低糖柑橘芒果復合果醬的微波加工工藝優化及品質分析

熊榮園，梁洪，魏玲，蔡韻凝，鄧文娟，唐艷

1.南充職業技術學院（南充 637000）；2.成都市食品檢驗研究院（成都 610000）

柑橘在我國的種植范圍廣、產量高，其營養豐富，不僅水分、碳水化合物、維生素、礦物質、有機酸含量高，而且還含有類黃酮、單萜、香豆素等生物活性成分[1-4]。柑橘可調節人體新陳代謝，減緩疲勞，降低體內膽固醇含量，預防心腦血管疾病，同時具有利尿通絡、理氣消滯等功效[5]。芒果屬于熱帶亞熱帶水果，素有“熱帶果王”之美稱，與蘋果、柑橘、葡萄、香蕉并稱世界五大水果[6]。芒果果肉的含糖量為14%～16%，同時還含有氨基酸、芒果酮酸、維生素A、B族維生素、維生素C、胡蘿卜素及多種人體所需要的鈣、磷、鐵等礦物質，具有美膚、明目、抗癌、抑菌、調節腸胃等功效[7-9]。

果醬是水果精深加工的產品之一，是由果膠、糖、酸等成分熬制而成的糖制品，其稠度適中，糖酸比高，且具有良好的色澤、風味和穩定性[10-11]。水果加工成果醬后，既改變水果原有的口感和品質，也延長保存期，提高了經濟效益。傳統果醬生產是按比例混合所有配料組分，進行加熱濃縮，通過破壞水果的細胞結構，溶出果膠，增加果醬的稠度，達到要求的可溶性固形物含量。通過長時間高溫加熱會產生焦糖化反應而影響色澤，破壞維生素C等營養物質[12]。微波加熱是被加熱物體內部產生的熱量，因容易穿透果醬，均勻加熱，熱效率高，反應靈敏等優點，可以提高果醬的感官和營養品質[2]。

試驗以去籽和去核后的柑橘和芒果為主要原料，破碎勻漿后按比例混合，以木糖醇為甜味劑，通過微波加熱制作柑橘芒果的低糖復合果醬。以柑橘勻漿添加體積分數、木糖醇添加質量分數、微波功率和微波加熱時間為因素，采用單因素試驗和響應面法對復合果醬的品質影響進行研究，選出最佳的工藝參數，測定最佳工藝條件下的柑橘芒果復合果醬的理化和微生物指標，保證符合國家標準，為開發低糖柑橘復合果醬系列奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

柑橘、芒果（購自南充市高坪區江東農貿市場）。

β-環狀糊精、果膠、檸檬酸、木糖醇（均為食品級）。

1.2 試驗設備

M1-201B、PC23M6W微波爐（蕪湖美的廚房電器制造有限公司）；DY89-11電動玻璃勻漿機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；2WAJ阿貝折射儀（上海光學儀器廠）。

1.3 工藝流程

柑橘、芒果→挑選清洗→去皮去籽→切片→打漿→脫苦→混勻→調配→微波濃縮→灌裝→密封殺菌→冷卻→成品→感官評定→成品質量指標測定

1.4 工藝要點

1.4.1 切片

柑橘、芒果洗凈后去皮和去籽，分別切成約3 mm厚的果片。

1.4.2 打漿

分別將切后的柑橘和芒果片放入高速勻漿機中進行破碎，得到柑橘及芒果原漿。

1.4.3 脫苦

柑橘原漿采用β-環糊精進行脫苦處理[13-14]。

1.4.4 混勻

將柑橘和芒果果漿按比例攪拌混合均勻。

1.4.5 調配

添加0.75%的果膠、0.50%的檸檬酸和一定量的木糖醇進行甜酸比的調配。

1.4.6 微波濃縮

在不同微波功率下，將調配好的原料進行加熱濃縮。

1.4.7 灌裝

濃縮后即刻裝罐，裝罐量控制在距瓶口6～8 mm的頂隙為宜，以防果醬外溢而污染瓶口。

1.4.8 密封殺菌

裝罐后需立即密封，并在沸水浴中進行高溫殺菌10 min。

1.4.9 單因素試驗

通過設定柑橘勻漿添加體積分數分別為（30%，40%，50%，60%和70%）、其余為芒果勻漿，木糖醇添加質量分數（12%，14%，16%，18%和20%）、微波功率（500，600，700，800和900 W）、微波加熱時間（8，10，12，14和16 min）進行單因素試驗，感官判定果醬濃縮效果，確定響應面優化微波加工柑橘芒果復合果醬的因素水平。

1.4.10 響應面優化柑橘芒果復合果醬的工藝條件

選擇柑橘勻漿添加體積分數、木糖醇添加質量分數、微波功率和微波加熱時間為影響因素，以感官評分為響應值，利用Design Expert中的Box-Behnken法設計四因素三水平的響應面試驗并進行分析，確定微波加熱柑橘芒果復合果醬的工藝條件[14]，因素水平見表1。

表1 響應面試驗設計表

1.5 感官檢測

選有品評經驗的10人構成評定小組，從色澤、風味、組織狀態、涂抹性4個方面對柑橘芒果復合果醬進行感官質量評定[15-16]，感官檢驗評定標準見表2。

表2 感官檢驗評定標準

1.6 品質分析

1.6.1 理化指標的測定

理化指標測定包括可溶性固形物、pH、水分、總糖、鉛含量等，綜合分析復合果醬的品質。按照GB/T 10786—2022《罐頭食品的檢驗方法》測定可溶性固形物、pH；按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》測定水分；采用苯酚硫酸法測定總糖[17]；按照GB 5009.12—2017《食品安全國家標準 食品中鉛的測定》中第三法火焰原子吸收光譜法測定鉛含量。

1.6.2 微生物指標的測定

果醬中菌落總數的測定按照GB 4789.2—2022《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》；大腸菌群的測定按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》的平板計數法；致病菌主要檢測金黃色葡萄球菌，按照GB 4789.10—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 金黃色葡萄球菌檢驗》定性檢驗。

1.7 數據處理

數據的處理分析主要采用Design Expert 11和Microsoft Excel 2016進行。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 柑橘勻漿添加體積分數對復合果醬的感官品質影響

柑橘勻漿添加體積分數分別為30%，40%，50%，60%和70%，木糖醇添加質量分數16%，微波功率800 W，微波加熱時間12 min，其復合果醬的感官評定結果如圖1所示。

圖1 添加不同體積分數柑橘勻漿的感官評分

隨著柑橘勻漿添加體積分數逐漸增加，柑橘芒果復合果醬的感官品質先上升后下降，通過感官評分得出柑橘勻漿添加體積分數為50%時，柑橘芒果復合果醬評分為86.63分，此時，柑橘芒果復合果醬顏色為橙黃色且有光澤，柑橘和芒果的果香濃郁，風味明顯，混合的比例適宜。

2.1.2 木糖醇添加質量分數對復合果醬的感官品質影響

柑橘勻漿添加體積分數50%，木糖醇添加質量分數分別為12%，14%，16%，18%和20%，微波功率800 W，微波加熱時間12 min，其復合果醬的感官評定結果如圖2所示。

圖2 添加不同木糖醇量的感官評分

不同木糖醇添加質量分數對于復合果醬的品質有較明顯差異。隨著木糖醇添加質量分數的增加，柑橘芒果復合果醬的感官品質先緩慢上升后快速降低，木糖醇添加質量分數16%時，感官評分為87.51分，品質最佳。木糖醇含量增加，復合果醬的甜度升高，口感逐漸適宜，木糖醇添加質量分數超過16%，復合果醬的甜度過高，品質反而降低。

2.1.3 微波功率對復合果醬的感官品質影響

柑橘勻漿添加體積分數50%，木糖醇添加質量分數16%，微波功率分別采用500，600，700，800和900 W加熱，微波加熱時間12 min，其復合果醬的感官評定結果如圖3所示。

圖3 不同微波功率的感官評分

復合果醬的品質受微波功率影響較大，隨著微波功率的增加，復合果醬的感官評分先升高后降低，微波功率低，復合果醬不穩定，色澤淺，涂抹性差，微波功率為800 W時，感官評分為86.69分，柑橘芒果復合果醬的感官品質最好。

2.1.4 微波加熱時間對復合果醬的感官品質影響

柑橘勻漿添加體積分數50%，木糖醇添加質量分數16%，微波功率采用800 W，加熱8，10，12，14和16 min，不同微波加熱時間對柑橘芒果復合果醬的感官評定結果如圖4所示。

圖4 不同微波加熱時間的感官評分

微波功率800 W時，不同微波加熱時間對復合果醬的品質影響呈先升高后降低的趨勢，最佳微波加熱時間為12 min，其復合果醬的色澤、滋味口感、組織狀態及涂抹性最好，感官評分最高，為87.89分，復合果醬顏色橙黃有光澤，質地均勻，黏稠度適宜，易于涂抹，品質最佳。

2.2 響應面優化澄清復合果醬的工藝條件

在單因素試驗結果基礎上，選取柑橘勻漿添加體積分數（A）、木糖醇添加量（B）、微波功率（C）和微波加熱時間（D）進行響應面優化試驗，四因素三水平的27個處理組合的結果如表3所示。

表3 響應面設計及感官評分結果

由表3可知，采用Box-Behnken法對27個組合結果進行多元線性關系分析，二次回歸方程模型為感官評分=89.05-0.462 5A-0.531 7B-0.542 5C+1.03D+0.327 5AB-0.070 0AC-1.01AD+0.840 0BC-1.19BD-2.62CD-2.34A2-2.92B2-4.83C2-3.04D2。

為說明因變量受自變量的干擾程度和二次回歸方程模型的有效性，對二次模型進行方差分析，結果見表4。

表4 二次模型方差分析表

二次回歸方程中因變量與自變量因素的模型P＜0.01，極顯著，失擬項P=0.239 8＞0.05，不顯著，二次回歸模型中的R2為0.970 2，Radj2為0.935 4，變異系數為0.871 5%，兩者相差較小，說明響應面試驗設計可靠，所擬合的二次回歸方程的可信度高，可應用該回歸模型預測復合果醬的微波加工的參數條件。

比較回歸二次模型方差分析中的F值大小可知，在各因素-1～1水平范圍內，影響柑橘芒果復合果醬品質的4個因素順序為微波加熱時間＞微波功率＞木糖醇添加質量分數＞柑橘勻漿添加體積分數。微波加熱時間對感官品質的影響極顯著，柑橘勻漿添加體積分數、木糖醇添加質量分數和微波功率對感官品質的影響顯著，交互項BD、CD和二次項A2、B2、C2、D2對感官品質影響為極顯著，交互項AD、BC對感官品質影響為顯著，木糖醇添加質量分數、微波功率和微波時間相互之間有交互作用，可信度較高，可用此模型理論預測復合果醬工藝優化參數，見圖5和圖6。

圖5 不同因素交互作用的響應面圖

圖6 不同因素的交互作用的等高線圖

交互項AD、BC、BD、CD的等高線形狀呈現橢圓形，相應的響應面坡面的走勢較為陡峭，坡面上的感官評分有極大值，可以判斷其交互作用顯著，AB、AC的等高線偏圓形，相應的響應面坡面走勢較為平坦，交互作用不顯著，與二次模型方差分析一致。經過響應面試驗得到最佳的工藝條件：柑橘勻漿添加體積分數56.44%、木糖醇添加質量分數15.81%、微波功率790.70 W、微波加熱時間12.24 min，得到的感官評分理論值為87.84分。

2.3 驗證試驗

為提升試驗操作的方便性，將復合果醬工藝參數調整為柑橘勻漿添加體積分數55%、木糖醇添加質量分數16%、微波功率800 W、微波加熱時間12 min。為驗證響應面法所得結果的可靠程度，采用調整后的最優工藝條件進行3組驗證試驗，實際的感官評分為88.68分，與理論預測值（87.84分）接近，說明在一定程度上響應面優化的工藝條件具有可行性。

2.4 柑橘芒果復合果醬的質量指標

2.4.1 感官指標的結果

柑橘芒果復合果醬感官特點見表5。

表5 柑橘芒果復合果醬感官特點

2.4.2 理化指標的測定結果

以最佳工藝條件制作3瓶柑橘芒果復合果醬，根據1.6.1測定柑橘芒果復合果醬的理化指標，結果如表6所示。

表6 柑橘芒果復合果醬理化指標測定結果

2.4.3 微生物指標的測定結果

根據1.6.2測定復合果醬的微生物指標，結果如表7所示。

表7 柑橘芒果復合果醬微生物指標測定結果 單位：CFU/g

根據GB/T 22474—2008《果醬》[18]的質量標準，柑橘芒果復合果醬的理化指標水分、可溶性固形物、pH、總糖、鉛的含量、微生物指標都符合果醬的規定要求。微波加熱果醬的營養成分優于傳統直接加熱方式，耗時較短，可以代替傳統直接加熱制作果醬的效果，與Ibrahim等[19]報道的菠蘿果醬一致。

3 結論與討論

由試驗結果分析可知微波加工柑橘芒果復合果醬的最佳工藝：柑橘和芒果勻漿添加體積分數分別為55.00%和45.00%，另添加0.75%果膠、0.50%檸檬酸和16%木糖醇，微波功率800 W加熱12 min。測定得出最佳工藝制作的柑橘芒果復合果醬的可溶性固形物含量為50.26%，總糖含量為41.52%，pH為4.14，鉛含量小于0.40 mg/kg，微生物指標都符合國家標準。柑橘芒果復合果醬呈橙黃色、果香濃郁，凝膠性好，易于涂抹，品質優良。微波加熱使得柑橘芒果勻漿中的水分子快速碰撞，形成熱量促使內部水分以水蒸氣分子的形式快速蒸發[20]，從而可獲得組織細膩的柑橘芒果復合果醬，同時，木糖醇代替蔗糖，適合需要低糖飲食的人群，因此，具有較大的市場前景。