紅果參果醬加工工藝研究

王 健，徐文芬，孫慶文，祝久潔，陳春伶，萬曉霞，田 蓓

（1.貴州中醫藥大學 藥學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州創興農業發展有限責任公司，貴州 銅仁 554300）

0 引言

紅果參，又名蜘蛛果，基源為桔梗科植物輪鐘花Cyclocodon lancifolius (Roxburgh) Kurz，其根、莖葉均可入藥，具有益氣補虛、祛瘀止血、散結止痛等效用[1-2]。紅果參果實營養豐富，多糖可達到45.80%，總多酚、總黃酮、總花色苷分別能達18.85%，1.77%，1.14%，是一種新的天然抗氧化劑，有一定的保健作用和潛在抗糖尿病活性[3-7]。目前，紅果參已從野生到基地的規范化種植，果實成熟期從11 月至翌年3 月，成年單株可采收果實0.5～1.5 kg，產量大，在我國西南地區作為經濟水果帶動了當地的產業扶貧和經濟發展[3，8-9]。

紅果參成熟果實酸甜滋補、鮮美可口，但存在鮮食期短，以其為主原料的食用產品發掘不足等問題；當前僅有果干的制作工藝報道[10]，附加值還未得到提高，且成熟果實大量采收后容易造成積壓滯銷，加之采收和儲運過程中造成的外皮損傷易致使鮮果酸敗，造成大量經濟損失。因果醬是利用水果本身特性，添加適宜的糖、酸熬制后得到的一種濃稠半凝固狀食品，具有風味獨特、色澤鮮艷、口感怡人、存儲時間長等特點，是新鮮水果可選的一種保存方式[11]。相關研究表明，紅果參果實中含有豐富的果膠和多糖，是制作果醬的一種良好原料[7，12]。以紅果參成熟果實為主原料，通過打漿料液比，白砂糖、檸檬酸、果膠添加量的單因素考查，使用正交設計篩選優質的果醬配方，研制一種添加劑比例小、綠色可口、香味獨特的紅果參風味果醬；同時，研究考查加熱滅菌對果醬口感、質構特性及原花青素含量影響，以期促進西南地區紅果參種植的經濟效益，助力紅果參系列產品附加值的提高，為紅果參果醬進一步開發提供參考。

1 儀器及材料

1.1 原材料

紅果參成熟果實，2021 年11 月購于貴州省銅仁市萬山種植基地；白砂糖（食用級，20211020）、無水檸檬酸（食用級，20210410）、高純果膠（食用級，20210410）。

1.2 儀器

AW-25-B 型便攜式果汁機，佛山德順愛威電器有限公司產品；YXQ-LS-75SⅡ型立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海東亞壓力容器制造有限公司產品；FB223型電子天平，上海舜宇產品；BSA224S，賽多利斯產品；HH-4 型恒溫水浴鍋，常州市華普達教學儀器有限公司產品；TA-Touch 型質構儀，上海保圣實業發展有限公司產品；UV-5900 型紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司產品；SW-CT-27D 型潔凈工作臺，上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品；滴定管、密封罐等。

1.3 試劑

孟加拉紅培養基、胰蛋白胨、酵母浸膏、瓊脂，均為生化試劑；氫氧化鈉、鹽酸、亞鐵氰化鉀、無水葡萄糖、氯化鈉等，均為分析純；原花青素標準品純度95%，成都埃法生物科技有限公司提供。

2 試驗方法

2.1 果醬制作

2.1.1 工藝流程

果實→清洗→打漿→加入白砂糖、檸檬酸→加入果膠→加熱濃縮→裝罐→殺菌→冷卻→成品。

2.1.2 操作要點

（1） 打漿。將清洗后的成熟紅果參稱量，按比例添加飲用水并進行打漿。

（2） 配料。白砂糖、檸檬酸、高純果膠按果漿比例進行添加，先加白砂糖、檸檬酸，最后加入果膠并充分混勻。

（3） 加熱濃縮。混合的原料在80±1 ℃的條件下加熱攪拌1.5 h，使其凝膠、濃縮成型。

（4） 灌裝。將果醬趁熱灌裝于玻璃罐中，留有一定的頂隙；灌裝時應防止果醬沾在瓶口，灌裝用瓶、蓋事先經過滅菌。

（5） 殺菌。盛裝紅果參果醬的玻璃罐置85 ℃水浴中，讓熱水沒過瓶蓋，加熱滅菌20 min。

（6） 冷卻。采用分段冷卻，逐步降溫、冷卻。

2.2 紅果參果醬最優配方確定

2.2.1 單因素考查方案

以感官評價為依據，分別取果實約150 g，固定白砂糖添加量20% （相對于漿液量），檸檬酸添加量1.0%，果膠添加量0.3%，考查紅果參果實與飲用水的打漿比例（0.5 ∶1，1.0 ∶1，1.5 ∶1，2.0∶1，2.5∶1） 對紅果參果醬品質及其質構特性的影響；以料液比2∶1 打漿，果膠添加量0.3%，檸檬酸添加量1.0%，考查白砂糖添加量（15%，20%，25%，30%，35%，40%）；以料液比2∶1 打漿，白砂糖添加量30%，果膠添加量0.3%，考查檸檬酸添加量（0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%）；以料液比2∶1 打漿，白砂糖添加量30%，檸檬酸添加量1.5%，考查果膠添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）。

2.2.2 正交試驗方案

以感官評價各項指標及與之呈正相關的質構測定參數（硬度、膠著性） 為評價指標，設計果醬料液比（A）、白砂糖添加量（B）、檸檬酸添加量（C）與果膠添加量（D） 四因素三水平的正交試驗。應用CRITIC 權重分析法先將各項指標數據進行（實測值- 最小值） /（最大值- 最小值） 的歸一化處理，運用SPSS 26.0 計算相關性矩陣，再根據公式計算Rj、Cj，并求得各指標的權重系數[13]，各指標數據標準化后與相應權重乘積之和即得綜合評分。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2.3 紅果參果醬的加熱滅菌工藝考查

2.3.1 紅果參果醬制備

選用成熟的紅果參果實使用自來水對其進行清洗，將泥沙淘洗干凈，按優選工藝加入飲用水打漿，添加白砂糖、檸檬酸及果膠，80 ℃下加熱濃縮后分裝于50 mL 玻璃罐中，備用。

2.3.2 加熱滅菌工藝參數設置

果醬熱滅菌參數設定：灌裝樣品于85 ℃水浴20 min，編號85-1；85 ℃水浴30 min，編號85-2；95 ℃水浴20 min，編號95-1；95 ℃水浴25 min，編號95-2；95 ℃水浴30 min，編號95-3，未滅菌處理果醬編號80-0；滅菌完成后分段冷卻至室溫。

2.4 果醬感官評價

由經培訓的10 名專業品評員對果醬進行感官品評。品評員對果醬進行品嘗，在口中充分感受后咽入；每次品嘗前后用溫水漱口，每個樣品品嘗1 次，按色澤、形態、香氣、口感、涂抹性及組織狀態進行評分[14]。結果為各項評分的均分總和。

紅果參果醬感官評分見表2。

表2 紅果參果醬感官評分

由于加熱滅菌對果醬氣味影響較大，在滅菌果醬感官評分時對分值進行了調整，將香氣調整為20 分，涂抹性調整為10 分，組織狀態調整為20 分，總分90 分。

2.5 果醬質構測定方法

使用裝罐（玻璃罐，容積50 mL） 果醬進行測定，使用TA/0.5 探頭進行全質構下壓測試，測試前速度2 mm/s，測試速度2 mm/s，測試后速度2 mm/s，形變量30%，接觸點壓力5 gf，返回距離30 mm。

2.6 菌落總數、酵母和霉菌總數測定

菌落總數參照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數測定》測定、酵母和霉菌菌落數參照GB 4789.15—2016《食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》測定。

2.7 果醬原花青素測定

原花青素測定參考陳安平等人[15]的測定方法，吸取稀釋3.5 倍后的果醬稀釋液，以轉速4 500 r/min離心15 min，取上清液2～10 mL 容量瓶中，用甲醇定容至刻度，混勻，濾過。按標準曲線（Y=4.019 5X+0.013 4，R2=0.999 3） 制作方法，精密吸取1 mL 稀釋液至10 mL 具塞試管中，加入5%鹽酸/正丁醇溶液6 mL、硫酸鐵銨溶液0.2 mL，密塞，置沸水浴中精確加熱40 min，冰水浴15 min，用甲醇補足置刻度；以1 mL 甲醇溶液作空白，按樣品加入試劑，于波長546 nm 處測定吸光度，計算原花青素含量。

2.8 數據分析與處理

利用Microsoft Office 2019 錄入數據，使用SPSS26.0、Minitab 19 及Origin2021b 進行分析作圖。

3 結果與分析

3.1 單因素試驗結果分析

3.1.1 料液比考查結果

料液比對紅果參果醬質構特性的影響見表3。

表3 料液打漿比例對紅果參果醬質構特性的影響

由表3 可知，隨著果醬內的果實原料比例逐漸增大，原料中含有的果膠質量濃度隨之增大，凝膠強度趨于增強和穩定[16]。在質構特性上表現為硬度逐漸增大，黏聚性和回復性逐漸降低，膠著性無明顯變化趨勢。在感官評價方面，果醬感官評分整體上呈現了先升后降的趨勢，果醬香氣則隨料液比的增大而漸顯濃郁；料液比為0.5∶1，1.5∶1 時，果膠分子較為離散，果醬凝膠強度不高，醬體清稀，顏色鮮艷，可接受度差，感官評分較低；當料液比為2∶1 時果醬口味最佳、得分最高，故在后續單因素考查時選用該料液比。

3.1.2 白砂糖添加量考查結果

白砂糖添加量對紅果參果醬質構特性的影響見表4。

表4 白砂糖添加量對紅果參果醬質構特性的影響

由圖4 可知，隨著白砂糖添加量增大，醬體甜度在不斷提高，在口感評分項上表現出先升后降的趨勢。適宜的糖濃度能提高凝膠性能，紅果參果醬隨著白砂糖添加量的增多，凝膠強度有所增大[17]，醬體整體表現為黏聚性降低，硬度和膠著性增高。當白砂糖添加量為30%時甜度較適宜，評分最高，添加量增到40%時，甜膩感明顯增強，感官評分急劇降低；在后續考查檸檬酸、果膠添加量時，選用30%的添加量進行。

3.1.3 檸檬酸添加量考查結果

檸檬酸添加量對紅果參果醬質構特性的影響見表5。

表5 檸檬酸添加量對紅果參果醬質構特性的影響

由表5、圖1 可知，檸檬酸添加量為1.5%時，醬體顏色清新明亮、風味獨特、酸甜適宜、得分較高；檸檬酸添加量為1.0%～1.5%時，整體的感官評分較高，同時具有較好的護色效果；當添加量超過1.5%時，醬體過酸、口感較差、得分偏低。在果醬質構方面，果醬隨著檸檬酸添加量的增加，果膠凝膠強度發生改變；硬度、膠著性、黏聚性緩慢增高，回復性逐漸降低，這可能與凝膠的網絡結構的致密程度相關[18]。

3.1.4 果膠添加量考查結果

果膠添加量對紅果參果醬感官評價和質構特性的影響見表6。

表6 果膠添加量對紅果參果醬感官評價和質構特性的影響

由表6、圖1 可知，隨著果膠的添加，口感和組織狀態的感官得分上呈現先上升后下降的趨勢，在0.4%的果膠添加量時達到最高，這與果膠增強果醬內凝膠狀態有關。隨著果膠質量濃度增大，溶液中的羧基相應增多，從而增加三維晶型網狀結點數，增強氫鍵與疏水作用力，造成結構越致密及截留在網絡結構中水分子越多，凝膠強度增大[17]；在質構特性上表現為硬度升高，黏聚性、回復性降低，與料液打漿比考查結果相似。但當果膠過量添加后膠質感增強，食用感官得分降低。由此，在正交試驗中選擇感官得分較高的0.3%，0.4%，0.5%添加量用于正交優選。

單因素考查感官評價結果見圖1。

圖1 單因素考查感官評價結果

3.2 正交試驗

3.2.1 各項指標CRITIC 權重計算結果

CRITIC 權重計算方法是一種客觀的權重賦值法，相較于主觀的權重賦值方法更為科學合理[19]。利用正交試驗的感官評價及質構測定各項指標進行相關性分析，選定與感官評分呈正相關的紅果參果醬質構參數硬度、膠著性用于正交試驗的綜合分析。結果得到口感權重0.278 6，占比最高；其次為香氣（0.147 3） 和色澤（0.137 0），與日常人們選購果醬的主要影響因素趨于一致。同時質構參數硬度和膠著性權重各為0.106 2，0.104 5，與感官涂抹性（0.110 8） 和組織狀態（0.116 0） 評價相近。

3.2.2 正交試驗結果

正交試驗結果見表7。

表7 正交試驗結果

由表7 可知，影響紅果參果醬品質的主次順序為D＞C＞A＞B，即果膠添加量＞檸檬酸添加量＞料液比＞白砂糖添加量，最優組合為A2B2C2D3，即料液比2.0∶1 打漿，白砂糖添加量30%，檸檬酸添加量1.5%，果膠添加量0.5%。

3.2.3 驗證試驗

通過理論最優A2B2C2D3配方進行果醬制備，果醬硬度9.846 gf，膠著性6.076 gf，黏聚性0.620，回復性0.067，與單因素中果膠添加量考查時質構特性接近，偏差小；將驗證結果與正交試驗結果標準化后乘以權重，總分得到88.606 分（見表8），高于正交試驗中的試驗4，表明該配方下紅果參果醬具有較好的口感，同時具有良好的重復性。

正交試驗驗證結果見表8。

表8 正交試驗驗證結果/分

3.3 紅果參果醬的加熱滅菌工藝考察

3.3.1 菌落總數、酵母和霉菌總數測定結果

菌落總數、酵母和霉菌總數測定結果見表9。

表9 菌落總數、酵母和霉菌總數測定結果/CFU·mL-1

由表9 可知，各處理的紅果參果醬中的菌落總數符合GB 4789.2—2016 中的規定，酵母和霉菌菌落數符合GB 4789.15—2016 中的規定。

3.3.2 果醬滅菌后感官評價結果

紅果參果醬滅菌后感官評價及原花青素含量變化見圖2。

圖2 紅果參果醬滅菌后感官評價及原花青素含量變化

與未加熱滅菌果醬相比（圖2），加熱滅菌果醬芳香類物質發生轉變，整體上香氣得分降低，在口感上略有提升；而對涂抹性、組織狀態及顏色無明顯影響趨勢。

3.3.3 不同滅菌果醬質構特性的影響

加熱滅菌對紅果參果醬質構特性的影響見表10。

表10 加熱滅菌對紅果參果醬質構特性的影響

質構特性的測定結果表明，使用加熱滅菌處理后的果醬，在硬度特性上有增大趨勢，高于未做處理的“80-0”組，而在膠著性、黏聚性及回復性上無明顯影響。

3.3.4 加熱滅菌對原花青素的影響

原花青素有這極強的清除自由基和抗氧化活性，在醫藥、保健品、食品、日用化妝品等領域的應用日益廣闊[20]。經優工藝制作的紅果參果醬原花青素含量較高（1.23 mg/g），接近于陳安平等人[15]測定的市售藍莓果醬含量，具有較好的市場前景。但經高溫加熱滅菌后（圖2），果醬原花青素含量整體隨滅菌溫度升高和滅菌時間的延長而呈下降趨勢[21]。

4 結論

通過單因素試驗和正交試驗得到紅果參果醬的優選配方，料液比2∶1 打漿，添加30%白砂糖，1.5%檸檬酸，0.5%高純果膠配料，進行80 ℃加熱，攪拌濃縮1.5 h 后趁熱灌裝，制做的紅果參果醬色澤舒適、酸甜可口、原果實風味豐厚。果醬加熱滅菌考察結果表明加熱處理對感官評價及果醬質構特性無顯著影響，但在一定程度上會致使原花青素分解；且各處理組均未檢出菌落。綜合滅菌考查結果，建議紅果參果醬趁熱灌裝或裝罐后于85±1 ℃水浴中加熱滅菌20 min，均能達到果醬產品的無菌要求，利于果醬制作后期的儲存和運輸。

5 討論

紅果參果實營養豐富，具有多種保健功能，其根、莖葉可作藥材使用，是集藥用、食用和保健功能于一身的貴州特色藥食兩用新資源。貴州省是紅果參主要適生區，在紅果參種植方面具有天然優勢和潛力，且已推動建設貴州特色農業紅果參全產業鏈項目以賦能鄉村振興[22]。為更好促進紅果參產業的發展，研發優質、穩定且具有自主知識產權的紅果參產品是產業發展中不可或缺的一環。紅果參果醬制作工藝以果實整體為原料，充分了利用了果渣及細小種子，在80 ℃濃縮凝膠工序能使細小的紅果參種子受熱破裂，營養成分融入醬體，增添了特殊的口感和風味，提升了口感。同時，優選的原料配比及制作工藝耗時較短，對保持具抗氧化的多酚、原花青素類成分的穩定性較強，原花青素（原果實含量約為1.6 mg/g） 保留率同藍莓原料加工軟糖的花青素相近[23-24]。食用富含原花青素的食品有助于維持高血壓患者前期的血管彈性和正常血壓；同時原花青素可通過減少改善脂質代謝，減少氧化應激、調節腸道菌群等來應對肥胖及DSS 誘導的結腸炎，是一種具抗氧化性能優異的營養物質[25-27]。目前制得的紅果參果醬富含原花青素及多種營養成分[3]，但還未得到詳盡的闡明。后續能利用質譜技術分析醬體營養成分構成，探討果醬的營養和理化特性隨貯藏時間和溫度的變化，以期為紅果參果醬的貨架預期提供數據支持及科學參考，助力貴州省的紅果參扶貧產業。