西梅小白杏复合果汁配方工艺优化及稳定性研究
时间：2023-01-15 18:10:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
尹俊涛，张雪梅，雷勇，代绍娟，刘艳怀
石河子开发区神内食品有限公司（石河子 832000）
西梅，原产美国加州，也称加州梅、新梅，常被称为第三代功能性水果[1]。西梅表皮深紫色，果肉呈琥珀色，其含丰富的维生素、纤维素、酸性物质、抗氧化物质[2]，同时含铁、钾等矿物质及微量元素，不含脂肪和胆固醇，具有降低血压、补气养血、助眠、延缓衰老、清热生津、润肠通便的功效，符合现代人健康饮食的要求，故又有“奇迹水果之美誉”[3-6]。近年来，我国新疆引进的西梅在阿克苏、巴音郭楞、喀什等南疆地区种植达区域规模化，西梅因含水量高、易腐烂，从而导致其不易保存[7]。对西梅的研究主要集中在栽培、果实化学成分及果皮色素的提取等方面的研究[8-11]，因西梅加工成西梅果汁其风味不是太突出，所以大部分西梅除鲜食外，就是加工成含糖量较高的西梅果干、西梅果脯、西梅果酱等[12-13]。西梅因其味道酸甜、汁液丰富而深受消费者的青睐。因此，对西梅进行精深加工，研制出一种风味、口感均较好的西梅复合果汁具有重要意义。
小白杏，属于普通杏（Prunus armeniacaL.）的中亚品种群（Central Asian），原产我国新疆，也仅在新疆分布和种植，有“中国杏乡”之称[14]。小白杏含糖量较高、含酸较低，果实表面光洁，果肉黄中透白，汁多味鲜，入口绵甜清爽，且含有的大量维生素C、17种氨基酸、β-胡萝卜素、黄酮类，以及钾、钙、铁、硒等多种人体所需要的矿物元素，对润肺化痰、清热解毒、预防心脏病及心肌梗死、防癌等有一定疗效，是一种营养价值与医疗保健价值较高的水果[15-17]。但新疆小白杏鲜果极难保存，主要是以鲜食或干制初加工销售，深加工较少。
据有关研究表明：王慕欣[18]以山楂和小白杏为研究对象，对复合饮料的影响因素进行研究；
伏强等[19]对枸杞西梅饮料的配方及工艺进行研究，未见到对西梅和小白杏复合果汁的研究。因此，以新疆的西梅和小白杏为主要原料，通过白砂糖、柠檬酸进行口感的调配，研制出一款营养丰富、香气浓郁、口感极佳的西梅小白杏复合果汁饮料，既能满足消费者对健康营养的需求，又利于西梅和小白杏生产实践的推广。
1.1 材料与试剂
西梅（采自新疆维吾尔自治区阿克苏地区）；
小白杏（采自新疆维吾尔自治区喀什地区）；
羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、黄原胶、白砂糖、柠檬酸、维生素C、柠檬酸钠（均为市售，食品级）。
1.2 仪器与设备
UW1020H电子天平（上海仪天科学仪器有限公司）；
YJGY-100高压均质机（天津特斯达食品机械科技有限公司）；
JIL-80型胶体磨（莱州龙骏机械有限公司）；
ZBS-DC600电磁炉（广东乘厨电器有限公司）；
HR2095搅拌机（飞利浦中国投资有限公司）；
PHS-3E酸度计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；
HH-8恒温水浴锅（苏州威尔实验用品有限公司）；
WYA-2W阿贝折光仪（邢台润联科技开发有限公司）。
1.3 试验方法
1.3.1 西梅小白杏复合果汁制备的工艺流程
1.3.2 关键工艺操作要点
1.3.2.1 西梅原浆的制备
选用无虫害且成熟度高的西梅鲜果，清洗干净并沥干表面水分，在水温≥95 ℃、时间7～8 s条件下进行热烫除去西梅果皮，倒入去核打浆机进行去核、打浆，加入维生素C进行预煮，冷却后过胶体磨进行磨浆，制得西梅原浆，备用。
1.3.2.2 小白杏原浆的制备
选择成熟度适中且无病虫的小白杏鲜果，用流动水清洗干净，进行预煮软化，倒入去核打浆机进行去核、打浆，过胶体磨进行磨浆，制得小白杏原浆，备用。
1.3.2.3 复合果汁的制备
将西梅原浆和小白杏原浆按照一定比例进行混合均匀，加入白砂糖、柠檬酸、稳定剂等辅料进行调配，制得复合果汁饮料。
1.3.2.4 均质、灭菌、灌装
将调配好的复合果汁饮料经高压均质机进行均质，均质压力20～26 MPa。灌装温度控制在90 ℃以上，杀菌温度95 ℃水浴，杀菌时间20 min。
1.3.3 单因素试验
试验以西梅原浆添加量（分别为10%，15%，20%，25%和30%）、小白杏原浆添加量（分别为5%，10%，15%，20%和25%）、白砂糖添加量（分别为2%，3%，4%，5%和6%）和柠檬酸添加量（分别为0.10%，0.12%，0.14%，0.16%和0.18%）4个因素为主要考察因素，以感官评价为指标，考察各个因素对复合果汁品质的影响。
1.3.4 正交试验
1.3.4.1 原辅料正交试验
在单因素试验基础上，以西梅原浆添加量、小白杏原浆添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量对复合果汁品质影响较大的4个因素为单因素，以感官评分为评价指标，进行L9(34)正交试验对复合果汁的配方进行优化，正交试验因素与水平见表1。
表1 原辅料正交试验因素水平表 单位：%
1.3.4.2 稳定剂正交试验
为保证产品在货架期的稳定性、防止分层现象的发生，西梅小白杏复合果汁饮料需要添加稳定剂来保持其组织状态的均匀稳定。由前期的试验得出，单一的稳定剂用于西梅小白杏复合果汁中，会出现果肉上浮或下沉现象，不能很好地保持产品的稳定状态。因此，选择耐酸性较好的黄原胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠为稳定剂进行复配，以感官评价标准为指标，设计L9(33)正交试验优化复配稳定剂的配比，正交因素与水平见表2。
表2 稳定剂正交试验因素水平表 单位：%
1.3.5 感官评价标准
具体参照GB/T 31121—2014《果蔬汁类及其饮料》[20]中的方法进行评价。邀请10位专家作为评价者，根据表3进行评价打分，以10组数据的平均分值作为最终得分。
表3 复合果汁感官评价标准
1.3.6 微生物及理化指标测定
1.3.6.1 感官评价
依据GB 7101—2015《食品安全国家标准 饮料》[21]进行评价。
1.3.6.2 可溶性固形物
具体参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》[22]进行测定。
1.3.6.3 总酸
依据GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》[23]进行测定。
1.3.6.4 微生物
采用GB 4789.15—2016《食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》[24]和GB 4789.2—2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》[25]中的方法对菌落总数、霉菌等进行检测。
2.1 西梅小白杏复合果汁的单因素试验结果与分析
2.1.1 西梅原浆添加量对复合果汁品质的影响
选择小白杏原浆添加量15%、白砂糖添加量5%、柠檬酸添加量0.14%，考察西梅原浆添加量分别为10%，15%，20%，25%和30%时对复合果汁品质的影响，结果见图1。
图1 西梅原浆添加量对复合果汁品质的影响
随着西梅原浆添加量的增加，感官评分先上升后下降。西梅原浆添加量小于15%，复合果汁中西梅的风味较弱。西梅原浆添加量15%时，感官评分最高达到86分，此时复合果汁的口感较好。西梅原浆用量高于15%，复合果汁中西梅的风味较重，掩盖了小白杏的香气。因此选择西梅原浆添加量10%，15%和20%为因素水平进行正交试验。
2.1.2 小白杏原浆添加量对复合果汁品质的影响
选择西梅原浆添加量15%、白砂糖添加量5%、柠檬酸添加量0.14%，考察小白杏原浆添加量分别为5%，10%，15%，20%和25%时对复合果汁的品质的影，结果见图2。
图2 小白杏原浆添加量对复合果汁品质的影响
小白杏原浆添加量15%时，复合果汁的口感极佳，感官评分达到86分。小白杏原浆添加量大于或小于15%时，复合果汁中小白杏的风味过浓或较淡，不利于感官评分。因此，选择小白杏原浆添加量10%，15%和20%因素水平进行正交试验。
2.1.3 白砂糖添加量对复合果汁品质的影响
选择西梅原浆添加量15%、小白杏原浆添加量15%、柠檬酸添加量0.14%，以白砂糖添加量3%，4%，5%，6%和7%进行单因素试验，考察其对复合果汁品质的影响，试验结果见图3。
图3 白砂糖添加量对复合果汁品质的影响
随着白砂糖添加量的增加，感官评分先增加后降低。白砂糖添加量5%，感官评分最高达到88分，此时的复合果汁口感酸甜适口。白砂糖添加量小于5%时，经感官评价，甜度较差，具有西梅的酸味，复合果汁饮料口感酸甜不协调。白砂糖添加量大于5%时，因白砂糖添加量过高，口感过于甜腻，影响复合果汁原有的风味。因此选择白砂糖添加量4%，5%和6%为因素水平进行正交试验。
2.1.4 柠檬酸添加量对复合果汁品质的影响
选择西梅原浆添加量15%、小白杏原浆添加量15%、白砂糖添加量5%，以柠檬酸添加量0.10%，0.12%，0.14%，0.16%和0.18%进行单因素试验，考察不同柠檬酸添加量对复合果汁口感的影响，结果见图4。
图4 柠檬酸添加量对复合果汁品质的影响
随着柠檬酸添加量的增加，感官评分先增加后降低。柠檬酸添加量0.14%时，感官评分最高，此时复合果汁饮料口感酸甜适口，西梅和小白杏的风味突出，色泽也较好。因西梅中本身含有酸性物质，柠檬酸添加量需严格控制，保证复合果汁具有应有的风味和口感。柠檬酸添加量小于0.14%时，有略微的酸味，并且由于小白杏中含有一定糖分，削弱这种酸味，使饮料的口感平淡。柠檬酸添加量大于0.14%时，经过感官品评其酸味明显加重，加之西梅固有的酸味，使复配后的饮料偏酸。因此为得到口感和风味较和谐的复合果汁饮料，选择柠檬酸添加量0.13%，0.14%和0.15%为因素水平进行正交试验。
2.2 复合果汁正交试验结果分析
2.2.1 复合果汁的配方优化正交试验结果分析
通过单因素试验，确定西梅原浆添加量、小白杏原浆添加量、白砂糖添加量、柠檬酸添加量4个因素为变量进行正交试验来优化复合果汁的配方，试验结果见表4。
表4 配方优化正交试验结果
通过正交试验结果分析得出：影响复合果汁品质的因素主次顺序为B＞A＞C＞D，即小白杏原浆添加量＞西梅原浆添加量＞白砂糖添加量＞柠檬酸添加量。西梅小白杏复合果汁的最佳配方条件为A2B2C1D1，即西梅原浆添加量15%、小白杏原浆添加量15%、白砂糖添加量4%、柠檬酸添加量0.12%。由于正交试验中未出现最优组合，所以对西梅小白杏复合果汁的最佳配方工艺调制进行验证试验3组，数据取平均值。结果显示，西梅小白杏复合果汁的综合评分93.5分，高于正交试验中各组合的分值，此条件下所得到的复合果汁风味独特、酸甜适口。
2.2.2 复合果汁的稳定剂正交试验结果与分析
由表5的正交试验中R值得出：对西梅小白杏复合果汁稳定性影响因素的主次顺序为A’＞B’＞C’，即黄原胶添加量＞羧甲基纤维素钠添加量＞海藻酸钠添加量。由k值可以得出，复配稳定剂的最优组合为A’1B’2C’2，即黄原胶添加量0.02%、羧甲基纤维素钠添加量0.03%、海藻酸钠添加量0.02%。此条件下制得的复合果汁在货架期内组织状态均匀稳定，不会出现果肉上浮或沉淀的现象。
表5 稳定剂正交试验结果
2.3 产品质量指标的检测结果
产品色泽：色泽明亮均一，呈浅黄色。组织状态：产品组织状态均匀，无肉眼可见的杂质。口感及风味：口感酸甜适口，具有西梅和杏特有的滋味，无异味。理化指标：可溶性固形物（20 ℃折光计法）11%、总酸（以柠檬酸计）2.5 g/L。微生物指标检测结果：菌落总数≤1 CFU/mL，大肠杆菌≤2 CFU/mL，致病菌未检出。
在单因素试验基础上，采用正交试验对西梅小白杏复合果汁进行配方优化，确定最佳配方工艺：西梅原浆添加量15%、小白杏原浆添加量15%、白砂糖添加量4%、柠檬酸添加量0.12%、黄原胶添加量0.02%、CMC-Na添加量0.03%、海藻酸钠添加量0.02%。在此配方工艺条件下，制备的复合果汁饮料，具有西梅和杏特有的香气，酸甜适口，组织状态均匀稳定，适合大众消费，具有较好的市场前景。
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