原因可能是由于加工過程中細胞結(jié)構(gòu)被破壞，容易發(fā)生非酶氧化。結(jié)果表明，紅樹莓果醬的適合于低溫短期貯藏，這與黃利華等[25]的結(jié)果一致。

2.6.2 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中總黃酮含量的影響

貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中總黃酮含量的影響見圖9。

與總多酚的結(jié)果相似。由圖9可知，貯藏時間和溫度也對總黃酮產(chǎn)生不利影響。從第20天開始，總黃酮含量開始大量損失。在4℃和25℃儲存80 d后，紅樹莓果醬中總黃酮的保留率分別為49.7%和29.6%，略低于Igual等[26]研究葡萄柚果醬產(chǎn)品的黃酮損失，可能與黃酮類化合物的不同類型和含量以及不同的食物基質(zhì)有關(guān)。

圖9 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬總黃酮含量的影響Fig.9 Effect of storage time and temperature on flavone content in red raspberry jam

2.6.3 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中花青素含量的影響

貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬中花青素含量的影響見圖10。

圖10 貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬花青素含量的影響Fig.10 Effect of storage time and temperature on anthocyanin content in red raspberry jam

相比于總多酚和總黃酮，不同貯藏條件對紅樹莓果醬花青素含量的影響更大。研究表明pH值、溫度、光照、氧、金屬離子、酶和糖等因素會影響花青素的穩(wěn)定性。由圖10可知，在4℃和25℃儲存80 d后，紅樹莓果醬的損失率分別達到55.98%和81.3%，這可能是水解反應導致花青素轉(zhuǎn)化為查爾酮而引起的。因此試驗表明在低溫度下貯藏可以更好地保護花青素，與先前Kamiloglu等[27]結(jié)果一致，

3 結(jié)論

本研究通過單因素試驗和正交試驗得出紅樹莓果醬的最優(yōu)配方為紅樹莓凍干粉與水質(zhì)量比為1∶2.0、紅樹莓凍干粉與木糖醇質(zhì)量比為1∶2.0、卡拉膠添加量為0.4%、檸檬酸添加量為0.10%。此條件下紅樹莓果醬的品質(zhì)最好、香氣濃郁、評分最高、口感細膩且組織狀態(tài)良好。貯藏時間和溫度對紅樹莓果醬的總多酚、總黃酮、花青素、水分活度、可溶性固形物、pH值和顏色均有明顯影響。相對于25℃，4℃可能是貯藏該果醬的最佳溫度。本文為紅樹莓的食品方面開發(fā)及利用提供了重要的理論依據(jù)，并為開展樹莓果醬的工業(yè)化提供思路。